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.     

藻源性黑水团环境效应:对水-沉积物界面氮磷变化的驱动作用

利用自制的静态模拟实验装置,通过连续抽取间隙水来研究藻细胞沉降在沉积物表面后对水-沉积物界面处的N、P变化的驱动作用及影响效果.结果表明,藻细胞沉降后,在50 min内就完全消耗掉水-沉积物界面处的溶解氧,同时水体出现严重的发黑、发臭现象;形成的厌氧、强还原环境,使得死亡的藻细胞在界面处发生强烈的厌氧矿化作用,界面处的水溶性PO34--P、NH 4+-N在实验的第2 d开始向上覆水中扩散,含量不断增加.至实验结束时(实验第8 d),界面处PO34--P、NH 4+-N的含量分别达到4.00 mg/L、39.45 mg/L,分别为同期对照实验样柱中的10倍和241倍(对照样柱中的PO43--P、NH 4+-N的含量分别为0.42 mg/L、0.16 mg/L).藻细胞的厌氧矿化加剧了氮磷营养盐向上覆水的扩散,在加重水体营养盐含量的同时,也为藻华的再次发生提供了物质基础.     

风浪作用下太湖改性沉积物对藻体絮凝去除效果研究

以壳聚糖改性的太湖原位沉积物为分散介质,应用Y-型再悬浮发生装置,通过定量模拟太湖常见的中等级别风情,研究再悬浮作用下,改性沉积物对蓝藻水华的絮凝去除作用.结果表明,在黏土加入量为0.2　g·L^-1,壳聚糖分别为0.100和0.150　g·L^-1,其蓝藻的去除率分别为93.55%和99.19%;在静止30 min后,壳聚糖加入量为0.15 　g·L^-1时,水体的浊度去除率达到78.60%;静止8 h后,水体的浊度去除率达到93.88%.同时,短期内壳聚糖的加入对水体中PO^3-₄-P有一定的去除作用.初步结果表明,在中风风情下,壳聚糖的加入量为0.15　g·L^-1时,能更有效地去除蓝藻.表明利用壳聚糖改性沉积物来絮凝沉降太湖水华藻体,具有较好的应用前景.对比研究表明,引入水动力强度和水柱高度定量模拟方法,在确定壳聚糖投加量絮凝除藻中,具有明显的方法优势.     

钒钛磁铁矿冶炼渣场周边土壤-鱼塘-河流系统中钒铬分布特征及生态风险评价

为探究冶炼废渣中钒(V)和铬(Cr)对周边环境的影响,采集渣场周边土壤、沉积物、鱼塘底泥、鱼塘水和河水样品,分析V和Cr的浓度、赋存形态,并采用富集因子法、地质累积指数法和潜在生态风险指数法对V和Cr的污染状况和生态风险进行评价。结果表明,研究区土壤中V和Cr平均含量分别约为四川省背景值的2.6和4.0倍,富集程度分别为轻微和中度富集;沉积物中V、Cr平均含量分别约为对照沉积物的5.0和3.2倍,底泥中V、Cr平均含量分别约为对照沉积物的5.5和1.4倍,V和Cr富集程度均为中度和轻微富集;水样表现为V污染,鱼塘水和河水V平均浓度分别约为金沙江水样的17.6和1.8倍。研究区V和Cr主要以残渣态形式存在于土壤中,其占比分别为57.1%和89.4%,沉积物和底泥中V和Cr残渣态占比分别为20.1%和74.9%,各环境介质中V的生物可利用率及迁移率要远高于Cr;结合V和Cr地球化学性质分析,研究区环境介质中V和Cr可能主要以V⁵⁺和Cr³⁺形式存在。污染评价结果表明,土壤中V、Cr污染程度分别为轻微和中度污染,沉积物与底泥中V、Cr污染程度分别为...     

九龙江流域丰枯水期表层水体氮污染特征及其来源解析

为探明九龙江流域表层水体氮污染分布特征及其污染来源,于2020年7月(丰水期)和2021年1月(枯水期)开展九龙江全流域表层水体多点多断面原位观测,利用正定矩阵因子分析模型(positive matrix factorization, PMF)对不同水期全流域表层水体氮污染来源及贡献率进行解析,耦合相关性统计分析方法研究不同水期流域表层水体氮污染的关键驱动因子。结果表明,九龙江流域表层水体氮污染存在明显的水期分异特征,ρ(TN)为0.72～13.14 mg·L^-1,丰水期ρ(TN)为1.39～10.95 mg·L^-1,枯水期为0.72～13.14 mg·L^-1。硝态氮(NO₃^--N)、氨氮(NH₄⁺-N)、亚硝态氮(NO₂^--N)和溶解性有机氮(DON)浓度均表现为丰水期大于枯水期,但颗粒态氮(PN)浓度则表现为枯水期大于丰水期。丰水期氮污染以NO₃^-     

宁东能源化工基地核心区表层土壤酚类污染物的污染评价、空间分布及来源解析

采集了宁东能源化工基地核心区的146个表层土壤样品,检测了6种优控酚类污染物。运用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和致癌风险指数评价了酚类污染物的污染程度及健康风险。借助主成分分析和绝对主成分分数-多元线性回归受体模型,结合地统计学方法,对酚类污染物的空间分布及来源进行了分析。结果显示：2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚处于清洁水平,五氯酚在部分区域为重度污染;苯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚为可接受风险,五氯酚在部分区域为不可接受风险;苯酚、4-硝基酚、间-甲酚和2,4-二氯酚的来源以交通源为主,2,4,6-三氯酚和五氯酚的来源以工业活动源为主。     

韧性城市视角下地铁系统安全运营评价指标体系

为降低地铁系统安全运营风险,从韧性城市的视角提出了一种针对城市地铁系统安全运营的评价指标体系。该指标体系在解析既有地铁系统评价指标体系基础之上,从地铁系统物理构成要素的五个基本维度出发,沿时间切入韧性的四个基本特征,建立了针对地铁系统韧性这一目标的评价方法,并概述为地铁系统韧性评价的541指标体系(即五个维度、四个特征、一个目标)。运用层次分析法对该体系内各级指标的权重进行计算和比较,结合可拓物元理论构建地铁系统韧性评价模型,并以某市地铁系统为例,利用专家打分法得到的分值进行模型的运用。这一指标体系不仅可有效识别整个地铁系统关键物理要素,并将其与韧性的不同特征建立联系,是韧性城市理论在地铁系统领域的重要拓展,对于指导地铁系统的安全运营具有很好的参考价值和借鉴意义。     

太湖流域典型河网水体氮磷负荷及迁移特征

对西太湖流域典型河道水体及沉积物氮磷含量进行分析,利用原柱样培养实验测定了沉积物-水界面氮磷交换通量及需氧量(SOD),并探讨他们之间的关系,结果表明:研究区域河道水体和沉积物氮磷总体含量水平较高,水体TN和TP平均含量分别为4.12mg/L和0.16mg/L,沉积物TN和TP平均含量分别为1658.76mg/kg和712.25mg/kg, NO₃^--N为水体无机氮的主要存在形态,NH₄⁺-N为沉积物无机氮的主要存在形态.沉积物需氧量(SOD)区域间差异较大,大体呈现西、南部区域较高,北部区域较低的特征;沉积物-水界面各无机氮磷交换通量分别为:NH₄⁺-N为-188.08~329.45mg/(m²·h),均值为13.05mg/(m²·h);NO₃^--N为-118.68~42.86mg/(m²·h),均值-28.09mg/(m²·h);NO₂^--N为-18.37~-4.81mg/(m²·h);均值-8.22mg/(m²·h);溶解性活性磷(SRP)为-10.94~10.58mg/(m²·h),均值1.34mg/(m²·h). NH₄⁺-N整体表现为由沉积物向上覆水释放,且与沉积物有机质(LOI)呈极显著正相关,SRP交换通量与沉积物中TP和TDP均显著正相关,表明NH₄⁺-N的释放与沉积物有机质的分解有关,SRP释放主要受沉积物TP和TDP影响.总体看,西部区域点位沉积物及水体氮磷污染最为严重,氮磷交换通量也较大,在区域内又表现为下游入湖口 > 上游的特征,表明人类活动对太湖流域典型河网氮磷水平及迁移转化特征影响较大.     

超大型复合材料活性炭过滤器性能研究

针对传统有害气体过滤设备通常体积小、处理效率低的现状,专门设计了一种超大型复合材料活性碳过滤器。该产品复合材料承载体结构采用有限元模拟设计,材料组配合理,实现了耐腐蚀、容量大、处理效率高、效果好、阻燃、使用寿命长、有害气体能回收、吸附材料可重复利用等特点,根据不同材质、规格吸附材料的吸附能力和适用吸附气体种类的不同,采用多元复合吸附,弥补单一吸附过滤层存在的不足,达到同时处理多种有害气体的目的。该产品有效容积为120 m3,处理风量为1 100 m3/min,处理效果达到99%以上,主要用于化工生产、污水处理、电子工业、冶炼、制造业等行业排放有害气体的处理。     

多级跌水有机填料型人工湿地处理农村生活污水

选择多级跌水有机填料型人工湿地工艺处理农村生活污水,对进出水各污染物浓度进行详细测试,分析比较了各工艺段污染物去除率的变化。研究发现,COD进水质量浓度维持在113~260 mg/L,去除率呈逐步升高趋势,最高可达73.3%;TN进出水质量浓度均偏高,去除率呈现前期高后期低的特点,最高可达65.3%,最低仅为6.1%;NH+4-N进水质量浓度维持在35~70 mg/L,去除率前期较高,最高可达77.9%,后期去除率逐渐降低;TP进水质量浓度维持在4.5~12.7 mg/L,去除率为39.3%~61.8%。系统运行稳定后,出水水质整体可达到甚至优于GB 189182002《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准。