巢湖表层沉积物中重金属的分布特征及其污染评价

以巢湖表层沉积物为研究对象,利用BCR连续提取法研究了沉积物中Cr、Co、Ni、Cu、Cd、Zn、V和Pb等8种重金属元素的分布特征,同时运用潜在风险指数法和地累积指数法综合评价了巢湖沉积物中重金属的生态风险。结果表明,巢湖沉积物中的重金属含量在空间上表现出东西高、中间低的分布特征。巢湖表层沉积物中Cr、Co、Ni、V和Cu 5种重金属都主要以残渣态为主,Zn和Cd主要以弱酸提取态为主,Pb以可还原态为主,同时,Co和Cu 2种元素的可交换态及可还原态含量占有较高比例,具有潜在危害性。相关性分析显示,Cr、Cu、Pb、Ni、Zn和Cd 6种重金属元素的来源和分布可能具有相似性,Co和V 2种重金属元素具有相似的地球化学行为且其主要来源可能与其他几种重金属不同。潜在生态风险指数评价结果表明,巢湖表层沉积物中8种重金属元素构成的生态危害顺序为:Cd>Pb>Co>Cu>Ni>Zn>V>Cr,Cd具有高的生态危害等级,其他7种重金属元素均为低生态危害等级。地累积指数法评价结果表明:巢湖沉积物重金属元素的富集程度为Cd>Zn>Pb>Co>Cu>V>Ni>Cr,Cr属于清洁级别,Co、Cu、V和Ni处于轻度污染水平,Zn和Pb处于偏中度污染,Cd达到了重污染水平。     

纳米铁与微生物联合去除地下水中的NO_3~--N

采用实验模拟装置考察油酸包覆型纳米铁、反硝化细菌及其组合方法处理地下水NO-3-N效果与反应产物的变化特征。结果表明,在模拟地下水溶解氧(0.50 mg/L)、温度(15℃)和黑暗环境中,2 g油酸包覆型纳米铁与70 mg/L NO-3-N反应,11 d后NO-3-N去除率为86.4%,其中74.7%的还原产物为NH+4-N,1.7%为NO-2-N,N2生成量仅占10%;反硝化细菌体系中,反应6 d后NO-3-N去除率为78.6%,此时未检测到NH+4-N,而NO-2-N达到最大值,为60.1%,仅有18.5%的N2生成;在油酸包覆型纳米铁-反硝化细菌耦合体系中,6 d后NO-3-N去除率达到80.3%,其中NH+4-N占17.6%,NO-2-N为30.1%,N2为32.6%。因此,比较3种材料对NO-3-N降解效果及产物得出,在地下水环境中,油酸包覆型纳米铁-反硝化细菌组合方法对地下水NO-3-N的去除效果最好,产物主要是N2,减少了还原产物NH+4-N对地下水造成的二次污染。     

巢湖入湖河流沉积物中有机磷的形态分级研究

为识别巢湖流域污染物的特征、来源及其沉积物有机磷各形态分布与富营养化的关系,测定了7条巢湖入湖河流沉积物中有机磷各形态的含量,分析不同污染类型人湖河流沉积物中有机磷各形态分布的差异及与其他因素间的相关性。研究发现,不同污染类型人湖河流沉积物中水土保持控制型河流沉积物中有机磷各组分的相对含量顺序为残渣态Po〉富里酸-Po〉HCl-Po〉胡敏酸-Po〉NaHCO3-Po,平均的相对比例为7．5：3．1：1．9：1．5：1．0,而城市污染控制型和面源污染控制型河流沉积物中有机磷各组分的相对含量顺序恰好相同,面源污染控制型河流沉积物Po各形态含量低于城市污染控制型和水土保持控制型河流。中活性P。和OM、TP、Pi、Po、TN、NaHCO3-Pi、NaOH—Pi呈正相关,非活性Po与Po、NaOH-Pi呈显著正相关关系,反映了中活性Po很容易转化为生物可利用磷和非活性Po,且非活性Po仍然具有潜在的生物活性。     

湖泊营养物基准的候选变量和指标

湖泊营养物基准指标变量是可用于衡量水质、评价或预测水体的营养状态或富营养化程度的变量,是构成建立区域和湖泊营养物基准的基础。详细介绍和分析了氮、磷两个营养物变量和有机碳、叶绿素、透明度、溶解氧、大型植物、生物群落结构等生物学指标,以及营养状态指标、自养指数、温度、pH值、电导率以及土地利用等一系列相关变量（度量或指标）,并总结了当前美国各州在湖泊营养物基准指标选取方面的基本情况。归纳出选择营养物基准指标时应遵循的若干原则,即综合考虑富营养化控制关键因子和区域差异性,所选指标应具有相对稳定、早期预警和易于监测等特点。最后针对我国湖泊营养物基准指标的选取提出了几点建议。     

基于模糊权物元分析模型的湖泊富营养化评价

运用模糊权重,结合层次分析法和物元分析法,试图构建模糊权物元分析模型。该模型不仅继承了经典物元分析的优点,同时充分考虑了权重的不确定性。按照中国湖泊富营养化评价标准,把湖泊水体富营养化程度划分为6个等级,选取Chl-a、TP、TN、CODMn和SD等5个指标为评价指标,应用该模型对东昌湖富营养化进行了评价,结果表明:所监测的3个湖区均为富营养化等级,其中又以西北湖区最严重,西南湖区次之,东南湖区相对较好。研究结果与实际相符,说明了此方法具有良好的可靠性,可适用于湖泊富营养化的综合评价。     

基于水环境约束的抚仙湖流域农业结构调整研究

农业面源污染严重污染水体,是水体富营养化和水质恶化的主要污染源. 在考虑水环境容量农业分配量、农业面源污染削减、粮食及副食品安全的基础上,建立抚仙湖流域农业产业结构优化调整的系统动力学模型,并设置惯性发展和目标导向2种发展方案进行仿真模拟. 结果表明:目标导向发展方案可以有效降低流域内污染物入湖量,TN和TP分别削减了221.45和24.74 t,处在允许的水环境容量农业分配量范围内. 根据调整优化结果,建议在抚仙湖流域大力发展绿色有机生态农业,形成观光休闲农业产业;建立集中养殖小区,采用立体式生态饲养畜禽模式.      

有机生活垃圾不同微生物接种工艺堆肥腐熟度评价

选取含水率、发芽指数、C/N、水溶性碳、氨态氮5项为评价指标,运用属性识别法、灰色关联分析法、模糊综合评价法,分别对微生物接种几种不同工艺(T1为两阶段接种,T2为前阶段接种,T3为多阶段接种,CK为不接种)的堆肥腐熟度进行了评价.结果显示,在堆肥周期内3种评价方法相一致的结果是自然堆肥(CK)归入未腐熟等级、多阶段接种堆肥(T3)归入腐熟等级,表明根据堆肥温度变化情况加入多种外源微生物加速了堆肥过程中的物质转化,更有利于腐殖化的进程,提高了堆肥效率;而T1、T2处理3种评价方法给出了不同的结果.对3种评价方法进行比较显示,灰色关联分析法较模糊综合评价法、属性识别法划分幅度小、更加精准,是堆肥评价的一种较优方法.      

农村混合物料干式厌氧发酵物性变化中试研究

为解决分散性及混杂性的农村有机固体废物的无害化、减量化处理及资源化利用问题,利用干式厌氧发酵技术与装置,将畜禽粪便、果蔬垃圾和秸秆等混合物料进行干式厌氧发酵处理,并对pH和有机质类TS、VS、COD_Cr、(DOC)及NH₄+-N浓度进行了检测. 结果表明:农村有机固废混合物料干式厌氧发酵起始阶段的pH为7.2,于第7天逐渐降至最低值(6.3),之后又逐渐上升至系统稳定,最后在7.0~7.6之间波动. 厌氧发酵物料TS和VS经厌氧发酵后被消耗,二者去除率分别为58.3%和65.4%. 厌氧发酵运行过程中物料w(DOC)由11 000 mg/kg降至6 095 mg/kg,去除率为44.6%,发酵液中ρ(COD_Cr)由初始的11 700 mg/L降至结束时的2 870 mg/L,COD_Cr去除率达75.5%. 50 d后w(DOC)和ρ(COD_Cr)保持稳定.      

生活垃圾生物预处理对As Pb Cr生物有效性的影响

采用室内模拟试验,研究了生物预处理工艺对生活垃圾As、Pb、Cr总量和生物有效性(水提取态、DTPA提取态、EDTA提取态)的影响.结果表明:由于“相对浓缩效应”和淋滤的交互作用,As、Pb和Cr总量分别升高了1.96%、6.13%和10.81%;生物预处理后,w(水溶态As)、w(DTPA-As)和w(EDTA-As)分别升高了51.46%、26.65%和19.02%,w(水溶态Pb)、w(DTPA-Pb)和w(EDTA-Pb)分别升高了36.59%、22.91%和17.48%,w(水溶态Cr)、w(DTPA-Cr)和w(EDTA-Cr)分别升高了9.01%、12.79%和8.77%.模拟试验结果证实,生活垃圾生物预处理在一定程度上增加了As、Pb和Cr总量及其生物有效性,可能会增加后续堆肥土地利用的环境风险和填埋对地下水的污染风险.      

垃圾堆肥工艺过程动态模拟及优化研究

选取通气量、含水率、温度、底物浓度等作为堆肥控制因子,在堆肥生物反应动力学的基础上,根据堆肥反应过程的物料平衡和能量平衡,以及微生物比生长速度与含水率、堆肥温度的依存关系,结合翻转式堆肥反应装置操作运行条件,对厨房垃圾好氧堆肥过程中堆温、含水率、有机物、微生物量及氧气消耗量等变化进行计算机模拟计算,并将模拟结果与堆肥实验结果进行对比。结果证明,除了由于反应装置保温不理想引起堆温和含水率二者有偏差外,总体模拟计算结果与实际堆肥结果基本吻合。另外还开展了利用所开发的模型进行堆肥通气优化的应用研究。模型计算结果表明当出口氧气控制在10%～18%时,采用间歇供氧,不仅能提高堆肥效率,而且可以使供氧时间减少40%以上。经过堆肥实验验证模拟结果是正确的。由此可见,利用模型模拟堆肥过程,快速优化堆肥方案是可行与有效的。