尾水受纳河流中PhACs在传统水相中的分布及环境风险

胶体介质不仅是水环境中污染物一个重要的"汇",还是污染物生物地球化学循环中至关重要的调控单元.本研究利用错流超滤、固相萃取、液相色谱质谱联用仪等前处理和分析检测方法调查了10种典型的药物活性化合物（PhACs）在污水厂尾水受纳河流传统水相中的分布和环境风险水平.结果表明,10种PhACs在水体溶解相和胶体中的含量分别达到27.2~168.1 ng·L^-1和164.5~751.1 ng·g^-1.布洛芬（IPF）、罗红霉素（ROX）和红霉素（ETM）是两种介质中最为主要的污染物,三者污染浓度占到总浓度的80%以上.胶体对ROX、酮康唑、ETM和舍曲林都表现出较强的吸附性能,胶体/水分配系数（lgK_col）在3.2~4.0之间,吸附率达到21.1%~34.5%.10种PhACs对绿藻、溞和鱼的急、慢性毒性风险评估结果中,仅IPF对鱼类产生高等慢性风险,其余为中等风险及以下.值得注意的是,相对于急性风险来说,更多的PhACs对高等水生生物产生慢性不利影响.     

河南省地表水源中PPCPs分布及生态风险评价

新兴污染物药物及个人护理品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）在水环境中的赋存会对水生生物产生不良影响,饮水水源地PPCPs的存在更可能对人类健康造成危害.对河南省5个代表性饮用水水源中PPCPs的污染赋存进行了采样调查,并进行了相关的溯源分析和生态风险评价.结果表明,20种PPCPs在采样点检出累积浓度范围为24.2~317.6 ng·L^-1.其中,咖啡因（CFI）最高浓度达186.4 ng·L^-1,其次为磺胺甲噁唑（SMX）和氧氟沙星（OFC）,最高检出浓度分别为70.8 ng·L^-1和24.2 ng·L^-1.黑岗口水源地PPCPs污染水平高于其他水源地.通过不稳定化合物CFI与稳定化合物卡马西平（CBZ）浓度比值分析了PPCPs来源,水源地上游水体受污水排污污染以及水源地周边分散式生活污水面源污染可能是污染物主要来源.风险商（RQ）计算结果表明,各水源地检出的PPCPs对藻类呈现出中等到高风险,对无脊椎动物和鱼类呈现出低风险到中等风险,需要对相关的污染控制引起重视.     

可降解微塑料对铜和锌离子的吸附解吸特性

为了评估可降解微塑料对共存污染物的载体效应,对可降解微塑料PLA（聚乳酸）对重金属污染物（Cu²⁺、Zn²⁺）的吸附和解吸行为进行了探究,同时选择常规微塑料PP（聚丙烯）进行对照实验.在紫外老化过程中,微塑料（MPs）均表现为表面出现裂纹、凹坑,比表面积增大,负电荷增多,含氧官能团强度增强,亲水性增强.较之PP,PLA在紫外老化过程中理化性质的改变尤为明显.老化后MPs的吸附能力远大于老化前,老化PLA对Cu²⁺的最大吸附量可达5.56mg/g,约为新制PLA（2.27mg/g）的2.5倍;老化前后PLA对重金属的吸附量均高于PP.解吸实验表明,老化后MPs对重金属的解吸率均低于老化前,而老化前后PLA对Cu²⁺、Zn²⁺的解吸量及解吸率均高于PP.较之胃液环境,老化前后MPs对金属离子的解吸更易在肠液环境中进行.说明PLA相对于PP对重金属具有更强的载体作用,且PLA更容易将重金属污染物释放到人体内,进而对人体健康造成威胁.     

尾水排放对受纳水体底栖生物膜细菌群落和水溶性有机质的影响机制

底栖生物膜是河流生态系统重要的初级生产者,能够对外界环境变化做出迅速响应,在河流碳循环过程中扮演重要角色.然而,人们对于污水处理厂尾水受纳河流底栖生物膜细菌群落与水溶性有机质(water-soluble organic matter,WSOM)的特征及内在联系的认识还十分有限.本研究使用16S rRNA高通量测序、紫外可见光谱和三维荧光-平行因子分析解析代表性污水处理厂尾水受纳区底栖生物膜细菌群落和WSOM的特征.结果表明,底栖生物膜WSOM中识别出两种类腐殖质组分和一种色氨酸类蛋白组分,其中大分子类腐殖质在底栖生物膜WSOM中占据优势地位.尾水区底栖生物膜细菌群落的均匀度及多样性沿程提高,相较于未受污染的上游区,污染源头区和污染下游区生物膜细菌群落结构更加稳定.发色水溶性有机质(colored water-soluble organic matter,CWSOM)、有机质芳香性和分子量是影响尾水区底栖生物膜细菌群落变化的主要因素,其中芳香性色氨酸类蛋白对生物膜细菌群落变化的解释度最高(34％).共现网络揭示了细菌群落与WSOM组分之间复杂的相互关系,Proteobacteria和Halobacterota通过碳循环过程参与生物膜WSOM的新陈代谢,生物膜细菌群落与WSOM的组成将以一种动态变化的模式对尾水排放做出响应.本研究为探寻尾水受纳区水生态变化的指示标志提供了新的思路.     

模拟动静水条件对水工混凝土表面生物膜微生物群落的影响

水利工程是社会发展的重要基础设施,作为其重要组成部分的水工混凝土构筑物在长期运行下会受到微生物腐蚀作用,造成不同程度的结构损伤,影响其安全运行,因此对水工构筑物表面细菌群落结构及功能的解析具有重要的科学和工程意义。以水工混凝土构筑物表面微生物群落为研究对象,阐述动静水条件下微生物群落组成分布及演替特征,探究表面微生物群落结构组成与环境因素之间的相关关系。结果表明:1）混凝土质量损失主要由水动力条件和微生物作用共同导致,其中微生物作用更为显著;2）相比于静水条件,动水条件未显著影响水工混凝土表面微生物群落的分布特征;3）动水条件下混凝土表面微生物群落在更短的时间内趋于稳定,由此推断模拟动水环境中水工混凝土将更早地遭受微生物腐蚀作用。研究对水利工程设施的安全运行具有积极的理论和工程意义。     

超声波控藻对氮磷释放及水质变化的影响

为探究超声波控藻的底泥氮磷释放过程与水质恶化风险,本研究从太湖梅梁湾采集泥样、水样和藻样,采用低频超声波（35kHz,0.035 W/mL）处理不同对象（泥体系：底泥和水;藻体系：微囊藻和水;泥藻体系：底泥、微囊藻和水）,分析底泥与藻细胞的氮磷释放贡献率及水质变化过程.结果显示,20min内超声处理不会造成底泥氮磷的显著释放,40min后会造成底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.比较3个体系的水质参数变化过程后得知底泥比藻细胞的氮磷释放贡献率更大.超声处理对COD_Mn和TN有一定的削减效果,泥体系和泥藻体系在超声波作用后溶解性氮以氨氮和硝氮为主.为降低水质恶化风险,建议超声波控藻采用适当的超声强度进行短时间处理,避免底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.     

一种基于Stella和R语言的湿地氮素动力学模型

通过Stella软件的可视化建模环境,快速开发构建了一种适用于表流型人工湿地的氮素循环动力学模型,并将模型翻译成R语言,可实现编程计算、数据分析及空间分析等多种算法和功能与动力学模型的集成,能大大提高模型的分析和预测能力,加强模型的实用性和应用能力.以大沙河人工湿地氨氮污染负荷最大削减能力为例,本文基于此模型,集成R语言强大的编程和计算能力,建立了进水水质与水量的调度函数关系,并确定了人工湿地最优进水水量、水质和污染负荷最大削减能力.     

引水调度改善太湖流域无锡市运东片区水环境方案研究

针对太湖流域近年来水质恶化问题,探究引水调度对太湖流域水环境改善效果。选取太湖流域典型区无锡市运东片区为研究区域,构建一维非稳态水动力水质模型,模拟各引水方案及调度规则对研究区域的水质改善效果。结果表明:白屈港与锡澄运河同时引水调度方案与澄西片引水调度方案结合能够有效改善研究区域水质,各断面水质类别有明显提升,总体水质达标率从现状31.0%提升至65.5%。     

灰色系统动态模型群GM(1,1)在秦淮河水质预测中的应用

为了较为准确预测水质,基于灰色系统理论建立灰色系统动态模型群,采用对数变换的方式对原始数据进行光滑处理,借以减弱数据波动带来的不利影响,是对常规灰色系统动态模型的改进。结合秦淮河上游源头句容河2011～2016年高锰酸盐指数,运用灰色系统动态模型群对2017年高锰酸盐指数进行预测。预测结果表明误差在1.24%以内,表明灰色系统动态模型群GM(1,1)用于水质预测较为准确。该模型可应用于南京市水质预测,对水环境管理具有指导意义。