人工湿地处理污染河水和湿地植物腐烂分解影响研究

以高原复合型人工湿地为研究对象,在水力负荷为0.067 m/d的条件下,监测湿地对CODCr、TN、TP、氨氮的去除率达到了66.3%、82.5%、43.2%、76%;采集了梭鱼草、美人蕉、芦苇、水葱、茭白、再力花6种挺水植物地上部分,测定了它们的TN、TP、有机质等营养物质含量和它们腐烂分解过程中TN、TP、COD等释放强度。结果表明:梭鱼草、美人蕉、茭白释放强度较强,再力花和芦苇释放强度较弱,在选择湿地植物时综合考虑植物吸收污染物能力情况下,可以优先考虑再力花、芦苇等植物。     

贵阳城市污水及南明河中氯霉素和四环素类抗生素的特征

采用固相萃取-高效液相色谱（UV检测）分析了贵阳城市污水、南明河水和沉积物中氯霉素和四环素类抗生素的特征.结果显示,南北两岸污水中氯霉素、土霉素、四环素和金霉素的平均含量分别为27.0、 2.3、 11.0、 1.1 μg·L^-1和21.2、 2.1、 9.5、 0.5 μg·L^-1,其中以氯霉素的污染为主;污水中抗生素的含量呈现明显的季节变化,这与用水量和疾病特点有关.南明河已广泛受到包括农业、养鱼塘、城市污水等来源的抗生素污染,其中城市污水是最重要的来源,受其影响,污水口下游的抗生素污染尤为严重.河水中氯霉素、土霉素和四环素在冬季的含量范围分别在2.1～19.0、ND～3.0、 0.8～6.8 μg·L^-1之间,夏季分别在0.2～1.3、ND～0.03、 0.2～0.3 μg·L^-1之间,金霉素只在冬季检出,含量范围在0.09～0.14 μg·L^-1之间;沉积物中4种抗生素在冬季的平均含量分别为147.6、 76.6、 99.2和1.6 μg·kg^-1;在夏季分别为195.8、 89.1、 34.4和9.0 μg·kg^-1.数据表明,河水中抗生素的含量受河水流量及来源特点的影响很大,冬季河水中抗生素的含量明显高于夏季;沉积物中抗生素的季节变化不明显.     

固定化微生物技术处理城市微污染河水研究

将陶粒、功能化聚氨酯泡沫(FPUFS)、阿科蔓柔性填料、人工水草等4种不同载体与高效复合菌剂BP35应用于曝气生物滤池(BAF)构成固定化曝气生物滤池(G-BAF),研究固定化微生物技术对城市微污染河水的净化效果.4种G-BAF对NH4+-N、叶绿素和浊度的去除率分别为83.0%~89.0%、77.5%~89.0%和84.4%~95.2%,均大于对COD、UV254和TP的去除效果.FPUFS含有羟基、环氧基和酰胺基等反应性基团,对酶和微生物的负载量大,因此FPUFS-G-BAF对污染物的去除效率高于其余3种G-BAF.水力停留时间(HRT)对4种G-BAF去除NH4+-N的影响均不显著,而对COD的去除效果影响较大.当溶解氧(DO)浓度由2 mg/L升至4 mg/L时,4种G-BAF对COD和NH4+-N的去除率分别提高了11.9%~18.0%和12.7%~16.1%.GC-MS分析结果表明,G-BAF工艺能有效地将河水中分子质量较大的难降解有机物降解为小分子物质.     

固定生物膜技术处理黑臭河水的研究

以生物陶粒作为载体,利用枯草芽孢杆菌固定生物膜技术开展黑臭河水净化研究。在预处理实验中首先论证了曝气条件对该技术的影响。实验结果显示:在曝气条件下固定生物膜参与处理10 d后,对黑臭河水中COD、浊度、NH3-N和TP的去除率分别达75.79%、93.97%、99.02%和79.20%;未曝气条件下,固定生物膜处理20 d对COD、浊度、NH3-N和TP去除率分别为42.36%、79.29%、96.44%和85.04%。仿照工程实际连续补充黑臭河水,进行曝气条件、无曝气条件、及无任何处理的对照条件下,连续处理30 d。实验结果表明:在曝气条件下,COD和浊度去除率远大于对照组,水质达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水要求。由此说明:枯草芽孢杆菌固定生物膜技术处理黑臭河水效果显著。     

自然条件下水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解及其影响因素

研究了室外条件下河水和海水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解(光解和水解)行为,并考察了室内条件下硝酸盐、腐殖酸和颗粒物对光解的影响.结果表明,3种目标农药在水环境中的非生物降解(光解和水解)动力学符合一级动力学模型.在厦门夏季室外条件下(平均气温25—32℃),河水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解半衰期(t1/2)分别为17.6—49.8 d、25.6—90.5 d、16.5—42.6 d,光解t1/2分别为19.9—73.6 d、28.0—131.8 d、17.6—50.5 d,水解t1/2分别为154.0 d、288.8 d、271.8 d;海水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解t1/2分别为22.8—48.1 d、74.8—93.8 d、37.2—48.4 d,光解t1/2分别为34.1—160.6 d、113.4—163.8 d、87.4—193.0 d,水解t1/2分别为68.6 d、219.7 d、64.6 d.目标农药的光解在非生物降解中占主导地位,河水中的光解速率普遍快于海水.pH升高促进三环唑和苯醚甲环唑的水解,但抑制氟环唑的水解.室内实验发现,硝酸盐抑制目标农药的光解,腐殖酸抑制氟环唑和苯醚甲环唑的光解,但促进三环唑的光解;河水中的颗粒物抑制目标农药的光解,但海水中的颗粒物却能促进目标农药的光解.总体而言,水环境中3种唑类农药的降解半衰期都较长,在实际水环境中的存在状况和毒理效应值得进一步研究.     

乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在室外天然水中的非生物降解及其影响因素

在亚热带冬、夏两季室外自然光照和温度条件下,研究了环境浓度下乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在河水和海水基底中的非生物降解(水解+光解)行为,并结合室内实验研究了非生物降解的影响因素.室外实验结果表明,冬季(气温12.30—26.98℃,平均17.47℃)乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在河水中的非生物降解半衰期(t1/2)为64—131 d、水解t1/2为105—346 d、光解t1/2为159—410 d,海水中非生物降解t1/2为89—193 d、水解t1/2为77—277 d、光解t1/2为417—630 d;夏季(气温20.77—30.37℃,平均27.22℃)3种目标农药在河水中非生物降解t1/2为4—20 d、水解t1/2为7—54 d、光解t1/2为7—32 d,海水中非生物降解t1/2为10—50 d、水解t1/2为23—67 d、光解t1/2为17—192 d.目标农药在海水中的残留持久性远高于河水;超纯水条件下,光解在目标农药的非生物降解中占主导地位;河水中的光解速率快于海水.室内实验发现,硝酸盐促进了3种目标农药的水解,同时对乙草胺和丁草胺的光解也起到促进作用;p H升高促进了异丙甲草胺的水解和光解速率,但是抑制了丁草胺的水解和乙草胺、丁草胺的光解;腐殖质添加浓度为10 mg·L-1和20 mg·L-1时促进了3种目标农药的水解,但在浓度达30 mg·L-1时则抑制了乙草胺的水解及异丙甲草胺的光解.总体而言,3种目标农药在实际水环境中的降解半衰期均较长,其降解机理和毒性效应值得进一步研究.     

北京城市河流河水和沉积物中微塑料的组成与分布

微塑料已经被证实广泛存在于自然环境中,对生物和人类造成潜在危害,进行微塑料的赋存调研有助于了解城市河流河水和沉积物中微塑料的污染现状.以北京市北运河和怀河作为研究区域,共布设了8个水样点位和3个沉积物点位,研究并对比了北运河河水和沉积物以及怀河河水中微塑料丰度、粒径、颜色、形状和种类的组成与分布特征.结果表明,北运河河水中的微塑料丰度为（1941±201）~（8155±1781） n ·m^-3（n表示微塑料个数）,平均丰度为4160 n ·m^-3;北运河沉积物中的微塑料丰度为（120±11）~（268±31） n ·kg^-1.怀河河水中的微塑料污染程度低于北运河河水,微塑料的平均丰度为2357 n ·m^-3.北运河上游河水和沉积物中微塑料的丰度高于下游,具有较明显的空间分布特征;怀河河水中的微塑料分布总体上无明显差异,但相距较远的两点位中微塑料的丰度之间具有显著差异.粒径、颜色和形状的分类统计结果显示,所有点位中微塑料的主要粒径区间为<300 μm;白色/透明微塑料（50.75%~83.91%）最为常见;碎片状（50.00%~95.08%）和纤维状（3.86%~30.00%）是微塑料的主要形态.聚氨酯（polyurethane,PU）和乙烯-醋酸乙烯酯（ethylene vinyl acetate,EVA）是所有点位的主要微塑料种类.北运河河水和沉积物中的微塑料可能主要来源于城市建设和经济发展,怀河河水中的微塑料可能主要受到周边村庄和居民日常生活的影响.     

不同类型生态浮床对富营养河水脱氮效果及微生物菌群的影响

通过设施大棚内容积为1.5 m3的人工模拟池试验,研究了框式与传统旱伞草浮床对富营养河水氮素转化及微生物菌群的影响. 传统浮床是以聚乙烯泡沫板为载体,栽植陆生植物来削减水体氮磷和有机物质等,从而达到净化水质的效果. 框式浮床是以塑料镂空支架为载体,除种植陆生植物外还添加填料等组件的新型浮床. 结果表明:①2种浮床对水体中TN,NH₄+-N和NO₃--N均有显著的去除效果,其中框式浮床和传统浮床的NH₄+-N去除率分别高达91%和86%,TN去除率也分别达到74%和64%,NO₃--N去除率分别为49%和31%. ②2种浮床系统有效地提高了水体中微生物和氮循环细菌总数和种群数量,尤其是框式浮床不同时期均比空白对照高出2～3个数量级. ③氮循环细菌的数量跟水体氮素去除有显著相关性. 其中水体ρ(NH₄+-N)和氨化菌数量呈显著正相关,ρ(NH₄+-N)和硝化菌数量呈极显著负相关,ρ(NO₃--N),ρ(TN)和反硝化菌数量之间呈极显著负相关. ④框式浮床的独特结构使之比传统浮床的去氮能力更强. 其中,填料系统吸附贡献率为8%,植物吸收的去氮贡献为16.5%,微生物系统脱氮则为75.5%;而传统浮床植物系统吸收贡献率为31.8%,微生物系统脱氮贡献率为68.2%. 说明浮床系统中植物吸收只是系统去氮的一种途径,微生物脱氮在2种浮床脱氮途径中占主导作用.      

连续流湿地中DO、ORP状况及与植物根系分布的关系

构建了水平潜流芦苇人工湿地以处理富营养化河水.在连续运行的近2a时间中,对湿地芦苇根系分布、湿地水体溶解氧(DO)、氧化还原电位(OBP)的时空变化及水力负荷(HLR)对DO、ORP的影响等进行了研究.结果表明,当年生芦苇95%的根系生物量分布在0～20 cm的基质层中,第2个生长年中97%的根系生物量分布在0～35 cm的基质层中,第2年植物根系在深度方向上有了更大的扩展.湿地中上层水体DO和ORP在沿程方向上是逐渐升高的,底层的变化很小,在水深方向上上层大于中底层.受芦苇根系主要分布在基质上层的影响,距地表20 cm的范围内基本属于中等还原环境,中底层水体为强还原环境,水平潜流湿地内部总体上是厌氧状态的.受植物光合作用及大气复氧作用的影响,湿地水体DO在1d之内先升高后降低.水体DO及ORP随着HLR的增大而降低.考察了植物根区ORP状况及根系分布对水体氧化还原状态的影响,结果表明,根系表面的OBP高达(260.6±54.3)mV,远高于水体的ORP(-220.3±21.5)mV.植物根系的释氧作用提高了根区的氧化能力.根区的好氧微环境不足以改变湿地内部的整体厌氧状态;但湿地上层大量根系分布仍然起到了改善湿地上层环境氧化状态的作用.     

人工湿地净化河道水质的研究进展

人工湿地是近年来国内外应用较多、发展较快的一种污水处理技术,本文从国内外人工湿地净化河水的技术应用出发,列举了人工湿地处理河水污染的效果和优势,并对湿地净化河水效率影响较大的湿地植物、填料、气候条件以及湿地构造4个因素进行了比较、分析和总结,最后对人工湿地净化河道水质进行了展望。