人工湿地在应用中存在的问题及解决措施

人工湿地是近几十年发展起来的一种污水生态处理工程技术,它将污水处理和环境生态有机地结合起来,在有效处理污水的同时也美化了环境,创造了生态景观,带来了环境效益和一定的经济效益.人工湿地自发展以来,以其独特的优势广受人们关注,并广泛应用于处理生活污水、工业废水、矿山及石油开采废水等.但是人工湿地在实际应用过程中也暴露出了很多问题,如易受气候条件和温度的影响,基质易饱和易堵塞,易受植物种类影响,占地面积较大,管理不合理,设计不规范,生态服务功能单一等,这些问题在一定程度上影响了人工湿地对污水的处理效果,缩短了人工湿地的使用寿命,阻碍了人工湿地的推广应用.针对目前人工湿地在应用中存在的这些问题提出了相应的解决措施,提高人工湿地对污水的处理效果,期望能够为人工湿地的应用及推广提供参考.     

奥运前期与奥运期间北京市大气细颗粒物特征比较分析

利用城市生态系统研究站对北京市奥运前后(2008年6～9月)大气中细颗粒物(PM2.5)进行连续监测,获得不同阶段PM2.5日平均浓度的动态特征,分析气象因素、人为控制管理措施对颗粒物浓度的影响.结果表明,近北五环的生态中心站点(RCEES)颗粒物日均浓度平均值为0.067 mg.m-3,奥运期间的颗粒物浓度(0.060 mg.m-3)比奥运前期(0.081 mg.m-3)减少了约26%.而位于南二环市中心的教学植物园站点(JX)颗粒物浓度平均含量为0.078 mg.m-3.JX站点奥运期间的颗粒物浓度(0.069 mg.m-3)比奥运前期(0.095 mg.m-3)减少了约27%.各个阶段PM2.5的日变化都基本呈现双峰态势.第一个峰值出现在08:00～10:00左右,RCEES站点颗粒物浓度为0.068 mg.m-3,JX站点浓度值为0.089 mg.m-3;另一个峰值出现在晚20:00～22:00左右,RCEES和JX站点颗粒物浓度为0.079 mg.m-3和0.083 mg.m-3,这主要与上班交通高峰导致的尾气排放污染和道路扬尘污染等有关.研究气象参数发现奥运期间与奥运前期气象条件无显著差异,属于高温高湿风力不大的典型北京夏季天气条件.奥运期间颗粒物浓度与温度呈显著正相关(P<0.01),而与风速、相对湿度及降水相关性不显著(P>0.05).而连续多年大气污染综合治理措施和奥运空气质量保障措施的实施,产生了显著环境效益.在自然因素相差不大的条件下,人为控制因素对奥运期间颗粒物的下降起到主导作用.     

某铅蓄电池厂土壤中铅的含量分布特征及生态风险

以西南地区某搬迁铅蓄电池厂为研究对象,在不同车间分层采集了48个(共18个土壤样点,其中3个样点只采集表层,15个样点分0～20、20～40、40～60 cm三层采集)土壤样本,利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)检测了土壤中铅的含量,研究了铅在该蓄电池厂不同车间表层土壤中的累积状况和土壤剖面中铅的垂直分布特征并对其进行了生态风险评价.结果表明:①该搬迁铅蓄电池厂不同车间表层土壤(0～20 cm)中铅的含量介于18.18～52 332.50 mg.kg-1之间,其最大含量严重超过国家相应标准(HJ 350-2007);土壤中铅的累积排序为:4车间>2车间>废铅存放坑>污水处理站>3车间>5车间>1车间>原4车间>包装车间>办公区.②在该厂区内,铅的剖面分布表明土层深度对铅的累计无显著影响;与一般的自然土壤或城市土壤中铅在表层的累积情况不同,铅在土壤的不同深度均能实现较高的累积.③Hakanson潜在生态危险指数法评价结果表明,该厂区内土壤中的铅普遍存在生态风险,在大量富集的车间存在"很强的生态风险",该铅蓄电池厂局部富集的场地如果要开发利用,必须经过修复治理.     

环境修复中锰氧化物与变价重金属交互作用的研究进展

氧化-还原过程是影响重金属环境行为的重要过程.锰氧化物作为重要的天然氧化剂,通过对变价重金属的氧化还原和吸附作用,影响着其在环境中的形态、生物有效性乃至归趋,具有很高的环境修复潜力和应用价值.近年来对锰氧化物和变价重金属元素的研究主要集中在以下几个方面:生物氧化锰的形成与多铜氧化酶体系的关系;锰氧化物与变价重金属的交互作用的机制及其影响因素,尤其锰氧化物的空间结构和作用位点的影响.目前,锰氧化物在环境修复中的应用主要集中在水环境修复方面,土壤体系及土壤微界面还很鲜见.同时土壤体系中影响锰氧化物与重金属交互作用的因素更多,其过程也更为复杂.本文通过总结锰氧化物与变价重金属交互作用的研究进展,对比不同重金属种类之间反应机制的差别,为更好的理解锰氧化物的环境作用提供基础,也期望能够进一步拓展其在污染环境的修复中的应用范围.     

北京市再生水相关政策的评估与研究

为缓解城市水资源供需矛盾,回收再利用市政污水日益得到广泛关注.北京市作为最早实践再生水利用的城市之一,其市政污水再利用率已达约60%.为更好地促进北京市再生水的推广与管理,明晰北京市再生水相关政策在发展过程中存在的优势与问题,本文采用环境政策评估、调查问卷、统计分析等方法,对北京市再生水相关政策的目标、政策要素及政策实施效果进行了解析与评估.结果表明,北京市以污水回用为主题的政策仅有3部,随着再生水发展阶段的演进,其目标经历了"处置废水-节约用水-设施建设-推广利用"的调整,再生水行动目标随着政策针对主题和发展阶段不同而表现差异;政策要素的优化改进与时代、社会经济发展程度、对生态环境的重视程度等3个因子息息相关,在顶层设计、功能设置、动机、手段分配等方面欠缺考虑;政策目标的科学化较受认可但其实践完成效果受到质疑,教育程度与收入对调查结果呈显著影响.     

12种常见落叶果树BVOCs排放清单和排放特征

为了解城市近郊区域植物源挥发性有机化合物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)排放情况,运用动态采样法对北京地区广泛种植的12种典型落叶果树(其中9种为首次报道) BVOCs进行野外采样和实验室分析.结果表明,果树释放物中含有烃类、醇类和醛类等9类物质,烃类含量最高,占39. 0%. 12种果树均释放异戊二烯和单萜(6种果树释放倍半萜烯),其中,桃等3种果树为高BVOCs排放树种,海棠等9种果树为中等BVOCs排放树种.果树总BVOCs(异戊二烯、单萜和倍半萜烯之和)释放速率在(2. 6±0. 1)～(14±0. 8)μg·(g·h)~(-1)之间,其中杏子总BVOCs释放速率最高[(14±0. 8)μg·(g·h)~(-1)].对不同科属及生活型果树BVOCs进行显著性分析发现,木本类果树异戊二烯释放速率[(4. 2±1. 4)μg·(g·h)~(-1)]显著高于藤本类[(0. 6±0. 2)μg·(g·h)~(-1),P=0. 03],但果树BVOCs的释放速率不具有显著的科属差异,暂不能依据果树科属关系对BVOCs释放水平进行分类.与松柏科植物不同,具有花香或脂香味的β-月桂烯(β-myrcene)、D-柠檬烯(D-limonene)和γ-松油烯(γ-terpinene)是果树释放的主要成分,β-月桂烯(β-myrcene)含量最高,占单萜总释放量的59. 3%.此外,果树还可能释放芴、菲和萘等8种具有芳香味的有毒有害大气污染物.本研究拓展了BVOCs研究领域,为丰富BVOCs数据库及BVOCs环境效应评估提供了基础数据.     

再生铜冶炼过程多氯萘与二噁英类排放特征分析与控制技术评估

多氯萘(PCNs)和二噁英类(PCDD/Fs)化合物可在再生铜生产过程中无意产生和排放,对其排放关键节点和相关因素分析可为PCNs和PCDD/Fs的协同控制提供科学依据.本研究通过对再生铜的关键生产工艺分析,监测PCNs和PCDD/Fs的排放水平,辨识排放的关键生产环节,筛选可行的协同减排技术,从而提出再生铜生产过程中PCNs和PCDD/Fs协同减排的技术措施和控制建议.研究结果可为我国履行《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》和开展再生铜行业无意产生的POPs减排提供决策支撑.     

水稻品种及典型土壤改良措施对稻米吸收镉的影响

水稻镉污染是我国当前重要的农产品安全问题,湖南攸县"镉大米"事件造成了严重的社会影响.针对南方酸性土壤镉污染特征,进行了"镉大米"治理技术研究.结果表明,当地主栽水稻品种株两优06的稻米Cd含量在大同桥和网岭镇的平均值分别为0.167 mg·kg-1和0.127 mg·kg-1,为其它品种的20%左右;石灰和矿物肥处理能够使稻米Cd含量降低到对照的20%~30%,覆膜处理使稻米Cd含量与对照相比降低约50%,而覆膜+生物炭+硅肥叶面肥处理能够降低80%左右,硅肥叶面肥单独施用及叶面肥和追肥配合施用能够显著降低稻米中的Cd含量90%以上;BCR法分析土壤Cd形态结果发现,供试大田土壤中Cd的弱酸可提取态比例较高,绝大多数样品达到55%以上,而施用石灰能够显著降低土壤中的弱酸可提取态和可还原态比例,增加残渣态比例,变化幅度达到20%左右;土壤Cd含量与p H值是影响稻米对Cd吸收的重要因素.     

重庆市主城区次级河流总氮总磷污染特征分析及富营养化评价

为掌握重庆市主城区次级河流水环境状况,于2013年4月~2014年3月,在重庆市主城区选取6条典型次级河流测定水体理化指标,开展水体总氮(TN)、总磷(TP)污染特征分析及富营养化评价.结果表明:16条河流TN、TP污染较为严重,不同季节TN、TP均超过国际认可的发生水体富营养化临界值;富营养状态指数评价结果表明,各季节所有河流都处于富营养化状态,富营养化程度排序为:盘溪河清水溪跳蹬河花溪河伏牛溪朝阳河.2各次级河流TN、TP季节变化情况较为显著,为春、冬季TN、TP质量浓度高,夏、秋季TN、TP质量浓度低;3河流在各季节TN、TP从上游向下游增加趋势比较明显,污染物沿河流不断聚集,污染物质量浓度递增率最大达到1.25 mg·(L·km)-1.因此,进一步深入研究城市次级河流污染特征对城市水体污染控制具有重要意义.     

我国南方典型城市土壤重金属污染特征及源汇关系分析

工业化和城市化带来的重金属污染问题日益引起关注,其对环境质量、食品安全、人体健康及社会经济的可持续发展构成了严重的威胁和挑战.本文以我国南方典型城市化区域为研究对象,通过采集表层(0～20 cm)、亚表层(20～40 cm)及剖面(0～100 cm)土壤,检测土壤中8种重金属元素(砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅、锌)的含量,并对当地95个主要污染物排放企业的空间分布进行调查,对比土壤重金属高检出区的分布特征并进行源汇关系分析.结果发现,该区域整体上以重金属Cd超标率较高,是主要污染物和需要关注的重点,与农用地土壤污染风险筛选值(0.3 mg·kg~(-1))相比其超标率达71.7%.通过对排放源进行分析,确定了电子电镀和染织两个主要排放行业.工业集中区北部8种重金属元素的平均含量水平显著高于其他区域,受工业和农业干扰较少的城市公园土壤重金属含量与土壤本底值接近.As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的高检出区主要集中在北部区域,研究区95个主要污染物排放单位中,72个位于城市北部,主要是电镀和染色皮革行业.进一步研究证明,这些重点排污企业加重了当地土壤中重金属的污染,是当地重金属污染的主要驱动因素.