京津冀地区地下水污染防治现状、问题及科技发展对策

地下水作为京津冀地区重要的战略水资源和饮用水源,其超采问题和环境质量恶化趋势一直未能得到有效遏制,严重危及该区域饮用水安全与可持续发展.为加快我国生态文明建设,落实《水污染防治行动计划》等国家重点战略,围绕改善京津冀地区地下水环境质量现状目标,分析了京津冀地区地下水环境存在的四点主要问题:①地下水污染严重,缺乏科学的风险管控与污染防治策略;②地下水污染源点多面广,污染监管体系亟待完善;③地下水污染分类治理技术集成创新与工程示范亟待开展;④地下水超采问题突出,迫切需要研发地下水安全回补技术.在此基础上,系统地梳理了京津冀地区已有的地下水环境管理基础,并提出“十三五”期间京津冀地区地下水污染防治的4个研究方向:①开展地下水污染特征识别与系统防治研究,完善京津冀地区地下水污染防治顶层设计;②突破地下水污染精确识别与优化监测技术,提升京津冀地区地下水环境监管能力;③研发技术经济最优的源头阻控与污染修复成套技术,提升污染场地地下水修复治理能力;④开展回补区适宜性与环境风险评估,建立协同高效的安全回补技术体系.研究成果可为提升京津冀地区的地下水环境质量管理水平、保障京津冀地区饮用水安全提供技术与管理支撑.      

生活垃圾焚烧处理方式的生命周期评价

与填埋、堆肥处理相比,生活垃圾焚烧处理在减量化和资源化方面有着巨大的优势,在未来将成为大城市生活垃圾的主要处理方式。采用生命周期评价方法,对不同余热利用和尾气处理方式下的生活垃圾焚烧处理方案对环境的影响进行评价。结果表明,在尾气处理系统中,干法、湿法、半干法3种酸性气体处理方式中,湿法处理的环境影响潜值最小,但是其资源耗竭系数最大。添加SNCR脱氮系统可以在酸性气体净化基础上将环境影响潜值降低70%左右,而资源耗竭系数变化不大。在单纯供热、供电和热电联供3种余热利用方式中,单纯供电的热利用效率最低,直接供热的热利用效率最高。     

乌梁素海周边土壤溶解性有机质荧光特性及其与Cu(Ⅱ)的配位研究

应用三维荧光光谱研究了乌梁素海周边4种土壤的溶解性有机质荧光特性以及与Cu(Ⅱ)的相互作用.研究结果表明,土壤溶解性有机质具有两个明显的荧光峰(峰A和峰C),且峰A和峰C具有明显的相关性(R2=0.980,P0.001),表明它们具有类似的结构或相同的来源;土壤阳离子交换量(CEC)影响DOM的荧光强度,随着CEC的增加,荧光强度有逐渐增强的趋势.同时,CEC还与有机质的成熟度和结构有关,随着CEC的增加,土壤有机质的腐殖化程度增强;有机质的荧光指数f450/500值分布在1.55—1.79之间,总体而言,f450/500的值接近于1.6,说明土壤中的腐殖质既有生物源也有陆源,但主要来源为陆源;土壤溶解性有机质的两个类富里酸(峰A和峰C)与Cu(Ⅱ)的络合常数依次为lgKA=5.3107—5.8303,lgKC=5.0721—5.7924,配位荧光基团比例fA为44.20%—69.82%,fC为52.25%—81.88%,显示土壤溶解性有机质中荧光基因与Cu(Ⅱ)络合能力较大,能与Cu(Ⅱ)配位的配位基较多。     

序批式生物膜反应器处理农村生活污水的填料对比研究

选用4种填料进行序批式生物膜反应器(SBBR)处理农村生活污水的研究,通过出水COD、NH4+-N等指标的测定以及生物膜的扫描电镜观察,考察了运用不同填料时SBBR的污染物去除情况和生物膜的长势,以期筛选出适用于农村生活污水处理的填料。结果表明,3#、4#SBBR(分别选用组合填料和碳素纤维填料)的DO、pH波动幅度均相对较小,比1#、2#SBBR(分别选用立体网状填料及海绵填料)更加稳定;4#SBBR的COD去除效果最好,水力停留时间仅需5h,3#SBBR的COD去除效果其次,所需水力停留时间为6h,而1#、2#SBBR在运行8h时也无法将COD完全消化;3#、4#SBBR出水的NH4+-N、TN去除效果均高于1#、2#SBBR;采用4种填料的SBBR的生物膜长势优劣情况为碳素纤维填料>组合填料>海绵填料>立体网状填料;碳素纤维填料及组合填料在受到进水负荷冲击后,能相对较快适应环境,且填料上的微生物活性较高,较适合运用于中国农村生活污水的处理。     

人工湿地氮转化与氧关系研究

应用N转化迁移模型分析廊道式人工湿地氮转化与氧供应的关系,验证目前湿地全程硝化反硝化脱氮机制的有效性.对各个廊道进出水NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN、B₅、DO进行了测定和分析.在水力负荷5cm/d条件下,各廊道湿地有机氮矿化率为0.01～0.28g·(m²·d)^-1、氨氮硝化率0.50～1.54 g·(m²·d)^-1,反硝化率0.41～1.13 g·(m²·d)^-1(占总氮损失的3.4%～35.4%)、植物净吸收氮0.07～0.26 g·(m²·d)^-1(占总氮损失的7%～33%).硝化反硝化与有机质降解同时进行,在进水端最明显,这与传统认识相悖.按照全程硝化化学计量学得到的硝化需氧量(NOD)高于实际的表面复氧和植物根系放氧.最后对在高浓度有机质存在条件下,能减少对氧需求的2种新型脱氮机制进行了讨论.     

序批式生物反应器填埋场的脱氮特性

采用3个填埋柱模拟序批式生物反应器填埋场: 1号柱装填新鲜垃圾,为对照柱,渗滤液简单回灌;2号和3号柱分别装填新鲜垃圾和腐熟垃圾,渗滤液交叉回灌.探讨了序批式生物反应器填埋场的氨氮去除率、反硝化能力以及厌氧氨氧化能力.结果表明:1号柱渗滤液的氨氮质量浓度在40 d内升高并趋于稳定;3号柱的氨氮去除率随时间的延续逐渐降低,从垃圾装填开始的100%降到90 d后的0,2号柱氨氮的累积去除率为40%左右.试验进行90 d后,分别将一定质量浓度的硝酸盐溶液添加到3个填埋柱内,结果表明,所使用的硝酸盐氮在2 d内几乎全部被去除, 证明3个填埋柱都具有很强的反硝化能力.3号柱在添加硝酸盐过程中硫酸根质量浓度升高,表明发生了自养反硝化反应.通过向填埋柱添加亚硝酸盐发现, 3号柱有一定的厌氧氨氧化能力,氨氮质量浓度下降10%～32%.      

水洗过程对垃圾焚烧飞灰浸出特性的影响

通过水洗试验,对垃圾焚烧飞灰的浸出特性进行了研究.结果表明:水洗过程对飞灰中Cl,Na,K和Ca元素具有一定的去除效果,尤其是Cl元素的去除率在液固比为10 L/kg时可达到60.0%;经过水洗后飞灰XRD图中的钾盐和食盐的特征峰已经不明显,石英和石膏特征峰改变很小,KCl和NaCl是水洗过程中K,Na和Cl元素的主要去除形态;水洗对飞灰的酸中和容量影响较小;采用TCLP法和水平振荡法进行对比试验表明,水洗灰的重金属浸出质量浓度均低于原灰.      

堆肥过程中氨基酸的产生及其对腐植酸形成的影响

为探明堆肥过程中氨基酸（AA）浓度与腐植酸（HAs）形成的关系,分别以杂草（LW）、鸡粪（CM）、枯枝（GW）、蔬菜（CW）和秸秆（CS）为研究对象,研究其堆肥过程中AA及HAs的动态变化规律及二者的响应关系。结果表明：堆肥过程中AA浓度整体呈下降趋势,其中LW、CS中的AA浓度降低量（90.7%和80.9%）明显高于CM（67.4%）、GW（51.3%）和CW（50.1%）;而在堆肥过程中HAs浓度逐渐升高,其中LW中的HAs浓度增加量最大（66.8%）,其次为CW（38.9%）、CS（43.9%）和CM（33.6%）,而GW最小,仅为3.5%。Pearson相关性分析表明：堆肥过程中LW、CW和CS中的AA与HAs浓度之间呈显著负相关（P<0.05）,说明纤维素类物料的AA对HAs形成有明显的促进作用。     

基于危害性分级的地下水污染源分类识别方法

地下水污染源分类识别是有序开展地下水污染防控工作的前提。以典型地下水污染源为研究对象,建立综合考虑优控污染物、污染源特征的地下水重点污染源识别指标体系,以污染源危害性评价结果作为重点污染源的判别依据。将哈斯(Hasee)图解法与综合评分法相结合,用于地下水优控污染物识别,同时引入修正的内梅罗综合污染指数法,对多组分的地下水优控污染物开展综合评价,并选择3个典型地下水污染源进行分类识别方法实地验证。结果表明:污染源S1、S2和S3的危害性等级分别为Ⅲ、Ⅲ、Ⅱ。在区域地下水污染分类防控与分级管理中,应对危害性等级较高的污染源S1和S2加以重点关注。     

赣南稀土矿区地下水污染现状、危害及处理技术与展望

赣南稀土矿区由于受离子型稀土矿开采的影响,地下水污染严重。在查阅国内外相关文献的基础上,阐述了赣南稀土矿区矿山开采和原地浸矿导致的地下水稀土元素、三氮(离子态的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)和硫酸盐污染现状,分析了该类型地下水污染的危害,总结目前已有的地下水修复方法并分析其应用局限性,提出适用于赣南稀土矿区的地下水污染治理思路。