水质监测断面优化技术研究

科学合理的布设水质监测断面是全面准确地获取水环境质量监测数据的前提条件。在总结国内外水环境监测断面优化技术和优化方法的基础上,利用三峡库区长江干流现有25个断面近5年的监测数据,采用历史数据相关性分析、模糊聚类和物元分析方法进行断面优化,通过F检验和t检验表明优化前后两监测断面序列无显著差异。实验结果说明,多种断面优化技术的综合应用,能达到优化三峡库区长江干流水环境质量监控断面的目的,为合理布设流域监测断面提供技术支撑。     

电增强零价铁强化厌氧氨氧化处理高氮养猪废水

为解决ZVI(零价铁)电极表面的钝化问题,实现anammox(厌氧氨氧化)工艺稳定、高效地运行,采用EEZVI-UASB(电增强零价铁-升流式厌氧污泥床)技术处理养猪废水,研究了EEZVI电极电压、ρ(COD_Cr)及脱氮贡献率的相关性. 结果表明,在温度为(35±1)℃、pH为6.80～7.10、电极电压为0.60 V的条件下,EEZVI-UASB对NH₄+-N和NO₂--N的去除率均维持在较高的水平;NH₄+-N去除率＞90.00%,NO₂--N去除率＞96.00%,TN平均去除率>90.00%. 当EEZVI电极电压为0.60 V时,AAOB(厌氧氨氧化菌)的活性为91.10 mg/(g·d)(以NH₄+-N计);EEZVI-UASB中的优势功能菌主要为Pseudomonas属,其菌属16S rDNA的PCR扩增相似性达97%;系统中同时存在着反硝化、anammox、甲烷化等反应;其中anammox占主导作用,其对TN去除率的贡献率为54.10%~93.30%,反硝化及其他反应对TN去除率的贡献率为6.70%~45.90%.      

碧水岩地下河中微量金属元素对降雨的响应特征及来源分析

在降雨条件下,利用自动采样器对广西碧水岩地下河出口进行高频采样,分析了碧水岩地下河出口水体中Cu、Pb、Zn、Cd等微量金属元素的水化学动态变化特征,探讨了地下河水中微量金属来源及其对降雨的响应机制.结果表明,地下河水化学组分表现出了较明显的规律,其中主要元素Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO-3等在降雨过程中稀释作用明显,而Al、Mn、TFe、Cu、Pb、Zn、Cd等金属元素对降雨响应敏感,其质量浓度在降雨过程中有所升高,相应质量浓度曲线均表现出多峰值特点,且在最大降雨发生后第9 h达到最大峰值.推断水岩作用、河底沉积物再释放和水土流失是导致河水金属元素浓度增高的原因,金属元素不同来源及地下河双入口的结构特征是形成金属元素质量浓度曲线多峰值的原因,其中水岩作用引起的水化学变化较河底沉积物再释放和水土流失更敏感,而后者是导致河水重金属元素增加的主要原因.监测期间,溶质在地下河中的平均迁移速度约为0.47 km·h~(-1),污染物运移速度较快,因此,通过对岩溶地下河水化学动态的监测,掌握微量金属组分来源及迁移特性,对于地下河水环境污染治理具有重要意义.     

蒲河致嗅类VOSCs污染水平与空间分布及其影响因素

为研究蒲河中致嗅类VOSCs(挥发性有机硫化物)的污染水平、空间分布及其影响因素,采用吹扫捕集(P&T)与气相色谱(GC)/火焰光度检测器(FPD)联用方法,测定水样中14种致嗅类VOSCs的质量浓度,采用相关性分析确定水质因子〔ρ(DO)、ρ(NH₃-N)、ρ(COD_Cr)、ρ(BOD₅)〕对ρ(∑VOSCs)空间分布的影响. 结果表明:所调查的27个采样点中各目标化合物均有检出,ρ(∑VOSCs)的范围为85.82~1 766.04 ng/L;DMS(甲硫醚)为最主要的污染物,ρ(DMS)平均值为114.29 ng/L,检出率为96.30%,变异系数为0.42. ρ(DO)与ρ(∑VOSCs)显著相关,Pearson相关系数为-0.751,对ρ(∑VOSCs)的空间分布影响最大;其次是ρ(NH₃-N),Pearson相关系数为0.441;ρ(COD_Cr)和ρ(BOD₅)与ρ(∑VOSCs)不相关.      

重庆市黔江区地表水环境质量现状及防治对策

通过分析黔江区水环境质量现状及水质变化趋势,确定水体污染程度,分析了影响地表水质的污染物来源,提出了地表水污染具体防治措施,为黔江区地表水综合整治和污染防治提供可靠借鉴和科学依据。     

UV/TiO_2膜深度处理垃圾渗滤液的研究

研究了以固定相TiO2为催化剂光催化降解垃圾渗滤液中有机污染物的可行性。试验了制备TiO2膜的适宜条件以及光照时间等各种因素对COD的去除率和UV335脱色率的影响。研究表明,COD为418mg/L的垃圾渗滤液经400W高压汞灯光照30min,COD的去除率和UV335脱色率分别为44.3%和75.0%。光照时间60min时,COD的去除率和UV335脱色率可提高至54%和90%。光照30min后与活性炭柱联用,COD的去除率和UV335脱色率分别提高到68.3%和84.6%。     

江苏省海岸带近30年人类干扰指数时空变化特征

为探究县级以上海岸带区域人类干扰指数（human interference index, HII）的时空变化特征及生态意义,本文利用遥感数据和地理信息系统技术,对HII计算方法进行一定的改进,使其更适合大范围研究区的计算,并分析了1990-2020年江苏省海岸带HII的时空变化特征及其关键驱动因素,最后以HII与选取的代表性指标的相关性分析结果探讨了HII的生态意义。研究结果表明：（1）研究区内各县、市HII在空间分布上,由北向南呈先下降、后升高、再下降的趋势,1990年、2000年、2010年和2020年研究区的HII为0.2800、0.3620、0.1804、0.2917;(2)人工建筑的扩张和滩涂围垦是影响HII高值区空间分布的关键驱动因素;（3）相关性分析结果表明,研究区内的斑块经历了集聚到破碎化再到集聚的过程,且HII具有一定的生态意义。本研究结果可为江苏省海岸带地区人类活动的调控和生态系统管理提供更多的空间信息和理论指导,也为计算大尺度空间的HII提供了思路。     

海南岛半干旱区农用地土壤重金属富集因素、健康风险及来源识别

为了解海南岛半干旱区农业土壤中重金属富集因素和污染状况,在感城镇采集1818件表层土壤样品,测定其重金属含量和化学组成.采用相关分析、地累积指数（I_geo）、综合生态风险指数（RI）、危害指数（HI）、致癌风险指数（CR）和正定矩阵因子分析（PMF）开展重金属风险评价和来源识别.结果显示,重金属ω（As）、ω（Cd）、ω（Cr）、ω（Cu）、ω（Hg）、ω（Ni）、ω（Pb）和ω（Zn）的平均值分别为22.7、0.128、33.4、14.5、0.032、9.32、32.5和43.3 mg ·kg^-1,除Zn外,均高于海南岛土壤背景值.相关分析表明,重金属富集与土壤中Fe、Mn、Al和有机质含量密切相关.I_geo结果表明,研究区农业土壤主要受到As的污染,其次为Cd和Cu;RI结果显示,高风险以上的样品占比为29.4%,其中As是潜在生态风险的主要贡献者;健康风险评估结果显示,As、Cr和Ni对儿童存在致癌风险,需要引起注意.基于PMF模型,确定了研究区重金属的4种主要来源,其中Hg主要来自工业排放;As主要来自农业活动;Ni、Cu、Cr和Zn主要来自与成土母质密切相关的自然来源;Pb和Cd主要来自农业活动和机动车尾气的混合源.研究表明PMF模型与相关分析相结合,能够有效识别土壤重金属来源.     

藻-菌颗粒污泥中微生物胞外多糖特性研究

藻-菌颗粒污泥（Microalgal-bacterial granular sludge,MBGS）工艺在城市污水生物处理领域引起了越来越多的研究兴趣.胞外多糖（Polysaccharides,PS）是胞外聚合物（Extracellular polymeric substances,EPS）的重要组分,是维持颗粒稳定性的关键物质之一.研究了MBGS中PS的凝胶性能,以及松散结合的胞外聚合物（Loosely bound EPS,LB-EPS）和紧密结合的胞外聚合物（Tightly bound EPS,TB-EPS）中PS的含量、分布及单糖组成,并探究了MBGS的EPS中PS可能的微生物来源.结果表明,MBGS的PS具有凝胶性,主要分布在TB-EPS中,含量为 （40.06±2.30） mg·g^-1,其中半乳糖、葡萄糖和鼠李糖为主要单糖组分,而果糖和古罗糖醛酸未被检出.Thauera、Hydrogenophaga、Azoarcus和Acutodesmus是PS的主要微生物潜在来源.本文研究结果阐释了MBGS PS的基本特性,为MBGS工艺的稳定运行提供了理论基础.     

分层异重流对香溪河浮游植物叶绿素a空间分布的影响

基于三峡水库香溪河库湾汛期（2017年8月4—10日）水动力、气象和藻类漂移监测数据,运用数理统计方法,分析汛期香溪河浮游植物叶绿素a（Chla）浓度空间分布特征及其影响因素,探究分层异重流背景下藻类的水平输移和垂向掺混作用过程。结果表明：1)汛期香溪河库湾水动力具有明显的分层异重流特性,监测期间雷诺数均大于4 000,水体呈现紊流状态,对藻类的运动输移产生水平输运和垂向掺混2种影响。2)表层藻类水平漂移速度受到风速和水流流速的影响,响应关系式为V_藻=0.035V_风+0.461V_水+0.034 (R²=0.917,P<0.01)。3)分层异重流对高浓度藻细胞库湾原水的稀释作用和环流对高浓度藻细胞的携带作用,导致水柱Chla总浓度呈直线下降趋势,此时干流水体从中上层倒灌进库湾,上游来水以底部顺坡异重流方式流向河口,在中上游相遇形成环流,在库湾中部倒灌水体一分为二,分别从底部和表层输出库湾,Chla浓度分布特征为表层>底层>中层;当倒灌水体与库湾原水形成环流并从底部输出库湾时,Chla浓度分布特征为表层>中层>底层或者中层>底层>表层。因此,Chla浓度的水平分布主要受到风速和异重流的水平流速的影响,而垂向分布受到异重流所形成的水体循环模式的影响。