水生态环境保护回顾与展望：从污染防治到三水统筹

水生态环境保护事关美丽中国目标的实现。本文阐释了我国从水污染防治向水环境、水生态、水资源“三水”统筹转变的新时代水生态环境保护内涵，从国内视角梳理我国水污染防治实践取得的成效，识别美丽中国水生态环境保护面临的制约性问题，首次在全国层面与欧美发达国家的水环境质量、水生态保护和水资源保障情况进行国际对标分析，提出以水生态系统保护目标为指引、以流域生态环境空间管控为基础、以“三水”统筹系统治理为路径、以治理体系和治理能力现代化为保障的水生态环境保护战略建议。     

湖泊富营养化机理模型研究进展

湖泊富营养化机理模型是模拟和预测水质参数变化趋势和水体富营养化状态的有效工具,可为水环境污染预防和治理提供数据支撑与科学依据。在回顾湖泊富营养化机理模型分类及发展的基础上,重点分析和总结了CAEDYM模型、PCLake模型、AQUATOX模型和WASP模型等生态动力学模型研究热点,探讨了各个模型的适用性与局限性;并进一步从湖泊富营养化影响机制探究和水质水环境管理保护决策服务两方面梳理了富营养化模型的应用现状,指出了富营养化机理模型当前存在的问题与发展方向,旨在为模型研究和应用提供参考。     

“混凝气浮-膜生物反应器”处理林化废水工程运行调试研究

本文中根据林化废水特征确定使用"混凝气浮-膜生物反应处理器"的工艺进行处理。工程中硫酸铝的投加量为40mg/L,PAM的投加量为3mg/L,在废水pH值为7～8时进水COD、SS、OIL为279mg/L、20mg/L、26mg/L,进行混凝气浮后,出水的COD、SS、OIL浓度依次为135mg/L、9.6mg/L、9.5mg/L,去除率分别达到了52%、50%、64%。膜生物反应系统的调试,以污泥接种的方式进行污泥培养驯化。初期以面粉作为营养源清水培养污泥,按照7天左右的周期按每次30m3/d的污水进水量逐渐增加污水的比例,直到完全进水,调试驯化期污泥浓度控制在2500～3000mg/L。正常运转中污泥浓度可达到5000mg/L左右,出水水质COD、SS、OIL浓度分别达到30mg/L、6mg/L、3mg/L,符合处理目标要求。     

"十三五"化肥使用量零增长行动评估及政策展望

推进化肥减量是促进农业绿色发展、改善农村环境质量的重要抓手。从“十三五”期间化肥使用量零增长行动的执行情况来看,通过调整种植结构、提高用肥效率,全国范围、长江流域、黄河流域均实现了施肥总量和施肥强度连续5年下降,施肥结构更趋合理,但个别地区存在施肥总量提高、施肥强度降低压力大等问题。“十四五”期间,面对我国重点区域、重点作物施肥过量风险仍较大等问题,要坚持以保障国家粮食安全为底线,以“双碳”目标为引领,突出面源污染治理;在具体举措上,要强化顶层设计、不断构建和完善制度体系,加强科技引领、推动化肥使用全链条绿色化,完善监测机制、建立健全农业资源环境台账,多措并举推进化肥减量增效,加快实现农业绿色高质量发展。     

氮磷形态与浓度对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响

以铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和斜生栅藻（Scendesmus obliquus）为研究对象,分别以硝酸钠、氯化铵和尿素为氮源,以磷酸氢二钾、甘油磷酸钠和三磷酸腺苷为磷源,配置不同浓度的氮磷培养基（氮浓度1.00,4.00,8.00mg/L,磷浓度0.20,2.00mg/L）,通过一次性培养实验研究2种藻氮、磷饥饿时对不同形态和不同浓度氮磷的生长响应.结果表明,2种藻对氮、磷的形态和浓度响应均不同,且藻种之间也有明显的响应差异.铜绿微囊藻在3种浓度硝酸钠培养下比生长速率无显著差异,而斜生栅藻的比生长速率在硝酸钠4.00mg/L时达到最高,说明1.00mg/L的硝酸钠已满足铜绿微囊藻对氮的生长需求,斜生栅藻对氮的需求高于铜绿微囊藻.铜绿微囊藻在1.00,4.00mg/L氯化铵和尿素培养下的比生长速率相同,且比生长速率和现存量均高于同浓度硝酸钠培养组,说明相比于硝酸钠,铜绿微囊藻更喜欢利用还原态的氯化铵和尿素.但当氯化铵浓度高达8.00mg/L时,铜绿微囊藻比生长速率低于相同浓度尿素和硝酸钠培养组,也低于低浓度氯化铵培养组,说明高浓度氯化铵不利于铜绿微囊藻的生长.然而,斜生栅藻在8.00mg/L氯化铵培养下比生长速率和现存量与尿素培养时无显著差异,而且均高于硝酸钠培养组,说明斜生栅藻对氯化铵的耐受能力比铜绿微囊藻高.3种形态的磷均能被铜绿微囊藻和斜生栅藻利用,但铜绿微囊藻用高浓度有机磷培养时的现存量更高,斜生栅藻则在高浓度无机磷培养下生长更好,说明铜绿微囊藻比斜生栅藻能更好的利用有机磷,高浓度的无机磷不利于铜绿微囊藻生长.太湖目前铵氮浓度降低显著,水体无机磷占比很低,溶解态有机磷浓度占比较高,这些都更有利于蓝藻形成优势.     

湖南湘江流域重金属污染的现状与分析

湘江是湖南的母亲河,是湘江流域居民的重要饮用水的水源地,也是不同污水的汇聚地。资料表明,随着工业化和城市化的发展,湘江流域内的水体、土壤和农作物受到不同程度的重金属严重污染,其中镉和砷的污染较为突出。与湘江流域内其他江段相比,衡阳水口山段和株洲清水塘段受到严重的重金属污染。湘江流域重金属污染不仅严重影响了流域内居民的正常生活供水,而且还造成了流域内居民重金属中毒、鱼类资源大幅度减少、大量的农田被荒弃等,甚至造成相当地域的鱼类、粮食和蔬菜不能食用。     

臭氧-生物活性炭系统处理印染废水低温启动研究

为探讨低温条件下臭氧-生物活性炭系统处理印染废水的挂膜启动方法,采用臭氧氧化、活性炭吸附、生物氧化、活性炭生物再生共同作用,对印染废水二级处理出水进行深度处理。实验结果表明:低温条件虽然延长了系统的挂膜启动时间,但不影响挂膜质量,22 d后挂膜启动完毕,浊度、色度、COD去除率分别为68.76%、73.2%、60%,出水水质良好且稳定。     

缺陷Zr基金属有机框架材料的制备、表征及其对四环素的吸附性能研究

吸附具有成本低、能耗小、操作方便和环境友好等优点,在污水净化领域具有广泛应用潜力。通过简单的溶剂热法制备了缺陷Zr基金属有机框架(UiO-66-NH₂)吸附剂,并将其用于去除废水中四环素。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、氮气吸附-脱附和X射线光电子能谱等手段对吸附剂进行表征。为获得吸附剂去除废水中四环素最佳条件,以四环素的吸附量为响应值,在单因素实验基础上,采用Box-Behnken设计(BBD)响应曲面法(RSM)考察吸附剂投加量、溶液pH值、四环素初始浓度以及吸附时间等因素相互作用和影响。结果表明,经实验修正后的最佳吸附条件：吸附剂投加量为10 mg, pH=3.80,四环素初始浓度为27 mg/L,吸附时间为3 h;此条件下,吸附剂对四环素的吸附量可达71.85 mg/g。此外,再生实验表明,经过5次循环吸附后,吸附剂仍具有较强的吸附能力(68.33 mg/g),是一种相对稳定的吸附材料。     

基于卫星火点排放清单(FINN)的我国东北三省生物质户外燃烧网格化清单建立及时空演变特征分析

生物质户外燃烧是影响环境空气质量的重要污染源,东北三省作为我国的重要农业产区,分析其生物质户外燃烧情况能够为当地秸秆资源综合利用和环境质量改善等提供依据.该研究基于卫星火点排放清单(Fire INventory from NCAR,FINN),分析了我国东北三省2016-2020年生物质户外燃烧火点的时空分布特征,结合空气质量监测数据进行了重污染天气成因分析,并建立了可用于数值模拟的生物质户外燃烧源网格化清单.结果表明：(1)东北三省2018-2019年火点数量较2016-2017年大幅减少,2020年有所增加.年内火点主要出现在春秋两季,春季相对更多.火点主要分布在东北平原,即黑龙江省的东部和西部,以及吉林省西部等,其他地区火点数量相对较少,呈零散式分布的特点.(2)该研究搭建了东北三省2016-2020年生物质户外燃烧源网格化清单,清单空间分辨率为3 km,污染物种类包括SO₂、NO_x、CO、NMVOC、NH₃、PM₁₀、PM_2.5、BC和OC等,2016-2020年污染物...     

水温和营养盐增加对太湖冬、春季节藻类生长的影响

为探讨水温和营养盐增加对冬、春季节太湖藻类生长和群落演替的影响,研究了不同水温(不增温、12.0、14.0、16.0、18.0、20.0℃)和不同营养盐浓度(低、中、高营养盐浓度)下藻类的生长及优势种群变化. 结果表明:藻类∑ρ(Chla)〔蓝藻、绿藻及硅藻中ρ(Chla)总量,下同〕随着水温的升高呈增加趋势,在20.0℃下∑ρ(Chla)为0.19~12.94μg/L,显著高于其他水温试验组(0.01~6.83μg/L);与较低水温(不增温、12.0、14.0℃)相比,较高水温(16.0、18.0、20.0℃)更能显著促进藻类对氮、磷营养盐的吸收利用. 添加营养盐后,硅藻、绿藻ρ(Chla)的日均值分别为0.52~4.07、0.17~0.52μg/L;湖水中∑ρ(Chla)呈增长趋势,并且浮游植物群落结构的优势种由绿藻转变为硅藻,硅藻ρ(Chla)所占比例从试验初始的50%升至75%~98%, 说明营养盐增加可加大硅藻的竞争优势;而绿藻的生长则可能同时受水温和营养盐共同作用的影响,因此太湖冬、春季节藻类的演替同时受到水温和营养盐的影响.