黑臭水体治理思路与技术措施

我国城市水体黑臭现象普遍发生,目前各地正在开展黑臭水体的大规模治理。简要介绍了我国黑臭水体问题的严重性,阐述了当前国家对黑臭水体治理的政策和治理目标。对黑臭水体的概念进行了辨析,提出了我国黑臭水体的治理思路,明确了黑臭水体治理的技术路线,包括开展调查与问题诊断、核定污染物负荷并确定黑臭水体治理目标、提出适用技术与治理方案、预测治理效果。在此基础上提出了我国黑臭水体治理的主要技术措施,包括污染源治理、水力调控、生态修复,同时要加强综合管理。对国内外黑臭水体治理的进展与案例进行了综述,分析了其治理过程及存在的问题。最后从黑臭水体评价指标、技术体系、管理机制、宣传教育四方面提出黑臭水体治理的建议。     

官厅水库和永定河沉积物中多氯联苯和有机氯农药的污染

利用气相色谱-电子捕获检测(GC-ECD)方法对官厅水库-永定河流域沉积物中26种多氯联苯(PCBs)同系物和13种有机氯农药进行了分析测定,在4个采样点均检出多氯联苯和部分有机氯农药.其中PCBs和有机氯农药总量的最高点均出现在永定河下游的三家店,分别为9.7ng*g-1和26.7ng*g-1,按照国际关于沉积物质量的同类研究结果,判定为轻度污染水平.HCH最高仅为4.50ng*g-1,属轻度污染,DDT浓度以八号桥和三家店样点最高,分别为23.2ng*g-1和26.7ng*g-1,属中度污染.有机氯农药总量分布为三家店＞八号桥＞官厅大坝＞雁翅,表明永定河下游多氯联苯和有机氯农药不仅来自官厅上游,也来自下游地区.     

黄河水体喾物对敌百虫和甲拌磷的吸附

对敌百虫和甲拦磷在黄河水体喾物中的吸附特性进行了研究,观察了pH值和离子强度等因素对吸附的影响,结果表明,敌百虫的吸附过程为一级动力学规律;敌百虫的吸附符合Langmuir等温式,甲拌磷的吸附可用Freundich等温式较好地描述,pH值降低或离子强度增加使敌百虫和甲拦磷在沉积物中的吸附程度明显减小,敌百虫在黄河水体沉积物中的吸附以表面吸附为主,而甲拦磷则表现为表面吸附和在有机磷中的分配作用两种吸附方式。     

水中有机物分子量分布的研究

本文提出用高压液相色谱对水中有机物的组分进行分离。研究水样的电导率、离子浓度对分离过程的影响,获得了不同水样中有机物分子量大小分布的特征,同时,探讨了有机物的分子量分布与凝聚处理效率之间的关系。     

沈阳市黑臭水体表层水DOM紫外光谱特征分析

为识别黑臭水体中DOM组成、结构及腐殖化水平,运用UV-vis(紫外-可见吸收光谱)与多元统计相结合的方式,对沈阳市5条黑臭水体的27个表层水样中DOM的UV-vis特征及9个紫外光谱指数进行研究。研究表明：27个表层水样中DOM的UV-vis吸收系数的变异系数在30%~80%之间,轻度黑臭水体相对于重度黑臭水体的紫外吸收峰在356、487、657 nm处分别发生了1、2、2 nm的蓝移;轻度黑臭水体紫外光谱指数SUVA254、S275~295、S350~400、A2/A1、A3/A1、A3/A2均高于重度黑臭水体,而E2/E3、E4/E6、E2/E4低于重度黑臭水体,轻度黑臭水体的腐殖化水平与腐殖化趋势高于重度黑臭水体。进一步分析得出：苯酚基(木质素和奎宁基团)决定了黑臭水体中DOM腐殖化进程,不同黑臭水体DOM的组分存在明显差异;轻度黑臭水体中DOM的腐殖化水平、芳香化程度、木质素与其他物质在腐殖化开始的比例、分子质量等均高于重度黑臭水体。多元统计与UV-vis技术对黑臭水体中DOM的组成及结构进行了定性,为黑臭水体的溯源和整治工作提供理论基础。     

硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复城市黑臭水体

固定化微生物技术可促进城市黑臭水体中氮磷污染物去除,但硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体研究较少。通过向改性载镧膨润土基复合微生物菌剂(La-Bt基复合菌剂)中添加经S₂O₃^2-驯化培养的硫自养反硝化菌(NR-SOB),试图引入硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体。在La-Bt基复合菌剂投加量为1.5 g/L时,向黑臭水体中分梯度投加不同浓度NR-SOB,研究NR-SOB协同La-Bt基复合菌剂去除黑臭水体污染物效果,并通过高通量测序分析底泥微生物群落结构变化。结果表明,当NR-SOB投加量为0.3 g/L时,对黑臭水体和底泥处理效果较好：上覆水氨氮、TN和TP去除率分别为87.42%、69.85%和71.11%;底泥酸可挥发性硫(AVS)去除率为34.76%,底泥TN和TP去除率分别为45.22%、45.04%;实验结束时底泥中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度从11.76%降至9.84%,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度达2.82%,氮硫去除相关微生物菌属比例提升约0.95%。     

以河道水为原水的高速过滤过程及其性能分析

针对平原城市缓流河道普遍存在的季节性水质恶化问题,采用预氧化、微絮凝+高速过滤对天津市某缓流河道水体进行中试规模实验。结果表明,该处理技术具有处理周期长(>24 h)、过滤滤速高(平均为43.26 m·h-1)和出水效果好(出水水质优于地表水Ⅳ类水质标准)的特点。同时发现：单位面积滤柱的产水率呈“阶梯”下降趋势;高速过滤的堵塞特征曲线服从三次多项式分布;系统过滤历经增长期、稳定期和衰减期,其中增长期为3~4 h,稳定期约14 h,过滤系数λ为(0.020 1±0.001 3) cm-1(置信度P=95%),其可作为系统基本属性的定量参数。     

外加气体对等离子体降解水相中有机污染物的影响研究

研究了等离子体在内电极通氧气、氮气、空气和氦气条件下降解甲基紫的机理。研究表明，在该等离子体发生器结构下，等离子体能降解甲基紫，且在不同气体气氛下的降解产物不同，在氧气氛围下为含-CO和-OH物质及直链烯烃，而氮气氛围下是含-N、-NH和-OH的芳香类物质及小分子烃类物质。研究同时表明，等离子体降解水相中有机物时应在氧气介质中进行，如用空气则有可能会造成水体中NO3^-过高。     

富营养化水体降磷对浮游植物群落结构特征的影响

浮游植物是水生态系统中物质循环和能量流动的基础,作为初级生产者,浮游植物的群落结构直接影响着水生态系统的结构和功能。在水产养殖生产中,如何根据养殖生物对生活环境的需求开展精准培水、定向培水,培养养殖生物所需要的浮游植物,在维持养殖水域生态平衡的同时又能为养殖生物提供一定的饵料资源,这一直是摆在水产科技工作者面前的重要难题和研究热点。已有的资料大都是通过添加磷的方式研究磷改变对浮游植物生长的影响,而有关富营养化水体降磷对浮游植物群落结构影响的研究尚未见报道。为此,试验通过向取自富营养化湖泊的水体中加入磷去除剂,采用Pielou均匀度指数、Mcnaughton优势度指数和Shannon多样性指数,研究自然水体中的磷被降低后水体浮游植物群落结构的变化情况。结果表明,所取富营养化水体中共检出绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta）、裸藻（Euglenophyta）、隐藻（Cryptophyta）、甲藻（Pyrrophyta）6门29种（包括变种和变型）;其中绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、裸藻、甲藻分别有7、4、2、1、1种,分别占总种数的24.13%、13.79%、6.90%、3.45%、3.45%。富营养化水体降磷后,虽然试验组和对照组在浮游植物种类组成上没有差异,但浮游植物群落结构特征发生了很大变化,浮游植物数量明显降低,由13 238.8×104cells·L-1降低至3 997.5×104cells·L-1,下降了69.8%;浮游植物优势种从1门（蓝藻（Cyanophyta））6种增加到3门（绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta））12种,优势度指数从97.29%降低至86.30%,优势种门数和优势种种数远远高于对照组,优势度明显低于对照组;同时,浮游植物多样性指数和均匀度分别从1.85和0.38升高至2.60和0.54,显示出试验组浮游植物多样性和均匀度优于对照组。研究表明富营养化水体降磷对浮游植物群落结构产生了明显影响,使群落结构处于更加复杂、完整和稳定的状态。     

珠江口水、沉积物及生物体As含量分布特征及生态风险评价

于2008年2、5、8及11月对珠江口进行了水、沉积物和生物体As含量的调查,分析其分布特征以及进行生态评价。结果表明：珠江口水体中As含量平均值为2.88μg·L-1,符合一类海水水质标准;其中,11月份显著高于其它3个月份(P <0.05)。全年珠江口水体八个河口在地域分布上As平均含量由高到低依次为：虎门、鸡啼门、磨刀门、崖门、洪沥门、蕉门、横门、虎跳门。表层沉积物As含量平均值为38.73 mg·kg-1,沉积物中As含量均超过海洋沉积物质量一类标准,但均未超三类标准。结果显示,表层沉积物横门含量最高,为(70.5±2.0) mg·kg-1,显著高于其它7个口门(P <0.05),而其它7个口门差异不显著。各口门含量从大到小依次为横门、洪沥门、鸡啼门、虎门、崖门、磨刀门、虎跳门、蕉门。表层沉积物地质累积指数评价结果与潜在生态风险系数评价结果一致,横门为中等污染水平,其余站点均为低污染水平。采集代表性生物样品,其中11种鱼类As平均含量为0.587 mg·kg-1,部分受检鱼类超出水产品中有毒有害物质限量要求,超标率为37.8%,肉食性鱼类平均含量要略低于杂食性鱼类,但不同食性和不同生活水层的鱼类As含量差异不显著(P >0.05)。受检生物样品虾的含量为0.314 mg·kg-1,符合水产品中有毒有害物质限量要求。与历年比较发现珠江口水、沉积物和生物体中As含量有上升的趋势,与其它河口相比较发现珠江口As污染在对比的河口和海湾中受污染程度较高。