持续水动力作用下湖泊底泥胶体态氮、磷的释放

为揭示水动力扰动及其后续沉淀效应对湖泊内源氮、磷营养盐释放的作用,通过室内试验模拟了水体在受到持续扰动后又长时间静置沉淀的整个过程. 结果表明,水动力扰动初期可引起底泥颗粒态和胶体态氮、磷向水体大量释放. 在连续扰动0.5 d时,水体总氮(TN)和总磷(TP)浓度分别达最高值2.106 mg/L和0.272 mg/L; 连续扰动1 d时,水体中胶体氮(CN)和胶体磷(CP)含量分别达最高值0.452 mg/L和0.052 mg/L; 之后虽继续扰动,因颗粒物和胶体物质的凝聚沉淀作用超过了其悬浮量,TN、TP、CN、CP的含量却转而降低.在停止扰动后的静置过程中,大颗粒悬浮物迅速沉淀,而胶体物质沉降缓慢,静置时间超过1 d后,CN和CP含量才开始因絮凝沉淀而降低.真溶解态氮(UDN) 和真溶解态磷(UDP)含量在扰动阶段升高较少而在静置1　d之后有持续大幅度升高,说明胶体的吸附作用在扰动阶段限制了水体溶解态氮磷含量的升高,且延长了其悬浮后在水柱中的停留时间,在扰动后的静置阶段,胶体又会将吸附的氮磷解吸释放到水体中,从而延缓了营养盐去除和水质的改善.     

城市污水厂中汞的形态分布特征研究

为研究汞在城市污水和污泥中的赋存特征,以焦作市某污水处理厂10个月的进出水及压滤污泥为研究对象,测定了样品中总汞、甲基汞及其溶解态的含量。结果表明,污水厂沉砂池进水中,总汞(THg)、溶解态总汞(DHg)、甲基汞(Me Hg)以及溶解态甲基汞(DMe Hg)的含量分别为233~9 730、2.32~124、1.46~22.60、0.11~2.17 ng/L,进水中总汞主要以颗粒形态存在。消毒池出水中以上各形态汞的含量分别为1.78~43.30、0.35~8.03、0.13~1.11、0.02~0.18 ng/L,总汞和甲基汞含量均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中规定的总汞浓度(1 000 ng/L)和烷基汞的检出限(10 ng/L)。该污水处理厂对沉砂池进水中总汞和甲基汞的平均去除率为98.9%和93.5%,同时,溶解态总汞和溶解态甲基汞也得到很大程度的去除(65%和70.7%)。与沉砂池进水相比,消毒池出水中溶解态甲基汞占甲基汞的比率显著升高(11.63%升至46.28%)(P=0.003),溶解态总汞占总汞的比率也有显著升高(1.20%升至34.85%)(P=0.002)。压滤污泥中总汞及甲基汞的含量分别在2.02~6.88 mg/kg和3.76~10.40 ng/g之间,污泥中甲基汞占总汞的比例均不足1%。所有的污泥样品中总汞含量均未超过我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的污泥农用时中性和碱性土壤的控制标准限值(15 mg/kg),但有20%的样品总汞含量高于该标准中的污泥农用酸性土壤的控制标准限值(5 mg/kg)。     

屋面径流中营养物质的分布形态研究

对上海市交通干道旁一处混凝土屋面的6次降雨径流进行监测,分析了屋面径流中颗粒态和溶解态营养物质的出流规律,以期加深对屋面径流污染物的认识和为屋面雨水净化工艺的选择提供理论支持.结果表明,TN的EMC值变化范围为4.208～8.427 mg/L,TP的EMC值变化范围为0.078～0.185 mg/L;DN 和PP分别是TN和TP的主要输出形式;随着径流过程的进行,径流中小颗粒数目比例会逐渐上升.TP浓度变化与TSS基本一致,但TN浓度变化与TSS关系不大.径流后期PN（颗粒态氮）/TSS值增加和小颗粒数目比例上升表明单位质量小颗粒上的氮含量要高于大颗粒上氮的含量.径流前10 min的TSS与TP、PP的相关性很好,但径流全过程的相关性稍差,表明单位质量颗粒物上的磷含量在径流全过程中有所变化.溶解态物质污染负荷输出比较平稳,TP比TN更容易出现初期冲刷.此外,单位质量的小颗粒含有更多氮也在一定程度上削弱了TN的初期冲刷效应.     

桑沟湾养殖区铝的分布及季节变化

根据2006年4月、7月、11月和2007年1月对桑沟湾进行的调查,分析了溶解态Al和颗粒态Al的分布及季节变化。结果表明,桑沟湾溶解态Al的分布呈现出明显的季节变化,夏季最高,浓度为(64.1±45.1)nmol/L,春秋季次之,浓度分别为(60.8±29.1)nmol/L和(60.3±15.5)nmol/L,冬季最低,浓度为(31.2±9.6)nmol/L。因悬浮颗粒物的类型不同,春季和冬季颗粒物中Al的含量较高,夏季和秋季含量较低;颗粒物中可交换态Al所占的比例为春季和夏季比较高,夏季醋酸提态所占的比例可高达(2.19±0.88)%,颗粒物中Al主要以残渣态存在。讨论了颗粒物对溶解态Al分布的影响并计算了Al在颗粒物表面的分配系数及其在海水中的存留时间,Al的界面分配系数Kd的范围为0.24×105～1.3×106mL/g,平均值为(3.6×105±2.6×105)mL/g,其中SPM的范围为8.0～60.6 mg/L。根据箱式模型初步估算了桑沟湾溶解态Al的存留时间约为(36±17)d,进一步认识了Al的生物地球化学行为。     

北黄海表层沉积物中颗粒态磷的形态分布

于2007年10月乘东方红2号科考船在北黄海采集表层沉积物,应用改进的SEDEX法对表层沉积物中的可交换态磷、有机磷、铁结合态磷、自生磷灰石磷、碎屑磷和难分解有机磷等6种颗粒态磷的含量进行了测定,并分析了其分布状况及其影响因素.结果表明,碎屑磷和自生磷灰石磷是总颗粒态磷的主要组分,含量的变化范围分别为25.7～122.5μg.g-1和5.7～176.2μg.g-1,分别占总颗粒态磷的质量分数为17.0%～56.9%和10.2%～49.8%.弱吸附态磷、可提取态有机磷、铁结合态磷、难分解有机磷含量的变化范围分别为5.5～43.9、4.1～41.4、2.3～26.7、6.0～33.6μg.g-1.碎屑磷和自生磷灰石磷含量之和占据了总颗粒态磷的大部分,表明总磷以自然来源磷为主;铁结合态磷含量较低,表明北黄海受人为输入引起的污染程度较轻;可提取态有机磷与难分解有机磷之和占总颗粒态磷的质量分数很低,表明颗粒态磷中有机态含量较低,主要以无机态的形式为主;生物可利用磷即弱吸附态磷、可提取态有机磷、铁结合态磷之和,占总颗粒态磷的质量分数为6.7%～33.2%,表明调查区表层沉积物中磷的生物可利用性较低.     

高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征

采用GPS定位,在程海设置了3个断面9个采样站14个采样点,对氮元素及其赋存形态进行了为期1年的动态研究。结果表明:总氮(TN)浓度范围0.490~2.827 mg/L之间,平均0.773 mg/L,赋存形态及其组成为:溶解态总氮(DTN)占TN含量的64.3%;颗粒态总氮(PTN)占TN的35.7%;溶解态有机氮(DON)占TN的53.3%;溶解态无机氮(DIN)占TN的11.0%;氨态氮(NH3-N)占TN的6.9%;硝态氮(NO3--N)占TN的3.4%;亚硝态氮(NO2--N)占TN的0.8%,使湖泊具备富营养化易发条件。氮素形态转化及其年内时间分布特征与浮游植物生长、衰老、死亡、分解等生命活动的周期变化密切相关。空间分布格局受浮游生物活动、湖流风动、湖水补给和水化学特征等综合影响。文章为认识高原深水湖泊水中氮赋存形态、时空分布及其动态变化提供资料,为揭示氮素生物地球化学循环过程和蓝藻水华爆发的内在联系提供参考。     

九龙江流域地表水中硝酸盐来源辨析

从九龙江流域遴选出2个典型小流域--仙都和五川小流域作为研究区,于2005年春季运用15N同位素示踪法对其地表水中硝酸盐来源进行研究.结果表明,仙都小流域地表水中溶解态总氮、硝氮和氨氮的浓度范围(以N计,下同)分别为1.47～5.31 mg/L、0.83～4.05mg/L和0.21～0.36mg/L,硝酸盐的δ15N值(以样品相对于标准大气N2的15N和14N比值的千分偏差表示)范围在2.5460-7.92%之间;五川小流域地表水中溶解态总氮、硝氮和氨氮的浓度范围分别为1.14～5.56mg/L、0.96～1.46mg/L和0.12～1.28mg/L,硝酸盐的δ15N值范围在-0.19‰～5.89‰之间.对照不同来源的硝酸盐δ15N特征值,结合研究区的农作物种植和施肥状况,得出如下结论:仙都小流域地表水中硝酸盐主要来自无机化肥与土壤有机氮,有机肥有一定的贡献;五川小流域地表水中硝酸盐的来源以无机化肥与土壤有机氮为主,有机肥的贡献很小;2个小流域地表水中硝酸盐的来源随时空变化而有差异,与当地农作物种类及农田时令密切相关.     

硫酸根对颗粒铁去除铬动力学影响研究

铁渗透反应格栅是铬污染地下水的有效去除技术,但地下水中SO42-对铁格栅长期运行性能影响还不清楚。文章采用批实验和柱实验的方法,分别研究了硫酸根离子浓度对颗粒铁从液相去除常量C(rVI)(20mg/L)的动力学影响及这种影响随时间的变化。批试验表明,随SO42-浓度的增加,C(rVI)的面积标准化速率系数kSA增加。柱试验采用三个平行柱实验系统连续输入含20mg/LC(rVI)的模拟地下水(含或不含SO42(-1000mg/L))。柱实验表明,运行100PV以前,SO42-显著增大颗粒铁对C(rVI)的面积标准化速率常数kSA,随后SO42-增强作用逐渐减弱,运行337PV时,SO42-没有明显的影响。硫酸根离子通过在铁表面形成配合物而加速铁的溶解,增加颗粒铁的表面活性,从而增强颗粒铁对C(rVI)的去除,生物作用不强时可以不考虑硫酸根对铁格栅长期运行性能的影响。     

上海市夏季湿沉降汞的时空分布规律及其影响因素

为研究上海市夏季湿沉降汞的时空分布特征,按月采集了2008年夏季(6～8月)5个采样点的大气湿沉降样品,经过王水+BrC1水浴消解、SnCl2还原后,用原子荧光测汞仪测试了样品中的总汞、溶解态汞和颗粒态汞浓度并对结果加以分析。结果表明,上海市夏季各采样点湿沉降中总汞、溶解态汞和颗粒态汞的平均浓度变化范围大,分别为0.13～0.39μg/L、0.04～0.22μg/L、0.09～0.18μg/L,总体上各形态汞的浓度都较高。湿沉降总汞的浓度在时间上表现为6月份较低而7、8月份较高的特征,在空间上是浦东最高,普陀其次,宝山最低;颗粒态汞占总汞的比例大,并且在不同降水类型中所占总汞的比例不同,在梅雨期锋面雨中所占比例较少而在对流雨中所占比例较大;总汞的沉降量与降水量成明显的正相关关系。大气湿沉降中各形态汞的浓度受控因素较多,其中在重要排放源和市中心下风向地区汞的浓度偏高,这需要在节能减排上下功夫,从源头治理汞的污染。     

底泥不同悬浮方式对水体生物有效磷的影响

以太湖月亮湾底泥为材料,通过室内模拟实验研究了底泥不同悬浮方式(底泥扰动、底泥曝气)对水体中生物有效磷的影响。结果表明:底泥再悬浮导致颗粒态磷生物有效性呈下降趋势,10 d时,藻类可利用磷(AAP)占总磷(TP)的百分比仅为初始状态(39.86%)时的34.75%(底泥扰动)和17.03%(底泥曝气)。内源磷形态分析表明,悬浮物中Fe/Al-P含量、非闭蓄态Fe/Al-P(AAP)占Fe/Al-P的比重均有下降的趋势。这主要与底泥再悬浮导致溶解氧融入(溶解氧从2.59 mg/L(初始状态)分别增加至5 mg/L(底泥扰动)和6 mg/L(底泥曝气)左右)和pH改变(pH值从8.07(初始状态)分别降至7.4(底泥扰动)和7.3(底泥曝气))有关。实验结束时颗粒态磷生物有效性突然升高,出现这种现象的原因较复杂,可能与底泥再悬浮状态下底泥的物理化学变化和水中微生物的作用有关,还需要进一步探究。底泥再悬浮导致水体中可被利用颗粒态磷(BAPP)和溶解态磷(DTP)含量降低,从而导致上覆水中生物有效磷(BAP)含量降低。