小型农村社区尾水排放通道底泥内源释放特征

随着农村社区不断聚落化,农村生活污水逐步从分散排放转为中小规模集中排放,研究中小规模农村社区的污水排放特征及环境影响是我国农村水污染控制的重要课题之一.本文选取四川绵阳某小型农村社区为研究对象,监测经简易化粪池集中处理后生活污水的NH_3-N和COD排放特征,并采用元素分析和内源静态模拟释放实验研究了该社区排水通道中底泥累积与释放污染物的特性.结果表明,该社区集中排放的生活污水水质较差,致使排水河道严重污染,底泥二次污染风险高.该社区集中排放的生活污水中NH_3-N浓度范围为2.9—40.3 mg·L~(-1);COD浓度范围为33—59 mg·L~(-1).10年的排放使得社区尾水排放通道底泥污染累积明显,TN含量高达1150—4050 mg·kg~(-1).底泥内源释放风险不可忽略,主要释放污染物为NH_3-N,在UP水中最大释放浓度为3.1 mg·L~(-1),在上覆水中最大释放浓度为5.9 mg·L~(-1),均高于GB3838—2002 (Ⅴ)类地表水标准.因此,NH_3-N应作为农村社区生活污水排放标准中的关键控制指标、也应是分散式生活污水处理设施升级的关键控制指标.低成本NH_3-N简易去除装置的研究及推广对降低分散式生活污水排放风险具有重要的意义.     

锁磷剂及覆盖技术对长广溪不同污染类型河段底泥磷释放的控制效果

为探索城郊污染河道底泥磷释放的控制技术,选择无锡市城郊河道长广溪不同污染类型河段(农田区、农田支流区、生活区、工业区、一期修复区、二期修复区、一期修复支流区),采集底泥原状泥柱,进行锁磷剂和黄沙覆盖控磷技术处理,室内培养3周,测定磷的控制效果.结果发现,长广溪不同污染类型河段底泥中磷的释放速率具有明显差异,农田区、农田支流区、生活区、工业区、一期修复区、二期修复区、一期修复支流区的底泥磷的释放速率分别为:0.767、0.383、0.317、0.672、0.370、0.027、0.458μg P·m-2·d-1.除二期修复区外,所有河段的水体磷含量及底泥释放量均较高,生态修复时有必要进行底泥磷释放控制,其中农田区及工业区底泥污染最重,磷的释放速率也最高.锁磷剂和黄沙覆盖对所有河段底泥的磷释放均有较强的控制作用,锁磷剂的控制效率在81.25%—100%之间,黄沙的控制效率在62.50%—93.24%之间;对于农田区、农田支流区、一期修复区及一期修复支流区河段,黄沙和锁磷剂均能有效将底泥磷释放控制到较低水平,满足河道磷控制的目标,但对于工业区和生活区河段,只有锁磷剂能够达到控制目标,黄沙的控制效果不理想.研究表明,在太湖流域的城郊污染河道的生态修复中,锁磷剂和黄沙均可作为底泥磷控制材料使用,黄沙在部分类型水体可以替代锁磷剂,而锁磷剂的效果稳定,作用持久,操作简便,是相对更好的底泥控磷材料.     

水体/底泥生物基城市河道富营养化水体修复试验研究

针对城市水体富营养化现状,自主研发了水体生物基、底泥生物基和微动力涡轮水循环曝气系统.水体生物基对水体中COD、NH+4-N和TP的去除效果,平均去除率分别为82.33%、98.00%和54.73%;底泥生物基在投加5 d内可达到20%以上的底泥减量率,上覆水曝气可有效缓解由底泥有机质降解而引起的营养盐释放;由水体/底泥生物基相结合并辅以微动力涡轮水循环曝气系统的组合技术,在中试试验中表现出较好的水体营养盐去除及底泥有机质降解效果,COD、NH+4-N、TP的去除率分别为52.0%、33.6%、23.4%,河道底泥中有机质成分由试验前的38.20%降至试验结束时的12.20%.     

调理剂对改善河道底泥脱水性能的效果研究

为研究河道底泥脱水干化过程中,不投加调理剂及分别投加单一型、复配型、复合型、复合+复配型4种不同类型调理剂对底泥脱水性能的效果影响。结果表明,添加调理剂对改善底泥脱水效果有很好的提升作用,平均过滤性能提升81.7%,平均沉降速度提升79.2倍。4类调理剂中,复配型调理剂性能最佳,过滤性能提升100%,沉降比降低60.5%,沉降速度提升84.3倍;其次是复合+复配型调理剂,可使底泥获得最佳可脱水程度,脱水率提高了37.2%,较初始底泥含水率降低60.5%,干化效果最好。     

徐州市北郊工业区河流底泥重金属污染特征

对徐州市北郊工业区主要纳污河流,京杭大运河徐州段及其支流荆马河底泥中的多种重金属含量(mg/kg)进行测定的结果表明底泥中重金属含量沿顺流方向增加;主要重金属含量的最大值分别为Cu,398.5;Pb,586.9;Zn,6 139.0;Mn,1608.0;Co,28.74;总Cr,28259.0;Ni,50.33;V,123.1.运用地积累指数法评价了底泥的重金属污染程度,徐州市北郊工业区河流底泥已受到了重金属的污染,尤其是Zn污染最为严重.荆马河底泥中的重金属不仅是其水体本身的内源污染,也是京杭大运河铜山段底泥重金属污染的主要来源.     

京杭大运河徐州段底泥重金属污染评价

根据京杭大运河徐州段沿程12个底泥样本重金属含量的测试结果，运用内梅罗污染指数法对各底泥样本中的主要重金属元素和该河段沿程各底泥样本采样点重金属污染程度进行了综合评价。结果表明，京杭大运河徐州段已受到了重金属的中度污染，下游底泥的重金属污染程度普遍较上、中游严重，荆马河底泥是京杭大运河徐州段底泥重金属污染的主要外源。     

固体浓度对污染底泥中重金属生物沥浸去除效果的影响

采用序批式摇床,研究了固体浓度为3%~13%的底泥浓度对生物沥浸法去除污染底泥中重金属(Zn、Cu和Cr)的影响.结果表明,随着固体浓度增加,底泥pH值下降和ORP上升速率减缓,重金属的沥浸去除速率相应降低;沥浸过程中,当底泥pH值由5.0降至2.0,ORP由200 mV升至520 mV时,重金属的去除率增加最为迅速;不同浓度的处理,沥浸12 d,Zn、Cu和Cr的去除率分别为60%~85%、65%~100%和17%~35%.试验发现,底泥沥浸中pH值随时间的变化符合Boltzmann方程,此方程可估算底泥酸化进程.连续提取法对脱毒(沥浸)底泥中残留Zn、Cu和Cr的形态分级显示,底泥中未沥浸去除的重金属绝大部分以残渣态存在,环境风险较低.从经济角度考虑,固体浓度10%在底泥沥浸的实际应用中较为合适.     

零价铁对铬污染底泥的修复及其对微生物群落结构的影响

采用实验室批次实验方法,研究了零价铁对Cr(Ⅵ)模拟污染底泥的修复作用.结果表明.添加2%(以底泥干重计)的还原铁粉在24h内可将150 mg.kg-1的Cr(Ⅵ)去除94.7%.较未加还原铁粉的Cr处理提高23.7%,较S+Cr+Fe处理(灭菌加铁)高14.2%;这说明,零价铁修复有效地促进了底泥中Cr(V1)的去除,底泥中的土著微生物也具有一定的去除Or(V1)的作用.采用变性梯度凝胶电泳(Denatured Gradient GelElectroohoresis.DGGE)和磷脂脂肪酸(Phospholipid Fatty Acid,PLFA)分析技术研究了零价铁修复对底泥微生物群落结构的影响.基于DGGE图谱的差异条带DNA序列分析和多样性指数分析表明:零价铁修复可使底泥中Cr(V1)耐受菌群减少,敏感菌群重新出现,并且可使底泥微生物的shannon多样性指数恢复至未污染对照水平.PLFA指纹图谱分析结果表明:零价铁修复可使代表细菌生物量的磷脂脂肪酸17:0的量以及Cr(V1)对底泥微生物的胁迫恢复至未污染对照水平.