水质生物毒性预警系统建设及在海宁市饮用水源保护中的应用

介绍了基于微生物燃料电池原理的水质生物毒性预警系统,说明了其在海宁市饮用水源保护中的应用。该水质生物毒性预警系统具有可感知毒性物质及有机物质污染、响应迅速、灵敏度高、维护管理容易、管理费用低等特点。     

全自动烷基汞分析系统分析水源水中烷基汞的实验研究

建立了全自动烷基汞分析系统测定水源水中烷基汞(甲基汞、乙基汞)的方法。实验采用直接法测定水源水中的烷基汞含量,在0.5~1 000 pg的范围内,甲基汞及乙基汞标准工作曲线线性均良好;取样体积为30 ml时,甲基汞及乙基汞的检出限分别为0.005 ng/L及0.003 ng/L,低于水源水中限量要求;实际水样甲基汞及乙基汞加标回收率为85.9%~89.4%及87.4%~91.3%;标准样品分析合格;测定甲基汞及乙基汞标准样品的相对误差为1.8%及2.4%;运用优化的仪器条件和适当的质控手段,可较好的满足水源水中痕量烷基汞的测定需求。     

饮用水源致癌风险早期预警SNPs监测技术

综述了饮用水源污染致癌早期预警的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)检测技术,内容包括SNPs技术及其应用研究领域,癌症敏感基因与SNPs,饮用水源致癌早期预警SNPs监测技术等。该技术的应用对于早期诊断、预警、预防、控制饮用水源污染致癌,保护人体健康,保障后代生命安全,具有现实意义。     

基于生态系统服务功能的穿越水源保护区公路设置开口的生态系统影响评估

生态系统服务功能在研究道路交通工程的生态影响方面有着重要的作用,尤其是对于存在交通穿越的饮用水水源保护区的生态系统影响评价。以深圳东部某高速公路设置开口为研究对象,计算公路开口带来的生态系统服务功能(包括调节气候、固碳释氧、土壤保持、涵养水源、净化环境、减弱噪声、农业生产直接经济价值、物种保育8个方面)损失。在此基础上,结合环境污染损失、经济社会效益和工程建设费用进行了损益综合分析,以全面评估饮用水水源保护区公路开口的生态系统影响。结果表明,该穿越水水源保护区的高速公路开口设置方案对于生态系统的影响很大,效益损失比为17.51%,方案的生态环境可行性不足,应予以修改完善。     

水源切换条件下模拟管网铁离子释放控制

用北京市某供水区域铸铁管段搭建2套模拟管网装置,对水源切换条件下管网铁离子释放的控制进行了研究。实验过程中利用地下水为水源,通过调节进入管网的水中氯浓度为1.0~1.1 mg/L,溶解氧浓度为7~8 mg/L,经过40d运行后,管垢成分主要为α-FeOOH和Fe3O4。切换地表水源后,新的管垢组成更有助于铁氧化物中铁的氧化还原重新达到平衡,从而可以有效减少水源切换条件下铁离子的释放,管网出水浊度也得到很好的控制,保持了管网水质稳定性。     

我国不同区域水源水拉森指数比较分析

目前远距离调水已经成为解决区域水资源不足的一项重要措施。但在水源切换时,切换前后水源水的腐蚀性如果存在显著差异,可能会因腐蚀加剧而出现"黄水"或"红水"现象。因此,了解不同区域、不同类型水源的腐蚀性差异,对于科学合理地进行水资源调配具有重要意义。拉森指数(LR)是目前评价水质对铁质管网腐蚀程度的常用方法。本研究以14个城市的26个水源水为研究对象,对模拟常规工艺处理后的滤后水进行了水质分析,并计算出其拉森指数。结果表明,相对于湖库水和地下水,河流水的拉森指数偏高,有44%的河流水拉森指数大于1,具有较强的腐蚀倾向。按区域分华东和中南地区、按流域分黄河和珠江流域的水源水拉森指数平均值大于1,水源切换条件下应关注其腐蚀性情况。     

溶藻菌对受污染水源水除藻及脱氮特性研究

针对我国水源地藻类污染日趋严重等问题,利用前期分离获得的溶藻菌Streptomyces sp.HJC-D1研究固定化微生物技术强化污染水源水除藻以及脱氮性能。结果表明,对照组和试验组的水体叶绿素a平均去除率分别为（71.66±5.35）%和（80.94±4.36）%,NH4＋—N的平均去除率为（77.76±2.83）%和（72.36±3.18）%,而高锰酸盐指数（CODMn）平均去除率为（24.99±1.52）%和（18.74±1.38）%;不同曝气条件的影响研究发现,曝气/停曝时间比2：4、曝气量60 L.h-1工况下,系统CODMn和NH4＋—N去除率均有所提高,相比对照组NO3-—N积累更为明显;水力停留时间（HRT）变化对系统NH4＋—N、CODMn等的去除影响不大,但缩短HRT时叶绿素a去除率有所降低;分析反应器内填料表面微生物相发现,试验组填料表面有溶藻菌富集,推测对照组除藻主要通过填料对藻类的吸附去除,而试验组则是藻类吸附在填料表面后通过溶藻微生物实现藻类去除。     

挂膜方式对模拟河道生物反应器启动与稳态运行的影响

对比研究了自然挂膜和改进型闷曝排泥挂膜2种启动方式对模拟河道生物反应器修复微污染水源水过程特性的影响.结果表明,采用改进型闷曝排泥挂膜法有效缩短了弹性填料的挂膜周期,该反应器的NH3-N去除率比自然挂膜组提前1周达到70%以上.挂膜成熟后,闷曝排泥挂膜组附着的生物膜量和胞外多聚物含量分别为自然挂膜组的1.38倍和1.41倍,生物膜结构亦较为致密,2组反应器的NH3-N、CODMn平均去除率最终分别稳定在92%和82%以上.通过改变曝气强度和方式开展系统运行工况研究,发现2组反应器的NH3-N和CODMn去除性能呈现不同程度的波动,相比而言,采用闷曝排泥挂膜法启动的反应器对工况变化具有较强的适应能力, P(NH3-N)为0.001,一定程度上说明不同挂膜方式对填料附着的生物膜群落结构以及微污染水源水修复系统稳态运行性能影响显著.     

基于全球陆地生态系统的水源涵养服务价值时空变化分析

开展全球尺度的水源涵养评估工作,可量化各国家和地区生态环境保护和高质量发展水平.以水量平衡法和替代成本法评估全球183个国家和地区的生态系统水源涵养服务的实物量和价值量,结果表明:①2015年全球陆地生态系统水源涵养服务价值接近25×1012美元,中国、澳大利亚、美国、加拿大、俄罗斯排名前5位,全球单位面积水源涵养服务价值为17.98×104美元/km2.②2000-2015年水源涵养实物量呈现先减后增的趋势,年均增长率为1.05%,喜马拉雅山脉附近增幅最大,水源涵养实物量的时空变化特征与生态系统类型转移趋势基本一致.③全球发达国家人均水源涵养服务价值为0.99×104美元,单位面积价值量为23.6×104美元/km2,具有良好的生态环境禀赋,而部分非洲国家或最不发达国家的生态产品价值转化能力不足,需实现生态产品价值转化.中国迫于人口基数巨大,需提升生态系统服务价值来进一步提升人均水平.④聚类分析结果显示,澳大利亚、中国、印度、印度尼西亚具有"高"水平生态系统水源涵养服务价值,整体处于第一梯队.研究显示,全球陆地生态系统水源涵养服务价值时空异质性显著,分国家和地区、分生态系统类型评估水源涵养服务价值可为全球生态系统服务价值评估提供重要参考.      

投加不同碱性药剂对管网铁释放的影响

针对不同水源切换可能使管网铁释放增加而引起黄水的问题,搭建了管网模拟中试系统,比较了投加3种不同碱性药剂对管网铁释放的影响. 结果表明:①投加NaHCO₃调节进水碱度,当进水碱度为94~251 mg/L(以CaCO₃计)时,增加进水碱度能够有效抑制管网系统的铁释放,并且出水中ρ(TFe)(TFe为总铁)达到GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》(<30 mg/L). ②pH为7.83~9.01时,采用投加NaOH调节进水pH对管网铁释放无明显抑制作用甚至有所促进;而投加Ca(OH)₂调节进水pH虽然能够在一定程度上抑制管网铁释放,但抑制效果有限,不能保证出水中ρ(TFe)达标. ③当进水中ρ(SO₄2-)较低时,试验后期停止投加NaHCO₃或Ca(OH)₂后,管网系统铁释放能够维持在较低水平;但当进水中ρ(SO₄2-)较高时,停止投加NaHCO₃或Ca(OH)₂后,管网铁的释放又会明显升高.