海河流域平原河流非常规水源补给特性及其成因分析

统计分析海河流域水资源量和污废水入河量数据(2001—2012年)、降水量数据(1956—2012年),以及水资源利用、污废水排放、社会经济、人口等数据(1980—2012年),探究了海河流域平原河流非常规水源补给的特性及成因.结果表明,非常规水源补给的河流具有污径比高的特性:海河流域河流污径比高,平均污径比为35.7%,其中海河北系污径比最高,达到90.5%,滦河及冀东沿海污径比最低,为25.6%.降水量的持续减少、山前水库带对水资源的截留以及平原区水资源开发利用率的增加导致河流径流量减少,是海河流域平原河流非常规水源补给的一个主要原因:降水量持续减少,1956—1980年平均降水量为559 mm,至2012年平均降水量降低至502 mm;水库、闸坝等水利设施的建设使得73%的山区河流流量被水库截留;流域地表水资源平均开发利用率高达63%,这些均导致平原河流径流量持续减少.人口和社会经济快速发展导致污废水排放量增加,是海河流域平原河流非常规水源补给形成的另一个主要原因:工业产值、城镇人口数量均与污废水排放量显著正相关,复相关系数均超过50%.海河流域中部平原区河流以非常规水源补给将长期存在,考虑非常规水源水质水量的协同保障,对满足生态需水量、改善缺水河流生态环境等具有积极的作用.     

基于韦伯-费希纳定律的海河流域水库水环境预警评价

水库作为水源地在流域水环境安全中具有重要作用.根据韦伯-费希纳定律(Weber-FechnerLaw,W-F),选取与水库水环境关系密切的水质评价指标,通过确定水环境综合影响指数Ki值与水环境状态之间的关系,建立基于人类感觉强度与外界水环境质量变化关系定量化的水环境预警模型.并以海河流域4座水库为实例进行应用与验证.结果表明:水库Ki值与水环境状态是线性函数关系,水库Ki值与营养指数间是指数函数关系.此模型可以用于流域内不同时空条件下水库水环境状态和富营养化的预警与水环境综合评价.官厅水库水环境综合影响指数Ki值为0.0494,水环境综合预警等级为轻警,主要的污染指标为COMMn、TN和TP.4座水库的Ki值变化范围在0.0107～0.0564之间,密云水库富营养化预警级别为轻警,官厅水库、潘家口水库和岳城水库均为中警;4座水库水环境预警等级空间上差异明显,从高到低顺序为潘家口水库、官厅水库、岳城水库、密云水库.潘家口水库水环境时间上恶化趋势明显,建议加强流域水库水环境的监控和采取更严格的管理措施.     

水体中磺胺、四环素、喹诺酮类抗生素检测方法

建立了固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法(SPE-HPLC-MS/MS)同时检测水体中3类15种抗生素的分析方法。水样用Oasis HLB固相萃取小柱净化富集。通过对比水样在不同pH条件下的回收率,优化了环境水样中抗生素固相萃取过程中的前处理条件。采用甲醇和0.1%甲酸溶液作为流动相,经过梯度洗脱进行分离,在HPLC-MS/MS多反应监测模式下进行定性定量分析。结果表明,环境水体中15种抗生素的检出限和定量下限分别为0.12~1.6 ng/L和0.2~3.0 ng/L,自来水加标回收率为34.9%~102.5%(pH=4)。用该方法对海河流域13个地表水水样进行了初步检测,结果表明,部分抗生素普遍存在于地表水体中。其中,磺胺甲基异NFDA1唑检出频率最高,在13个地表水样品中均有检出。     

人工湿地基质挂膜降解COD小试试验

通过建立试验室小试试验装置,对人工湿地基质的挂膜情况进行了试验.研究选用细菌纯度较高的复合微生物菌种作为接种细菌,选择人工湿地常用的2种基质:轻质陶粒与砾石进行挂膜试验.通过检测并观察试验装置入水出水的水质情况,通过小试试验装置对COD的去除效率来考察不同基质在不同条件下的微生物的挂膜情况.结果表明,砾石与轻质陶粒在较高纯度细菌接种的条件下,装置运行7d均可达到稳定的80％以上的COD去除效率.该试验表明,合理配置的微生物菌种及充足的接种营养液可以缩短人工湿地的挂膜时间.研究以期为实际工程设计提供参考依据.     

应用不同材料过滤去除海河蓝藻水华研究

于2012年7月海河蓝藻爆发期间,对水体藻类群落组成进行了分析,对生活中常见材料过滤除藻能力进行了研究.结果表明海河蓝藻爆发期间共发现藻类5门42种,藻类细胞密度达1.89×108个/L,其中蓝藻门的铜绿微囊藻为本次藻类爆发的优势种类.所选过滤材料处理藻细胞密度和叶绿素a效率超过80％的有3种,分别为:脱脂棉、快速滤纸和腈纶.蓝藻去除效率超过80％的材料有5种,其中脱脂棉的处理效果最佳,处理效率达96.02％,群体和体积较大蓝藻大部分能被过滤去除.过滤材料过滤藻类速率由快至慢依次为:海绵4层＞植物秸秆纤维＞尼龙擦洗布＞纱布16层＞腈纶＞25号浮游生物网＞细铜丝网＞脱脂棉＞无纺布4层＞快速滤纸.     

海河流域河流耗氧污染变化趋势及氧亏分布研究

耗氧污染是海河流域河流水污染的主要类型,耗氧污染物对河流溶氧的消耗产生的氧亏效应对水生生物产生重大影响.收集海河流域重点水功能区88个监测站点2000—2011年CODCr/CODMn、NH3-N指标,分析河流耗氧污染特征及演变趋势,并基于水质目标(2 mg·L-1)下计算出海河流域河流氧亏量.结果表明,流域河流耗氧污染总体呈现好转趋势,耗氧污染指标(NH3-N、CODCr/CODMn)逐渐降低,I~III类水质站点比例增加,劣V类水质站点数和超标倍数减少;CODMn降低幅度大于NH3-N,主要污染物由COD向NH3-N转化.海河流域重点氧亏区域主要集中于中部平原段和下游滨海段,未氧亏区域多集中于上游山区段;北三河、黑龙港运东与徒骇马颊河水系中部平原段整体处于缺氧区域,子牙河水系中部平原区缺氧现象最为严重,氧亏区域位于石家庄洨河下游、滏阳河艾辛庄下游至献县段及石津总干以南;海河流域内中部平原段河流氧亏的主要贡献仍以COD为主,但氨氮的贡献显著,其中黑龙港运东水系、徒骇马颊河水系和北三河水系,COD耗氧均值都高于5 mg·L-1,在北三河和子牙河水系,氨氮耗氧均值达到了4 mg·L-1.     

不同光照条件对8种沉水植物生长的影响

通过研究太湖流域主要沉水植物苦草、密刺苦草、黑藻、穗花狐尾藻、蓖齿眼子菜、微齿眼子菜、马来眼子菜和金鱼藻在3种不同光照条件(100%自然光、55%自然光和15%自然光)下的生长状况,探讨沉水植物对光照条件的适应性。结果表明,苦草、黑藻在55%自然光中相对生长速率最大,金鱼藻随着光照减弱,相对生长速率增加,其余6种植物则与金鱼藻相反。黑藻和穗花狐尾藻在15%自然光条件下分株数显著减少,最大株高明显增大,马来眼子菜最大株高显著减少。在不同光照组条件下8种沉水植物中叶绿素含量及可溶性糖含量基本无明显差异,但淀粉含量变化趋势不稳定。     

投饵养鱼对潘家口水库围隔中浮游植物及水质的影响

2009年8月～10月在潘家口水库进行现场围隔试验,研究了投饵、投饵单养鳙鱼(Aristichthy novilis)、鲤鱼(Cyprinus carpio)及投饵混养鳙鲤鱼对浮游植物和水质的影响.结果表明,试验期间潘家口水库水体浮游植物密度维持在2.6×106个·L-1水平,氮、磷质量浓度比达112,磷是潜在的限制性...     

五氯酚钠对鲫鱼的急性毒性：悬浮颗粒物的影响

悬浮颗粒物在水生态系统中普遍存在,为了研究悬浮颗粒物对氯酚类化合物生物毒性的影响,以高岭土为模拟悬浮颗粒物,考察了不同浓度的悬浮颗粒物(0、25、50、100、250和500mg·L~(-1))存在条件下五氯酚钠(NaPCP)对鲫鱼(Carassius auratus)的毒性效应。等温吸附实验结果显示,悬浮颗粒物对水体中五氯酚钠的吸附作用不明显(P>0.05)。96h急性毒性实验结果显示,五氯酚钠对鲫鱼的96h-LC_(50)随颗粒物浓度([SS])的增加而减小,两者间的关系为LC_(50)=146.7exp(-[SS]/186.8)+121.7,r~2=0.99。等效线图法评价结果表明,悬浮颗粒物可增强五氯酚钠对鲫鱼的急性毒性,两者呈毒性增加作用。     

电渗析在压裂返排液废水处理中的应用研究

针对目前压裂返排液处理技术工艺复杂、能耗高、工艺处理成本高等问题,基于对压裂返排液水质的分析结果,首先利用电渗析试验验证电渗析系统作为MBR生化处理系统前置预处理的可行性,并通过试验验证压裂返排液的总悬浮物固体浓度（TDS）与废水COD去除率呈负相关关系,同时通过对照试验验证废水生化反应最佳设计条件,建立了电渗析与生物膜处理耦合的两步核心处理方法,可使返排液经处理后水质澄清透明,COD去除率显著提升,使运营成本较低的生化系统取代高级氧化处理工艺成为可能,对大规模工业化应用提供理论和实践基础。