不同水力负荷下塘-湿地组合处理系统对再生水磷的净化效果

通过研究天津市空港经济区塘湿地组合处理系统对区内污水处理厂MBR出水（再生水）的净化过程,探讨再生水总磷（TP）及活性磷（SRP）的净化效果。研究表明：MBR出水SRP含量较高,SRP/TP高达84%。在3个水力负荷100、150及200 m³/d下,系统对磷均保持良好的处理效果,TP浓度由1.64 mg/L降至0.36 mg/L,SRP浓度由1.30 mg/L降至0.28 mg/L。同时,系统SRP/TP由进水的84%降至出水的54.5%,SRP去除效果显著。再生水中SRP含量较高的问题通过塘湿地组合处理系统得到了良好的解决,从而有效降低再生水回用景观水体所带来的藻华风险。     

赤泥投加控制河道底泥磷释放的影响因素

通过对不同赤泥投加比例下河道底泥磷释放作用的研究,发现底泥中铁铝磷与钙磷的比值(Fe/Al-P∶Ca-P)、铁磷比(Fe∶TP)及有机质含量(OM)是赤泥能否应用于河道底泥磷释放控制中的决定性因素。实验结果表明,只有当河道底泥中Fe/Al-P∶Ca-P小于0.88,Fe∶TP小于16.1,且有机质含量低于1.87%时,投加适量赤泥才能起到抑制河道底泥内源磷释放的作用;反之,赤泥的投加则有可能促进底泥内源磷的释放。在实际工程应用中,推荐赤泥与底泥的接触时间不低于7d,从而使赤泥的效能发挥到最佳状态。     

稻壳活性炭制备及其对磷的吸附

利用农业废弃物稻壳经炭化、活化、酸洗、水洗和干燥等工艺制备出一种富含微孔和中孔结构的稻壳活性炭,其BET比表面积达886.3 m2/g。通过正交实验优化了稻壳活性炭对磷吸附条件,并在该条件下进行了吸附等温和吸附动力学实验研究。结果表明,稻壳活性炭对磷的吸附等温曲线能较好符合Langmuir模型(R2=0.9284)和Freundlich模型(R2=0.9208),由Langmuir线性拟合方程可得稻壳活性炭对磷饱和吸附量达6.93 mg/g;稻壳活性炭对磷的吸附过程可用准二级动力学方程描述(R2=0.9968),吸附速度较快,颗粒内扩散为该过程控速阶段。稻壳活性炭作为一种易得、廉价、高效的填料,在农村分散型污水生态处理技术中,具有良好的应用前景。     

生物/生态技术协同修复城市景观水体的现场试验研究

针对武汉动物园鹤岛水体的污染状况,结合景观建设,采用生物滤罐和生态型岸边带相结合的生物/生态技术对该水体进行循环净化。实验结果表明,该净化系统对鹤岛水体水质有很大的改善作用,解决了以前水体混浊、夏季水体中藻类浓度高的问题,景观功能明显提高。该系统中生物滤罐起主要作用,夏季净化效果较好,对于总氮（TN）、总磷（TP）、COD、溶解态氮、氨态氮都有很好的净化效果;冬季效果略差,以过滤作用为主,对溶解态污染物去除作用微弱。岸边带在冬季基本没有净化效果,夏季则净化作用较为显著。     

滏阳河河系表层沉积物重金属污染特征及其风险评价

采集滏阳河表层沉积物,分析了6种重金属的污染特征,并采用富集系数法和Hankanson潜在生态危害指数法分析了重金属的来源,进而评价其环境风险.结果表明,沉积物中重金属Cr、Cu、Cd、Pb、Zn、Ni的平均含量分别为340.09、90.28、1.28、65.87、760.71、48.62 mg·kg-1,均在一定程度上超过了河北省土壤元素背景值.重金属富集系数分析结果显示,元素Cd、Zn在整个流域尺度内主要源于人为输入,Cr在邵村排干河段及Cu、Pb、Ni在汪洋沟上游河段受人为排放源影响较大,主要是由于河流沿线城市生产和生活污水的排放造成.单一金属的潜在生态危害指数评价结果显示,沉积物中Cd污染达到极强生态危害,其次为Cu、Pb和Zn,而重金属综合生态危害指数(RI)评价表明,滏阳河沉积物重金属总体处于强生态风险,其中,汶河河段达到很强生态风险.     

六叉河小流域多水塘沉积物中镉含量历史变化趋势分析

采集六叉河流域多水塘沉积物,利用沉积物年代学方法,建立未受扰动水塘沉积物年代序列,研究流域Cd累积的历史过程及其环境效应.结果表明,江淮地区近30 a来农业集约化的迅速发展、磷肥的大量施用导致Cd在水塘沉积物中大量累积.利用水塘沉积物反演的Cd时空分布特征可以将Cd输入历史分为2个阶段:第1阶段是20世纪80年代以前,流域没有或者只有轻度Cd污染;第2个阶段是20世纪80年代以后,农业活动的迅速集约化过程导致了水塘沉积物中Cd的快速累积,人为活动输入的Cd含量呈增加趋势.对沉积物中Cd的风险评价表明,Cd总量中有10%～30%为可交换态和碳酸盐结合态,多水塘沉积物存在中等程度的Cd暴露风险.     

北京市凉水河表层沉积物中砷含量及其赋存形态

选择北京市典型的非常规水源补给城市河流(凉水河)为研究对象,采用王水水浴消解法和BCR三步提取法分析了表层沉积物中砷含量及其形态,并利用富集系数法、风险评估指数法和沉积物重金属质量基准法对表层沉积物中砷进行评价.结果表明,凉水河表层沉积物中总砷含量范围是2.18~22.5 mg·kg~(-1),均值为6.01 mg·kg~(-1),多数样点低于北京市土壤中砷的背景值;沉积物中砷主要以残渣态(B4态)存在,平均含量为3.93 mg·kg~(-1);沉积物中各形态砷所占的平均比例顺序为:残渣态(B4态)可还原态(B2态)可氧化态(B3态)弱酸可溶解态(B1态),其中生物有效态砷占总砷的平均比例为39.61%.富集系数法分析结果显示凉水河表层沉积物中砷基本未出现富集;风险评估指数法分析结果显示凉水河60%的采样点表层沉积物中砷含量呈中度风险,40%的采样点呈低风险;沉积物重金属质量基准法分析结果显示凉水河55%的采样点表层沉积物中砷含量低于阈值效应水平(TEL),40%的采样点处于可能效应水平(PEL)和阈值效应水平(TEL)之间.     

海河流域典型清洁水系表层沉积物中重金属总体污染水平研究

选择海河流域典型清洁水系(滦河水系)为研究对象,全面分析表层沉积物中6种重金属的污染特征,并进行重金属的来源解析和生态风险评价.结果表明,整个水系表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为0.31、104.53、34.47、29.03、34.92和86.47 mg·kg-1.除Ni外,其余5种重金属含量均不同程度超过区域背景值.重金属富集系数(EF)结果表明,Cd和Pb在滦河水系山区段部分样点存在明显的人为来源(EF=4.01和1.94),可能是区域农业和林业施肥所致,Cr、Cu、Ni和Zn在整个水系均以自然来源为主(EF=0.88、1.28、0.75和0.88).潜在生态危害指数(Eir)结果显示,6种重金属元素的危害指数大小顺序为:CdPbCuNiCrZn,其中,Cd属强生态危害水平(Eir=98.37),其余5种元素均属轻度生态危害水平,而滦河水系表层沉积物中重金属污染整体仍处于轻度生态危害水平(RI=123.27).     

大清河水系河流表层沉积物重金属污染特征

沉积物中重金属污染是影响河流水生态系统健康的重要因素.本文采集大清河水系河流表层沉积物,分析了沉积物粒径分布、沉积物中有机质及6种重金属的含量,并采用富集系数法和生态危害指数法进行了重金属的来源解析和风险评价.结果表明:大清河水系河流表层沉积物粒径分布以粉砂为主,占51.27%,砂、黏土所占比例较低,分别为38.56%和10.17%;沉积物中有机质平均含量达到3.94%,且平原/滨海段含量较高;6种重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量均值分别为0.68、110.28、73.91、34.74、32.01和227.88 mg·kg-1,均超出背景值.Cd、Cu和Zn的富集系数分别为5.90、2.69和2.15,以人为来源为主;潜在生态危害指数大小顺序为Cd(217.38)Cu(16.05)Pb(7.45)Ni(5.64)Cr(3.23)Zn(2.91),其中Cd呈很强生态危害;重金属综合潜在生态危害表明,大清河水系河流表层沉积物整体处于中度生态危害(RI=253.56).此外,随沉积物中有机质含量增加,Cu和Zn含量增加;随沉积物粒径中值增大,Cd含量增加.     

基于液相31P核磁共振技术的河流沉积物有机磷提取剂选择研究

以高磷污染河流沉积物为研究对象,利用液相31P核磁共振(31P-NMR)技术研究了沉积物中有机磷提取剂的选择和提取过程.结果表明:前提取以BD和EDTA效果最佳,TP和Po的提取量分别为(322.87±13.81)和(119.76±16.00)mg·kg-1、(24.91±15.25)和(20.90±2.58)mg·kg-1,2种提取剂均促进了NaOH的提取效率,前提取后NaOH提取液中TP和Po的提取量分别达到(2271.20±75.63)和(2477.40±112.71)mg·kg-1、(152.04±1.55)和(186.93±20.53)mg·kg-1;对顺磁性离子Fe和Mn而言,利用BD和EDTA+Na2S2O4作为前提取剂可以提取更多的Fe离子,提取液中的浓度分别为(5116.57±24.32)和(10677±215.61)mg·kg-1;EDTA和EDTA+Na2S2O4提取剂对Mn的去除效量较高,提取液中浓度分别为(243.02±2.80)和(266.61±1.61)mg·kg-1.液相31P-NMR图谱显示,上述提取剂处理后均可得到正磷酸盐、焦磷酸、磷酸单酯、磷脂和DNA 5种磷形态,其中EDTA可提高沉积物中正磷酸盐、焦磷酸盐、磷脂和DNA的含量.综合考虑:利用EDTA和NaOH两步提取可实现较高的Po提取量和较低的顺磁性离子干扰,并得到理想的核磁共振图谱,从而保证沉积物中有机磷液相31P-NMR分析的科学性和有效性.