不同粒径泥沙理化特性对磷吸附过程的影响

以北京大兴南海子湖表层沉积物为研究对象,测试分析了0.147～0.246 mm(细砂)、0.074～0.147 mm(极细砂)、0.0385～0.0740 mm(粉粒)和<0.0385 mm(粉粒粘粒混合物)4种粒径泥沙对磷的吸附行为,并采用相关分析及逐步回归分析探讨不同粒径沉积物中有机质(OM)、Fe、Al、Ca、Mn和TP含量对磷吸附过程的影响。结果表明,二级动力学方程和Langmuir模型能较好地描述南海子不同粒径泥沙的吸附动力学及等温吸附过程(R2>0.90)。粒径对单位质量泥沙吸附磷量具有明显影响,粉粒粘粒混合物>粉粒>细砂>极细砂。总体上,泥沙有机质(OM)、TP、Fe、Al、Ca和Mn含量随粒径的减小而增大,且粘粒对其影响较大。不同粒径泥沙(OM)、Fe、Al、Ca和Mn含量之间存在极显著正相关关系(P<0.01),且均对单位质量泥沙最大吸附量(Xm)和饱和吸附量(Cse)具有正效应,其中Al含量对该参数的影响更为显著。这说明泥沙对磷的吸附行为可能受到粒径和化学成分的共同影响。     

极端暴雨条件下广东北江重金属污染特征

以2012年“6.25”暴雨径流过程为对象,研究广东省北江上游高桥断面在极端暴雨条件下水体理化性质与ρ(Pb)、ρ(Cu)、ρ(Zn)、ρ(Cd)(均为溶解态,下同)的变化过程;基于相关分析法,分析北江水质对水文过程的响应关系及各指标间的内联特点. 结果表明:暴雨径流期间,北江水质呈“大流量、高浓度”的特征. 暴雨径流发生前后4个典型阶段中,阶段Ⅰ(局部产流期)ρ(Cd)、ρ(Pb)仅为(0.48±0.09)和(1.91±0.29)μg/L,ρ(Cu)与ρ(Zn)基本未检出;阶段Ⅱ(以地表径流为主的全流域产流期)ρ(Cd)、ρ(Pb)、ρ(Cu)与ρ(Zn)均迅速上升,最高分别达1.80、12.34、6.18、52.57 μg/L;阶段Ⅲ(以浅层地下水径流为主的全流域产流期)重金属质量浓度整体较洪水期有所下降,但ρ(Pb)仍高于阶段Ⅰ正常水平,ρ(Zn)、ρ(Cu)和ρ(Cd)则低于阶段Ⅰ;阶段Ⅳ(深层地下水产流期)ρ(Cu)与ρ(Zn)已回落至未检出水平,ρ(Cd)持续下降,低于阶段Ⅲ和阶段Ⅰ,ρ(Pb)较阶段Ⅲ有所下降,但仍高于阶段Ⅰ. 暴雨径流期间,溶解态重金属质量浓度与流量及浊度间呈显著正相关(P<0.01),ρ(Zn)与ρ(Pb)、ρ(Cd)的相关系数均在0.85以上(P<0.01).      

地下水LNAPL层的原位曝气模拟研究

曝气法(Air sparging,AS)已经成为修复地下水、土壤有机污染的重要技术,与数值模拟技术相结合可优化修复条件。文章利用TMVOC多相流模型研究了地下水位处LNAPL层的迁移转化,并通过情景模拟比较曝气法对污染修复的贡献率。只考虑地下水水流的对流-弥散作用时,目标污染物苯并没有得到彻底去除,只是通过下边界流出。60 d苯的质量损失率仅为1.79%;而连续曝气30 d后苯的去除率就可达到31.4%,最终脉冲曝气苯的损失率为44.8%。增大曝气量能提高气相渗透率及气相-液相接触面积,扩大污染物修复范围;当超过某一值(12 m3/h),其增量对污染物修复影响甚微。当曝气点位于低渗透岩层下方时,低渗透岩层会阻碍气流的垂向迁移,位于低渗透岩层上方的污染物很难得到除去。曝气法适用于溶解、挥发性较好的污染物。     

饮用水源水质预警监控断面设置方法及其应用

为进一步保障饮用水源水质安全,以北江的广东辖区段(下称北江)为案例区,研究构建了饮用水源水质预警监控断面设置方法,并开展应用研究. 研究结果:①系统提出了饮用水源水质预警监控断面设置思路. 从断面类型上,划分为入境断面、控制断面、预警断面、目标断面4类;从断面功能上,分别定位为入境水质监控、源头影响控制、早期水质预警、目标水质保障;从断面的风险覆盖范围上,分别在面尺度、线尺度、点尺度3个层面保障水源水质安全;从而构建分类多级的饮用水源水质预警监控站网. ②提出了饮用水源水质预警监控各类断面的设置方法. 如入境断面的设置执行“属地管理”原则,与跨省(市)界断面保持一致;控制断面的设置遵循“快速响应”原则,在高风险源及河段下游就近布设;预警断面的设置遵循“应急缓冲”原则,断面与取水口距离的核算公式是预留的水团迁移时间、设定水文条件下水流流速2类参数的函数,预留迁移时间需要满足不小于当地区域应急响应时间的约束条件;目标断面则直接位于取水口. ③北江流域饮用水源水质预警监控断面初设136个,优化核定后共计111个,包括入境断面6个、控制断面71个、预警断面26个、目标断面16个,其中有8个断面具有多重监控功能属性. ④经验证,该研究中所述方法具有可操作性.      

地下水三氯乙烯原位生物修复及其影响因素综述

对地下水三氯乙烯(TCE)原位生物修复技术的研究现状进行了综述,阐述了三氯乙烯(TCE)好氧共代谢和厌氧还原脱氯的降解过程,将地下水TCE原位生物修复的影响因素归结为生物因素和工程因素.其中生物因素是指与TCE生物降解机理相关的因素,工程因素是指与场地修复工程的设计和运行有关的因素.结果表明,目前生物因素研究较为成熟;工程因素的影响更为普遍,建立正确的场地概念模型对其修复的成败有重要作用.因此,TCE原位生物修复设计前应更注重对污染场地的水文地质条件和水化学条件的调查,并结合数值模拟方法对污染场地进行更准确的概化.     

极端暴雨条件下北江重金属非点源污染负荷估算

为掌握极端水文气象条件下北江上游地区重金属通量及非点源贡献,以2012年6月25日北江最大暴雨径流过程为研究对象,采用通量计算和基流分割理论,估算了北江上游高桥断面在极端暴雨条件下的溶解态重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)通量及基流和非点源负荷,比较分析了暴雨径流前后不同阶段溶解态重金属的输运总量及特点. 结果表明:暴雨径流发生前、后30 d内,溶解态Pb、Zn、Cu和Cd的通量分别达到24.1、91.4、14.6和3.4 t. 暴雨径流前、后的4个典型阶段中,以地表径流为主的全流域产流期(第Ⅱ阶段)污染负荷最重,Pb、Zn、Cu和Cd日均通量较洪水前(第Ⅰ阶段)分别增长了29.6、42.6、11.6和15.4倍. 深层地下水产流期(第Ⅳ阶段)Zn、Cu和Cd的输运强度较洪水前均有所下降,降幅在3.6%～33.6%之间. 基流重金属污染负荷比例仅占1.7%～9.9%,非点源污染负荷在90.1%～98.3%之间,洪峰期间(第Ⅱ阶段)非点源污染负荷所占比例在96.7%以上.      

基于Seveso Ⅲ的区域环境风险评估方法及应用

准确客观评估区域水环境风险是预防区域突发性污染事故、保证区域水环境安全的基础。基于欧盟Seveso Ⅲ指令,综合考虑风险源管理水平和泄漏风险、污染迁移时间、风险受体脆弱性等重要因素,对指令模型进行优化完善,构建基于欧盟Seveso Ⅲ指令的区域环境风险评估方法,并应用于北江流域,评估流域内各工业企业固定点源及典型非点源对饮用水水源等受体的区域环境风险。评估结果显示:北江三水思贤滘以上流域划分的46个子区域中存在7个风险区,其中高风险区主要分布在北江干流韶关段,中风险区主要分布在北江干流清远段和肇庆段,评估结果与流域风险分布基本吻合。建议根据评估风险值对北江流域开展分级风险管控。