中国湖泊富营养化防治策略研究

随着湖泊富营养化的加剧,藻类水华暴发的频率也越来越高,规模越来越大,成为制约中国社会和国民经济持续发展的重大环境瓶颈问题,前景堪忧.本文从全国湖泊流域整体层面出发,分析制定基于生态分区的营养物基准和富营养化控制标准,以富营养化控制标准为依据,建立全国不同分区的营养物总量控制和生态修复体系,提出全国湖泊营养物削减和富营养化控制的国家方案,希望为中国湖泊富营养化防治工作提供借鉴.     

参数空间分布对非点源污染模拟的影响

以大宁河流域为研究区域,应用非点源模型SWAT（soil and water assessment tool）,模拟了参数空间分布对流域径流和营养物质流失的影响.利用大宁河流域巫溪水文站2000～2004年的实测数据对模型进行了率定和验证,将流域划分为6种数量不等的子流域,利用相同的模型参数输入,模拟了不同的流域划分方案对径流和营养物质流失的影响.结果表明,不同的流域划分方案,年平均流量的最大相对误差为19.6%,6种方案年平均流量的效率系数为0.52～0.82,月平均流量的效率系数为0.80～0.83,随着子流域数量的增加,径流量出现了先下降、后上升的趋势;有机氮和有机磷的最大相对误差分别为16.2%和7.7%,不同的流域划分方案对营养物质的流失产生了轻微的影响,但没有明显的变化趋势和规律.     

五大连池水体氮和磷代谢相关的微生物类群分异特性

为阐明东北典型湖库水体中与氮和磷代谢相关的微生物类群的时空分布及其与主要水质指标的相互关系,以五大连池为重点研究对象,调查水体中4种细菌生理类群——AB(氨化细菌)、DNB(反硝化细菌)、OPB(有机磷分解菌)和IPB(无机磷溶解菌)的分布特征.结果表明:4种细菌生理类群数量季节变化规律明显,其中AB,OPB和IPB均在夏季达到峰值,平均值分别为2.8×105,1.1×104和1.6×104 CFU/mL,而DNB的数量则是在秋季相对较高,平均值为1.3×103 mL-1;同时不同点位之间微生物类群的分布也存在一定的差异性.微生物类群与相关水质指标之间的统计分析表明,水体中AB的数量与ρ(TN)和ρ(NH3-N)密切相关,相关系数(r)分别为0.813(P<0.05)和0.933(P<0.01);OPB和IPB的数量与ρ(TP)呈显著正相关;相比ρ(NO3--N)而言,DNB与ρ(NO2--N)之间的相关性更为明显(r=0.846,P<0.05).      

SPE和LC-MS／MS联用同时检测水体中的15种抗生素

采用（SPE）固相萃取柱进行分离富集，使用LC—MS／MS联用仪进行检测，建立了一种高效、低成本的可同时检测水体中多种抗生素的方法，并在河北省子牙河流域汪洋沟水体抗生素污染现状调查中得到应用。实验结果表明，（1）最优实验条件的选择为：水样体积为1L，洗脱剂用量为10mL，pH为3．0；（2）回收率达到69．2％～86．3％，相对标准偏差在1．8％～8．4％之间，表明检测结果准确度和灵敏度均较高；（3）在所检测的15种抗生素中，头孢西丁、土霉素、氯唑西林和布洛芬4种抗生素是该河流的主要抗生素污染物，其含量比重（中位数）高达73．5％，检测浓度最高（中位数）的是磺胺类抗生素，浓度为100．4ng／L；（4）各抗生素的含量从上游到下游大体呈逐渐衰减的趋势，这主要归因于下游支流的稀释作用，但水体中抗生素浓度仍远高于已有报道的地区；（5）污染源解析表明，水体中抗生素主要来源于制药企业的废水，部分来源于附近居民的生活污水。     

垃圾填埋场填埋气产生与迁移计算机模拟

准确预测填埋场内填埋气随时间和空间的变化规律,对填埋场的管理和填埋气的合理应用具有重要作用.以多孔介质流体动力学理论为基础,构建了填埋场中气体迁移转化过程三维模型.应用有限单元法和迭代法对模型的非线性方程组进行了求解,计算了填埋场中气体的压力分布情况.结果表明,填埋初期气压随深度和时间的增加而增加;而后气压随时间增加逐渐减小.     

抗生素在城市污水处理系统中的分布及去除

根据目前国内外已有的研究结果,综述了几类主要的抗生素在世界各国城市污水处理厂污水、污泥中的残留浓度及抗生素在城市污水处理系统中的去除途径和去除效果。结果表明,世界各国城市污水处理厂污水、污泥中抗生素的种类和浓度有明显差异:污水中抗生素的浓度与该国抗生素的使用量有关,我国城市污水中四环素类、磺胺类的检出最高浓度达到103¹04ng/L,远高于其他国家;环丙沙星和甲氧苄啶在美国城市污水处理厂出水中检出浓度较高,达到103ng/L。污泥中抗生素残留主要是通过污泥吸附作用,残留浓度受到抗生素在固-液相的分配系数、亲脂性和离子所带电荷影响。自然条件下,水解、光解和传统生物处理工艺对抗生素的去除率低,而高级氧化技术和膜过滤技术对抗生素的去除效率高,可以达到90%以上。     

土地管理措施对营养物质排放的影响

采用分布式的非点源污染模型SWAT(soil and water assessment tool),结合GIS技术,模拟了张家冲小流域化肥施用量变化、等高种植和退耕还林对营养物质氮磷排放的影响.结果表明,当农业用地的氮肥施用量由630 kg/hm2增加到955 kg/hm2,磷肥施用量由200 kg/hm2增加到300 kg/hm2时,氮、磷营养物质排放量也呈现增大的趋势.其中,硝态氮负荷达到了3 776.59 kg,增加了19.7%,变化率最大,变化率最小的为无机磷,仅增加了2.7%.采取等高种植的方式对氮、磷排放负荷的影响较小.当小流域内坡度25%的坡耕地全部退耕还林后,各种形态氮、磷排放负荷下降,其中有机态磷下降16.3%;有机氮、氨氮和无机磷与退耕还林前相比,分别降低了22.7%,25.4%和27.9%,在张家冲小流域,对坡度25%的坡耕地实行退耕还林、减少化肥施用量对减少氮磷负荷排放作用明显.     

茅坪河流域非点源污染负荷模拟

为定量化研究茅坪河流域农业非点源营养物质氮、磷的输出负荷,在茅坪河的亚流域陈家冲,利用2004-05～2004-10降雨期的监测数据,通过实测值和模拟值的比较对非点源污染模型SWAT(Soil and Water Assessment Tool)进行了率定和验证,采用Nash-Sutcliffe系数(R²)、均方根差(RMSE)和相对误差(CV)检验实测值和模拟值的拟合度.利用验证后的模型模拟了茅坪河流域营养物质氮、磷的输出负荷量.经验证径流、总氮和总磷的Nash-Sutcliffe系数分别为0.71、0.51和0.62,最小相对误差分别为1.8%、1.1%和10%,模型对氮和磷的输出模拟效果稍差,但对径流的模拟取得了较好的效果,表明该模型可运用于茅坪河流域非点源污染的模拟研究.模拟结果显示,2004-05～2004-10,茅坪河流域共有102.5 t氮和9.46 t磷流入长江,大量农业非点源污染的产生是造成茅坪河水质恶化的重要原因之一.     

湖北省土壤侵蚀量模拟及其在吸附态氮、磷量匡算中的应用

采用美国通用USLE(土壤流失方程)作为建立侵蚀模型的基本理论,使用GIS等空间信息技术作为研究的技术平台,对湖北省进行了多年(1989—2008年)平均土壤侵蚀量的模拟,并对模拟结果进行验证. 利用土壤普查资料获得氮、磷营养物含量,进行多年平均吸附态氮、磷量模拟.结果: ①研究并建立了湖北省多年平均状况土壤侵蚀模型. 利用USLE和栅格计算方法得到的土壤侵蚀强度等级大体上可以与水利部土壤侵蚀遥感数据相当,存在显著相关关系,由此验证了所建立的湖北省土壤侵蚀模型的可行性. ②对湖北省吸附态氮、磷负荷进行的模拟结果显示,土壤吸附态氮、磷负荷整体结构与土壤侵蚀量分布规律相似,以长江、江汉盆地为输沙沉积中心,分别从南、北向中部,由西向东依次下降.      

江苏省西部湖泊水环境演变过程与成因分析

根据江苏西部主要湖泊水环境质量实测数据,采用综合营养状态指数〔TLI(Σ)〕法对其富营养化程度进行综合评价,结果表明,目前江苏西部大部分湖泊处于富营养化状态.其中,白马湖富营养程度最低〔TLI(Σ)为45.16〕,处于中营养;玄武湖营养程度最高(61.93),属于中度富营养.洪泽湖和邵伯湖的水质为劣Ⅴ类,其他湖泊除白马湖外水质均处于Ⅳ～Ⅴ类之间.从近年江苏西部湖泊的水质变化看,只有骆马湖和玄武湖水质呈现转好的趋势,ρ(TN)和ρ(TP)有所下降.大部分西部湖泊水质呈恶化趋势,洪泽湖、高邮湖和固城湖ρ(TN)不断上升,邵伯湖和石臼湖ρ(TP)也不断上升.不同湖泊水环境变化的成因有所不同,洪泽湖水质受上游河流污染以及农业面源污染影响较大.由于江苏西部湖泊的地理、水文和环境条件的差异,不同湖泊存在不同的营养盐基准.相对于非过水性湖泊,洪泽湖等过水性湖泊的氮磷营养物基准相对较高.