污染河流原位生物修复技术进展

随着我国快速的工业化、城市化进程以及面源污染的加剧,河流污染已成为严重的环境问题.在众多修复技术中,原位生物修复技术以其经济、高效、可持续性等特点应用日趋广泛.本文综述了当前国内外污染河流原位修复过程常用生物技术及相关配套技术的特点、应用及研究进展,其中着重介绍了生物接触氧化工艺,以期为我国河流原位修复的开展提供及时与有益的借鉴.     

石油污染土壤原位生物修复强化技术研究进展

因石油污染物的性质及土壤环境条件限制,石油污染土壤中的石油降解微生物普遍存在数量偏少和活性不足的问题,导致其自然净化能力较低,且速度缓慢。多种原位强化技术可提高石油降解微生物的降解能力,主要包括生物投加法、生物刺激法、生物通风法及微生物燃料电池等。生物投加法主要包括高效微生物、固定化微生物及植物-微生物的投加等方法;生物刺激法主要包括营养物质、生物表面活性剂、共代谢生长基质、电子受体的投加等方法。系统分析了各原位生物修复强化技术的作用机理及研究、应用现状,在此基础上提出了电动-微生物联合修复技术、微生物燃料电池-微生物联合修复技术及固定化材料纳米粒子的应用是原位生物修复强化技术未来的研究方向。     

原位生物稳定固化技术在铬污染场地治理中的应用研究

原位生物稳定固化方法是控制铬污染场地地下水风险的有效方法,通过实地工程试验,初步验证了原位生物稳定固化法治理南方某铬污染场地的修复效果.实地工程试验的场地面积约600 m2,位于整个污染场地的上游,受高浓度铬污染,总铬含量高值为11 850 mg.kg-1,六价铬含量高值为349 mg.kg-1,污染最为严重的土层为-0.5～-2 m.通过对在试验场地范围内设置注射井注射还原剂和微生物调节剂等,并通过监测井监测分析不同时间不同深度范围内在药剂注射的作用下地下水中六价铬和总铬的浓度变化.工程试验结果表明,原位生物稳定固化技术显著改变了土壤中铬的形态,进而降低了铬的迁移性,消减了地下水污染风险.注入的药剂对注入井(有效范围)内的地下水六铬污染治理效果很好,六价铬转成三价铬并固定稳定率达到94%～99.9%,总铬固定稳定率达到83.9%～99.8%.试验结果对于浅层地下水深度较浅、土壤以粉质黏土和砂质黏土为主的污染场地修复具有重要的参考价值.     

基于遗传算法优化BP神经网络的水生态修复原位控浊混凝投药预测

暴雨过后河湖浑浊度急剧升高,严重干扰了河湖水生态修复工程中沉水植物的恢复和重建。针对水生态修复原位混凝控浊过程中混凝剂选型和投加量难以确定的问题,对模拟河湖浑浊水样进行混凝实验并构建混凝预测数据集,采用BP神经网络模型对混凝剂投加量进行预测,并结合遗传算法对模型进行优化。基于混凝实验结果,选取综合混凝效果更佳和成本更低的混凝剂(硫酸铝),和不同投加量间混凝效果存在显著差异的混凝剂投加量范围在0～30 mg/L的混凝数据进行混凝预测模型的训练。结果表明：1)BP神经网络回归模型性能(R²=0.78)优于多元非线性、多元线性回归模型和BP神经网络分类模型,88.67%的样本预测绝对误差<5 mg/L;经遗传算法优化后,模型R²提升至0.86%且95%以上的样本预测绝对误差<5 mg/L,说明遗传算法有效提升了模型的预测精度和预测稳定性。2)混凝剂投药梯度是除建模数据量之外另一个影响模型性能的重要因素,在实际工程应用中,应尽可能增加建模数据量和降低投药梯度,以提高混凝投药预测模型性能。研究结果可为水生态修复原位混凝控浊过程中混凝剂种类和...     

地下水循环井原位强化生物修复技术研究进展

随着工业化和城市化的发展,生产活动导致的地下水质量下降和水质恶化问题日益严重,已经逐渐成为影响人类生存的世界性环境问题.原位生物修复一直是地下水有机污染修复技术的研究热点,已受到了广泛关注.围绕生物修复技术在地下水有机污染原位修复方面的研究与应用,综述了地下水有机污染原位生物修复技术的研究进展,梳理和总结了影响原位生物...     

地下水污染生物修复技术研究进展

生物修复技术是地下水污染治理的有效措施,在阐述地下水污染生物修复的技术要点基础上.介绍了当前常用的几种污染地下水的生物修复技术,并分析了各自特点,同时,对该技术的发展趋势进行了展望.     

水污染控制原位技术的研究及其发展

水污染控制原位技术体现了污染最小化和资源利用最大化的先进理念，包括原位污染预防技术和原位污染修复技术2方面。文章从原材料的管理与优选、工艺及过程控制优化及水回用方面论述了水污染原位预防技术，从原位生物修复、原位植物修复及原位物理化学修复方面论述了原位修复技术，介绍这2方面的研究与应用现状，强调水污染控制原位技术的重要性，提出若干发展方向。     

油污染地下水原位生物修复试验研究

石油产品污染土壤和地下水已成为当前全球共同面临的一个严峻问题。根据油污染地下水的特点,采用地下水原位生物修复技术进行处理。实验结果表明原位生物修复技术处理地下水效果显著,水中COD去除率可达95%,油类去除率也达90%以上,是一种十分有效的地下水处理技术。     

油污染地下水原位生物修复试验研究

石油产品污染土壤和地下水已成为当前全球共同面临的一个严峻问题。根据油污染地下水的特点,采用地下水原位生物修复技术进行处理。实验结果表明原位生物修复技术处理地下水效果显著,水中COD去除率可达95％,油类去除率也达90％以上,是一种十分有效的地下水处理技术。     

基于微生物生物完整性指数的地下水生态系统健康评价:以包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统为例

生物完整性指数是水体生态系统健康评价的重要指标,已被广泛应用于湖泊河流等的生态系统健康评价中.但利用水体中分解者微生物群落构建IBI评价标准的报道很少,针对地下水生态系统的研究更是鲜见.本研究针对包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统健康开展评价工作,基于地下水环境中微生物群落Illumina高通量测序信息,筛选关键环境因子,甄别敏感或耐受微生物分类属,确定候选生物参数,探索针对地下水的微生物完整性指数(microbiome index of biotic integrity,M-IBI)评价流程与标准构建方法.结果表明,总计12个地下水样点中,4个样点属于健康等级(Ⅰ级),占总样点的33.3%;2个样点属于亚健康等级(Ⅱ级),占总样点的16.7%;5个样点属于一般等级(Ⅲ级),占41.7%;1个样点属于较差等级(Ⅳ级),占8.3%;总体来看,靠近尾矿库的样点健康等级较低,而远离尾矿库参照点受到的干扰较小,健康等级较高,这可能与人类活动干扰影响程度密切相关.参照该地区地下水理化参数基础上的水质情况分析结果,发现应用M-IBI指数可较合理地评估包头稀土尾矿区周边地下水生态系统健康状况.结合生态系统健康内涵,本研究初步提出针对地下水生态系统健康的M-IBI指数评价体系构建流程.     

铜铁氧体法处理模拟染料废水

探讨了不同反应条件对铜铁氧体法(in situ copper ferrite process)处理亚甲基蓝、结晶紫、刚果红和酒石黄这4种不同模拟染料废水的效果,并以亚甲基蓝模拟染料废水为例,研究了铁氧体法处理染料废水的反应热力学和生成沉淀物的物理化学性质,提出了铜铁氧体法处理模拟染料废水的主要机制.结果表明,通过调节铜铁氧体法的反应条件对4种模拟染料废水均可取得良好的处理效果.在c(Cu2+)=0.01 mol·L-1,c(Fe2+)=0.025 mol·L-1,c(OH)/c(M)=1.7(投加的氢氧根离子与金属的摩尔比),T=40℃,t=60 min的条件下,铜铁氧体法对亚甲基蓝、酒石黄、结晶紫、刚果红这4种模拟染料废水的最大处理能力分别达到349.2、382.2、402.5、831.8 mg·g-1.铜铁氧体法处理模拟染料废水的机制主要是高活性的新生态Fe-Cu沉淀物对染料分子的高效吸附和在沉淀物聚集过程中的卷扫、包裹作用.沉淀物通过磁分离、分解提纯、高温煅烧可生成铜铁氧体晶体材料回收利用.     

农田-泥炭藓系统重金属富集特征与生态风险评价

为了解贵州省都匀市毛尖镇高寨水库附近土壤重金属污染现状和农田泥炭藓对重金属的富集能力和重金属的污染来源,选取了该区域附近的农田泥炭藓为研究对象,测定了泥炭藓及表层土壤中重金属含量;采用空间分析和多元统计分析方法对重金属进行污染评价及来源分析.结果表明,表层土壤和农田泥炭藓中的重金属含量排序分别为:V＞Zn＞Cr＞Pb＞...     

珠江河口水域有机磷农药水生生态系统风险评价

通过风险商法和概率风险法评价了珠江河口水域中甲拌磷、敌敌畏及乙拌磷等9种有机磷农药对硅藻、水蚤及糠虾等8种水生生物的生态风险.风险商法评价结果表明,9种有机磷农药混合物总风险商为:糠虾处于高风险中水平,水蚤和摇蚊在中等风险水平,硅藻、牡蛎、鲤鱼、鲶鱼和鳗鱼均处于低风险水平;甲拌磷对风险值的贡献最大,且对每种生物都有影响.概率风险法结果表明,以HC5为参考值评估总风险商时,95%置信水平下的HC5比50%置信水平的HC5保守,50%置信水平的HC5中乐果的HC5最大,毒死蜱的最小;丰水期9种有机磷农药混合物总风险比枯水期农药混合物总风险大,甲拌磷对总风险贡献最大.单一污染物的概率风险表明,甲拌磷和乙拌磷对珠江河口水域中10%以上的生物都有危害;而9种有机磷农药混合物的概率风险表现为:丰水期大于枯水期,均大于5%,说明超过了保护95%生物的安全阈值.     

区域生态风险评价研究进展

生态风险评价是近十几年逐渐兴起并得到迅速发展的一个研究领域,区域生态风险评价作为生态风险评价的一个发展方向,由于其空间异质性和评价过程的复杂性,成为了目前的研究难点与热点。文章回顾了生态风险评价的发展历程:由最初的意外事故风险评价发展到环境风险评价再到生态风险评价、区域生态风险评价,风险因子由单一发展到多元,评价范围由种群、局地扩展到景观、区域。同时介绍了国内外区域生态风险评价的研究进展;分析了各种评价模型的优缺点,探讨了区域生态风险评价过程中存在的问题及解决方法。展望了区域生态风险评价今后的发展方向。     

乐安江沉积物重金属污染及生态风险性评价

对１９８７－１９９５年期间所采集的乐安江表层沉积物中的重金属含量进行了统计分析和生态风险性评价。结果表明,德兴铜矿的矿山酸性废水和洎水河河水,使乐安江沉积物受到重金属的严重污染。     

七大流域氨氮水生生物水质基准与生态风险评估初探

氨氮是我国流域水环境管理的国控指标之一,为评估不同流域的氨氮基准差异性,以七大流域(松花江流域、辽河流域、海河流域、黄河流域、淮河流域、长江流域和珠江流域)为研究对象,基于水质参数对氨氮毒性的影响,借鉴US EPA(美国国家环境保护局)水环境基准技术方法,分夏季和非夏季2种情况推算了各流域氨氮水生生物基准值. 结果显示:①流域和季节的不同导致氨氮基准值的差异均很明显,不同流域的氨氮基准值差异可超过6倍,同一流域不同季节的氨氮基准值差异可超过2倍. ②淮河流域夏季和非夏季氨氮基准值均为最低,夏季氨氮急、慢性基准值分别为0.37和0.06 mg/L,非夏季分别为0.81和0.15 mg/L. ③氨氮暴露生态风险初步评估结果表明,珠江流域风险较小;松花江流域、辽河流域、长江流域次之;黄河流域风险较大;海河流域和淮河流域风险最大,海河7个断面中有2个存在高风险,淮河27个断面中16个存在高风险. 根据各流域不同季节氨氮基准值及氨氮暴露生态风险的差异,建议对不同流域、不同季节实行差异化管理.      

流域水生态风险评价及管理对策

流域水生态风险评价是流域水环境管理急需解决的难题和研究热点,与传统风险管理的主要不同点在于流域的异质性和复合污染问题.依靠单一污染物研究不足以提供全面风险信息,无法适应我国流域水环境改善和生态恢复的管理需求.本文通过对复合污染的联合毒性效应及其研究方法的分析,综述和比较了生态风险评价方法的实用性和不足,探讨适合于建立流域不同生态单元质量和复合污染效应间关系的方法,发展和构建反映流域时空尺度变化规律的生态风险评价模型.并就流域水生态毒理机理、水环境的生态响应时空异质性变化规律和流域多目标优化管理提出研究展望及管理对策.     

农业区域战略环境影响评价中生态风险评价指标体系研究

生态风险评价是近几年逐渐兴起并不断发展的一个研究领域。它的产生适应于20世纪80年代环境治理目标和环境治理观念的转变。生态风险评价是对生态系统或其组分受到的风险进行评价。目前的研究实例主要有重金属污染对水域及土壤生态系统的风险评价,生物技术带来的生态风险评价,城镇化生态风险评价等,但是很少见到对农业生态系统的生态风险评价。农业在其经济中具有举足轻重的地位,因此对其农田生态风险进行评价,具有非常重要的理论及现实意义。本论文对农业生态系统的特点进行了叙述,提出了农业生态系统的风险评价指标体系的总体思路,再通过系统分析,最终构建了适合农业生态系统的风险评价指标体系。     

城市水源地生态风险评价

鉴于保护城市水源地的重要性,参考美国环境保护署(US EPA)的生态风险评价导则,提出城市水源地生态风险评价的基本方法,该方法将城市水源地生态风险评价分为研究区的界定、受体及评价终点分析、风险源分析、暴露及危害分析、综合风险评价等步骤. 以贵阳市的主要水源地——红枫湖为例进行生态风险评价,将红枫湖分为南湖、中湖和北湖3个研究区域,识别出主要生态风险源为点源污染源、面源污染源、湖泊沉积物、酸沉降、干旱和石漠化等. 以水质变化为评价终点,通过暴露、危害分析,采用基于因子权重的评价方法进行综合评价. 结果表明:南湖的生态风险值最高,为0.632 4;北湖的风险值为0.344 9;中湖的风险值相对较低,为0.333 5. 研究还发现,对红枫湖生态风险值贡献较大的因子为红枫湖湖水营养物P和沉积物中的重金属,二者的权重分别为0.205 9和0.175 1. 应用该方法可以找出对水源地危害较大的生态风险因子,更好地保护水源地.      

神农架川金丝猴栖息地重金属污染特征及风险评价

神农架川金丝猴是中国特有的濒危物种之一.为探究神农架川金丝猴栖息地重金属污染情况,采集川金丝猴栖息地食源植物、土壤和水体样品,分析了7种重金属含量特征（Cu、 Zn、 Pb、 Cd、 Cr、 Ni和As）,并采用综合污染指数法、潜在生态风险指数法和内梅罗指数对水体、土壤和食源植物进行污染物评价,同时通过靶标危害系数法（THQ）对川金丝猴食源植物进行健康风险评价.结果表明,栖息地水体重金属浓度为：0.004～1.220μg·L^-1,处于无污染状态.土壤中ω（Cd）(0.162～0.822 mg·kg^-1)为湖北省土壤背景值的2.71倍,处于中等生态危害风险.食源植物中Pb、 Cd、 Cr和Ni超标率分别为29%、 29%、 18%和35%,地衣和树皮污染指数为6.038和7.709,处于重度污染水平;巴山冷杉种子和广布野豌豆的污染指数为2.716和2.034,处于中度污染,其余植物均处于安全水平.经健康风险评价发现,地衣及树皮类>树叶类>果实类,As对川金丝猴健康存在威胁（THQ>1）.综上所述,笔者认为川金丝猴栖息地存在重金...