人工诱导水库分层水体提前混合对细菌群落结构和代谢活性的影响

水库水体分层是导致底层水体厌氧,产生内源污染的重要原因,人工强制混合充氧可以使分层水体提前实现完全混合,当秋冬季气温低于混合水温时,停止混合充氧系统水体仍可自发地持续进行混合,极大地延长了底层水体及沉积物的好氧周期.上述阶段中,人工强制混合期底层水体温度逐渐升高直至完全混合,自然混合期混合水体温度持续下降,溶解氧保持在7.84～9.86 mg·L^-1.为研究人工诱导水体提前混合对水源菌群及有机污染物代谢的影响,以西安金盆水库为研究对象,在原位监测水质指标的基础上,采用高通量DNA测序技术和Biolog技术分析细菌群落组成及其代谢活性.结果表明,持续自然混合期金盆水库优势菌门为放线菌门（Actinobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）,二者相对丰度之和占细菌群落的60.9%～66.2%.放线菌门（Actinobacteria）中的优势菌为CL500-29＿marine＿group（15.96%）,其次为hgcl＿clade（9.25%）.水库水体在完全混合初期,受温度和溶解氧升高影响,细菌活性相对较高,有机污染物指标高锰酸盐指数和溶解性有机碳...     

金盆水库沉积物铁锰释放规律

针对分层型水库周期性厌氧问题,金盆水库利用人工强制混合充氧技术补充底部水体溶解氧,抑制沉积物中还原性污染物的释放.但受水库地形地貌的影响,人工强制混合充氧效率存在一定差异性,在曝气系统运行结束后部分较深区域上覆水体溶解氧迅速耗竭,导致污染物的再次释放.为探究铁锰在该条件下的释放规律及扩散强度,选取主库区代表性采样点,对沉积物间隙水及上覆水溶解态铁锰浓度分布进行测定,并计算沉积物-水界面处溶解态铁锰的扩散通量.结果表明,人工强制混合充氧结束后地势较低区域底部水体迅速进入厌氧状态,导致大量溶解态锰释放进入上覆水体,浓度最高达0.42mg·L~(-1);而地势较高区域底部水体短暂进入缺氧状态,之后溶解氧浓度迅速回升,因此底部溶解态锰浓度升高幅度较小,浓度最高为0.17mg·L~(-1).沉积物间隙水-上覆水铁锰浓度分布结果表明,由于铁锰氧化还原电位的差异,溶解态锰相较于铁在厌氧条件下更容易释放进入上覆水体,且不断在表层沉积物及上覆水体中积聚,而溶解态铁的释放不仅受溶解氧的抑制,还受锰氧化物等其他氧化剂的抑制.由扩散通量计算可知,人工强制混合充氧结束后溶解态锰的扩散通量有降低趋势.由质量平衡计算可知,溶解态锰在厌氧层中的积聚不仅与扩散通量有关,还与沉降通量、厌氧层厚度有关,因此厌氧层中铁锰的生物地球化学循环作用有待进一步的研究.     

人工强制混合对金盆水库水体藻类群落结构时空演替的影响

为探明人工强制混合过程对水体藻类群落演替的作用影响机制,本研究利用扬水曝气系统对金盆水库主库区水体进行原位人工强制混合,对系统运行过程中水库水体理化参数及藻类进行原位定点监测.结果表明,金盆水库水体藻类共6门28属51种,扬水曝气系统的人工强制混合作用可显著抑制水体藻类的生长,并对其群落结构产生显著影响:扬水曝气系统运行前,藻类主要分布在表层水体,其中以小球藻(Chlorella vulgaris)为优势种属;扬水曝气系统运行后,表层水体藻密度大幅降低,藻密度垂向分布趋于均匀,优势种属有向小环藻属(Cyclotella sp.)演替的趋势.本研究利用冗余分析(RDA)方法,结合临界层理论(critical depth theory)和藻类生长特性,分析了人工强制混合过程中金盆水库水体藻类群落结构时空演替和主要理化参数变化之间的关系.分析结果表明,扬水曝气系统的人工强制混合作用主要通过迅速破坏水体热分层稳定性和显著增加水体混合深度(Z_(mix))来影响藻类群落结构的时空演替.     

人工强制混合充氧对分层型水库细菌群落演替的影响

为深度解析人工强制混合充氧过程中细菌群落的演替，以西安金盆水库为研究对象，对2018年8月~2019年4月水库主库区垂向细菌种群结构进行连续监测.结果表明，受人工强制混合充氧作用影响，水库水体中的优势菌群蓝细菌门（Cyanobacteria）的丰度由11.7%~19.2%降至6.3%~8.9%.其中，表层、中层和底层水体蓝细菌的丰度分别由18.3%、11.7%、19.2%降至8.9%、6.3%、7.9%.人工强制混合作用使垂向水体细菌的种群结构差异降低，样本之间的离散度逐渐减小，其中优势菌群放线菌门（Actinobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）在水体垂向的丰度分别由"中 > 底 > 表"和"表 > 底 > 中"，逐渐变为表、中、底层趋于均一.人工强制充氧作用使底部水体溶解氧（DO）含量逐渐升高，好氧型细菌的丰度得到明显的增加，其中Polynucleobacter的丰度从0.06%增加到1.06%，甲基孢囊菌属（Methylocystis）的丰度由0.18%增至2.20%，甲基杆菌属（Methylobacter）的丰度由0.02%增加到1.96%.通过冗余分析可知，影响细菌群落组成的主要因素为水体热分层稳定性、水温、DO、总磷（TP）和总氮（TN）.     

天目湖沙河水库热分层变化及其对水质的影响

为揭示亚热带水库热分层的季节性变化特征、影响因素及水质效应,以最大水深11 m的江苏溧阳天目湖沙河水库为例,基于对水库坝前区(TM1)3~11月逐时的水温监测及对该水库2009~2016年相关水质和气象指标监测,分析了该水库热分层的形成和消失时间、驱动因素及其对水质的影响.结果表明,天目湖沙河水库呈典型的亚热带单循环混合模式:春季随着太阳辐射的增强,水温逐渐升高,当表层水温升至21℃左右时,热分层稳定形成,在整个5~9月期间水体热分层十分稳定;秋季随着太阳辐射的减弱,水温逐渐降低,当表层水温降至19℃左右时,热分层基本消失,在10~4月期间水体呈混合状态.热分层期间,表层和底层的水温差随太阳辐射的增强而增加;日均气温超过30℃的情况下,水体热分层更加稳定;夏季强降雨过程降低了水体表层的温度、减弱了上层5 m水体的温度分层,但对5 m以下深度的热分层状况基本无影响.水温分层对水库水质产生一定的影响:热分层期间,底层水体处于厌氧状态,底层水体氨氮浓度明显增加;热分层消失后,底层水体溶解氧、总磷及悬浮颗粒物含量均增加.研究表明,对于四季分明的亚热带中等深度的水库而言,水体热分层主要受太阳辐射的控制,稳定的热分层有利于蓝藻门相关种属藻类的生长,热分层形成及消散阶段改变了沉积物的营养盐释放及供给水体的强度,对水体水质形成冲击.在水库水质监控及生态保护管理中,应关注热分层过程的不利影响,并探索相关灾害的防控技术.     

高原深水湖泊抚仙湖溶解氧分层特征及驱动因素

深水湖泊特有的“表水层-温跃层-深水层”的热力学分层结构,决定了湖内溶解氧(DO)的垂直分布和混合交换,影响着湖内生态系统的健康.然而,目前对于深水湖泊耗氧与复氧过程及其驱动因素的研究还不够深入,尤其对高原深水湖泊的研究更为缺乏.为此,本研究于2021年1月-2022年2月进行了分层采样和逐月监测,探究了典型高原深水湖泊抚仙湖的溶解氧分层特征及驱动因素.结果表明：(1)抚仙湖热力学分层周期分为两期,即分层期和非分层期.分层期为3月下旬至11月上旬,混合期为11月下旬至3月上旬.(2)在湖泊热力学分层的驱动下,湖内DO垂直分层明显.表水层DO浓度年内变化范围为6.67～8.64 mg/L,而温跃层和深水层DO最低浓度分别可降至3.15和1.26 mg/L.(3)抚仙湖不同水层DO浓度变化的驱动因素及效应占比不同.表水层DO受到水温、光合作用、大气复氧和气象条件的综合影响;温跃层DO主要受分层强度和浮游植物生命活动的影响;深水层DO主要受分层强度、有机质沉降分解、沉积物有机质分解的影响.研究显示,抚仙湖底层水体长期处于厌氧状态,由此带来的湖泊生境的改变以及底部营养盐释放的风险值得关注.     

李家河水库污染物来源及水体分层对水质的影响

对污染物来源和水质演变规律的深入认识是水源水库水质污染控制的前提.李家河水库是西安市的重要水源地,为加强李家河水库水源地保护工作,于2016年12月～2017年12月逐月对李家河水库进行水质监测.结果表明,李家河水库的主要污染物来源是上游来水,其对高锰酸盐指数、TN和TP的贡献率分别达99. 52%、99. 41%和99. 23%;上游东采峪葛牌小学河段和草坪服务区以上河段污染负荷较高,西采峪主要污染源汇入点为养鸡场和渔场.夏秋季水库会形成热分层,水体稳定分层期,在外源污染汇入和底部厌氧释放双重作用下水体中TN、TP、高锰酸盐指数、TOC、Fe和Mn的质量浓度分别高达3. 32、0. 177、5. 21、3. 01、0. 21和0. 235 mg·L-1,其中TN、TP、Fe和Mn质量浓度均超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水限值;较高的营养盐水平促进了藻类的大量繁殖,水体稳定分层期表层水体藻密度最高达到2. 18×108个·L-1,优势藻种为蓝藻门的铜绿微囊藻和束丝藻,对水质安全威胁较大.因此李家河水库水质污染控制的首要任务是采取有效措施控制藻类繁殖,同时加强水库上游污染源治理,降低污染物输入负荷.     

曝气诱导内波破坏水库水温分层的机理

采用自行设计的分层水库物理模型,在温度梯度分别为0.18~0.60℃/cm条件下,分析了曝气诱导内波破坏模型水库有限水体水温分层的过程,探究了跃温层下潜速度与内波特征参数的关系,揭示了内波破坏水温分层的机理.实验结果表明:分层水体完全混合之前,曝气诱导的内波一直存在于跃温层内部;内波波幅在跃温层中部较大、边缘较小.破坏分层期间,跃温层从初始位置逐渐下潜至底部时,下潜速度从0.24m/s逐渐减小到0.08m/s,但内波持续时间、周期、波幅分别约逐渐变大100%、200%和33%;同等条件下,跃温层下潜速度随着温度梯度的增加而减小;内波在模型水库有限分层水体横向传播过程中,并未发生破碎现象,内波主要依靠流体质点垂向的上下移动促使水体混合,与海洋等开放水体中内波破碎导致水体混合的传统机理不同.     

大冶水库夏秋季热分层对沉积物氮磷释放的影响

水库夏秋季节的热分层现象影响水体垂向交换和水-沉积物界面环境。为研究济南市大冶水库夏秋季节热分层现象对沉积物氮磷释放的影响,作者于2022年6-10月对水库进行现场监测及采集水样、沉积物,分析水体水温和溶解氧分层特征及氮磷营养盐分布情况,并结合室内模拟实验,研究热分层导致的缺氧环境对沉积物中氮磷释放速率及迁移转化的影响。结果表明：大冶水库在6-9月热分层现象明显,10月份分层现象消失,水库表层与底层的水温差最高可达15.6℃;水体溶解氧浓度随热分层结构的形成出现垂向分层,6-8月水库底层水体出现缺氧甚至厌氧现象,7月份溶解氧浓度低至0.84 mg/L;底层水体氮磷含量显著高于表层和中层,总氮和总磷含量约为表层水体的1.5倍和4倍;溶解氧是沉积物氮磷释放的重要驱动因子,室内模拟实验表明厌氧状态下总氮和总磷的释放速率约为自然状态的1.5倍,其中沉积物氮的释放以氨氮形式为主,铁铝结合态磷是潜在磷源。大冶水库内源污染引起的水质风险不容忽视。     

二级SBR系统处理染料废水长期运行的稳定性

考察了处理染料废水的二级SBR系统在连续运行120个周期过程中的稳定性.系统的运行先后经历了低染料浓度和高染料浓度2种情况.试验发现在长期运行过程中,二级SBR系统对进水水质及操作条件具有良好的适应性;能够有效去除废水中的污染物,对染料的平均去除率为81%～92.5%,对COD的平均去除率为89.4%～93.1%;出水水质比较稳定.在二级SBR系统中,厌氧污泥活性高,降解污染物能力强;好氧活性污泥形成团簇状结构,有利于稳定出水水质.     

水环境容量一维计算中不均匀系数研究

文章介绍传统地表水环境容量一维计算方法,针对其缺陷提出考虑不均匀系数的计算方法。介绍混合区概念及其允许范围,应用二维水质模型求解不均匀系数,并分析其计算结果。作为实例,对广西红水河某河段水环境容量进行计算,取得了很好的效果。     

灼烧净水污泥投加方式对磷吸附和磷形态的影响

以灼烧净水污泥为研究对象,探讨在其不同投加方式(混匀和覆盖)下,各底泥对外源磷的吸附效果以及间隙水和底泥中各形态磷的数量分布.结果表明,相比未灼烧净水污泥,灼烧净水污泥对磷的吸附能力显著改善,磷最大吸附量(Smax)提高了43.7%、底泥磷平衡浓度(EPC0)降低69.1%、磷饱和度(DPS)降低54.4%.混匀和覆盖对上覆水中磷消失的贡献率几乎一致,但明显高于对照实验.但如果考虑灼烧净水污泥与上覆水的接触几率,则混匀条件下,单位净水污泥对磷的吸附量为覆盖条件下的2.3倍.覆盖条件下,间隙水(1~2 cm)中溶解性磷酸盐浓度是混匀条件的33.17倍(平均值),这主要源于覆盖导致溶解氧渗透深度明显降低.混匀条件下,外源磷更易形成Ca-P,而覆盖条件下,易释放的NH_4Cl-P和Fe/Al-P占比更多,这暗示了混匀对底泥微环境的改造更有利于外源磷的吸附和内源磷的持留.     

深水湖泊水质模型研究及其在抚仙湖中的应用

本文在深水湖泊的水质模型研究中成功地引入等效混合体积的概念，从而推导，建立一全新、实用的深水湖泊水质模型Ｃｓ＝Ｍｉｎ－ＭｏｕｔＫＶｎｙ＋Ｋ·△Ｑ＋Ｑｏｕｔｆ，并将之应用于抚仙湖。一方面证实了模型的合理性、适应性，另一方面揭示了抚仙湖水质变化的主要特征。     

水处理混合设计指标试验研究

水处理的混凝、沉淀和过滤诸工艺中混合是关键,实践证明,设计时混合工艺选定的合理,不仅提高出水水质,还能达到降低混凝剂投加量和运行费用。通过示踪迹试验和混凝试验,证实了G、Eu对混合效果的控制作用。     

东寨港流域地表水水化学组成特征及其成因

为研究滨海地区地表水资源和红树林生态系统的水环境,利用水化学分析、数理统计和Gibbs水-岩分析模型等方法对东寨港流域内演丰西河和三江河两条河流水体的水化学组成和氢氧稳定同位素特征进行分析,揭示了演丰西河和三江河河流地表水的水化学组成特征,讨论了该区域地表水的水化学组分变化及其控制因素.结果 表明:演丰西河地表水的水化...     

传统氯化法在水处理中的问题及改进措施

本文就自来水水处理中的传统氯化法所存在的问题进行描述和分析,提出了改进投氯方式、代用消毒剂的应用以及进行氯化前的预处理等改进措施。     

节约水资源与中水回用系统

我国局部地区缺水严重，水资源浪费大，水体污染严重。为缓解水资源紧缺矛盾，除生产中改革用水工艺，农业上实行科学灌溉外，应大力发展和推广城市污水回用技术。     

水的纯化与超纯水的制备

综述了水的纯化和超纯水的制备,介绍了蒸馏法、离子交换法和反渗透法等纯化水的技术与超纯水新技术的进展。     

火电厂用水测试及节水管理

随着电力市场化经营的逐步深入,对电力生产的成本提出了更高的要求,加强水务管理并开展综合治理,逐渐达到合理地发电、生产用水,成为节能降耗工作的一个重要环节。火电厂是耗水大户,随着水资源的日渐匮乏及环保法律的日趋严格,合理利用水资源,已成为火电厂面临的紧迫任务,为此需开展进行全厂水平衡测试工作。针对某火电厂用水情况进行水平衡测试,根据测试结果对火电厂用水情况进行分析,查清实际用水状况,找出节水潜力,并提出了相应的治理建议,使火电厂的用水达到合理使用和科学管理,为火电厂节水工作提供参考。     

基于水足迹理论的区域水资源利用评价

水资源是一个地区经济发展、社会稳定的基础。水资源利用评价研究对分析区域水资源问题、制定合理的水资源战略具有重要意义。论文引入水足迹理论,构建区域水足迹结构、效益、生态安全以及可持续性指标体系,对区域水资源的利用现状和可持续性进行评价分析,并以大连市为案例对其水资源利用情况进行评价,结果表明该评价方法简便直观、合理可行。