城市重污染河流污染特征与生态修复技术的研究

我国城市和乡镇的快速发展以及污染控制基础设施建设的相对滞后,往往导致相关水系的严重污染和水生态修复所面临巨大的压力。针对具有代表性的城市重污染河流,对其污染特征、污染物迁移转化规律、河流自净功能改善与受控等进行了分析研究,结合"十一五"相关技术研发和示范工程建设成果,总结了城市重污染河流生态修复的有效途径。     

城市污染河道沉积物AVS与重金属生物毒性研究

采集珠江三角洲典型城市污染河道佛山水道表层沉积物和上覆水样品,测定了沉积物AVS,Eh,SEM_Pb,SEM_Cd,SEM_Cu,SEM_Zn,SEM_Ni,SEM_Cr,及上覆水Eh,DO.同步进行了底栖动物调查,结合调查结果分析了城市污染河道沉积物AVS与重金属生物毒性的关系.主要研究SEM-AVS判据在判断城市重污染河道重金属生物有效性方面的作用.所测AVS最大值为69.579 μmol/g,最小值为0.339 μmol/g,均值为20.283 μmol/g;各采样站位∑SEM₅（SEM_Pb,SEM_Cd,SEM_Cu,SEM_Zn,SEM_Ni之和）最大值为23.067 μmol/g,最小值为1.062 μmol/g;底栖动物种类和数量均较少,且基本为耐污种,优势种为水丝蚓.13个采样站位中,∑SEM₅-AVS<0的有9个,MDS分析结果显示：这9个站位中的7个底栖动物群落结构相似程度高.这表明重污染河道沉积物重金属的生物毒性与SEM-AVS的值关系密切,SEM-AVS判据在判断重污染区域重金属的生物毒性方面具有较大作用;同时说明重污染河流重金属生物毒性比较复杂,不能完全由SEM-AVS解释.     

兰州市城区河道表层沉积物磁性特征研究

通过系统的环境磁学测定,分析了兰州市城区河道表层沉积物的磁学性质及其对城市污染的指示意义.结果表明,兰州市城区河道表层沉积物样品磁性特征以亚铁磁性矿物的磁铁矿为主导,同时存在少量赤铁矿和针铁矿贡献.根据参数χFD、χARM、χFD/MS和χARM/MS所指示的人为活动排放物对不同河段沉积物的贡献量将兰州市河流分为3类:末端集中型(排洪沟、寺儿沟、鱼儿沟、水磨沟),源头集中型(七里河、烂泥沟),影响较小型(罗锅沟、大沙沟).与有机质测量结果比较发现,兰州市河道沉积物样品有机质含量与超顺磁颗粒及单畴晶粒具有十分显著的正相关关系,说明了细颗粒磁性矿物对有机碳的富集作用,显示了超顺磁颗粒及单畴颗粒含量作为兰州市城区河道表层沉积物有机质含量的代用指标具有良好的指示意义.     

不同生物载体模拟河道反应器的微污染水源水修复研究

分别以弹性填料和AquaMats生态基为载体,比较了2组模拟河道生物反应器启动过程及其修复微污染水源水性能.结果表明,在间歇曝气与逐步增强曝气强度的挂膜启动方式下,悬挂弹性填料的模拟河道反应器运行50d即启动完成,其高锰酸盐指数、氨氮去除率分别高达78.2%、93.5%;AquaMats生态基反应器的高锰酸盐指数、氨氮去除率则在2周后分别达到70%、80%以上.不同曝气方式的影响研究发现,曝气/停曝时间比3h:3h、曝气量250L·h-1工况下,弹性填料生物膜反应器的高锰酸盐指数、氨氮、TN、TP的去除率均优于AquaMats反应器;随着曝气强度减至120L·h-1及曝气/停曝时间比缩短,AquaMats反应器的污染物去除性能逐步提高,表明其在确保一定的污染物去除率的前提下具有低气水比潜力与节能降耗的应用优势.镜检分析发现,弹性填料表面以颗粒物质截留、丝状菌包裹为主,而AquaMats生态基上附着的生物膜微生物群落相对较丰富.研究认为,呈辐射状结构的弹性填料对颗粒态污染物具有较强的截留能力,可实现微污染源水修复系统快速挂膜与稳定运行;而AquaMats生态基内部微孔结构有利于不同功能的微生物富集,可在低气水比条件下强化多种低浓度污染物的协同去除.     

黄土丘陵沟壑区地形和土地利用对深层土壤有机碳的影响

研究地形和土地利用对深层土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)的影响,对准确评估土壤固碳潜力和土壤碳循环具有重要意义.以3种地形(峁顶、峁坡、沟底)和7种土地利用类型(农田、果园、天然草地、人工与天然灌木林、人工与天然乔木林)为对象,在黄土丘陵沟壑区燕沟流域采集53个0～1m土壤剖面中6个层次,898个土壤样品,研究了地形和土地利用方式对黄土丘陵沟壑区小流域深层SOC含量和分布影响.结果表明,地形、土地利用方式、土层深度及其两两交互作用对流域深层SOC空间分布有极显著影响(p0.01).深层(10～100cm)与表层(0～10cm)SOC在3种地形的分布不同.对于表层土壤(0～10cm),峁坡SOC含量(10.7g·kg-1)最高,其次是沟底(8.9g·kg-1),峁顶最低(4.4g·kg-1);对深层土壤有机碳,沟底最高(5.6g·kg-1),峁坡次之(4.5g·kg-1),峁顶最低(3.2g·kg-1).深层SOC空间分布因土地利用方式存在显著差异.与农田相比,果园0～40cm土层SOC含量降低21%,但80～100cm土层SOC含量提高13%;天然灌木林40～100cm平均含量(5.3g·kg-1)较农田高66%(p0.05);但天然乔木林40～100cm与其它土地利用方式差异较小.沟底深层(20～100cm)SOC储量(5.04kg·m-2)最大,占1m剖面SOC储量的71.4%;峁坡占63.6%;峁顶占72.3%.深层(20～100cm)SOC储量天然灌木林最高,为6.01kg·m-2,占1m剖面SOC储量的64.7%,天然乔木林深层相对储量最小,仅占49.7%;农田和果园深层相对储量均达到70%以上.     

扬州市城区水系补水优化调控技术研究——以二道河为例

以保障城市水体景现,控制城市水体黑臭、控制藻类繁殖为目标,以水体溶解氧为控制性指标,根据各条河道承受的溢流污水、雨水等外源污染和底泥污染释放内源污染,确定各条河道所需的补水量.对扬州市典型的内河(二道河)进行污染调查分析,利用多宾斯-坎普(Dobbins-Camp)BOD-DO水质模型,以COD代替BOD,计算保障河道水质达到V类水质(ρ(DO)≤2 mg/L,ρ(CODMn)≤15 mg/L)需要的补水量.结果表明,多宾斯-坎普水质模型可为扬州城区内河整治工程提供科学决策工具.     

高空气象和地形数据对ADMS模型预测结果的影响

以某钢铁厂烧结单元SO2评价因子为例,对比分析ADMS模型在高空气象、地形数据等不同取值条件下的预测结果。结果表明:高空气象数据和地形数据对区域网格点最大预测值均有一定影响,复杂地形对预测结果的影响很大,且影响大于高空气象的影响;高空气象数据和地形数据对敏感点预测结果均有一定影响,但变化规律不明显,敏感点预测值有增加和降低两种趋势。     

清洁型城市河道养护管理技术标准的探讨

结合杭州古新河、西溪河、余杭塘河、备塘河、宁波马蜂港河、横间港河等十余条河道6~7年的持续养护管理经验(河道水质始终保持在V类水及以上),编写了清洁型城市河道养护管理技术标准。该标准简明扼要地概括了城市河道整治后的日常养护管理工作的主要内容、评价指标和适用范围以及技术档案管理系统的建立,为今后政府和相关企业河道养护管理作业提供了有益的参考。     

微纳米气泡改善杭州城市河道水生态环境的工程应用研究

于2013年4月至6月在杭州城市河道对微纳米气泡改善河道水生态环境进行了持续的原位监测实验.结果表明,与对照区相比,试验区水体温度平均升高0.7℃,pH增大0.2,溶解氧增加1.0 mg/L,而TDS浓度降低42 mg/L;水质污染指标高锰酸盐指数、总氮、氨氮、总磷平均浓度分别降低了8.45 mg/L、6.78 mg/L、8.90 mg/L和0.58 mg/L.由此可推测微纳米气泡在一定程度上能有效净化水质,为恢复良好水生生态环境提供新的方法和技术手段.     

应用小型无人值守水站构建苏州市城区河道自动监测系统研究

苏州市城区河道自动监测系统实现了时城区河道环境整治水质变化的实时跟踪监测,系统采用小型、节能、低噪的智能子站、免试剂的监测方法和多重保障的安防措施,集监控评价发布为一体化,体现了绿色监测的理念,且与大型水站同样具有较强的野外适应能力和无人值守智能监测的特点.本文就系统的构架以及系统所具有的4个方面特点进行了阐述,并总结了在系统建设中的站点选址、对监测结果的有效利用、运行过程的质量控制及免试剂监测方法的适用性等几方面应用体会.