黑臭河道生物修复中氧化塘应用研究

氧化塘技术是有机废水、特别是生活污水处理的有效手段,在城市黑臭河道治理中,对于暂时无法截污的城郊河道,利用废弃的鱼塘,将其改造成氧化塘,对上游污水进行预处理。研究表明,生物氧化塘对上游黑臭水体具有较高的处理效率,在污水进水量为4320t/d以内(即污水停留时间为1.4d以上,容积负荷为CODcr:0.11kg/(d·m3)以下),O2:15.6kg/h的增氧曝气条件下,CODcr除去率在50%以上,NH3-N除去率在40%以上,经处理的黑臭水体在氧化塘出水口已形成由藻类、原生动物、浮游动物、鱼类等参与的多级食物链组成的复杂生态系统。在黑臭水体预处理基础上,通过底泥生物氧化、水体增氧、水体生态恢复等技术手段,对河道进行生物修复,能有效地消除水体黑臭、提高河涌水体自净能力,为城市黑臭河涌治理和养护提供了切实可行的方法。     

典型城市黑臭河道水体生物毒性研究

以黑臭为特征的城市内河污染近来受到关注,检测和分析污染河流水质的生物毒性对水质标识和生态评价十分必要。本研究逐月检测了温州市九山外河(JS River)和山下河(SX River)两条典型黑臭河道水样对斑马鱼、发光细菌和热带爪蟾胚胎的毒性效应。结果显示,黑臭河道水体对斑马鱼、发光细菌(青海弧菌Vibrio Qinghaiensis Q67)和爪蟾胚胎均具有毒性效应。以斑马鱼死亡率和发光细菌相对抑光率表征的水质综合毒性较一致,且以发光细菌更为敏感。爪蟾胚胎致畸实验主要通过存活率和畸形率来表征水体的毒性。3类生物监测均显示SX水体毒性明显高于JS整体毒性,这与两条河黑臭程度相一致。通过发光细菌检测水体综合毒性的分析,显示SX和JS水体毒性在5月-8月的夏季较高,冬春季节较低,表明黑臭河道水质毒性季节性变化与水体温度(T)和溶解氧(DO)值关系密切。本研究结果可为污染水体生物毒性检测和黑臭水体综合评价及后续治理提供依据。     

活水调度联合人工湿地治理黑臭水体应用研究

淮安市属于平原河网,经常出现河流静滞的水动力不足现象,加重城市内河的黑臭现象。为彻底消除黑臭,确保水域呈现“河畅、水清、岸绿、景美”的生态美景,根据研究区域污染源成因分析及整治条件,拟定了水质改善和水动力改善综合方案。利用自然高差及泵站提升的方式对新路圩河及周边3条河道进行泵闸联合调度,减少水体停留时间。同时设置人工湿地,通过生物修复治理黑臭水体。经改造后新路圩河水质由《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)劣Ⅴ类水体提升至Ⅳ类水体,水体流速提升至0.05 m/s以上,常规污染物去除率最高达90%,溶解氧和透明度提高30%。分析结果可为新路圩河流域治理及其他同类工程提供依据和参考。     

生物转笼耦合水生植物修复城市湖库黑臭水体

本文利用生物转笼耦合水生植物系统处理城市湖库重度黑臭和轻度黑臭水体,研究该系统对两种黑臭水体修复性能,以及强化系统脱氮除磷的方法。结果表明:重度黑臭水体系统修复可在4 d内快速消除黑臭,轻度黑臭水体修复时间可缩短至3 d。经处理,两种水体氨氮浓度降至8 mg/L以下,溶解氧浓度提升至5 mg/L以上,透明度提升至33 cm以上,氧化还原电位提升至100 m V左右。两种水体经系统修复5 d后,氨氮浓度达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类标准,水中氨氮基本转化为总氮(TN)。同时,系统兼具一定的TN、总磷(TP)去除能力。碳源促进微生物和植物耦合技术去除城市黑臭水体TN,TP。间断投加碳源,系统修复作用1周后可使水体TN,TP浓度由《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的劣Ⅴ类值改善至Ⅳ类以内。     

温州市九山外河污染治理技术集成应用与治理成效

阐述了浙江省温州市九山外河污染治理技术的集成应用及治理成效。九山外河的综合整治工程采用了外源调水、底泥生态疏浚、河岸带阻控、人工曝气复氧和生态浮岛等多项技术,整治后的九山外河水体黑臭治理初见成效,水质由原来的劣Ⅴ类水逐步改善为Ⅴ类或Ⅳ类水,水体生境和生物多样性都有了一定的提高;将治理后对河流的实际感受与预期期望进行比较,69．2％的居民认为河流治理工程得分在60分以上,对河流治理总体比较满意。最后,对九山外河治理后管理存在的问题进行了分析并提出了建议与对策。     

古廖涌黑臭水体生物修复及维护试验

利用生物氧化塘、底泥生物氧化、水体生物修复和河道生态恢复等技术，对广州市古廖涌黑臭水体进行治理．结果表明，在进水流量5000～8000m^3／d的高负荷工业废水和生活污水冲量下，通过生物治理，消除了水体黑臭现象，从上游到下游，水色由暗黄逐步转为黄、黄绿；在上游不断流入污水情况下，CODcr除去率达50％以上，NH3-N除去率为70％，H2S除去率达80％以上．从2003年8月到2004年3月，河道生物多样性逐步增加，先后出现枝角类、桡足类动物和鱼类．表明对于暂时无法截污的城郊河道，可以利用废弃的鱼塘、空地等对污水进行预处理，再通过上述措施和技术进行生物治理，可取得良好治理效果．本研究为城市黑臭河道，特别是暂时无法截污的城郊河道的治理和养护提供了一套切实可行的方法．图3参18     

中国城镇生态环境遥感监测现状及发展趋势

城镇生态环境是国家生态文明和美丽中国建设的重要组成部分,而目前中国城镇化快速发展过程中出现了重污染天气、黑臭水体、土壤污染、城市热岛效应等突出生态环境问题。环境监测是掌握城镇生态环境质量状况、环境管理和环境执法的基础,遥感技术在城镇生态环境监测中发挥着重要作用。文章主要从通常关注的空气质量、水体水质、土壤污染和生态资源4个方面,从遥感数据源、遥感监测模型方法、存在问题等方面概述目前中国城镇生态环境遥感监测的总体现状,指出目前存在城镇复杂地表高反射噪声与气溶胶多次散射引起污染气体反演的不确定性、现有算法无法适用于高浑浊的城镇黑臭水体和高清洁的饮用水源地这两类特殊光谱特征水体、城镇土壤污染难监测、城镇地表温度与生态要素高精度反演等技术瓶颈,以及时空分辨率低、监测精度不高、技术体系缺乏、专题产品少、业务应用程度低等问题与不足,提出中国城镇生态环境综合监测亟需攻克的系列监测要素精度提升关键技术、业务应用模式、服务模式等发展趋势,为中国新时期生态环境保护、打好污染防治攻坚战、城镇化建设等重要工作提供支持。     

黑臭河道生物修复中3种不同增氧方式比较研究

利用叶轮式曝气机、水下式曝气机、射流式曝气机等3种不同曝气方式的曝气设备进行了黑臭河涌曝气试验。研究表明，不同增氧方式对黑臭河道水体增氧效率不同，水下式曝气机、叶轮式曝气机均可在黑臭河道下游形成一段绿色水而，水车式曝气机下游变绿河段长度为15．7m，叶轮式曝气机下游变绿河段长度为6．3m，射流式曝气机不能形成明显的绿色水而。无论足河道水体增氧效果、CODcr、NH3-N去除效果，还足河道菌-藻生态系统的建口、自净能力的肩动，水下式增氧机均优于其它两种增氧机，而且存在投资少、安装维护方便、运行费用低等优点。适应于河道窄、水流缓、截污难度大的城郊中小型黑臭河道的治理。     

城市黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用研究

氮超标是目前许多城市黑臭河道治理过程中急需解决的突出问题。在外源输入有效控制后,底泥内源氮成为水体氮污染的主要来源。硝化与反硝化过程是削减底泥氮负荷和控制内源氮释放的重要途径,从硝化与反硝化耦合作用角度探讨底泥内源氮的行为,对于有效解决黑臭河道氮超标治理难题具有重要的现实意义。对此,文章首先通过理论分析探讨了影响底泥内源氮硝化-反硝化有效耦合的重要因素,认为溶解氧水平和缺氧微环境分布是非常重要的参数,在这矛盾平衡中影响着硝化-反硝化作用的进行。其次评述了黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用的研究现状,指出对于污染严重且受人为干扰频繁的城市黑臭河道,曝气扰动是影响底泥内源硝化-反硝化作用的重要因素。为了实现对底泥内源氮的有效控释,往往需要通过选择合理的曝气条件从影响溶解氧水平和缺氧微环境分布两方面来控制硝化-反硝化反应平衡。最后探讨了今后相关研究的发展动态,包括曝气扰动的合理界定、模拟试验装置的有效构建、水动力条件下底泥硝化与反硝化性能的合理评定以及其微生物机制系统分析。     

底泥再悬浮对上覆水水质的影响研究

城市水体黑臭问题正受到越来越多的关注,而水体中的悬浮物是水体污染物中的重要组成部分。以典型黑臭河流底泥和上覆水构建试验系统,研究底泥再悬浮对上覆水水质的影响。底泥再悬浮后,上覆水中颗粒物粒径立即显著升高,上覆水透明度急剧降低至10 cm以下,氨氮质量浓度升高至15~22 mg·L~(-1),氧化还原电位低于-12 m V,溶解氧低于1.1 mg·L~(-1),底层水体溶解氧甚至低于0.2 mg·L~(-1)。这表明底泥再悬浮是水体黑臭的重要原因之一。在沉降前期,上覆水中颗粒物粒径(D50)随沉降时间延长而显著降低,而在沉降中后期,水柱中各取样点颗粒物粒径稳定在3~4μm(D50)的小粒径水平,维持时间可达20-100 h。随着再悬浮次数增加,水柱恢复澄清的时间延长。底泥再悬浮使水中大粒径颗粒物加速沉降,水体浑浊程度的改善时间缩短,但对致黑的小粒径颗粒物影响较小,与此同时水体褪黑所需时间延长。随着底泥再悬浮-沉降次数的增加,水中硝酸盐氮、磷酸盐、CODCr的质量浓度均显著升高。其中,硝酸盐氮由0.4 mg·L~(-1)升高至0.7 mg·L~(-1),磷酸盐由0.2 mg·L~(-1)升高至1.2 mg·L~(-1),COD_(Cr)由370 mg·L~(-1)升高至524 mg·L~(-1),增幅分别为75%、500%、42%。底泥再悬浮会进一步加剧底泥中污染物向上覆水的释放。     

人工曝气复氧整治污染河流

向受到严重有机污染的河流充入溶解氧可以有效消除水体的黑臭,改善水质和恢复生态平衡。文章总结了纯氧增氧系统、鼓风机———微孔布气管曝气系统、叶轮吸气推流式曝气器和水下射流曝气设备等多种使用于河道人工曝气复氧的技术;并列举大量国内外的相关工程实例说明这些技术在实践中的有效性。     

零价铁原位控制底泥磷释放及联合磁性分离除磷技术

水体富营养化是常见的世界性水体生态系统障碍问题之一,给人类生产、生活造成了广泛而严重的影响,同时也是造成世界各地结构性缺水的重要原因之一。底泥磷释放是水体富营养化的重要原因,但目前常用的控磷技术往往成本较高,内源磷再释放风险仍然较大。该研究按铁-泥质量比1.00%、3.33%、5.00%、10.00%,分别向富磷底泥投加的铁粉来模拟零价铁控磷过程,通过分析3、7、14、21、28、35d内底泥磷形态的变化趋势,研究零价铁控磷过程及磁性分离除磷技术的应用前景。结果表明:底泥中水溶性磷、弱结合态磷是水体磷元素的主要来源,零价铁对底泥中高生物活性的弱吸附态磷(NH4Cl-P)去除率最高可达75%,对水溶性磷的去除率可达90%以上,向富磷底泥投加零价铁能够原位富集、降低内源磷生物有效性,阻断底泥向水体释磷的过程;零价铁原位控制底泥磷释放主要依赖于零价铁氧化形成的铁离子和铁氧化物与磷酸根的沉淀和共沉淀过程,加入零价铁后水溶性磷和弱结合态磷主要向铁结合态(Fe-P)转化,联合外加磁场后大部分可随铁粉拔出,最终达到安全高效地去除水体和底泥表层中高生物有效性磷的目的。该方法可以有效解决挖掘清淤、疏浚等控磷方法高成本、易反复的问题,为高效原位治理水体富营养化,保障湖泊、水库生态环境安全提供有价值的技术方法。     

重污染河道中浮游植物初级生产力特征

通过对苏州城市河道的调查研究发现,城市河道的浮游植物初级生产力与其它水体有明显不同。从2004年6月至2005年5月通过取样分析苏州苗家河水体浮游植物种类、数量和叶绿素a含量变化及采用黑白瓶法测定浮游植物产氧能力,结果表明：该河道氮、磷含量较高,浮游植物群落为绿藻一硅藻型,种类少,季节变化明显,水体中表层叶绿素a的含量低于底层。分析表层水体和底层水体叶绿素a的产氧能力发现,河道中浮游植物的光合产氧能力普遍较低。本文揭示了重污染河道中大量悬浮颗粒附着在浮游植物的体表,影响了浮游植物的光合产氧能力,是整个水体和底泥中的溶氧普遍较低的重要原因之一。探讨了重污染河道溶氧偏低产生黑臭的原因,为重污染河道的综合治理提供了参考。     

重污染河道中浮游植物初级生产力特征

通过对苏州城市河道的调查研究发现,城市河道的浮游植物初级生产力与其它水体有明显不同。从2004年6月至2005年5月通过取样分析苏州苗家河水体浮游植物种类、数量和叶绿素a含量变化及采用黑白瓶法测定浮游植物产氧能力,结果表明:该河道氮、磷含量较高,浮游植物群落为绿藻-硅藻型,种类少,季节变化明显,水体中表层叶绿素a的含量低于底层。分析表层水体和底层水体叶绿素a的产氧能力发现,河道中浮游植物的光合产氧能力普遍较低。本文揭示了重污染河道中大量悬浮颗粒附着在浮游植物的体表,影响了浮游植物的光合产氧能力,是整个水体和底泥中的溶氧普遍较低的重要原因之一。探讨了重污染河道溶氧偏低产生黑臭的原因,为重污染河道的综合治理提供了参考。     

水体微量有机物被动监测技术研究进展

被动采样技术是一种待测物自发地由环境向采样器传输的采样方法,相对传统采样方法其装置小、成本低、检出限低,获得的监测结果为一段时间内的环境平均水平.该技术在水环境微量有机污染物的监测中具有极大优势,随水体中新型污染物的不断出现,被动采样技术在水体中的应用范围也不断扩大.本文概述了近40年来对水体被动采样技术的研究,介绍了该技术的发展、原理以及在不同水体中对新型污染物的应用,详细总结了应用中的不确定性因素和校正方法,分析了该技术目前存在的问题,并对其未来发展趋势和应用前景进行了展望.     

高外源性藻类输入的城市河道嗅味物质分布特征及影响因素

利用顶空固相微萃取-气相色谱/质谱联用（HS-SPME-GC/MS）技术测定梁溪河干流及支浜8个点位水体及沉积物中6种嗅味物质浓度（二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、2-甲基异茨醇、土臭素、β-环柠檬醛和β-紫罗兰酮）,结合环境因子分析了6种嗅味物质的空间分布特征及其主要影响因素.研究结果表明,梁溪河水体及沉积物中嗅味物质以β-环柠檬醛和2-甲基异茨醇为主,其浓度最高值分别为342.70 ng·L^-1和2664.58 ng·kg^-1.梁溪河水体及沉积物中嗅味物质浓度在干流和支浜中的分布不一致,干流水体高于支浜水体,支浜沉积物高于干流沉积物.影响嗅味物质分布的主要原因可能是蓝藻水华大量输入引起的水体及沉积物营养物质增加及微环境的改变,表现为多种嗅味物质浓度与叶绿素浓度及TOC、TN和N/P呈正相关.由此,本研究为高外源性藻类输入城市河道的治理及异味问题防范提供理论支持.     

土壤重金属污染的植物修复技术综述

随着人类社会城市化和工业化不断发展,重金属在土壤中不断积累,对环境和人类健康产生极大危害.土壤重金属污染的植物修复技术作为一种环境友好型治理措施,以其低成本、治理过程的原位性等特点越来越受到国内外研究者关注.在参考国内外的相关文献基础上,主要从土壤重金属污染的来源以及危害出发,对超积累植物研究现状,该项技术中超积累植物的修复机理,以及修复植物的产后处置进行了综述,并对该研究领域存在的问题和今后的研究与应用进行了简要的讨论.参33.     

活化过硫酸钠原位修复石油类污染土壤研究进展

过硫酸钠作为原位化学氧化技术常用的氧化剂在国外已经被广泛用于实际石油类污染土壤的修复,国内则应用较少.过硫酸钠通过活化能产生SO-·4和·OH,这些具有强氧化性的基团可以降解大部分的石油类污染物.本文在关注过硫酸钠活化技术与反应机理的基础上,分析过硫酸钠原位修复后土壤环境的生物地球化学变化以及多种修复技术联合的工程应用,对过硫酸钠自活化试剂的制备、过硫酸钠原位修复与其它土壤修复技术联合和当前应用中存在的问题等进行了展望.     

土壤原位修复技术研究与应用进展

土壤原位修复技术是指不经挖掘,直接在污染场地就地修复污染土壤的土壤修复技术,具有投资低,对周边环境影响小的特点,是土壤修复的研究热点。土壤原位修复技术主要有淋洗,气相抽提（SVE）,多相抽提（MPVE）,气相喷射（IAS）,生物降解,原位化学氧化（ISCO）,原位化学还原,污染物固定,植物修复等。淋洗法主要用于治理高渗透性土壤中的重金属和难挥发降解的有机物。土壤气相抽提和喷射技术适用于处理土壤中的易挥发污染物,并有常与加热技术,生物处理技术等联用,可以起到促进污染物挥发,增氧促分解的作用。多相抽提法主要用于治理存在大量非水相流体的污染场地,可将土壤中有机相污染物直接抽出。生物降解有生物好氧降解、生物厌氧降解、生物还原降解多种,降解方式由污染物种类和地质条件决定。化学方法可将污染物氧化或还原为低毒无毒物质,周期一般较短。固定污染物可以直接加入药剂反应生成沉淀,也可制造合适条件使微生物生成可沉淀重金属的离子。植物修复主要用于富集重金属,成本低廉,但富集了重金属的植物体的有效利用尚待进一步研究。土壤原位修复需要因地制宜,灵活结合工期、污染情况、地质条件、地面设施等,得出最经济实用的修复方法,并在辅助提高技术上展开更多研究,使原位修复技术更经济有效。     

苏北农村缓流水体中嗅味物质识别及浓度变化特征

利用嗅味层次分析法(FPA),通过固相微萃取-气相色谱/质谱联用技术(SPME-GC/MS)对苏北某农村缓流水体中可能存在的嗅味物质进行全扫描(SCAN),识别其中的主要嗅味物质。建立几种嗅味物质的离子扫描(SIM)检测方法,检测水体中嗅味物质的浓度并分析其季节和地域变化特征。结果表明:(1)该地区缓流水体中嗅味类型以泥味、腥味、腐败味、霉味和草味为主,偶见化学品味。各水样嗅味强度冬季最强(≥8.5),其余季节维持在4～8左右;(2)缓流水体中的嗅味物质以二甲基二硫醚、二甲基三硫醚及1-甲基萘为主,伴有少量的二甲基异莰醇和土臭素,个别水样中还含有较多的丁酰胺;(3)各缓流水体中嗅味物质季节变化差异较大,且各嗅味物质浓度峰值出现的季节也有所差异。