水环境治理中多方位生态修复理论运用分析

为降低污染对河流水环境以及自然生态环境的影响,从多方位生态修复理论的角度出发,在简单介绍多方位生态修复理论的具体内容和主要模式之后,以长江流域为例,对长江水体和支流环境治理以及生态环境保护现状进行分析,着重探讨应用多方位生态修复技术来治理水环境和加强生态环境保护的措施,希望能够为我国其它河流水域的生态修复和治理保护工作提供借鉴。     

pH对BF-MBR工艺处理高强度生活废水的影响

受控生态生保系统中生活废水污染强度大,生物转化后回用于植物培养是废水资源化的有效途径,但面临氮素稳定转化难、碱度消耗较大的问题。以BF-MBR工艺(生物膜耦合膜生物工艺,biofilm-membrane bioreactor)为研究对象,研究了不同pH条件下的好氧硝化性能及硝化动力学,并考察了硝化过程的碱度消耗情况。结果表明,在pH=6.0～7.2内,好氧生物反应器均能获得良好的氨氧化效果,而在pH=6.0～6.5的条件下更有利于全程硝化的维持;氨氧化速率随pH的增加而增大,而亚硝氧化速率在pH 6.6时达到最高;酸性条件下的碱度消耗量远低于碱性条件,而氢氧化钾作为碱液时的消耗量比碳酸氢钾低3.28 g·g^-1。从物料损耗和工艺处理效果综合考虑,硝化系统中最佳的pH可调控在6.4～6.5,此时全程硝化率可达97.8%。以上研究结果可为受控生态生保系统中生活废水处理系统的设计和运行提供参考。     

区域农田镉含量空间变异与综合风险的不确定性评估

我国小麦镉(Cd)污染格局多样,从不确定性角度评估区域小麦田Cd累积风险有助于提升污染防治决策的准确性。本研究基于不确定性理论,将蒙特卡洛(Monte-Carlo)随机模拟方法引入到区域土壤-小麦系统Cd污染综合风险评估中,结合多元统计和空间分析开展实例研究。结果表明河南省某小麦主产区92.8%的土壤样品Cd含量超过农田土壤风险筛选值(0.6 mg·kg^-1),84.0%的小麦籽粒样品Cd含量超过国家食品安全限量标准(0.1 mg·kg^-1)。区域土壤-小麦系统Cd累积水平整体上呈现西北高东南低的空间分布格局。区域Cd生态风险以中度污染为主。区域人群Cd摄入量超过WHO推荐安全值的风险概率为31.6%,控制土壤Cd累积趋势可将该超标风险下降至7.3%。不确定性模拟、空间分析和场景分析的综合应用可准确识别农田Cd污染风险等级和相应概率,为区域Cd污染防治提供决策建议。     

巴河流域水生态环境保护和治理研究

使用内梅罗指数法和等标污染负荷计算法对巴河流域的水生态环境进行评估.结果显示,巴河流域的污染来源主要为农村居民生活污水、城镇居民生活污水、化肥污染,巴河流域的水污染主要为面源污染.提出严控污染物排放、优化流域水资源开发利用结构、加大流域生态环境治理、修护流域自然生态环境、健全流域水环境监测体系及用水受益方向流域内水环境...     

冬季衡水湖沉积物微生物群落结构特征及影响因素

湖泊沉积物中的微生物对有机物和营养盐的转化起着重要作用,其群落结构也会受环境因子的影响。为探究冬季衡水湖沉积物中微生物群落结构差异及影响因素,基于16S rRNA基因高通量测序,分析衡水湖不同湖区表层沉积物中微生物群落结构组成、多样性及与环境因子之间的响应关系。结果表明：不同湖区沉积物中微生物群落多样性表现为湖北区>湖心区>湖南区,湖北区与湖心区沉积物的微生物群落结构存在极显著差异（P<0.01）。在门水平上,湖心区沉积物中绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度显著高于其他湖区,这与湖心区有机污染严重有关;在属水平上,湖北区沉积物中P9X2b3D02相对丰度显著高于其他湖区,说明该菌属更适宜在水生植物丰富的环境下生长繁衍。有机碳（TOC）浓度是衡水湖水体沉积物微生物群落结构的关键影响因素,TOC浓度与微生物菌属相对丰度的高相关性与沉积物有机污染严重有关。     

天山北坡区域大气污染特征及冬季重污染成因分析——以石河子市为例

以天山北坡典型代表城市石河子市为例,基于地面常规污染物浓度监测、气象观测、激光雷达观测及中尺度气象模型(WRF)模拟资料,综合分析了气象条件和边界层结构变化对空气质量的影响。结果表明：以石河子市为代表的天山北坡地区空气质量季节性差异显著,PM_2.5浓度在冬、夏两季相差最高达11.4倍,且冬季(12月—次年2月)大气污染发生率高达81.2%,重度及以上污染天气占59.1%。冬季污染呈连续“污染季”变化特征,在2020—2021年冬季发生的4次重污染过程中,每次重污染过程持续时间为7～27 d,间隔仅1～3 d,各过程均以PM_2.5污染为主导,PM_2.5峰值浓度为373～425μg/m³,PM_2.5/PM₁₀均值为0.82。进入秋冬季后,地面连续低温、高湿的气象条件对PM_2.5浓度的增长有显著促进作用,以温度<-3℃和65%<相对湿度<92%为主要影响条件,在该条件下边界层高度的显著降低和连续强逆温引起的近地扩散条件转差...     

西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术综合评价

畜禽粪污处理技术在不同地区适用性有较大差异。为全面、客观、科学地筛选出适宜西北地区的畜禽粪污处理技术,将生命周期评价、费用效益评价与层次分析法耦合,从技术、经济、气候、直接环境影响与间接环境影响5个方面,建立了包含18项指标的西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术评价体系;以兰州市畜禽粪污处理技术为例,分析好氧堆肥、厌氧发酵、垫料利用3种处理技术的适用性。结果表明：兰州市畜禽粪污处理技术适用性综合排序为垫料利用（72.21分）>好氧堆肥（71.55分）>厌氧发酵（68.79分）,垫料利用技术更适宜在西北地区推广;垫料利用技术环境友好性明显优于厌氧发酵和好氧堆肥技术;使用好氧堆肥和厌氧发酵技术处理畜禽粪污可为养殖场增加额外收益。该研究可为西北地区畜禽粪污处理技术模式构建和优化提供指导。     

国土空间规划背景下的山体生态修复规划研究——以南宁市为例

为探索系统性、大尺度的山体国土空间生态修复新路径,以南宁市为例,通过构建山体生态系统服务功能评价指标体系并开展山体生态功能评价,划分山体生态功能分区,制定山体生态修复与提升方案,建立了以“本底评价—功能分区—修复提升”为一体的区域山体国土空间生态修复规划方法。结果显示,研究区主要山体面积占比约37.26%,在空间上集中连片分布;山体生态功能高度和中度重要区占比达85%,是山体生态保护修复的核心区域;研究区可划分为山体生态保育区、水源地保护区、生态游憩协调区等8类分区,分别执行相应的管控措施;统筹保护与发展需求,制定了速生桉种植调整、山体群落结构优化、生态游憩带构建、受损山体生态修复等山体修复提升规划方案。区域山体国土空间生态修复规划应协调生态保护修复与城市发展需求,统筹山体资源的保护、修复和利用,分区、分类制定方案。     

东北山地山口湖生态系统的营养结构和演变趋势

为探究东北山地湖泊山口湖生态系统的食物网结构并预测更合理的生态管理方式,结合多元逐步回归分析探索了理化因子对山口湖初级生产力的影响,使用Ecopath模型对2014年山口湖生态系统数据进行建模,并利用Ecosim模型分析不同情景下浮游生物和主要鱼类自2014年开始未来20年的变化趋势,结合相关性分析探究山口湖未来的管理方式。结果表明：山口湖是磷限制型湖泊,水温和总磷对初级生产力的增加有促进作用。山口湖生态系统生物之间捕食关系复杂,能量流动集中在第Ⅱ营养级以上,关键种为“其他鱼类”功能组,山口湖Ecopath模型的Pedigree指数为0.537,可信度较高。浮游植物的生产率（PD/B）增加显著促进了鲫、鲤和鲢相对生物量的增加,PD/B每年下降超过5%时对上述3种鱼类相对生物量的影响不显著,鲢搜索率的增加会提高鲢对桡足类、枝角类和轮虫等浮游动物的捕食效率,通过营养级间联合作用导致浮游植物的相对生物量略微上升。结合情景分析和相关性分析发现,增加浮游植物的生物量会提高渔业产量,山口湖生态系统中鲢控藻效果不佳,要加强对外源营养盐的限制。     

某河口复合生态净化系统浮游植物群落特征与水质健康状况分析

针对阳澄湖某入湖河口复合生态净化系统实际工程,在探究各净化单元水体浮游植物群落季节性构成特征的基础上,采用综合营养状态指数和浮游植物多样性指数对水质健康状况进行综合评价及分析。结果表明：复合生态净化系统中共鉴定浮游植物8门97属143种,种类组成以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主;系统进、出水浮游植物密度分别为5.81×10⁵～1.76×10⁷、4.96×10⁵～1.65×10⁷个/L,进、出水生物量分别为0.292～5.21、0.194～4.66 mg/L,净化系统对水体浮游植物生长具有较好的控制效应;按照浮游植物功能群(functional group,FG)分类方法,净化系统浮游植物可划分为26个功能群,其中B、D、MP、P、S1、W1、X2、Y、G、J、LO和M为优势功能群;各单元优势功能群的演替与水温、CODMn、DO和TN等水质指标具有良好相关性。研究期间复合生态净化系统水体处于中营养到轻度富营养状态,净化系统有效地提升了入湖水体的生态健康水平。