藻类在大连湾的水环境行为数值模拟研究

应用三维水质模型对大连湾水体中的藻类碳浓度的时空变化规律以及其影响因素进行了研究,选择主要的模型参数进行了灵敏度分析。由空间分布的模拟结果可知,在大连湾,藻类主要集中在排污口附近区域。由季节变化模拟结果可知,在湾顶部的排污口区藻类生产显示明显的季节变化趋势,在夏季,主要受到磷酸盐浓度的限制。灵敏度分析显示,在排污口区水体的扩散能力对藻类生产的影响较大,在湾中部和湾口区主要受到磷酸盐负荷的影响。模拟结果可以为大连湾的污染控制、水质规划和管理提供科学依据。     

大辽河主要污染源营养盐输入特征

为了解大辽河主要污染源包括上游浑河、太子河及其支流海城河和沿程排污口等对大辽河营养盐输入特征,通过国标测定方法,于2013年7月对13个采样点各形态N、P质量浓度的变化和百分含量进行研究.结果表明,大辽河上游来水中浑河DON、太子河NO-3-N、海城河NH+4-N、PO3-4-P、DOP质量浓度较高,与地表水环境质量标准(GB 3838-2002)相比,除太子河TP表现为Ⅳ类水质外,其余TN、TP均表现为劣Ⅴ类水质,浑河水体中N形态以DON为主,而太子河和海城河以NO-3-N为主,除海城河水体P形态以DOP为主外,其余均以TPP为主.主要排污口中TN均表现为劣Ⅴ类水质,TP则为Ⅳ至劣Ⅴ类不等,其中纱厂潮沟、港监潮沟这2个排污口NH+4-N、TN和TP质量浓度均最高,但主要排污口水体N形态均以DIN为主,水体P形态则表现不一.而大辽河TN、TP质量浓度较高,超过地表水环境质量标准的Ⅴ类限值,且NO-3-N和TPP分别是其主要形态.总体上,通过对大辽河上游来水、排污口与大辽河干流营养盐分析表明,大辽河营养盐受其沿岸主要排污口的影响较为显著,主要排污口污水排放对大辽河水质的影响不容忽视.     

淮河中游颖河口至田家庵河段二维水质模型研究

以淮河流域主要污染指标氨氮(NH3-N)和CODMn模拟淮河中游颖河口至田家庵河段水质状况,结合排污口多年排污实测资料,运用SMS-RMA4二维水质模块建立淮河中游颖河口至田家庵河段二维水质模型,并对模拟结果进行了验证和分析。同时对区段内一大型分汊河道(凤台大桥—平圩大桥段)进行了特定时段的分污量计算,研究得出分汊河道各汊口处污染物浓度随时间变化的动态分布曲线。所建模型能较为准确的描述淮河中游颖河口至田家庵河段的污染物迁移扩散过程,对河流环境管理和环境污染治理具有一定的指导意义。     

有限单元算法在水质模拟中的应用研究

利用模拟河流水质的二维水质模型和有限单元算法,使用MATLAB软件进行计算程序的编写,开展该模型和有限单元算法在三峡库区水质模拟的适用性研究。有限单元法的基本思路是把一个连续的环境空间离散为若干个单元,每一个单元都可以是作为一个完全混合的子系统,通过对每一个单元建立质量平衡方程,从而建立起体系模型。模拟因子包括:BOD5、COD、NH3-N三项。由计算值与监测值进行比较后可知,与监测值误差最大的为NH3-N,可达23.8%;最小的为BOD5,误差为5.3%。由此可以说明,本课题的用于三峡水库水质预测的二维水质模型具有较高的精度,能够用来模拟预测三峡水库蓄水以后的水质变化状况。     

基于三维水动力水质数值模型的象山港排污策略研究

本文以象山港（半封闭港湾）为研究对象,采用Delft 3D软件建立三维水动力数值模型,对其潮位、潮流、温度、盐度的时空变化进行验证分析,计算结果与实测结果基本吻合,表明该模型能够较好地模拟象山港海域的水动力特征。为进一步研究象山港内污染物的迁移转化过程,在上述水动力模型的基础上构建三维水质模型,水质模拟结果与实测数据吻合良好,可以反映水质的变化趋势。利用验证后的水质模型,针对排污口的落潮排放、排放量减少和排污口整合3种排污策略进行模拟计算,分析排污口对象山港水质变量的影响程度。模拟结果表明,象山港水质环境受排污口影响明显,3种排污策略均可以直接降低港内DIN浓度,但不同的工况表现出不同的影响特征。     

东江源头区典型村庄厨余废水水质分析

在东江源头区选取了3个典型村庄,对其厨余废水的水质进行调查分析。结果表明:东江源头区沿江村庄农户家庭厨余废水中TP、NH 3-N和COD浓度远远超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准限值,需经进一步处理后排放;夏秋季节,厨余废水中TP、NH 3-N、COD浓度高于春季;村庄的经济发展水平对厨余废水水质有一定影响,经济发展水平高的村庄排放的厨余废水中污染物的浓度较经济水平较低的村庄厨余废水中污染物的浓度低。     

原水水质对输水管道硝化作用形成的影响

采用配制水样模拟Ⅱ类、Ⅲ类和劣Ⅴ类地表水,利用管道模拟反应器研究不同原水水质条件下输水管道中硝化作用的形成及对输水水质的影响.结果表明:原水中氨氮(NH4+-N)及溶解氧(DO)含量对NH4+-N去除均有一定影响,DO充足时,去除率随原水中NH4+-N含量的增加而增加,DO浓度低时,DO成为影响NH4+-N去除的主要因素;原水NH4+-N含量对运行初期NO2--N积累有重要影响,NH4+-N含量越高,NO2--N积累量越大,随着生物膜的成熟,影响作用逐渐减弱;反应器中AOB数量主要受原水NH4+-N浓度的影响,随NH4+-N浓度升高而增加;NOB数量受NH4+-N和DO浓度的双重影响,DO含量低会抑制NOB活性,使NOB数量减少,导致NO2--N积累;输水管道中的硝化作用是水中及生物膜中硝化细菌共同作用的结果,但生物膜中硝化细菌存在水平高,其硝化作用占主导地位.     

原水水质对输水管道硝化作用形成的影响

采用配制水样模拟Ⅱ类、Ⅲ类和劣Ⅴ类地表水,利用管道模拟反应器研究不同原水水质条件下输水管道中硝化作用的形成及对输水水质的影响.结果表明:原水中氨氮(NH4+-N)及溶解氧(DO)含量对NH4+-N去除均有一定影响,DO充足时,去除率随原水中NH4+-N含量的增加而增加,DO浓度低时,DO成为影响NH4+-N去除的主要因素;原水NH4+-N含量对运行初期NO2--N积累有重要影响,NH4+-N含量越高,NO2--N积累量越大,随着生物膜的成熟,影响作用逐渐减弱;反应器中AOB数量主要受原水NH4+-N浓度的影响,随NH4+-N浓度升高而增加;NOB数量受NH4+-N和DO浓度的双重影响,DO含量低会抑制NOB活性,使NOB数量减少,导致NO2--N积累;输水管道中的硝化作用是水中及生物膜中硝化细菌共同作用的结果,但生物膜中硝化细菌存在水平高,其硝化作用占主导地位.     

长江流域水质评价与预测

依据长江流域水质监测资料,选用具有代表性的主要因子pH、DO、高锰酸盐指数、NH3-N,采用综合水质标识指数模型对长江流域进行了定量综合评价,评价结果表明,影响长江流域水质的主要污染因子是NH3-N和高锰酸盐指数;定量综合评价显示长江流域总体水质为Ⅱ类水,但有恶化为Ⅲ类水的趋势。据此,揭示了水质的时空变化规律。根据监测数据和水质报告,采用灰色模型预测了未来10年长江流域各类水质比例,预测表明,Ⅲ类以上可饮用水的比例在逐年减少。     

WASP模型应用于城市区域河网水质模拟研究

WASP7.2是美国国家环保局开发的最新的Windows版水质模拟软件。文章以成都市核心城区为例,应用WASP7.2对城市区域河网水质进行了模拟研究。研究的水质指标包括:BOD和NH3-N,并用2005年成都市成都核心城区河网水质实测值对水质模型模拟结果进行校验。研究结果表明:边界断面BOD、NH3-N模拟的平均相对误差分别为1.084%、0.947%;中间断面BOD、NH3-N模拟的平均相对误差分别为0.315%、3.0%。WASP7.2应用于在城市区域河网水质模拟能够取得满意的结果。     

利用离散点插值扩展法评价大连湾水质状况

借助地理信息系统利用离散点插值扩展法对大连湾海域的水质污染空间分布情况进行了环境评价，通过计算污染区域的面积得出各类水质的海域空间分布，克服了以往逐点评价的海域的片面性。     

大连湾海水环境质量状况分析

根据大连湾1997年11月水质调查资料，对该湾20世纪90年代末海域环境质量状况进行了分析，大连湾水域主要污染物为无机氮和活性磷酸盐，东部的环境质量好于西部，其中臭水厌附近有机污染及富营养化严重，环境质量日趋恶化。与90年代初相比，湾内部分水域无机氮及活性磷酸盐含量有所提高。应根据海域纳污能力，实际陆源污染物排海总量控制。     

渤海与主要国际海湾水环境污染治理成效比较研究

自20世纪70年代开始,美国切萨皮克湾、欧洲波罗的海、日本濑户内海及东京湾开展了海洋环境污染治理,采取了一系列减少氮和磷向海洋输入的行动。经过30余年,上述海域总氮和总磷输入量明显减少,尤其是东京湾的总磷输入量减少70%以上。但是海水水质改善程度远低于减排幅度,切萨皮克湾水质达标率增幅仅为15%左右,日本濑户内海和东京湾的总氮、总磷浓度降幅仅为30%左右,波罗的海总体治理效果更差,水体中总氮和总磷的浓度未见明显减少。相比之下,我国渤海海域直排海污染源中氨氮、总氮及总磷入海量削减十分显著,尤其是“十三五”以来,削减幅度均在50%以上,其中氨氮削减超过90%,四类和劣四类海水水质面积在2012年达到峰值后持续降低,降幅近90%。可见,渤海氮、磷削减幅度和水质改善程度均远超上述几个国际主要半封闭海域,渤海综合治理攻坚战成效显著。     

太湖水体中氮、磷空间分布特征及环境效应

研究分析了太湖水体中氮、磷空间分布规律. 结果表明,太湖水体中各种形态氮、磷的空间分布呈现出非均一性特征,梅梁湾、竺山湾、贡湖湾、西岸区和湖心区水体中总氮、总磷浓度显著高于其他湖区,溶解态氮/磷、碎屑氮/磷的空间分布规律与总氮/磷的基本一致. 总氮与溶解态氮、碎屑态氮之间存在显著的线性正相关,且相关系数分别为r_DN=0.819 2和r_DeN=0.696 9;总磷与溶解态磷、碎屑态磷也存在极显著的线性正相关,对应的相关系数为r_DP=0.747 7和r_DeP=0.926 0. 水体中叶绿素a的空间分布差异较大,最高浓度出现在太湖的西部(179.2 μg·L^-1±25.9 μg·L^-1),最低的则出现在东太湖七都水域附近(11.3 μg·L^-1±2.7 μg·L^-1). 叶绿素a与总氮、碎屑态氮、总磷、溶解态磷、碎屑态磷、高锰酸盐指数、pH值和悬浮质存在显著的线性正相关,对应相关系数为r_TN=0.662 2、r_DeN=0.873 9、r_TP=0.813 0、r_DP=0.407 7、r_DeP=0.878 1、r_COD=0.868 9、r_pH=0.517 3和r_SS=0.533 4,与溶解态氮、电导率和碱度之间相关不显著.     

中国废水排放氨氮控制标准评述

氨氮可引起地表水体富营养化,中国"十二.五"期间将把氨氮作为水体污染控制的主要污染物之一。水污染物排放标准是控制氨氮污染的有效措施,文章分析了国家和地方现行废水排放氨氮控制标准以及正在制(修)订的国家废水排放标准,发现大多数标准都规定了氨氮排放限值,但有些标准已不能满足当前的环境管理工作需要,主要是发布年代较早的排放标准,这些标准存在按生产规模规定排放限值、标准限值与环境功能区对应、氨氮控制要求过低的现象,提出了完善中国氨氮排放标准的对策。     

河流水质模拟及污染源归因分析

针对大连市登沙河流域水环境质量问题,采用输出系数法估算流域内工业点源、农村生活、畜禽养殖、农业种植的氨氮和总磷入河污染负荷,基于QUAL2K水质模型模拟污染物的迁移转化规律,解析各污染源在不同时、空尺度下对河流中、下游水质考核断面的污染负荷贡献.结果表明：畜禽养殖是研究区氨氮污染的主要来源,分别占中游和下游断面氨氮总负荷的56.5%和43.2%;农业种植是总磷污染的主要来源,分别占中游和下游断面总磷总负荷的50.4%和59.1%.此外,由于天然降水及人类活动的季节性特征,各污染源的负荷贡献亦呈现年内变化.基于以上分析,进一步因地制宜地提出研究区水环境治理措施建议,研究可为我国农村地区中小河流水质改善及水环境管理提供示范参考和决策依据.     

莱州湾海洋生态环境状况与污染防治策略初探

本文基于2015年以来莱州湾海洋环境公开数据,系统地分析了莱州湾海域水质、富营养化分布特征及变化情况,并针对海湾环境污染问题提出建议。结果表明,2020年莱州湾海域水环境和富营养化状况有所改善,主要污染物无机氮的含量大幅降低,富营养化面积显著减少,渤海综合治理攻坚战环境综合治理工作取得阶段性成效;但小清河和黄河入海口附近污染依然严重,海湾水环境质量较2001年有所退化,主要表现为平均pH和溶解氧浓度小幅降低以及氮磷比失衡加剧;海湾生态系统处于亚健康状态,主要限制因素为生物密度波动较大,互花米草入侵亦对海湾生态环境健康状况造成负面影响。建议按照“陆海统筹、河海兼顾、协同共治”的治理思路,强化对污染物采取“源头控制、过程监管、末端治理”的综合防控措施,建立莱州湾污染物总量控制制度,科学核算总氮、氨氮等重点污染物的允许排放量,采用“削减排放”和“增加容量”相结合的方式,实现重点污染物有效防治,推动莱州湾区域生态环境质量持续改善。     

Numerical simulation of alga growth and control in Dalian Bay

WAHMO model was used to simulate the distribution of pollutants in Dalian Bay, China as to predict well as the growth and control of alga. The observed and predicted values of main pollutants showed a good trend at all study locations and the different between them can be ignored. Simulation results illustrated that phosphate was one of limited factors to control algal growth at the location near the sewage outfall, meanwhile, away from the sewage outfall, the synergy of ammonium nitrogen and phosphate was the limited factor.     

Numerical simulation of alga growth and control in Dalian Bay

WAHMO model was used to simulate the distribution of pollutants in Dalian Bay, China as to predict well as the growth and control of alga. The observed and predicted values of main pollutants showed a good trend at all study locations and the different between them can be ignored. Simulation results illustrated that phosphate was one of limited factors to control algal growth at the location near the sewage outfall, meanwhile, away from the sewage outfall, the synergy of ammonium nitrogen and phosphate was the limited factor.