北运河流域典型河流水体耗氧污染特征分析

以COD和NH+4-N为研究对象,阐述了北运河流域典型河流水体中耗氧污染物的时空变化规律,并结合COD组分特征分析,给出了河流水体主要耗氧因子。结果表明,河流水体中COD平均值为47.73 mg/L,接近地表水Ⅴ类标准,而NH+4-N质量浓度为9.08 mg/L,远超Ⅴ类水标准;流域河流水体中COD空间分布差异性不明显(CV=8.79%),而从上游至下游,NH+4-N质量浓度呈现降低趋势;从2005年至2011年,河流水体中COD和NH+4-N质量浓度分别从251.92 mg/L和11.15 mg/L降至44.77 mg/L和4.12 mg/L。河流水体中COD组分分析共检出31种有机化合物,其中上游包括难降解和易降解有机化合物,涉及生活源和农业源;下游多为难降解有机化合物,主要涉及农业源。NH+4-N已取代COD成为北运河流域河流水体主要耗氧因子。     

北运河下游沉积物中重金属污染特征及评价

围绕高污染状况下的污水补给河流的重金属污染问题,选取北运河干流不同类型河段及支流水体风港减河,采集河流沉积物,测定不同深度沉积物中的Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn,分析其历史分布累积及变化特征,并评估其污染状况.结果表明,沉积物中重金属分布存在空间和垂直(历史)差异.上游城镇型河段沉积物的重金属质量比较下游农村型河段(支流汇入前)的质量比高,方差分析显示二者有显著差异;从垂直(历史)分布看,Cu、Pb和Zn呈现由沉积物底层向表层逐渐增加的趋势.此外、支流沉积物重金属质量比高于附近干流,支流汇入后,干流沉积物重金属质量比明显升高,方差分析也显示支流重金属累积与支流汇入前的干流重金属含量存在显著差别.这表明支流水体对北运河干流的污染贡献不可忽视.沉积物质量基准毒性评价表明,北运河及其支流沉积物中Cr及Ni的生物毒害作用存在频繁发生的可能,并且主要发生在下游农村型河段及支流.     

三种酚类内分泌干扰物在珠江口不同水体中质量浓度分布的研究

应用固相微萃取衍生化与气相色谱质谱联用技术,对珠江口地区不同水体中3种酚类内分泌干扰物(pEDCs):辛基酚(OP)、壬基酚(NP)和双酚A(BPA)的质量浓度分布进行了调查.结果表明,淡水水体中3种pEDCs质量浓度为:饮用水水源最低,水产养殖鱼塘次之,其后依次是珠江河段(广州和中山河段)和污水处理厂,而垃圾渗沥液处理厂的质量浓度最高.垃圾渗沥液中OP、NP和BPA的质量浓度分别为1.58～4.35 μg·L-1、79.0～276 μg·L-1和862～18 891 μg·L-1.咸淡水水体中,深圳福田自然保护区NP质量浓度高于香港米埔自然保护区,平均值分别为0.88 μg·L-1和0.39 μg·L-1.两个保护区内BPA的质量浓度明显高于OP和NP的质量浓度.海洋水体中pEDCs质量浓度与部分淡水和咸淡水相当,其中东莞近海水域中NP的质量浓度比中山和深圳近海水域偏高(分别为0.76～1.12 μg·L-1和0.26～0.73 μg·L-1).垃圾渗沥液中pEDCs的污染严重,可能是周围环境水体受pEDCs污染的主要来源之一,直接排放到周围水体,对生物具有潜在的生态风险.     

基于生态毒性的再生水补给河流氨氮控制目标研究

再生水补给河流是解决城市景观用水缺乏的重要途径,但是再生水中的氨氮,特别是游离氨对水生生物的毒害作用也不容忽视.针对再生水补给河流的典型场景,根据物种敏感度分布法(Species Sensitivity Distribution,SSD),计算得到游离氨的属急性毒性基准最大质量浓度(Criterion Maximum Concentration,CMC)为0.093 mg/L.以保护95％水生生物为目标的河水氨氮控制目标分别为4.37 mg/L(水温T≤12℃)和1.73 mg/L(水温T＞ 12℃).根据再生水补给河流的不同比例(体积比),计算再生水的氨氮控制目标.当河流上游来水分别满足地表水环境质量标准Ⅳ、Ⅴ类水体要求和CMC值,再生水占混合后河水的比例为20％～100％且水温T＞ 12℃时,再生水氨氮控制目标分别为1.7～2.6 mg/L、0.6～1.7 mg/L和1.7 mg/L;当河流上游来水分别满足Ⅳ、Ⅴ类水体要求,再生水占混合后河水的比例为50％～100％且水温T≤12℃时,再生水氨氮控制目标分别为4.4～7.2 mg/L和4.4～6.7 mg/L.当河水全部由再生水组成时,推荐再生水的氨氮控制目标为1.7 mg/L(水温T＞12℃)和4.4mg/L(水温T≤12℃).     

盘龙江水及沉积物中酚类EDCs的污染特征及源解析

研究了云贵高原城市河流盘龙江水及沉积物中酚类内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)的污染特征及源解析,阐明了酚类EDCs的含量水平、分布特征、季节变化及污染来源,并估算了其排放到滇池的量。结果表明,盘龙江水及沉积物中普遍检出了酚类EDCs,其含量沿程变化呈现倒"W"型,枯水期的残留水平高于丰水期。除松华坝水库外,盘龙江水中的∑EDCs质量浓度为70~429 ng/L,沉积物中质量比为16~813 ng/g dw(干重),每年输入滇池的量约为43 kg/a,NP2EO、NP1EO和BPA是主要的酚类EDCs。NP2EO、NP1EO、4-NP、BPA、4-CP和4-tOP在水中的质量浓度分别达到202 ng/L、154 ng/L、17 ng/L、79 ng/L、3.3ng/L和4.7 ng/L,在沉积物中质量比分别达到352 ng/g dw、316 ng/g dw、18 ng/g dw、124 ng/g dw、5.5 ng/g dw和14 ng/g dw。酚类EDCs在水和沉积物中的含量具有较好的相关性,水体自净过程对污染起到了一定的缓解作用。与其他地区河流相比,盘龙江中酚类EDCs的残留处于中等偏下水平。酚类EDCs在市区河段含量明显高于郊区段,对该区域内的水生生物构成了潜在危害。     

灞河溶解性有机质三维荧光光谱特征及相对分子质量分布研究

为了研究溶解有机质(DOM)与水质的相关性,联合应用三维荧光光谱(3D-EEMs)和液相-有机碳-有机氮检测(LC-OCD-OND)技术,在河流上游源区、中游城镇与下游城市河段设置16个采样点,结合人类活动及河流地貌特征对灞河流域的影响,研究了西安市灞河水体DOM。结果表明,河水DOM主要由生物大分子、腐殖质类物质、腐殖质降解产物和低分子中性物质组成,平均质量浓度分别为0. 157 mg/L、1. 746 mg/L、0. 478 mg/L、0. 361 mg/L。类腐殖荧光物质(紫外光区富里酸和类腐殖酸)主要集中在相对分子质量为1 000～20 000的腐殖质类物质中,占DOM总量的46. 5%;类蛋白荧光物质(可见光区色氨酸和酪氨酸)主要分布在相对分子质量大于20 000的生物大分子和相对分子质量小于350的低分子中性物质中,约占DOM总量的15. 1%。从源头到入灞河口,河水DOM含量水平由高到低的顺序为城市河段、城镇河段、源区河段。灞河水体总体腐殖化程度较弱,陆生源DOM贡献较小,下游城市河段DOM中自生源指数(BIX)相对较高,微生物及藻类代谢活动旺盛,新生自生源较多。下游污水处理厂出水对灞河下游水体中DOM组成及水质的变化具有关键作用,影响河水营养状态的潜在因子包括TN、EC、DO、生物大分子、腐殖质类物质和低分子中性物质。因此,3D-EEMs及LC-OCD-OND联用技术可以用来表征河流水质的空间异质性,并对污染物组分进行定量化判别和来源解析。     

暴雨径流对海河干流水质的影响及排干水质要求的确定

以天津市海河上游河段为研究对象,模拟计算暴雨径流由二级河道排入海河干流后所造成的影响。采用EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型建立了海河干流上游河段的水动力和水质模型。在不同降雨重现期和干流入口流量的情况下,模拟了二级河道排放污染物COD、DO、NH3-N和TP等在海河干流的迁移转化规律。降雨重现期选取0.5 a、1 a、2 a、5 a、10 a和50 a。海河干流入口流量选取0、10 m3/s、20 m3/s、30 m3/s、50 m3/s、100 m3/s、150 m3/s和200 m3/s。海河干流的柳林控制断面为水质控制断面。当降雨重现期为10 a、干流入口流量为0时,柳林控制断面处COD、NH3-N和TP质量浓度分别超标73%、47%和197%,DO质量浓度只有3.16mg/L,水体污染严重。在保证柳林控制断面处水质满足水质要求的前提下,确定了各二级河道排干水质要求拟合曲线。当固定降雨量时,干流入口流量越小,二级河道排干水质的控制指标就越严;当固定干流入口流量时,降雨量越大,二级河道排干水质的控制指标就越严。根据二级河道排干水质控制指标,可计算各二级河道的排干水体的总截污量和DO补充量,为汛期海河水环境保护提供理论指导。     

基于地下水数值模型的蒸气入侵健康风险评估案例研究

某化工厂搬迁后拟开发为住宅用地,但其浅层地下水中存在的乙苯污染可能通过蒸气入侵途径进入人体,从而导致人体健康风险。建立了研究区的地下水污染数值模型,对各关注点进行了分时段蒸气入侵健康风险评估;并将所得评估结果与常规健康风险评估结果进行比较。结果表明,较常规健康风险评估方法,采用基于地下水数值模型的分时段健康风险评估方法所计算的致癌及非致癌健康风险水平,在中心点低1个数量级,在上游点及下游点低3~4个数量级。基于地下水数值模型的健康风险评估方法考虑了污染物的自然降解作用,因而避免了常规健康风险评估方法将现状质量浓度作为长期暴露质量浓度而导致的评估结果过于保守的缺点;基于地下水数值模型的健康风险评估还可以看出位于污染羽中心点、上游点及下游点各关注点在不同时段内的健康风险水平变化情况,因而可更好地指导风险控制决策。     

东营市挑河和神仙沟的河水重金属污染评价

为评价东营市挑河、神仙沟河水中重金属的时空分布、产生生物毒性的可能性及其综合污染水平,在夏季和秋季分别采集6个河水样品,监测7种重金属质量浓度。与国内外其他河流相比,研究区域河水中重金属(除Cd、Pb外)质量浓度均处于中等水平。大多数重金属在夏季质量浓度较高,且具有明显的空间分布。根据美国环保署制订的国家推荐性水质基准,各站位的Zn在两个季节均可能造成水生生物急性中毒;而大多数站位的Cu可能产生急性中毒(夏季)或慢性毒害(秋季)。改进型内梅罗指数计算结果表明,夏秋两季所有站位(除秋季1个站位外)的重金属综合污染水平达到严重等级,Hg对综合污染的贡献最大。Cu-Hg、Cu-Pb(挑河)及Cu-Pb-Cd(神仙沟)之间的显著正相关性与河流两侧分布的铜业、化工、电子、机械制造等企业的废水排放有关;河水Zn与上述元素大多呈显著负相关,其可能来源于沿河两侧路尘(含Zn)在河水中的沉降。     

四种典型虾池的磷含量及解磷细菌数量分析

针对滩涂土池、河口区土池、高位池、虾蟹混养土池4种华南典型对虾养殖池,对水体和沉积物中的磷含量及解磷细菌数量进行了比较分析。结果表明,高位池水体中活性磷酸盐质量浓度为0.308mg/L,显著高于其他3种池塘(p0.05),其他类型池塘均低于0.018mg/L。滩涂土池、河口区土池和混养土池底泥中的总磷质量比分别为506 mg/kg、1 049 mg/kg和660 mg/kg。不同类型池塘中的解磷细菌数量存在差异,滩涂土池及河口区土池底泥中无解磷细菌检出,高位池和混养土池水体解磷细菌分别为2.67×10~3CFU/m L和2.07×10~3CFU/m L,其中解磷细菌数量占异养细菌的比例均低于3.10%。研究表明,不同类型虾池底泥中的总磷水平高,但水体中活性磷酸盐质量浓度较低,且池中的解磷细菌数量低。针对这一状况,可考虑科学提升环境中解磷细菌的数量水平,促进池塘的磷循环,有助于消减养殖时潜在的磷污染风险。     

滇池环湖污水处理厂中酚类EDCs的存在、去除及归趋

研究了滇池环湖8座污水处理厂(Wastewater Treatment Plants,WWTPs)中酚类内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)的存在、去除及归趋,阐明了该类物质的浓度水平、分布特征及环境归趋,明确了处理工艺及运行参数对酚类EDCs去除效果的影响,评估了出水和污泥外排对环境的污染负荷。结果表明:污水处理厂进水、出水和污泥中普遍检出了酚类EDCs,NP2EO、NP1EO和BPA是主要的酚类EDCs;8座污水处理厂进水中∑EDCs的质量浓度为2039~5 066 ng/L,出水中为420~1 536 ng/L,污泥中质量比为1 210~9 465 ng/g dw(dry weight,干重),总去除率为32%~89%;不同污水处理工艺对酚类EDCs的去除效率存在较大差异,3AMBR和A2/O工艺的去除效果较氧化沟和ICEAS工艺有明显的优势;不同的工艺参数对酚类EDCs去除的影响存在一定差异,深度处理、污泥龄和辛醇-水分配系数对酚类EDCs去除效果的影响较大;降解是污水处理厂中酚类EDCs的主要去除方式;三污、五污和六污污泥对酚类EDCs的吸附作用较强;昆明市每天进入污水处理厂的酚类EDCs总量约为3771 g,经处理后,出水外排27%。研究表明,滇池环湖污水处理厂出水及其剩余污泥具有一定的环境风险。