水溶液性质与水污染控制工艺相互作用的重要性

从自然演化、人类活动、科学发展角度分析污废水的产生机制及其对天然水体溶液性质的影响,发现人类迁徙的城镇化以及工农业生产的效率约束导致污废水与天然径流之间的矛盾,使生态水体呈现出由地表纯净水向水质污染方向的功能转化,扰动了元素/化合物在地球表面或水体界面的离心与向心迁移的平衡,明确了水体界面或水圈作为物质地球循环中转站/转运站的原理机制。隐藏在各种水处理工艺原理中的物理、化学、物化、生化等丰富功能能够解决中转站中所积累的矛盾,所以,集合溶液性质与污废水处理工艺原理之间的对应关系及其技术应用将构成更加完备和潜在的水工业,所提出的水溶液性质概念同样适用于给水与纯净水的生产与管理。针对有毒/难降解的工业有机废水,如煤化工行业焦化废水,在前端工艺清洁生产的基础上,需要把产品资源回收、性质互补利用、水量循环机制作为共性目标,把低能耗与物耗、关键污染物去除以及明确环境风险归趋作为污染控制工艺选择的依据,同时要求全过程产生低的二次污染如碳排放等。基于水溶液性质的改变及其过程演变的探究将拓宽水污染控制的工艺理论与技术边界。水污染控制与水环境保护相结合的水工业全过程追求技术、经济与社会目标的一致,争取得到绿色、低碳、循环等生态目标的响应,即生活、生产、生态"三位一体"的协调发展。     

石油类物质的湿沉降及其对区域水环境的影响:以正构烷烃为指示物

为评估含有机污染物的湿沉降对区域水环境污染的贡献,在广州市3个采样点(海珠区、天河区和萝岗区)采集了2010年湿沉降样品(157个),并在天河点采集了12个干沉降、11个地表径流及10个气溶胶样品,并对其中指示化合物正构烷烃的浓度、来源和通量进行分析.正构烷烃(包括从C20—C34的15种同系物)总浓度范围为0.6—292μg·L-1;从季节上看,其在雨季(4—9月)的浓度低于旱季(1—3月和10—12月).碳优势指数和主成分分析结果表明,广州市的正构烷烃主要来源于石油产品的消费(50%),暗示石油产品消耗是主要污染源;其次来自植物排放(38%).此外,广州市在2010年有55±80 t(平均值±标准偏差)正构烷烃经干沉降和湿沉降至地表,其中湿沉降的贡献为39±80 t.同时,大约有224±296 t正构烷烃通过地表径流进入到珠江,反映了面源污染对区域水环境影响很大.因此,控制石油产品的消费和治理地表径流,是抑制面源污染、改善区域水环境的两个途径.     

铜价态/形态对水中微生物活性及生态系统健康的探针机制

铜在自然-社会水循环中充当着多元性的角色.一方面,铜拥有多种价态,参与各种氧化还原反应,涵盖成岩成矿、催化氧化、细胞呼吸等关键功能,尤其对生物新陈代谢的能量摄取、营养转化和有机合成发挥着至关重要的调控作用;另一方面,它作为副族元素,能充当良好的配体,与生物元素螯合,成为生命不可或缺的营养元素.与此同时,它还充当抑制生物活动的重金属因子.铜功能的转化取决于丰度、价态和形态,影响着生态系统的能量流、营养流、物质流和经济流.因此,未来的研究应当注重其赋存形态和人类世的背景变化,提高多种形态铜元素的利用水平,释放铜元素的经济和生态潜力,消弭其对生态系统正常活动的干扰.通过对铜元素的环境影响研究与分析,人类要认识到,元素循环的行为有助于揭示水体生态系统的脆弱性和可持续性,对环境管理和水生态保护发挥重要探针作用.