阿哈水库Fe,Mn污染控制水平研究

阿哈水库系贵阳市主要饮用水泊地，库水受Ｆｅ，Ｍｎ严重污染。其污染物来 河流输入的含Ｆｅ，Ｍｎ的点源和面源煤矿废水；以及来自水水库底库０．８ｍ厚，含高浓度Ｆｅ，Ｍｎ的沉积物，在夏秋季向库水释放形式的二次污染。因此，要控制库水污染，必须控制河流输入Ｆｅ，Ｍｎ的水平及库底沉积物的厚度，从而为控制Ｆｅ，Ｍｎ的污染提供科学依据。     

南沙群岛海域沉积物环境与间隙水中的铁锰

研究了南沙群岛海域泻湖及礁外沉积物间隙水中的Ｆｅ＾２＋、Ｍｎ＾２＋、浓度及其比值、沉积物－海水界面扩散通量、沉积物类型及其氧化还原环境。结果表明，间隙水中的Ｆｅ＾２＋、Ｍｎ＾２＋浓度泻湖高于礁外，Ｆｅ＾２＋（礁）／Ｆｅ＾２＋（泻）浓度比为０．２８，Ｍｎ＾２＋（礁）／Ｍｎ＾２＋（泻）浓度比为０．６６，Ｍｎ＾２＋／Ｆｅ＾２＋比值泻湖内为１．４７，礁外为３．５２，Ｆｅ＾２＋、Ｍｎ＾２＋均是从沉积物向上覆     

煤矿废水Fe,Mn处理技术研究

位于贵阳市饮用水源地阿哈水库的贵阳林东矿务局所属煤矿，排放的酸性矿井废水含高浓度ＳＳ、Ｆｅ、Ｍｎ，对水库水质造成较大影响，为保护水源必须对其废水进行治理。     

泸沽湖氧化还原边界层的季节性迁移及其对水质的影响

通过对云南泸沽湖孔隙水和沉积物垂直剖面Ｍｎ，Ｆｅ及其它氧化还原参数季节性变化规律的研究，建立了湖泊氧化还原边界层的季节性迁移模式，同时定量评估了重金属界面扩散作用对上覆湖水水质的季节性影响。结果表明，孔隙水和沉积物Ｍｎ，Ｆｅ浓度均呈明显的峰形分布，Ｍｎ，Ｆｅ峰的位置和形状以及其它氧化还原参数都表现出季节性变化的特点；     

阿哈水库沉积物中Fe,Mn的二次污染研究

通过对阿哈水库污染物，库边淤泥，土壤Ｆｅ，Ｍｎ的溶出表明Ｆｅ在ＰＨ值为４，６，８，１０时，溶出率分别为１０＾－１，１０＾－２，１０＾－３，１０＾－４数量级；Ｍｎ在ｐＨ值为４－８时，溶出率则为１０＾－１－１０＿６２数量级，ｐＨ值为１０时，溶出率为１０＾－３数量级。     

羟基聚合氯化铝铁溶液的形态分布特征

采用改进的Ａｌ＝Ｆｅ－Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法定量研究了ＨＰＡＦＣ的形态分布，结合酸解聚实验和酸反一实验结果，综述了其形态分布特征，在碱化度Ｂ为１．０～２．０内，ｎＡｌ／ｎＦｅ＝９：１时，单体和二聚体（Ａｌ＋Ｆｅ）达２０％～６０％，ｎＡｌ／ｎＦｅ＝５：５时达３０％～５０％，ｎＡｌ／ｎＦｅ＝９：１时，中间多在络合物（Ａｌ／ｎＦｅ＝５：５时达５％～２０％，ｎＡｌ／ｎＦｅ＝９：１时，溶胶（Ａｌ＋Ｆｅ）     

中和絮凝法去除矿坑废水中Mn,Fe的研究

采用石灰乳中和，聚合氯化铝铁（ＰＡＦＣ）絮凝沉降方法对煤矿矿坑废水中的Ｍｎ，Ｆｅ进行了去除试验研究，在选定的操作条件下，处理后，矿坑废水中的Ｍｎ的去除率≥９７％，Ｆｅ的去除率≥８６％，ＳＳ的去除率≥９５％，通过对中和吸附，絮凝沉降ＭｎＦｅ的机理分析，认为ＰＡＦＣ在ｐＨ〈９．０时ζ电位由正变负的电中和作用是确保处理后水体ｐＨ≤９．０；（Ｍｎ＾２＋）≤０．１ｍｇ／Ｌ；（Ｆｅ＾３＋）≤０．３ｍｇ／Ｌ的前     

破坏水库水温分层系统的能量效率估算:以金盆水库为例

为指导高效节能的破坏水库水温分层技术及系统的选择,需建立统一的能量效率基准.根据质量守恒和热量守恒定律,求出分层水库水体完全混合后的水温,计算水库水体混合前后的重心;采用库容以及与水温相关的密度等数据,对水深方向各微小水层的势能进行积分得到水体总势能,混合后水体总势能的增加量即为破坏分层所需的最小理论能量,应用耗电量估算法得到破坏分层所产生的最小碳排量;破坏分层系统的能量效率为破坏分层的最小理论能量与实际输入能量之比.以西安金盆水库为例,采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,应用该方法估算了水库不同季节破坏分层所需最小能量和扬水曝气破坏分层系统的能量效率.采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,计算破坏分层所需最小能量.结果表明随水体垂向温度梯度的增加而增大,在6~10月期间相对较高,7月达到最大值2432.08kW?h;该水库扬水曝气破坏分层系统的能量效率约为4%;在水温分层开始阶段运行破坏分层系统可有效降低破坏分层所需的能耗,减少碳排放量.     

贵阳市城市供水管网黄,黑水成因分析

当贵阳市自来水厂水水质Ｆｅ，Ｍｎ超饮用水标准时，其供水系统会出现黄黑水，Ｆｅ，Ｍｎ虽未超标，由于供水系统网因加氯出现的酸侵蚀和氧化还原反应，Ｆｅ，Ｍｎ沉积管壁，当沉积量较大和水力条件变化时也会出现黄，黑水，除上述成因外，水源水质稳定性的计算表明，进入管网的水源水质不稳定，同样也会出现黄，黑水，同时在研究的基础上提出了黄，黑水的防治技术。     

单种及混合培养条件下Fe、Mn对赤潮生物塔玛亚历山大藻(Alexandriumtamarense)生长的影响

研究了单种和两种混合世量培养条件下，Ｆｅ－ＥＤＴＡ（Ｆｅ＾３＋）、Ｍｎ（Ｍｎ＾２＋）浓度对甲藻塔玛亚历山大藻（Ａｌｅｘａｎｄｒｉｕｍ ｔａｍａｒｅｎｓｅ）生长及细胞大小的影响。同时考察了与其混合培养中的肋骨条藻（Ｓｋｅｌｅｔｏｎｅｍａ ｃｏｓｔａｔｕｍ）和圆筛藻（Ｃｏｓｃｉｍｏｄｉｓ ｃｕｓ ｓｐ．）的生长特性，结果表明在本实验的浓度范围内（Ｆｅ－ＥＤＴＡ，０－３．１５μｇ／Ｌ，Ｍｎ＾２＋，０－０     

A three-dimensional model for the transportation of Fe and Mn in Arha Reservoir

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｒｈａＲｅｓｅｒｖｏｉｒｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｐｌａｔｅａｕｒｅｇｉｏｎｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ.Ｔｈｉｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒ,ｗｉｔｈａｖｏｌｕｍｅｏｆ445ｍｉｌｌｉｏｎｍ3,ｗａｓｂｕｉｌｔｉｎ1960ａｎｄｉｓｔｈ?..     

Sediment pollution characteristics and in situ control in a deep drinking water reservoir

Sediment pollution characteristics, in situ sediment release potential, and in situ inhibition of sediment release were investigated in a drinking water reservoir. Results showed that organic carbon (OC), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) in sediments increased from the reservoir mouth to the main reservoir. Fraction analysis indicated that nitrogen in ion exchangeable form and NaOH-extractable P (Fe/Al-P) accounted for 43% and 26% of TN and TP in sediments of the main reservoir. The Risk Assessment Code for metal elements showed that Fe and Mn posed high to very high risk. The results of the in situ reactor experiment in the main reservoir showed the same trends as those observed in the natural state of the reservoir in 2011 and 2012; the maximum concentrations of total OC, TN, TP, Fe, and Mn reached 4.42 mg/L, 3.33 mg/L, 0.22 mg/L, 2.56 mg/L, and 0.61 mg/L, respectively. An in situ sediment release inhibition technology, the water-lifting aerator, was utilized in the reservoir. The results of operating the water-lifting aerator indicated that sediment release was successfully inhibited and that OC, TN, TP, Fe, and Mn in surface sediment could be reduced by 13.25%, 15.23%, 14.10%, 5.32%, and 3.94%, respectively.     

南亚热带地区水库夏季铁、锰垂直分布特征

铁(Fe)和锰(Mn)均为氧化还原敏感性元素,是水质评价的重要指标之一.为了解南亚热带地区供水水库夏季Fe、Mn的垂直分布特征,于2016年7月调查了粤东地区9座水库敞水区湖沼学变量和Fe、Mn浓度的垂直分布特征.在有明显温度分层的深水水库中Fe、Mn存在显著的梯度分布,表层水体中总Fe(TFe)、总Mn(TMn)以及溶解性Fe、Mn(DFe、DMn)的浓度显著(TFe,F=6.708,P=0.032;TMn,F=9.720,P=0.014;DFe,F=8.129,P=0.029;DMn,F=11.125,P=0.016)低于底层.5座深水水库底层水体中TFe、TMn平均浓度分别为0.399 mg·L~(-1)和0.422 mg·L~(-1),其中溶解态离子占70%以上,而在没有明显温度分层的浅水水库中,表层水体TFe、TMn以及DFe、DMn浓度略低于底层但无显著性差异(TFe,F=0.135,P=0.726;TMn,F=0,P=1;DFe,F=0.006,P=0.943;DMn,F=0.007,P=0.936),4座浅水水库底层水体中TFe、TMn平均浓度分别为0.110 mg·L~(-1)和0.089 mg·L~(-1),且主要以非溶解态存在.水体中TFe和DFe浓度与溶解氧(DO)浓度、p H值和深度呈显著相关关系(P0.05),与总磷(TP)、总氮(TN)浓度没有显著相关性.水体热分层及高的水体稳定性导致DO和p H值呈现明显的梯度分布,是导致深水水库Fe、Mn在水层间形成梯度分布的关键原因.深水水库底层水体低DO浓度和酸性条件有利于沉积物中Fe、Mn的释放,是导致Fe、Mn以溶解态存在的主要原因.同时,以红壤为主的土壤类型可能是该地区水体中Fe、Mn普遍较高的重要原因.以上结果表明,南亚热带地区夏季分层稳定的深水水库底层水体普遍存在Fe、Mn较高的现象,以深层取水的供水方式易出现Fe、Mn浓度超标,湖上层取水则可避免该问题.     

亚热带水库水质特征及沉积物内源污染研究

为探究沉积物内源污染对亚热带分层型水源水库（茜坑水库）夏季水质的影响,采用现场监测和室内模拟相结合的研究手段,于2020年5~9月对茜坑水库深水区水温、溶解氧、氮磷等进行了监测,并采用静态实验模拟法分析了茜坑水库沉积物的耗氧速率及沉积物中氮磷的释放通量.原位监测结果表明,5~9月,茜坑水库水温和溶解氧均处于分层状态,该时期水库底层水体溶解氧含量较低,为沉积物内源污染物的厌氧释放提供了条件;分层期底层水体氨氮和总磷浓度显著高于表层和中层（P<0.01）,相应的表层水体氨氮和总磷平均浓度分别为0.062mg/L和0.033mg/L,中层为0.058mg/L和0.037mg/L,底层为0.242mg/L和0.052mg/L.静态模拟实验结果表明,水体及沉积物耗氧均符合零级反应动力学模型（R²分别为0.987,0.989）,其中沉积物的耗氧速率处于较高水平,为1.03g/（m²·d）,约为水体的1.45倍;沉积物耗氧诱发等温层溶解氧降低并伴随沉积物内源污染释放,其中氨氮的释放极值为0.261mg/L,平均释放通量为7.36mg/（m²·d）,总磷的释放极值为0.108mg/L,平均释放通量为2.20mg/（m²·d）.内源氨氮和总磷的释放对水体贡献率分别可达27.98%和38.92%,沉积物氮磷释放对水库水质影响显著.     

洪泽湖沉积物中营养盐和重金属的垂向分布特征研究

为了揭示洪泽湖沉积物中营养盐和重金属的垂向分布特征,2008年6月采集了洪泽湖淮河入湖口附近、湖西和湖心3个柱状沉积物样品.通过测定分析其总氮、总磷、有机质和重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Al、Cr、Hg、Mn、As的垂向分布特征,揭示了营养盐演化规律及重金属污染历史.结果表明,淮河口附近沉积环境受淮河流域影响较大,营养盐中TN、TP、OM的含量分别为390.8～643.7、428.6～538.6、5 194.3～9 164.9 mg.kg-1,Zn、Cd、Al、Fe和Mn受人为影响较小,其余重金属人为影响较大.湖西区沉积环境受淮河及湖西周边城市影响,TN、TP、OM的含量为633.4～2 677.3、480.0～1 115.9、7 140.8～47 849.7 mg.kg-1,TN、OM和重金属污染程度从20世纪70年代末加剧,90年代以来有所改善,As和Cr受流域人类活动影响较大,其余重金属受人为影响较小.湖心来源主要为流域碎屑物质,TN、TP、OM的含量为904.7～1 585.4、526.3～750.1、10 635.6～19 020.6 mg.kg-1,营养盐和重金属相关性显著,垂向分布均相似,含量从底层至表层呈上升趋势.沉积柱中营养盐、重金属元素具有比较一致的污染特征,与洪泽湖流域发展阶段相吻合,洪泽湖沉积环境属于洪水冲刷型堆积模式(Turbidity Flood Model方式).     

利用DGT高分辨率研究沉积物孔隙水中重金属的浓度和释放通量

2006年5月采集了大辽河河段3个柱状沉积物,测定了沉积物的理化性质和重金属元素的含量,并利用常规离心方法和DGT方法测定了柱状沉积物孔隙水中重金属元素的含量.研究发现沉积物中Cd、Co、Cr和Cu元素含量高低的顺序依次是Cr>Cu>Co>Cd.用DGT方法测定的孔隙水中Cd、Co、Cr和Cu的浓度比用离心方法测定的浓度要低.DGT测定的孔隙水中Cd、Co、Cr和Cu的浓度c_DGT与离心方法测定的孔隙水浓度c的平均比值R分别为0.389、0.328、0.863和0.403,这说明沉积物中这几种金属从固相到液相的再补给速率大小遵循如下规律：Cr>Cu>Cd>Co.沉积物中Cd、Co、Cr和Cu元素的释放通量分别为1.12×１０^{-7～3.28×10-7　nmol/(cm2·s)、2.48×１０-7～10.40×10-7　nmol/(cm2·s)、8.80×１０-6～12.65×10-6 nmol/(cm2·s)和6.14×１０-6～13.93×10-6　nmol/(cm2·s).相关分析结果表明,Cd和Cu元素的迁移转化主要受有机质影响;而Cr元素的迁移转化除了受有机质影响外,还受铁锰氧化物影响比较显著;而Co元素可能受氧化还原电位影响较大.}     

藻源性黑水团环境效应:对水-沉积物界面处Fe、Mn、S循环影响

通过室内静态实验培养装置模拟了蓝藻细胞大量聚集、沉降死亡后对水-沉积物界面处Fe、Mn、S循环的驱动作用.结果表明,藻细胞沉降到沉积物表面50min内,溶解氧就消耗殆尽,形成厌氧、强还原环境,使得界面处大量的铁锰氧化物和硫化物发生厌氧还原.实验进行到第4d沉积物-水界面处Fe2+、Mn2+含量达到峰值,含量分别为4.40mg/L、2.35mg/L;实验结束时Fe2+含量表现下降,浓度仅为3.37mg/L;Mn2+急剧降低,浓度为0.97mg/L.而S2-含量变化则表现为第2d达到最高,含量为0.63mg/L;此后浓度一直降低,实验结束后浓度为0.12mg/L.在实验结束后测定的0～1cm处沉积物的ORP值为-150mV,表明沉积物处于强还原状态.藻体死亡引起的黑水团现象,在驱动沉积物中Fe、Mn、S发生强烈的生物地球化学过程的同时,也将对水体生态环境产生极大的影响.     

云贵高原湖泊沉积物一水界面铁、锰、硫体系的研究进展

通过对云贵高原湖泊沉积物一水界面铁、锰、硫体系的研究 ,揭示了湖泊铁、锰循环受氧化还原边界层、沉积物一水界面等多重界面的控制 ;湖水中硫酸盐的浓度制约着其扩散的物理过程 ,进而影响着硫酸盐还原作用 ;硫酸盐还原对铁、锰循环产生亚扩散层屏蔽效应 ;铁、锰循环伴随有微量金属元素的沉积后再迁移现象 ;沉积物一水界面为认识湖泊污染问题、有效地解决湖泊铁、锰的季节性污染等提供了科学依据。     

蓝藻水华及其降解对沉积物-水微界面的影响

模拟研究了不同条件下,蓝藻水华及其降解过程对沉积物-水微界面的影响.采用丙酮法测定水体中叶绿素质量浓度,溶解氧微电极测定界面溶解氧质量浓度,毫米级分层测定沉积物中营养盐与金属元素的垂直分布.结果表明,蓝藻水华及其降解过程改变了界面附近溶解氧环境和表层约3 mm深沉积物中营养盐与金属元素的垂直分布.扰动在蓝藻水华降解过程和C、P营养盐与Fe、Ca、Mg、Al和K等金属元素的早期成岩过程中起着重要作用.遮光加速了蓝藻降解,并且削弱了扰动的影响.无处理对照组沉积物表面出现了一层底栖藻,底栖藻的光合作用产生了氧气,造成表层1 mm沉积物中大部分营养盐与金属元素质量浓度和处理组间的显著性差异.相关分析结果表明,沉积物中P的垂直分布与Mn显著相关,其次是C.高分辨率研究结果可见,蓝藻水华及其降解过程在毫米级厚度内即对沉积物-水界面产生了影响.     

Distribution of mercury and methylmercury in river water and sediment of typical manganese mining area

Manganese (Mn) ores contain substantial concentrations of mercury (Hg), and mining and smelting of Mn ores can bring Hg into the surrounding aquatic environment through atmospheric deposition, leaching of electrolytic Mn residue and Mn gangue dump. However, limited is known that how these processes influence the environmental behaviors of Hg in waterbody. Therefore, the seasonal distribution and existing form of Hg in water and sediment in one Mn ore area in Xiushan County, Chongqing were investigated. Our results showed that the mean Hg and methylmercury (MeHg) concentrations in water (n=35) were 5.8 ± 4.6 ng/L and 0.22 ± 0.14 ng/L, respectively. The mean Hg concentrations in retained riverbed and fluvial bank sediment (n=35) were 0.74 ± 0.26 mg/kg and 0.63 ± 0.27 mg/kg, respectively (the mean MeHg concentrations were 0.64 ± 0.40 µg/kg and 0.51 ± 0.30 µg/kg, respectively). It indicated that the mining and smelting of Mn ores were the main sources of anthropogenic Hg, and Mn may inhibit Hg methylation in rivers in Mn ore areas. Mercury in the bound to iron/ Mn (Fe/Mn) oxides of low crystallinity fraction (Hg-OX) accounted for 4.01% and 5.25% of the total Hg concentrations in the retained riverbed and fluvial bank sediment, respectively. The amount of Hg bound to Fe/Mn oxides in sediment increased significantly due to the manganese mining activities in the investigated area. Therefore, it could be hypothesized that high Hg concentrations in river sediment in Mn mining areas are closely related to high Mn concentration in sediment.