道路雨水径流溶解性有机物对生物滞留系统重金属截留过程的影响

以不同介质(砂,铁锰复合氧化物,给水厂铝污泥)的生物滞留系统为研究对象,考察道路雨水径流溶解性有机物(DOM)与重金属协同污染对生物滞留系统中Cu~(2~(6+))、Pb~(2~(6+))、Cr6~(6+)和Cd~(2~(6+))截留和释放过程的影响.结果表明,DOM协同污染促进了生物滞留系统对Cu~(2~(6+))和Pb~(2~(6+))的截留,去除率分别提高了1%—12%和2%—7%;抑制了对Cr6~(6+)和Cd~(2~(6+))的截留,去除率分别下降了3%—10%和1%—5%.对同一种介质生物滞留系统来说,前期累积重金属时径流DOM协同污染的生物滞留系统中重金属的释放量低于无DOM协同污染系统,使其淋出液重金属浓度降低.与惰性介质生物滞留系统相比,强化介质生物滞留系统对重金属的截留效果更易受到径流DOM协同污染的影响,且强化介质生物滞留系统所截留重金属更不易释放.     

径流溶解性有机物对生物滞留介质去除Cu2+和Pb2+的影响

分别以惰性介质（土、砂）和强化介质（给水厂污泥、铁锰复合氧化物）为研究对象,考察道路径流溶解性有机物（DOM）存在对生物滞留介质吸附去除Cu²⁺和Pb²⁺过程的影响,并揭示其主要响应组分及作用机制.结果表明,径流DOM、DOM各分子量组分和各化学组分均可抑制惰性生物滞留介质对Cu²⁺和Pb²⁺的吸附去除,促进强化生物滞留介质对两者的吸附去除;其中,径流DOM中<1kDa分子量组分和亲水性组分对惰性介质吸附去除Cu²⁺和Pb²⁺的抑制作用最明显、对强化介质吸附去除Cu²⁺和Pb²⁺的促进作用也最明显,是影响生物滞留介质对Cu²⁺和Pb²⁺吸附过程的关键DOM组分.<1kDa分子量组分存在使砂介质对Cu²⁺和Pb²⁺的吸附量减少了62.96%和83.70%,使铁锰复合氧化物介质对Cu²⁺和Pb²⁺吸附量增加了81.16%和4.67%;亲水性组分存在使土介质对Cu²⁺和Pb²⁺的吸附量最高减少了41.43%和69.12%,使给水厂污泥介质对Cu²⁺和Pb²⁺的吸附量最高增加了32.35%和39.06%.     

不同下垫面雨水径流溶解性有机物特性

为明晰不同下垫面雨水径流中溶解性有机物特性差异,采用三维荧光光谱、同步荧光光谱及树脂分级等方法对北京市城市道路、屋面、广场、绿地4种下垫面径流DOM进行分析.分析发现,下垫面类型影响径流DOM浓度、物质组成及化学组分分布;道路、屋面初期径流DOC浓度较高,并随产流时间增加而逐渐降低,而绿地径流DOC浓度随产流时间增加而增加,广场径流DOC浓度则始终保持较低水平;路面交通活动、大气沉降作用等使道路、屋面和广场等硬化下垫面径流DOM主要由类富里酸和类芳香蛋白物质组成,且以疏水性化学组分为主,其中疏水中性和疏水酸性组分占比较高;受土壤冲刷有机质影响, 绿地径流DOM除含类富里酸和类芳香蛋白物质外,还含有大量腐殖质和生物源蛋白物质,以亲水性化学组分为主,且主要为亲水中性和亲水酸性组分.     

湿地植物芦苇根系分泌物的三维荧光光谱表征分析

针对湿地植物芦苇根系分泌物特性不明确的问题,于北京建筑大学大兴校区人工湖实地采集湿地植物芦苇,在实验室水培后采用三维荧光光谱技术考察了芦苇根系分泌溶解性有机物组成随时间的变化规律。结果表明:芦苇根系可分泌溶解性有机物,使根系周围水体有机碳含量增加;芦苇根系分泌物主要为含芳环结构类色氨酸蛋白物质;随时间延长,三维荧光光谱图出现代表微生物代谢物的荧光峰,推测根系周围出现微生物活动,微生物利用根系分泌物生长繁殖,并将类蛋白物质转化为类腐殖酸物质,产生代谢物,使根际周围溶解性有机物组成发生改变。     

模拟垂直潜流人工湿地大气复氧规律研究

为优化湿地设计、改善湿地处理效果,初步探讨了水力负荷、非饱和区运行距离、平均孔隙率和温度对湿地大气复氧量(DO)的影响,构建了垂直潜流人工湿地大气复氧模型.结果表明,垂直潜流人工湿地大气复氧量与水力负荷(q)、温度(T)负相关,与非饱和区运行距离(h)、平均孔隙率(ε)正相关；以不同浸润面高度运行时,大气复氧量可用DO=-1.035q+38.078ε+0.043h-0.115T-9.630表述；以变浸润线运行时,大气复氧量可用非饱和区运行距离复氧量的加权积分平均值表述.实测结果率定表明,该模型表述垂直潜流人工湿地大气复氧量合理可行.     

交通密度对道路雨水径流溶解性有机物污染特性的影响

为了解交通密度对道路雨水径流中溶解性有机物(DOM)特性的影响,采用超滤、荧光激发-发射矩阵光谱、紫外-可见吸收光谱及红外光谱等技术对不同交通密度的道路雨水径流进行表征.结果表明,道路雨水径流中胶体态有机碳(1 k Da)含量高于真溶解态有机碳(1 k Da)含量;道路雨水径流溶解性有机物中类色氨酸蛋白物质含量最多,其次是类富里酸物质和类络氨酸蛋白物质,类腐殖酸物质和微生物代谢物含量较少;主要含有—OH、—COOH、苯环等官能团.道路交通密度并未改变道路雨水径流DOM的种类及官能团组成,但交通密度越大其径流有机污染越严重、胶体态有机碳含量越高、大分子类色氨酸蛋白物质含量越多、芳香性越强.     

温榆河水体中重金属含量分布及赋存状态解析

利用错流超滤技术对采集的温榆河水样中Fe、Mn、Al、Zn、Cu、Cr和Pb等金属元素进行了分离,研究温榆河重金属分布及赋存状态变化.研究发现,温榆河沿程重金属含量多数超出了《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)的Ⅰ类水标准,Pb超过了Ⅱ类水标准;其中Fe、Al、Cu、Pb等元素主要以颗粒态存在,Mn、Zn则主要以溶解态存在,而Cr在颗粒态和溶解态中含量相当.温榆河沿程各点金属元素在胶体态和真溶解态中均有分布,Mn、Al、Zn、Pb等元素以真溶解态存在量较多,而Fe、Cr、Cu等元素则以胶体态存在量较多,其中,河流中的Cu元素分布状态受外界影响严重,Cr和Mn的分布状态不易受外界因素影响,Fe的分布状态易受总含量的影响,Al和Zn的分布状态易受pH值的影响,Pb的分布状态易受河流富氧状态的影响.通过胶体态重金属与胶体态有机碳的相关性分析发现,温榆河中胶体态Fe、Mn、Zn及Al主要以无机胶体态存在;而胶体态Cu、Cr和Pb则主要以有机胶体态存在.     

径流入渗时土壤胶体释放对重金属截留的影响

以吉林黑土、北京黄土和河北砂土作为模拟下渗柱土壤介质,考察进水pH值、流速和离子强度等条件变化时土壤胶体释放对重金属截留效果的影响,并揭示其主要作用机制.结果表明,土壤胶体与土壤颗粒间静电斥力是影响土壤胶体释放的主要因素,pH值为7.0时黑土、黄土和砂土胶体释放浓度最高,分别为216.5, 182.4和272.2mg/L;土壤胶体释放浓度与下渗柱截留重金属的量呈显著负相关（r>0.70,P<0.05）;进水pH值越低、流速越高,下渗柱中截留的重金属量越低、土壤胶体携带重金属迁移量越多;进水Na⁺浓度越高,土壤胶体越不易释放,重金属越易被截留在土壤中;与其他2种土壤胶体相比,黑土胶体Zeta电位绝对值较高、稳定性较强、可移动性较高,对重金属的携带迁移能力较强.     

给水厂污泥颗粒制备及对铜离子的吸附行为

将给水厂污泥和粘土以质量比1：2制备了一种新型污泥颗粒,考察其对溶液中铜离子的吸附行为.结果发现,污泥颗粒对水中铜离子具有良好的吸附效果,对铜的吸附量随时间增加而增大,180min时可达最大吸附量的85%左右,吸附过程符合准二级吸附动力学方程;Langmuir等温吸附方程式可较好拟合不同温度时的吸附数据,且温度越高,平衡吸附量越大.多种重金属离子共存时,污泥颗粒仍优先吸附铜离子.pH值可显著影响污泥颗粒对铜离子的吸附,pH<5时,污泥颗粒对铜离子的吸附去除率随pH值升高而增大,pH=5时吸附去除效果最好.采用扫描电镜、红外光谱等对吸附铜离子前后的污泥颗粒进行表征,发现污泥颗粒表面粗糙、孔隙发达,含丰富表面基团,能够通过静电吸引、羟基取代和表面络合吸附铜离子.     

博大大厦停车场生物滞留系统重金属累积污染风险评价

采集北京经济技术开发区博大大厦停车场生物滞留系统表层和10 cm深度处介质,考察该生物滞留系统运行5年后重金属累积量,探讨pH值、有机质含量与重金属累积量之间的关系,并对其进行污染风险评价。结果表明:博大大厦停车场生物滞留系统单位介质中重金属含量顺序为Zn>Cu>Pb>Cd,且10 cm深度处介质中重金属累积量大于表层介质;采用内梅罗综合指数法和地质累积指数法评价得到各重金属污染风险从大到小依次为Pb>Cd>Cu>Zn,其中Pb是该生物滞留系统中主要的重金属污染风险源。