天津中心城区典型下垫面降雨径流污染冲刷特征分析

为研究城市降雨冲刷过程中污染物变化特征,选取天津市中心城区3类典型下垫面,针对2018年6—8月期间5场降雨事件,分析降雨初期冲刷效应和径流污染特征。结果表明:SS和COD是降雨径流中的主要污染物,降雨径流污染程度从大到小依次为小区路面>平屋面>斜屋面。SS与COD、浊度以及TP存在一定相关性,是降雨径流中污染物的主要载体。典型场次降雨事件中斜屋面前30%的径流量输送SS、COD污染物总量的比例分别为73. 33%、57. 78%,平屋面为61. 11%、56. 67%。各下垫面径流污染均存在一定程度的初期冲刷效应,其中屋面径流冲刷与Sartor-Boyd模型拟合相关性较好。     

辽河干流沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价

在辽河干流共设置24个监测点位,进行表层沉积物样品的采集,测定沉积物样品中Cr、Ni、Zn、Pb、Cu和As的浓度,并在此基础上,采用单因子污染指数法、富集系数法和潜在生态风险评价指标法对沉积物中重金属污染状况和潜在生态风险进行了评价。结果表明:沉积物中6种元素平均浓度顺序为Cr>Zn>Cu>Ni>Pb>As,但均未超过GB15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》中的标准值,且沉积物中Pb、Zn、Cu、Ni和Cr的浓度相比南方部分省份河流较低。各种重金属的富集程度较低,其中As和Zn处于中度污染程度,Ni、Pb、Cu和Cr处于轻度污染程度。单因子污染指数法和潜在生态风险评价指标结果表明:辽河干流沉积物中重金属污染处于低风险状态,但As存在中度风险点位,应予以关注。研究结果为治理辽河污染,加强环境保护和水环境管理水平提供参考。     

植物基因工程修复土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染植物修复技术应用广泛,但超富集植物的寻找耗时费力,现存超富集植物通常生长缓慢、生物量低、地域限制较大,导致植物修复效果不能达到预期.基因工程在植物修复中的应用,为提高植物修复土壤重金属污染的效率提供了新的思路.通过综述基因工程强化植物修复土壤重金属污染的研究进展,着重关注植物修复关于重金属转运、储存、解毒过程的调控过程,主要包括:①控制植物体内重金属由胞外运移至胞内的关键基因,主要有锌铁调控蛋白、黄色条纹样蛋白、天然抗性相关巨噬细胞蛋白,作为载体参与重金属在植物体内的不同组织的转运.②改变重金属在细胞内储存位置、提高植物耐受能力的关键基因,主要调控ATP结合盒转运器、阳离子扩散促进器和P_1B型ATPases,通过增强植物对重金属的区隔化能力来实现储存功能.③降低重金属对植物毒害作用的关键基因,主要调控植物体内植物络合素、金属硫蛋白的大量合成,并络合重金属形成螯合物.根据植物基因对重金属超耐性和超富集的作用机制,建议后续研究可利用基因工程向目标植物导入相关功能基因,使其在目标植物中高效表达,并在实际环境中进行植物生长测试应答机制,最终更好地调控植物体内重金属含量平衡关系,以克服超富集植物与环境适配性差的缺陷.      

一种新型生物膜法除磷工艺中聚磷菌的富集培养过程

采用挂式尼龙作为生物载体的新型生物膜反应器处理合成废水,探讨短时间内在该常规生物膜上富集培养高浓度聚磷菌的可行性,并从反应器运行效率、除磷速率以及聚磷菌的富集状态等方面进行验证.反应器启动运行10 d后,好氧阶段正磷酸盐去除率稳定在95%以上,COD出水浓度均在50 mg·L~(-1)以下,并在该处理水平稳定运行了50 d.运行培养48 d后,吸磷及释磷速率由相同的3.4 mg·(L·h)-1分别提高到8 mg·(L·h)-1和6 mg·(L·h)-1,好氧和厌氧周期由相同的6 h分别缩短到2 h和3 h.运行培养50 d经荧光原位杂交法(FISH)测定,污泥中聚磷菌的丰度从原泥的48.96%提高到70%,杂交图中的聚磷菌以大块团聚态出现,由直接显微镜法测得生物膜厚度约为28.9μm,证明生物膜上聚磷菌群已处于动力学增长末期即生物膜已经成熟.经过50 d的强化培养,能够在常规尼龙填料上富集占总菌70%的高浓度聚磷菌,使得本反应器能高效去除污水中的磷与有机物.     

施用污泥堆肥品对土壤和植物总汞及甲基汞的影响

采用田间试验,分别施加两种不同的污泥堆肥品(含生物质炭和不含生物质炭),研究污泥堆肥土地利用过程土壤及植物总汞和甲基汞变化情况、迁移转化特征和植物富集能力.结果表明,施加污泥堆肥品会引起土壤总汞和甲基汞含量升高,但总汞含量低于国家土壤环境质量二级标准.生物质炭堆肥品可能促进土壤汞的甲基化,但不同处理土壤甲基汞/总汞(Me Hg/THg)比值较低.植物成熟后不同处理植物总汞含量明显低于幼苗期,而甲基汞含量均高于幼苗期.施加两种堆肥品对植物富集总汞没有明显差异,但对甲基汞富集影响显著.施加生物质炭堆肥品的土壤甲基汞含量明显高于施加无生物质炭堆肥品的土壤,而植物甲基汞含量则相反.生物质炭的加入可能有利于土壤甲基汞形成,但不利于甲基汞的迁移,抑制植物对土壤甲基汞的富集.植物对甲基汞的富集能力较强(富集系数为1.24~14.63),需关注长期施肥带来的土壤环境汞生态风险.     

北京冬季PM2.5中金属元素浓度特征和来源分析

为了解北京冬季细颗粒物中金属元素的浓度水平及其来源,于2014年12月至2015年1月使用中流量PM_(2.5)采样器在北京城区开展了为期30 d的连续采样,采用滤膜称重法检测PM_(2.5)浓度,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析PM_(2.5)中16种元素总量,并采用富集因子法和因子分析法分析元素污染特征及其来源.结果表明,观测期间PM_(2.5)中主要金属元素为K、Ca、Fe、Al和Mg,占16种元素总量的90.7%.与白天相比,地壳元素如Mg和Al等在夜间的浓度下降30%以上,而人为源金属元素如Cu和Pb等的浓度则上升40%以上.从优良天到重污染天气,上述16种金属元素的总浓度上升1倍,但其在PM_(2.5)中的比例却逐渐降低,说明金属元素的富集不是PM_(2.5)上升的主要原因.随着污染程度的加剧,Cu、Zn、As、Se、Ag和Cd等主要来自人为源的金属元素浓度上升较快,重度污染天与优良天的浓度比值范围为2.9~5.3;而Al、Mg、Ca、Mn和Fe等地壳元素浓度上升则较缓,重度污染天与优良天的浓度比值范围为1.2~1.8.北京冬季PM_(2.5)中金属元素主要来源于燃煤和生物质燃烧、交通和工业排放以及地面扬尘,贡献率分别为34.2%、25.5%和17.1%.     

微曝气强化生态浮床去除水中Cu~(2+)效果研究

构建一种改进型微曝气强化生态浮床污水静态模拟实验平台,利用该平台研究了3种水生植物黄菖蒲、西伯利亚鸢尾和水竹对水中Cu~(2+)的去除能力及富集特征;同时探究了不同曝气量下,黄菖蒲微曝气生态浮床对水中Cu~(2+)的去除效果。结果表明:在实验条件下,3种水生植物对水中Cu~(2+)的去除能力依次为黄菖蒲>西伯利亚鸢尾>水竹;当曝气量为7.5 L/min时,黄菖蒲微曝气生态浮床对水中Cu~(2+)的去除效果最好;3种植物的不同部位对重金属Cu~(2+)的吸收富集能力均表现为根部最强。     

土著水生植物对页岩气钻井废水中Cu和Pb的去除及富集特征

为实现页岩气钻井废水绿色环保无害化现场处理,选取页岩气井场附近的土著水生植物凤眼莲（Eichhorniacrassipes）、水花生（Alligator philoxeroides）、鱼腥草（Herbahouttuyniae）、狐尾草（Alopecuruspratensis）、菖蒲（Acoruscalamus）、雍菜（Swamp mrningglory）为试验植物,考察植物单一养殖与5种植物（凤眼莲、水花生、鱼腥草、狐尾草、菖蒲）组合作用时对页岩气钻井废水中Cu、Pb的去除率及生物富集特征.结果表明:凤眼莲对钻井废水中Cu的去除效率最高,达到83.04%,对Pb的去除效率达到88.89%,根部吸附重金属离子能力较强;鱼腥草对废水中Cu、Pb富集能力较强BCF（富集系数）达400以上,地上转运系数在0.5以上,Cu、Pb主要富集在茎叶;雍菜对页岩气钻井废水的毒性物质较为敏感,不易存活.水生植物组合养殖时,对废水中Cu、Pb的降解速率大于单一养殖,分别达到82.17%、88.03%.试验用土著水生植物对页岩气钻井废水中Cu、Pb的BCF均达到200以上.研究显示,通过土著水生植物对页岩气钻井废水中的Cu、Pb可以进行有效降解.      

叶菜对Cd的富集特征及敏感性分布

为了解不同土壤中不同品种叶菜对Cd的吸收富集特征及敏感性分布规律,通过盆栽试验研究了10种叶菜(油菜、空心菜、茼蒿、苋菜、菠菜、油麦菜、芹菜、生菜、韭菜、小白菜)在江西红壤和天津潮土中,对不同处理Cd浓度[空白,0 mg/kg,CK;低浓度,0.3 mg/kg,C1;高浓度,0.6 mg/kg,C2]下对Cd的富集,并对Cd的富集系数进行了敏感性排序.结果表明:高浓度Cd会抑制叶菜生长,株高和鲜质量显著变化;低浓度Cd处理对叶菜的生长具有“刺激作用”,大部分叶菜株高显著上升. w(Cd)为0.3 mg/kg时,在天津潮土中,油菜对Cd的富集系数最高为0.336,茼蒿的富集系数最低为0.014,芹菜的富集系数最低为0.022,得出油菜对不同浓度的Cd最敏感,芹菜和茼蒿较不敏感.在江西红壤中,苋菜对Cd的富集系数最高为1.165,芹菜的富集系数最低为0.103,得出苋菜和油菜对不同浓度的Cd较敏感,芹菜较不敏感.因此,可在天津潮土中种植茼蒿和芹菜,在江西红壤中种植芹菜,将茼蒿和芹菜作为不易吸收较高浓度Cd的叶菜品种.      

中国淡水水产养殖业排污分区初步研究

为摸清中国淡水水产养殖排污状况,通过指标选择,依据各省水产养殖量和池塘养殖水产排污量进行分区,划定高、中、低强度污染排放区;再根据不同种类水产品的排污系数和养殖量进一步选择污染减排管理应重点关注的淡水水产品种类,为中国水产排污分区管理和减排政策制定提供参考。结果表明,长江中下游地区、珠三角地区及沿海地区是水产养殖污染高强度排放区;高排污系数水产品黄鳝、鳜鱼、乌鳢、鲈鱼、鳗鲡等要重点关注。因各地区水产品养殖种类、数量和排污系数不同,不同强度排污区域需重点关注的水产品种类有所差异。高强度排污区域还需重点关注水产品种类为泥鳅、黄颡鱼、草鱼、鲶鱼、河蟹、罗非鱼等;中强度排污区还需重点关注鲤鱼、罗非鱼、鲢鱼、鲫鱼、草鱼、河蟹和南美白对虾等;低强度排污区还需重点关注的主要水产品种类为鲤鱼、草鱼、鲢鱼等。