扬水曝气技术在水源水质改善中的应用

扬水曝气技术是新开发的水质改善技术,用于混合上下水层、控制藻类生长、增加水体溶解氧、抑制底泥污染物释放.将该技术应用于某水源地,其提水效率达到同类设备--同温层曝气器的两倍;控制了水体表层的藻类数量,抑制了藻类的生长,将藻类叶绿素a含量降低了13.96%.扬水曝气技术的适用条件:用于控制藻类生长时,水深应不小于10 m;用于抑制底泥污染物释放时,水体应存在溶解氧小于1～2 mg/L的厌氧条件.     

土壤原位覆盖对底泥的修复作用研究

在高度厌氧底泥和富营养化水体构成的模拟生态系统中,采用土壤和硅藻土进行原位覆盖,研究了覆盖技术对水．沉积物界面微环境的改善作用和不同覆盖材料对苦草生长的影响。这2种底质覆盖后,表层底泥氧化还原电位（Eh）分别提高了48．37％和46．77％,底层水体的溶解氧消耗降低,水体中的总氮（TN）和总磷（TP）含量降低;与对照箱体的苦草死亡相比,经过土壤和硅藻土覆盖的箱体中苦草正常萌发、定植和生长;硅藻土箱体苦草的生物量、叶绿素和根茎比均高于土壤覆盖箱体。因此,原位覆盖能有效改善底层水体和表层底泥的氧化还原环境,隔绝污染底泥和延缓营养盐释放,为沉水植物种子萌发和幼苗生长提供有利的生境条件。     

藻类光合作用对运河(杭州段)水质影响的初步研究

在河流水体自净规律的研究中,浮游藻类的生长状况是一个不可忽视的因素。通过藻类的生命活动,影响和改变水的理化性、透明度、颜色等。藻类通过光合作用,吸收水体中的 CO_2,同时释放出氧气,增加水体的溶解氧含量。反之,当藻类大量繁殖时,水体处于富营养化阶段,藻类的呼吸及残骸的分解,大量耗氧,又减少水体的溶解氧。这种对水体的充氧和耗氧明显影响水体的自净过程。另一方面,水体严重污染的环境,会影响藻类正常生长,因此研究运河藻类光合作用对水质的影响和改变浮游藻类的生长环境的可能,对研究运河水     

乌梁素海水体富营养化原位生态修复实验及效果分析

为探讨原位生态修复技术对乌梁素海水体富营养化的治理效果,在乌梁素海农田排水入湖口作业区用双层防水围隔建立了实验示范区,测定了水体中氮磷质量浓度和底泥中氮磷质量分数;在室内进行模拟实验,研究了溶解氧(DO)和pH值变化下柱状底泥营养盐的静态释放规律。室外实验结果表明：示范区水体中总氮(TN) 和总磷(TP)质量浓度显著低于对照区(P<0.001),削减率分别为66%和68%,水体平均TN质量浓度为0.99 mg·L⁻¹,TP质量浓度为0.11 mg·L⁻¹;就水质年度变化而言,5月份水体TN和TP质量浓度相对较高,随着水生植物生长,其质量浓度显著降低,11月达到最低值,翌年1月,其值有所回升;实验示范区底泥中的平均TN和TP质量分数分别为1.43 g·kg⁻¹和0.43 g·kg⁻¹,显著低于对照区的数值(P<0.01),削减率分别为16% 和28%。室内模拟实验结果表明：当DO质量浓度低于2.0 mg·L⁻¹时,底泥中磷的释放速度较快;当DO质量浓度高于2.0 mg·L⁻¹时,随着pH值的增加,底泥中磷的释放速率显著增加(P<0.01);在厌氧状态下,pH值对底泥氮释放影响较小;在好氧和缺氧状态下,底泥中氮的释放速率显著增加后又下降;DO和pH值对底泥氮磷释放有很强的协同作用。综上所述,原位生态修复技术可显著降低水体和底泥中氮磷营养盐质量浓度,达到净化水质,减缓内源污染的目的,有望成为治理乌梁素海富营养化的一种有效措施。     

太湖底泥的污染控制及修复技术的可行性应用探讨

太湖表层底泥营养物、重金属和有机污染物等含量较高,并有向水体释放倾向,对水体及水生生态系统造成威胁.文章探讨了对太湖已开展或近期可开展的内源污染治理实用和示范技术,如外部污染源控制、原位覆盖、原位底泥氧化、原位上覆水充氧、生态疏浚、生物修复技术以及自然消减技术等.对上述技术运用于太湖进行了可行性分析.     

大型溞投放密度对湖库水体水质改善及底泥污染物影响

向北京市沙河水库投放大型溞(Daphnia magna),利用其摄食藻类、促进悬浮颗粒态污染物沉降的特性,以提升水体的透明度,为后续沉水植物群落的恢复创造条件,并探索大型溞的投放密度,以及投放后对水质及底泥主要污染物的影响。结果表明：向沙河水库投加大型溞的最佳密度为5~15 ind·L⁻¹;在该条件下,水体透明度可在3~5 d由40 cm提升至100 cm,浊度由19.7 NTU降至3 NTU,藻密度由2.4×10⁶ cell·mL⁻¹降至(4~6)×10⁴ cell·mL⁻¹;大型溞可在沙河水库长期存活,并可长期抑制藻类、维持水体的透明度;水体COD并未发生明显改变;大型溞的分泌物促进了悬浮颗粒态氮、磷的沉降,使TN和TP的去除率分别达到70.2%和54.9%;由于投溞后藻类浓度迅速下降,藻对NH₃-N的吸收量降低,使水体NH₃-N升高了32.2%;底泥中有机质、TN、TP均出现了一定程度的升高。针对于湖库水体透明度低的问题,应投放适宜密度的大型溞,调整水质状态,并结合水中藻类、底泥污染物等条件,综合考虑有效改善水质的方法。     

应用大型底栖无脊椎动物评价常州市“清水工程生态修复”示范河道的研究

通过连续两年对常州市19条"清水工程生态修复"示范河道大型底栖无脊椎动物(以下简称底栖动物)的调查,了解市区河道底栖动物群落现状及发展趋势,同时从底栖动物群落多样性的角度评价各河道生态修复的效果,并利用污染生物效应指数(BPI)评估河道水质及生态变化发展趋势。结果发现,各调查河道底栖动物群落结构和多样性的指标与污染生物效应评价结果相互印证,保持高度一致性。2011年各河道的底栖动物群落结构完整性、种群多样性均较2010年有所提升,BPI则较2010年有所下降。说明在这些河道实施的生态修复工程具有一定成效,有望实现城市河道水体生态循环系统的全面恢复。     

深水井循环处理对养殖水体蓝藻控制及对水质的改善

为了解决罗氏沼虾养殖水体蓝藻泛滥、危害养殖、污染周边水环境的问题,建设了深水井循环水处理示范工程,对工程运行进行了跟踪测定。结果表明,通过深水井循环处理后,蓝藻不能再漂浮于水面生长繁殖,而是沉淀到水底无光区衰亡,从而控制了蓝藻的繁殖。与对照塘相比,虾塘藻类叶绿素a浓度减少了69%,藻细胞总数削减了92%,消除了蓝藻泛滥现象,剩余藻类主要为颤藻、绿藻,化学需氧量降低了55%,总磷降低了46%,总氮降低了56%。     

不同遮光方式的抑藻效果比较研究

藻类的生长繁殖与其自身通过光照进行光合作用有着密不可分的关系。研究了遮光面积、遮光周期、遮光率与水体叶绿素a含量和藻类密度之间的关系,探讨不同遮光方式对藻类生长的抑制作用;以及不同遮光方式下水体中氮磷浓度的变化情况。实验结果显示：遮光50%以上的实验桶内的叶绿素a含量和藻类密度相对于不遮光减少50%以上;从上午9：00至下午3：00遮光,12 d可以使绿素a浓度和藻类数量相对于不遮光减少70%以上;遮光率达到67%以上时,抑藻效果才较为明显,第12 d时,叶绿素a含量和藻类密度相对于不遮光减少50%以上。遮光是抑制藻类暴发的有效措施之一,不同水体可以根据具体情况选择不同的遮光方式。     

湖泊底栖动物群落对清淤工程的响应及其重建过程研究：以太湖竺山湾和梅梁湾为例

底栖动物群落组成和结构对清淤工程实施的响应关系是清淤工程论证和实施效果评价关注的焦点问题。以2013—2014年在竺山湾和梅粱湾等西太湖重污染区实施的环保清淤工程为例,通过清淤前后6 a现场采样和室内鉴别,研究了底栖动物群落组成和结构在工程实施前后变化过程及其响应关系。结果表明,环保清淤工程实施前后 (2013—2018年) 共采集到底栖动物共计3门7纲41属 (种) ,竺山湾和梅梁湾总分类单元数由清淤前的20和12分别降为13和8,梅粱湾清淤前Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数分别为1.83、0.82和0.79,清淤后短期内分别降低至1.31、0.59和0.61,清淤6个月后其底栖动物丰度开始恢复,并逐步达到稳定;竺山湾实施清淤后Margalef指数和Pielou指数均值分别由0.006和0.55增加至0.009和0.57。环保清淤短期内对底栖动物群落结构的直接影响为丰度和多度的降低,竺山湾和梅粱湾优势属以水丝蚓属和河蚬为主,竺山湾清淤后短期内底栖动物密度均值由1 707 ind·m⁻²降至1 107 ind·m⁻²,梅粱湾多毛类和软体动物密度分别由104 ind·m⁻²和181 ind·m⁻²降至16 ind·m⁻²和96 ind·m⁻²。环保清淤4 a后竺山湾和梅粱湾耐污能力评价整体仍处于中污染状态,底栖动物分类单元数下降至13和8,竺山湾底栖动物密度清淤后均值下降至954 ind·m⁻²,梅粱湾底栖动物丰度值下降但总密度清淤后均值增加至1 402 ind·m⁻²,竺山湾和梅粱湾底栖动物群落结构恢复仍需较长过程。该研究结果可为湖库清淤工程中的底栖动物保护提供参考。     

用大型底栖动物对武汉南湖水质的生物学评价

2003年6月至2004年5月季度性调查武汉南湖大型底栖动物的种类组成,并对水质理化指标进行测定.结果表明,大型底栖动物由寡毛类和水生昆虫组成,密度为4 437个/m2,优势种为霍甫水丝蚓和刺铗长足摇蚊;大型底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数和Margelef多样性指数表明南湖水质为中等污染状态;历年夏季水体中主要营养元素含量的变化,进一步描述了近年来南湖富营养化的加剧进程.     

热排放对湘江大型底栖无脊椎动物的影响

湘潭电厂温排水对湘江湘潭电厂江段大型底栖无脊椎动物 (以下简称底栖动物 )种类组成和数量变化的影响表明 ,在强增温区底栖动物不能生存 ;自然水温在 2 6℃以下的季节里 ,中、低增温区底栖动物种类和数量比自然水体要丰富 ,多样性指数值相应增高 ;突然停止温排 ,增温区内喜温动物有可能受冷冲击而死亡。     

复配钝化剂对稻田重金属有效性及其水稻吸收的影响

针对红壤稻米中重金属Cd超标的问题,通过筛选钝化剂并将其复配用于大田实验,以研究复配钝化剂对土壤有效态重金属(Cd、Pb和Cu)及水稻吸收重金属的影响及其作用机理。室内筛选实验表明,在11种无机和有机钝化剂中,海泡石、生石灰和聚丙烯酰胺对土壤重金属钝化效果较好,使有效态Cd、Pb和Cu分别降低了32.4% ~ 89.2%、19.5% ~ 99.1%和49.4% ~ 92.4%,并将它们确定为复配钝化剂的成分。大田实验结果表明,生石灰、聚丙烯酰胺和海泡石复配对土壤中重金属钝化效果最佳,使有效态Cd、Pb和Cu分别降低了28.6%、20.2%和23.5%(p<0.05),其钝化机制为离子交换和络合作用。而且,该复配钝化剂对土壤化学性质影响最小。复配钝化剂使稻米中Cd的质量分数降低了21.7% ~ 93.1%(p<0.05)。另外,复配钝化剂对土壤微生物丰度和多样性没有显著影响。考虑到土壤的安全性和稳定性,推荐将生石灰、聚丙烯酰胺和海泡石复配钝化剂用于降低红壤稻米对Cd的吸收以确保粮食安全生产。本研究结果可为重金属污染红壤稻田的安全利用提供参考。     

微纳米曝气联合苦草对污染景观水体的修复效果及对微生物群落结构的影响

为探索微纳米曝气联合苦草 (micro-nano aeration combined with Vallisneria natans,MAVS) 对污染水体修复效果及微生物种群调控机理,以合肥国家湿地公园一处污染水体为修复对象并结合示范工程实验,考察了MAVS对景观水体修复效果及该水体水质及微生物种群结构的动态变化规律。结果表明：经过MAVS修复后,污染景观水体水质得到了明显改善,水体DO逐步提升,COD、NH₄⁺-N、TN、TP分别降低了50%、85%、75%和75%左右;底泥微生物群落结构多样性随修复进程的推进而不断增加,而优势微生物种群结构组成保持相对稳定,但其丰度随修复进程而变化;在门分类水平上,优势菌门为Proteobacteria、Bacteroidetes、Acidobacteria和Chloroflexi,其中Proteobacteria、Bacteroidetes的丰度随修复过程的进行而下降,而Acidobacteria、Chloroflexi的丰度逐步增加;在属分类水平上,优势菌属为Rhodocyclus_uncultured、Xanthomonadales Incertae Sedis_uncultured、Alcaligenes_uncultured和Bacteroidetes vadinHA17_norank,其丰度随修复过程的进行而下降,修复进程停止后丰度逐渐增加;随着修复过程的进行,污染景观水体底泥优势微生物群落丰度呈现出与COD相同、DO相反的变化趋势,但在时间上存在一定的滞后性。由此可以看出,修复水体微生物群落结构随修复进程、水质特性的变化而变化,COD是驱动微生物群落结构及丰度变化的最大贡献者,同时DO、TP也对其变化产生一定影响。微纳米曝气联合苦草能有效修复污染水体,调控水体底泥微生物种群结构,具有良好的推广应用价值。     

热排放对湘江大型底栖无脊椎动物的影响

湘潭电厂温排水对湘江湘潭电厂江段大型底栖无脊椎动物（以下简称底栖动物）种类组成和数量变化的影响表明,在强增温区底栖动物不能生存;自然水温在26℃以下的季节里,中、低增温区底栖动物各类和数量比自然水体要丰富,多样性指数值相应增高;突然停止温排,增温区内喜温动物有可能受冷冲击而死亡。     

海泡石及其复配材料钝化修复镉污染土壤

选取湖北大冶Cd污染土壤,采用室外盆栽实验,研究了海泡石、酸改性海泡石以及二者与石灰、磷酸盐配合使用对油菜生物量、体内Cd含量以及土壤pH和有效态Cd含量的影响。结果表明,不同钝化剂处理均能有效提高油菜地上部和根部生物量,最大分别提高1.03和1.43倍,复合处理以及改性海泡石单一处理的增产效果优于海泡石单一处理。不同钝化剂处理均能显著降低油菜地上部和根部Cd含量,最大分别降低66.40%和22.68%。钝化剂复合处理比单一处理对降低油菜Cd吸收的效果显著,6%的钝化剂添加量较为合适。钝化剂复合处理以及海泡石单一处理均能显著提高土壤pH。不同钝化剂处理均能显著降低土壤有效态Cd含量,钝化剂复合处理对土壤Cd有效性的影响要比单一处理显著。综合实验结果,海泡石与磷酸盐复合处理对土壤Cd污染的钝化修复效果最佳。     

不同钝化剂对外源铅在土壤中的钝化效果及粒径分布的影响

通过室内钝化培养实验比较了羊厩肥、石灰和磷酸盐对土壤外源Pb的钝化效果和钝化修复后Pb的粒径分布特征。结果表明：3种钝化剂均能显著降低土壤中DTPA-Pb的含量,且钝化效果与钝化剂添加量成正比;磷酸盐对外源Pb钝化效果最好,P10处理下土壤中DTPA-Pb的含量降幅达80.53%,羊厩肥钝化效果最差,GM1对DTPA-Pb含量的降幅为6.51%;羊厩肥与磷酸盐将弱酸提取态Pb和可还原态Pb转变为活性更低的可氧化态Pb和残渣态Pb,以降低其活性,石灰将可还原态Pb转化为可氧化态Pb,以降低其活性;3种钝化剂添加均会提升土壤Olsen-P的含量。土壤磷淋溶临界值模型显示,当土壤Olsen-P含量>124.25 mg·kg⁻¹时,会发生磷素淋溶现象;Pb在土壤粗砂粒、细沙粒、粉粒和黏粒中的含量差别很大,但赋存形态无明显差异,钝化剂添加会影响外源Pb在各粒级颗粒中的富集及形态分布。相关性分析结果表明,钝化剂主要通过将细沙粒、粉粒和黏粒中的可还原态Pb转化为粉粒和黏粒中的可氧化态Pb来降低土壤Pb的毒害性。研究结果可为3种钝化剂在Pb污染土壤修复中的高效利用及修复后土壤的潜在生态风险管控提供参考。     

新型复合药剂原位修复河道底泥污染

采用新型复合药剂开展河道底泥原位修复技术研究,通过考察河道水质改善效果、底泥中磷含量及形态的变化确定药剂的最佳投加量。结果表明,投加复合药剂对上覆水体中TN、NH4+-N和TP均有不同程度的净化效果,且净化效果随药剂量的增加而增强,最高去除率分别达到23.52%、21.79%和81.5%,上覆水体COD去除率随药剂投加量增多呈先升后降的趋势,最高（投加量为600 mg·L-1）达到57.6%。从底泥磷含量及形态变化来看,投加药剂增大了底泥TP含量并促进底泥不稳态磷向稳定态磷转化。因此,从经济成本和修复效果方面综合分析,以投加量为600 mg·L-1对底泥污染原位修复较为合适。     

利用钝化剂控制城镇街道灰尘重金属污染

为控制城镇街道灰尘中重金属污染,降低重金属生物有效性,采用向街道灰尘样品加入钝化剂溶液的方法,分别研究了不同施用量的单一钝化剂K_2HPO_4和Na_2SiO_3以及2种钝化剂以不同质量比组成的混合钝化剂对成都市街道灰尘中的Cu、Pb和Cd的生物有效性的影响。结果表明,在K_2HPO_4或Na_2SiO_3施用量为灰尘质量的1%时,即可有效钝化灰尘中的Cu、Pb和Cd,使其生物有效性分别降低27.9%、33.9%、53.2%或36.1%、34.4%、48.5%;继续提高钝化剂的施用量对降低灰尘中重金属生物有效性无显著作用;当总钝化剂施用量不变时,K_2HPO_4和Na_2SiO_3以1∶1组成混合钝化剂对灰尘中Cu和Pb的钝化效果优于单一钝化剂。使用重金属钝化剂可降低街道灰尘中重金属的生物有效性,在城市环卫喷洒用水中添加适量钝化剂一定程度上会达到控制飞灰与控制重金属污染的双重目的。     

鄱阳湖平原区农村水塘水体原位修复技术应用效果分析

针对鄱阳湖平原区农村水塘内源底泥污染和外源农村生产、生活排水污染,通过选用覆沙处理、落干曝晒处理及生物联合调控处理(即底栖动物三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)+滤食性鱼类鳙鱼和鲢鱼+湿地植物花叶芦竹(Arundo donax var.versicolor))等原位修复技术进行研究,以期得到农村小水塘经济高效的原位修复技术。结果表明:(1)生物联合调控处理对水质净化的效果总体最佳,浊度、氨氮、TN和COD去除率最高值分别为68.18%、92.64%、79.85%和92.10%。(2)生物联合调控处理的TN去除率与DO呈显著负相关,TP去除率与DO呈显著负相关、与氮磷质量比(N/P)呈显著正相关,COD去除率与氨氮、碳氮质量比(C/N)均呈显著负相关。