北运河下游流域典型设施农田非点源污染负荷定量化研究

为定量研究北运河下游流域设施农业非点源污染负荷情况,选择北辰双街大棚葡萄示范园为研究对象,通过对降雨径流污染负荷模型(SCS模型,USLE模型,吸附态N、P污染负荷模型以及溶解态N、P污染负荷模型)和灌溉污染负荷模型(改进的输出系数法模型)进行研究与修正,对径流和灌溉过程进行模拟分析,估算大棚种植区的污染负荷.结果显示,研究区雨季吸附态N、P输出负荷分别为40.98和1.42 kg·a-1,溶解态N、P输出负荷分别为628.77和4.57 kg· a-1,灌溉期TN、TP、NH4+-N和NO3--N输出负荷分别为182.15、2.56、60.49和62.82kg·a-1.示例验证表明所建模型具有较好的模拟效果,可进一步推广应用.     

饮用水中微纳塑料的“胶体泵效应”研究进展

微纳塑料是当今备受关注的新兴污染物,已被证实存在于饮用水流经的各个环节.饮用水中的微纳塑料比表面积大,能够吸附无机物、有机物和微生物,增加其对人体健康的风险危害.微纳塑料与典型污染物的吸附、团聚行为被称为"胶体泵效应".聚焦于饮用水中的微纳塑料,从微纳塑料的赋存情况、胶体泵效应、对人体的毒性作用和胶体泵效应对其去除影响这4个方面进行了总结和阐述.结果表明,微纳塑料广泛存在于水源水、出厂水、管网水和龙头水中,其胶体泵效应促进了与无机物、有机物和微生物的团聚,在加剧微纳塑料毒性的同时,也影响其去除效果.混凝沉淀对微纳塑料的去除效果存在争议,传统砂滤对其去除效果有限,深度处理是去除<5 μm微纳塑料的高效处理工艺.探明微纳塑料胶体泵效应的作用机制和引发条件可有效提高其去除率.最后,从饮用水处理工艺和胶体泵效应的角度,对饮用水中微纳塑料的控制进行了展望,以期为降低微纳塑料在饮用水中的赋存及毒性、保障饮用水质安全和人体健康提供借鉴和参考.     

黄河水环境特征与氮磷负荷时空分布

黄河是我国西北和华北地区重要的供水水源,由于地形和降雨等自然因素以及频繁的人类活动影响,黄河流域水环境问题日渐凸显.为明确黄河干流水环境特征、水质现状以及流域氮磷负荷时空分布,本研究于2019年的4～5月和10～11月对黄河干流全河段水环境进行了调查研究.基于野外采样研究结果以及室内实验数据,结果发现:①从源区至河口多个水体理化参数逐渐上升的趋势反映了越来越频繁的人类活动以及中下游水土流失等的共同作用,此外,水库对溶质的截留与沉积具有显著的效果;②两个季节水质差异较小,从源区至河口水质等级由"优秀"下降至"一般";③降雨是黄河流域氮磷赋存形态及其负荷具有季节性差异的关键因素;④黄河流域内氮磷赋存形态及其负荷所具有的空间差异性主要受控于人类活动与水土流失的影响.本研究结果可为控制黄河流域入河氮磷负荷以及改善水质提供科学依据.     

天津供水系统中抗生素分布变化特征与健康风险评价

通过采用固相萃取富集法和液相色谱质谱联用技术对天津市供水系统中净水厂和管网中的6类10种抗生素浓度水平进行了分析,研究了抗生素在各处理工艺单元后的变化特征,以及在管网中的分布迁移规律,并进行了健康风险评价.对不同处理工艺的A、B两水厂中抗生素的检测结果显示:采用传统处理工艺的A水厂出水中抗生素的质量浓度范围为0.96~126.43 ng·L~(-1),总去除率为-46.47%~45.10%,混凝工艺对抗生素物质的去除起主要作用;具有深度处理工艺的B水厂出水中抗生素的浓度为ND~72.27 ng·L~(-1),其中罗红霉素未检出,抗生素的去除效率为40.25%~70.33%,明显优于A水厂,紫外+氯消毒工艺对抗生素的去除最为明显.给水管网中抗生素浓度分析结果表明:10种抗生素中除罗红霉素检出率为75.0%外,其余均为100.0%.抗生素浓度范围为ND~348.99 ng·L~(-1),浓度随管段的延伸而逐渐降低,其衰减符合一级反应动力学模型.基于蒙特卡洛法对饮用水中抗生素的致癌风险和非致癌风险进行了评估,结果表明均处于可接受风险水平.     

昭平台水库流域污染负荷调查与分析研究

昭平台水库流域是沙颖河的源头,流域内多为山脉,居住人口分散,工业较少。对昭平台水库流域工业污染源、城镇生活源、农村生活源、种植业源、养殖业源以及水库内源进行了调查核算,结果表明：在昭平台水库流域中,农村生活源是主要污染源;内源、养殖业、种植业源对营养盐贡献很大;城镇生活源比例较小,但排放集中,污染状况不容忽视;工业源比例最小,污染较轻。     

工业污染源对天津主要地表河流的影响评价

通过对天津主要地表河流周边工业污染源的废水排放情况调查,应用等标污染负荷法,确定了各条河流主要污染行业及污染物,并对各条河流周边企业的废水排放情况进行对比分析.主要结论为：化学原料及化学制品制造业、普通机械制造业以及纺织业是各条河流周边污染源的主导行业：永定新河口和海河口这两个入海口的污染相对较重：各条河流周边工业污染源的大部分废水经污水处理厂处理后排放,但仍有少部分废水直排地表河流,分析原因并提出了相应的对策建议.     

新型生物滴滤填料性能评价

填料是微生物附着生长、水分保持的支撑体,填料的性能直接关系到污染物的最终去除效果.研究开发了3种新型生物滴滤填料:纹翼多面球、改性毛刺球和空心多面柱.测试表明3种填料中,空心多面柱和纹翼多面球的结构特性参数均优于普通的生物滴滤填料,特别是比表面积,达到了200 m2·m-3左右.纹翼多面球的阻力系数ζ在挂膜前后几乎没有变化,而毛刺球的阻力系数ζ增长明显.生物滴滤塔(BTF)实验表明,采用空心多面柱的BTF挂膜启动的时间明显快于其他两种填料;稳定运行阶段实验结果表明,当甲苯和乙醇进口浓度分别为687.37 mg·m-3和651.17 mg·m-3时,采用纹翼多面球的BTF去除效果较好,对于两者的去除率分别达到了76.78%和99.23%.生物量测试表明,3种填料湿生物量也均高于普通的聚丙烯鲍尔环.纹翼多面球填料易实现生物膜的更新与剥落,稳定运行后期单位填料层压降维持在51.6 Pa·m-1,而毛刺球平均压降显著升高(193.3 Pa·m-1),出现了严重堵塞现象.     

大型低温环境试验室制冷系统设计

分析了大型低温环境试验室制冷技术的现状,提出了基于复叠式制冷的复合降温方式。通过冷负荷计算,确定了制冷系统核心设备制冷机组压缩机的选型,采用基于PLC的PID控制系统,实现了试验室温度参数的精确控制。     

叶尔羌河流域平原区地下水污染风险评价

地下水污染风险评价是管理地下水资源和预防地下水污染的有效方法,采用DRSTIW模型对叶尔羌河流域平原区地下水脆弱性进行评价;采用因子分析对污染源解析量化,进行地下水污染负荷评价;采用兼顾开采价值和原位价值来估算地下水功能价值.采用熵权法和层次分析法确定综合权重,基于ArcGIS加权叠加功能生成地下水污染风险图.结果表明,研究区地下水脆弱性整体较高,地下水污染负荷和地下水功能价值整体较低,地下水污染风险整体偏低,高污染风险和较高污染风险区占研究区总面积的20.7%,主要分布在莎车县、泽普县、麦盖提县、图木舒克市和巴楚县西部等区域,含水层渗透能力强、地下水径流条件弱、地下水补给量模数大、植被覆盖率低和水岩相互作用强等自然条件加之频繁的人类活动如农业化肥的施用和工业、生活污水的排放等使得这些区域地下水污染风险较高.地下水污染风险评价为地下水监测网络的优化和地下水污染防治提供有力的数据支撑.     

我国自然生态系统氮沉降临界负荷评估

过量的氮沉降引起了一系列环境问题并导致生物多样性损失,因此评估当前生态系统氮沉降临界负荷对区域氮管理及其污染控制至关重要.利用稳态质量平衡法估算了当前我国自然生态系统的氮沉降临界负荷,并与氮沉降数据对比,获取了我国超过氮沉降临界负荷的生态系统空间分布情况.结果表明,6%的地区氮沉降临界负荷大于56 kg·(hm²·a)^-1,67%的地区氮沉降临界负荷在14～56 kg·(hm²·a)^-1之间,27%的地区氮沉降临界负荷小于14 kg·(hm²·a)^-1.氮沉降临界负荷较高的区域主要分布在青藏高原东部、内蒙古东北部和南部部分地区.氮沉降临界负荷较低的区域主要分布在青藏高原西部、西北地区和东南部分地区.氮沉降超过临界负荷的区域约占我国的21%,主要分布在东南和东北部分地区.东北、西北和青藏高原地区超临界负荷值普遍低于14 kg·(hm²·a)^-1.因此,未来这些超过氮沉降临界负荷地区的氮素管理和控制更为值得关注.