白洋淀沉积物耗氧速率及氧亏效应研究

沉积物耗氧是影响水体溶解氧平衡的重要因素,受到沉积物有机质矿化的影响.本文采用柱培养法测定了白洋淀不同水文地貌分区和生境类型的表层沉积物耗氧速率(sediment oxygen demand,SOD),并基于地表水质量标准评估了白洋淀沉积物耗氧对水体产生的氧亏效应,探讨了白洋淀SOD与有机质(OM)的关系.结果表明,白...     

城市内河沉积物对水体污染修复的影响研究

研究了城市内河污染沉积物在污染源控制和河道水质修复达到一定程度后对河道水质的影响。结果表明：河道水质在净化后，保持一定的溶解氧，可有效抑制沉积物中有机物、氨氮和磷的释放，疏浚底泥并不是消除内河污染的必要条件，否则由于底泥缺氧释放，氨氮明显回升，而有机物不会很快上升，反应因反硝化消耗碳源继续有所下降；由于反硝化过程产生碱度使水体pH略有升高，更接近中性，从而可阻碍磷的进一步释放。     

城市内河表层沉积物氮形态及影响因素

采用连续分级提取法对许昌市清潩河河道10个表层沉积物样品中氮形态含量进行测定, 分别得到离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可提取态氮(WAEF-N)、强碱可提取态氮(SAEF-N)、强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)和非可转化态氮(NTN), 探讨了不同形态氮分布特征、影响因素及其对河道水环境潜在的风险. 结果表明,沉积物中总氮(TN)含量为2140~9470mg/kg, 与沉积物有机质含量沿河道变化趋势基本一致; 可转化态氮(TTN)的优势形态从上游至下游逐渐由IEF-N向SAEF-N再向SOEF-N转化, 逐渐趋于稳定; IEF-N含量受沉积物有机质、pH值及上覆水体氨氮和悬浮物含量影响, 且与TN极显著相关, 说明清潩河沉积物TN含量可以作为河道内源污染风险判断的重要指标; 此外上覆水体较高的COD含量对SAEF-N和NTN的沉积、较高的氨氮含量对IEF-N和TN的释放以及总磷含量对NTN活性的增强等都产生影响.因此, 在开展清潩河水环境综合整治时, 需考虑水相与沉积物相的相互作用, 同步开展治理工作.     

黑臭水体治理Ⅱ：沉积物耗氧方式对重金属形态及生物有效性的影响

缺氧导致水体黑臭已成为我国许多河流普遍存在的污染问题,而沉积物耗氧是水体溶解氧减少的重要过程.本文通过构建一套室内模拟装置,利用薄膜扩散梯度(DGT)技术和改进的BCR三步连续提取法来探索黑臭水体沉积物不同耗氧方式对水体氧化还原体系和沉积物中重金属(Co、Ni、Cu、As、Sb和Pb)形态及生物有效性的影响.结果表明,厌氧培养过程中上覆水氧化还原电位为-65.50～0 mV,属于铁锰控制区;沉积物氧化还原电位为-170.30～-370.10 mV,主要由硫体系控制.化学耗氧,主要是其中的铁锰耗氧,会使沉积物中生物有效态Fe、Mn、S浓度增加,进而影响重金属的迁移转化.化学耗氧组上覆水中As浓度增加至9.64μg·L^-1,铁锰耗氧组上覆水中Co、Ni和As浓度分别增加至20.79、20.53和6.97μg·L^-1.化学耗氧组表层沉积物中生物有效态Co、Ni和As浓度增加至7.03、6.18和6.98μg·L^-1,而铁锰耗氧组其浓度增加至8.62、11.80和2.44μg·L^-1.说明不同耗氧方式会对沉...     

城市内河表层沉积物氮形态及影响因素——以许昌清潩河为例

采用连续分级提取法对许昌市清潩河河道10个表层沉积物样品中氮形态含量进行测定,分别得到离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可提取态氮(WAEF-N)、强碱可提取态氮(SAEF-N)、强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)和非可转化态氮(NTN),探讨了不同形态氮分布特征、影响因素及其对河道水环境潜在的风险.结果表明,沉积物中总氮(TN)含量为2140~9470mg/kg,与沉积物有机质含量沿河道变化趋势基本一致;可转化态氮(TTN)的优势形态从上游至下游逐渐由IEF-N向SAEF-N再向SOEF-N转化,逐渐趋于稳定;IEF-N含量受沉积物有机质、pH值及上覆水体氨氮和悬浮物含量影响,且与TN极显著相关,说明清潩河沉积物TN含量可以作为河道内源污染风险判断的重要指标;此外上覆水体较高的COD含量对SAEF-N和NTN的沉积、较高的氨氮含量对IEF-N和TN的释放以及总磷含量对NTN活性的增强等都产生影响.因此,在开展清潩河水环境综合整治时,需考虑水相与沉积物相的相互作用,同步开展治理工作.     

城市内河沉积物中反硝化作用的研究进展

沉积物是水环境的重要组成部分,它作为污染物的"汇"与"源",在外源污染有效控制后,城市内河沉积物将成为引发水体富营养化和黑臭现象的重要原因。反硝化作用是氮生物地球化学循环中的核心环节,是去除氮污染的重要途径。文章综述了城市内河沉积物中氮的生物地球化学循环及反硝化作用,着重介绍了测定反硝化速率的不同方法以及其优缺点,同时总结了影响反硝化作用的主要因素如DO浓度、有机质、温度、pH、NO3-等,并提出了该方向今后进一步研究的重点和发展趋势。     

珠三角感潮河口区耗氧速率及影响因素研究

珠江三角洲感潮河口区底层缺氧现象严重,为分析测算主要感潮河口区耗氧速率,识别沉积物耗氧速率(SOD)主要影响因素,系统布设了17个点位,于2021年10月底进行沉积物采样,在实验室分别测定了各点位的SOD值并分析了与有机质含量间的相关性,选取沙田泗盛、莲花山点位的沉积物为研究对象,研究了温度、上覆水流速、上覆水溶解氧对SOD的影响。结果表明,各点位沉积物的SOD值范围为1.143～5.480 g/(m²·d),沉积物SOD与有机质含量间无相关关系,沙田泗盛、墩头基、鸡啼门大桥3个点位的SOD值排名前三,SOD值随温度升高、流速增大、溶解氧浓度升高而增大。     

城市内河蓝藻复苏和生长规律研究

主要探讨城市化对城市内河蓝藻复苏和生长的影响。这些影响包括河流中营养物的升高、高等水生植物的灭绝、河水所受光照强度的变化以及由河水滞流带来的水体复氧效率降低对内河中蓝藻爆发条件的影响。通过实验我们发现金鱼藻与水网藻的存在可以在一定程度上抑制蓝藻的生长,金鱼藻的效果比水网藻更明显。适宜的光照是蓝藻大量生长的条件。对水体进行曝气复氧可以抑制蓝藻的生长。     

闽江福州段与城市内河表层沉积物重金属污染特征研究

为了探讨城市内河对闽江福州段重金属污染的影响特征,本文对闽江福州段和福州城市主要内河表层沉积物中的Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb 6种重金属元素进行了系统的分析,并采用地累积指数法和潜在生态风险评价法进行污染情况和潜在危险评估.研究结果表明,表层沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb含量范围分别为:5.55~131.35、0.74~138.82、2.45~95.84、24.24~609.72、2.82~95.90、13.91~108.45mg·kg~(-1),各重金属含量平均值明显高于福建省土壤环境背景值,但低于国家土壤环境质量Ⅱ类标准值(除As略高于Ⅱ类标准).地累积指数法评价结果表明,表层沉积物中重金属大多为无污染或中污染程度,受人类活动影响强烈.潜在生态风险评价法表明,表层沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Pb和Zn存在轻微潜在风险,As以中等潜在风险为主,总体存在轻微潜在风险.重金属污染物的空间分布与福州市的发展格局相适应,人类活动集中的老城区和工业密集区,是闽江与内河重金属污染物含量相对较高的区域.城市内河汇入闽江后,携带的大量重金属污染物加剧了闽江重金属污染.建议加强对闽江重金属含量较高的晋安河段、光明港段-磨溪河段的污水排放监控.     

海河流域河流耗氧污染变化趋势及氧亏分布研究

耗氧污染是海河流域河流水污染的主要类型,耗氧污染物对河流溶氧的消耗产生的氧亏效应对水生生物产生重大影响.收集海河流域重点水功能区88个监测站点2000—2011年CODCr/CODMn、NH3-N指标,分析河流耗氧污染特征及演变趋势,并基于水质目标(2 mg·L-1)下计算出海河流域河流氧亏量.结果表明,流域河流耗氧污染总体呈现好转趋势,耗氧污染指标(NH3-N、CODCr/CODMn)逐渐降低,I~III类水质站点比例增加,劣V类水质站点数和超标倍数减少;CODMn降低幅度大于NH3-N,主要污染物由COD向NH3-N转化.海河流域重点氧亏区域主要集中于中部平原段和下游滨海段,未氧亏区域多集中于上游山区段;北三河、黑龙港运东与徒骇马颊河水系中部平原段整体处于缺氧区域,子牙河水系中部平原区缺氧现象最为严重,氧亏区域位于石家庄洨河下游、滏阳河艾辛庄下游至献县段及石津总干以南;海河流域内中部平原段河流氧亏的主要贡献仍以COD为主,但氨氮的贡献显著,其中黑龙港运东水系、徒骇马颊河水系和北三河水系,COD耗氧均值都高于5 mg·L-1,在北三河和子牙河水系,氨氮耗氧均值达到了4 mg·L-1.     

黄河兰州段城市河道表层沉积物重金属空间分布特征及来源解析

为研究黄河流域城市河道表层沉积物重金属污染特征和来源,以黄河兰州段为研究区,采集46个表层沉积物样品并测定了重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的含量.分别采用单因子污染指数(P_i)、地累积指数(I_geo)和沉积物污染指数(SPI)对这8种重金属污染特征和生态风险进行了评估,并利用相关性分析方法(CA)、正定矩阵因子分解法(PMF)和主成分分析/绝对主成分分数法(PCA/APCS)相结合的手段解析了表层沉积物中重金属的来源.结果表明,表层沉积物重金属平均含量除As之外,其余7种重金属的平均含量均高于兰州市和甘肃省土壤元素背景值;空间上,各重金属元素含量高值集中于河道拐弯处;单因子污染指数和地累积指数结果均表明,表层沉积物以Cr污染为主,Cd和Ni污染次之;沉积物污染指数结果表明,重金属生态风险等级为自然-低风险级别.研究区表层沉积物中Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb等重金属的主要来源为工农业混合源、自然源以及工业和交通活动复合源,贡献率分别为77.6%、11.4%和11%.     

上海新港河道耗氧特性研究及其综合整治措施

通过实验室试验测定，得出了上海市新港河道水体和底泥的耗氧特性曲线，分析了水体和底泥耗氧的阶段历时、阶段耗氧特性及动力学过程。在缺乏河道水质模型的情况下，利用耗氧特性曲线可以估算各个阶段的耗氧量和河道的总耗氧量，为河道充氧设备的选择提供一定的理论指导。通过计算，上海新港河道的总耗氧量约为75．7kg／d。上海宏成实业发展有限公司采用充氧曝气、投加微生物、种植水生植物等措施对河道进行了治理，实践表明，这些措施可以使新港河道的水质有明显的改善。     

兰州市城区河道表层沉积物磁性特征研究

通过系统的环境磁学测定,分析了兰州市城区河道表层沉积物的磁学性质及其对城市污染的指示意义.结果表明,兰州市城区河道表层沉积物样品磁性特征以亚铁磁性矿物的磁铁矿为主导,同时存在少量赤铁矿和针铁矿贡献.根据参数χFD、χARM、χFD/MS和χARM/MS所指示的人为活动排放物对不同河段沉积物的贡献量将兰州市河流分为3类:末端集中型(排洪沟、寺儿沟、鱼儿沟、水磨沟),源头集中型(七里河、烂泥沟),影响较小型(罗锅沟、大沙沟).与有机质测量结果比较发现,兰州市河道沉积物样品有机质含量与超顺磁颗粒及单畴晶粒具有十分显著的正相关关系,说明了细颗粒磁性矿物对有机碳的富集作用,显示了超顺磁颗粒及单畴颗粒含量作为兰州市城区河道表层沉积物有机质含量的代用指标具有良好的指示意义.     

北京市凉水河表层沉积物中砷含量及其赋存形态

选择北京市典型的非常规水源补给城市河流(凉水河)为研究对象,采用王水水浴消解法和BCR三步提取法分析了表层沉积物中砷含量及其形态,并利用富集系数法、风险评估指数法和沉积物重金属质量基准法对表层沉积物中砷进行评价.结果表明,凉水河表层沉积物中总砷含量范围是2.18~22.5 mg·kg~(-1),均值为6.01 mg·kg~(-1),多数样点低于北京市土壤中砷的背景值;沉积物中砷主要以残渣态(B4态)存在,平均含量为3.93 mg·kg~(-1);沉积物中各形态砷所占的平均比例顺序为:残渣态(B4态)可还原态(B2态)可氧化态(B3态)弱酸可溶解态(B1态),其中生物有效态砷占总砷的平均比例为39.61%.富集系数法分析结果显示凉水河表层沉积物中砷基本未出现富集;风险评估指数法分析结果显示凉水河60%的采样点表层沉积物中砷含量呈中度风险,40%的采样点呈低风险;沉积物重金属质量基准法分析结果显示凉水河55%的采样点表层沉积物中砷含量低于阈值效应水平(TEL),40%的采样点处于可能效应水平(PEL)和阈值效应水平(TEL)之间.     

北京城市河流河水和沉积物中微塑料的组成与分布

微塑料已经被证实广泛存在于自然环境中,对生物和人类造成潜在危害,进行微塑料的赋存调研有助于了解城市河流河水和沉积物中微塑料的污染现状.以北京市北运河和怀河作为研究区域,共布设了8个水样点位和3个沉积物点位,研究并对比了北运河河水和沉积物以及怀河河水中微塑料丰度、粒径、颜色、形状和种类的组成与分布特征.结果表明,北运河河水中的微塑料丰度为(1 941±201)～(8 155±1 781) n·m^-3(n表示微塑料个数),平均丰度为4 160 n·m^-3;北运河沉积物中的微塑料丰度为(120±11)～(268±31) n·kg^-1.怀河河水中的微塑料污染程度低于北运河河水,微塑料的平均丰度为2 357n·m^-3.北运河上游河水和沉积物中微塑料的丰度高于下游,具有较明显的空间分布特征;怀河河水中的微塑料分布总体上无明显差异,但相距较远的两点位中微塑料的丰度之间具有显著差异.粒径、颜色和形状的分类统计结果显示,所有点位中微塑料的主要粒径区间为<300μm;白色/透明微塑料(50.75%～83.91%)...     

珠江广州河段员村段的底泥耗氧

探讨广州珠江员村段底泥的耗氧特点及总底泥耗氧中生物耗氧和非耗氧所占比例。结果表明,在实验期间内平水期底泥只出现前６ｈ的持续耗氧过程,而丰水期泥除出现前６ｈ的快速耗氧外,还表现出相对较缓慢的耗氧过程。两水期底泥耗氧中化学耗氧起主导作用。同温、同流量条件下,平水期的底泥耗氧速率略低于丰水期。由实验推导出两水期底泥耗氧速率与温度及流量之间的关系为：ＳＯＤ丰＝０．４９４５×１．００５８＾（Ｔ－２０）（Ｔ≤     

底泥耗氧量（SOD）数学模型与应用

底泥耗氧是自然水体氧平衡中很重要的一部分。底泥耗氧的影响因素众多。目前国内对底泥耗氧研究大多处于实验室阶段,数学模型的应用很少。阐述了底泥耗氧机理及底泥耗氧数学模型的研究进展,重点介绍了国外已成功验证与应用的底泥通量模型的研究情况。利用底泥通量数学模型探讨了苏州河沿岸合流污水泵站溢流对SOD的影响。结果表明：平均每次沿岸合流泵站雨天排江（CSOs）对苏州河底泥耗氧量的贡献是26．5％-41．2％。底泥疏浚短期可能会削减SOD,但CSOs对SOD的影响是长期的。     

城市河道水质评价与研究

结合内梅罗指数法的原理,考虑金属毒性的积累效应,引入污染因子权重值,将权重值最大的评价指标纳入计算,采用改进的内梅罗指数法评价城市河道的水质污染状况。并对水质的划分标准临界值进行计算,以此作为评价水质污染状况的依据。研究结果表明,两种方法具有明显的差异,改进的内梅罗指数法对水质污染状况的评价结果较传统内梅罗指数法的辨识度更高,能够综合客观全面地体现城市河道水质状况,与真实情况较好的吻合,更为客观、合理。     

再生水补水对河道底泥细菌群落组成与功能的影响

以北京市永定河麻峪湿地再生水补水河段河道底泥细菌群落为研究对象,联合限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,16S rRNA基因克隆文库技术和实时荧光定量q PCR技术,分析再生水补水口上游、补水口及补水口下游这3个断面的细菌群落组成与功能特征差异,尝试解释再生水补水对河道底泥细菌群落组成和功能特征的影响.结果表明,再生水中高浓度的碳氮磷含量是导致补水口细菌群落多样性显著升高和群落组成最为丰富的直接原因,人工湿地对碳氮磷浓度有较高的去除效率,净化后底泥细菌群落逐步恢复,表现出上下游相似的细菌群落多样性和结构组成;补水口处细菌群落的优势类群是变形菌门中β-Proteobacteria和δ-Proteobacteria,亚优势类群是Planctomycetes和Actinobacteria,而ε-Proteobacteria、Chloroflexi、Spirochaetes是补水口处的独有类群;氮碳磷循环是再生水补水河道底泥主要的生物地化循环过程,克隆文库中补水口以毛单胞菌属(Comamonas sp.)为优势类群的45.9%的克隆子与氮循环相关,其相对丰度高于上下游(27.7%和23.4%),以溶杆菌属(Lysobacter sp.)为优势类群的17.9%的克隆子与碳循环密切相关,其相对丰度高于上下游(14.4%和12.9%);再生水中携带的痕量病原菌和抗生素等,在一定程度上改变了河道底泥细菌群落碳氮循环的转换方式,表现为补水口处固氮作用主要是红环菌属(Rhodocyclus sp.)通过光合作用实现,上下游以对植物具有促生作用的伯克氏菌属(Burkholderia sp.)为代表进行共生固氮.该研究结果为再生水补水河道人工湿地修复研究提供理论依据.