浑河中游沈阳区域水污染控制与治理的难点和关键技术——“浑河中游水污染控制与水环境综合整治技术集成与示范”专栏序言

针对浑河中游沈阳区域工业园区难生物降解制药废水处理、污泥处理处置、城市河流水环境的湿地净化,以及水环境评价和污染源解析等问题,国家科技重大水专项浑河中游课题开展了大量研究.为了提高制药园区废水可生化性、优选物化预处理工艺技术,选取典型污染物乙酰氨基酚作为处理对象,研究其物化预处理过程中的转化规律与机理;针对污泥安全处理处置和资源化利用难题,研发生物干化技术和利用沸石减少温室气体排放和氮素损失的技术;针对复合型人工湿地效率提升需求,研究潮汐流-潜流组合工艺系统中不同单元的菌群功能特征;为科学制定河流治理技术策略,研究形成主成分分析、聚类分析、三维荧光光谱等河流水环境特色研究方法,并在其他流域如武水河进行应用.这些技术难点和关键技术研究,不仅支持了浑河中游水污染控制与治理,也可为当前流域区域水环境治理提供借鉴.     

不同雨强对太湖河网区河道入湖营养盐负荷影响

为揭示太湖河网区不同雨强下入湖河道面源污染规律,以太湖入湖负荷最大的河道大浦河为例,通过一周年逐日高频监测水体各形态氮、磷及溶解性有机碳等营养盐情况,结合河道流量及降雨量的自动监测资料,分析了大雨、中雨、小雨及无雨等4种降雨强度下太湖河网区典型河道的流量和营养盐负荷特征.结果表明,作为太湖河网区的典型入湖河道,大浦河时常发生往复流现象,观测的365 d内,有60 d日均流量为负值,占16%;河道流量对雨强的响应较为迟缓,仅强降雨事件( 25 mm·d~(-1))下,降雨当日河道流量才显著增加;中雨期平均流量仅比无雨期高了29%,在统计上不显著.河道水体营养盐浓度在不同降雨强度下差异不显著,大雨、中雨、小雨及无雨事件下河道总氮浓度分别为(3. 00±0. 58)、(3. 34±0. 93)、(3. 55±1. 05)和(3. 37±1. 14) mg·L~(-1),小雨事件当天水体总氮浓度均值最高,而4种类型降雨事件下河道总磷含量分别为(0. 228±0. 068)、(0. 258±0. 121)、(0. 219±0. 083)和(0. 225±0. 121) mg·L~(-1),差异性也不显著,就平均值而言,中雨时河道总磷浓度最高.夏季典型降雨过程分析表明,不同雨强发生之后河道溶解性有机碳和各形态氮的浓度变化不大,但大雨之后次日河道各形态磷浓度有明显增高,持续时间为2 d,中雨后次日河道总磷和颗粒态磷有明显增高,持续时间仅为1 d,小雨后磷浓度基本无变化.大雨、中雨、小雨和无雨时总氮日负荷分别为7. 64、3. 19、3. 21和2. 62 t·d~(-1),总磷日负荷分别为0. 59、0. 26、0. 22和0. 20 t·d~(-1),受入湖流量影响,大雨期营养盐日负荷显著高于中雨及以下强度的降雨;然而,由于一年内大雨出现频次较少,大雨期氮和磷总入湖负荷占年负荷的比重不大,大雨期总氮和总磷分别入湖61. 11 t和4. 72 t,占观测周年的5. 6%和5. 8%,这与山区河道降雨负荷间的关系有着显著区别.本高频观测表明,太湖流域平原河网区河道面源污染汇集过程复杂,入湖负荷受降雨强度的影响相对较小,入湖水量是营养盐负荷的重要影响因素.本研究结果对太湖流域平原河网区湖泊的面源污染的估算及控制对策的制定具有参考价值.     

河口潮流和水质数值模拟研究

河口与海岸环境中污染物质的稀释扩散，是环境流体力学研究的重要课题，同时也是城市污水排海工程建设的关键技术之一。该文采用沿水深积分的平面二维非定常流动数学模型，来计算污染物质降解影响的溶解物质输运扩散过程，并以长江口水域为例，对潮汐水流中溶解物质的稀释扩散过程，进行了细致的数值模拟。结果表明，潮型，排放量，污染物质的降解等，对污水排放口的远场水质有明显的影响。     

夏秋季长江口及毗邻海域N、P营养盐分布及其潮汐变化

根据2005年7月和11月在长江口及毗邻海域进行的现场观测数据,分析表明:夏秋季表层N、P营养盐的高值区(N＞65 μmol/L,P＞1.3 μmol/L)多位于长江口及杭州湾海域,而低值区(N＜40 μmol/L,P＜0.5μmol/L)多存在于长江口东北海域以及舟山东南海域,底层N、P营养盐在夏季存在-向东北方向的舌状扩散,而秋季等值线比较均匀且呈南北向分布;调查海域表层N/P值都超过30,羽状锋区可达到200以上,表明浮游植物的生长存在着磷限制;连续观测站位的PO-P含量在夏秋季大都表现为小潮高于大潮,而NO3-N含量变化复杂.     

淀南片水环境改善研究

通过研究淀南片水环境特点和污染现状，建立河网水量水质模型，选择输水路线和优化调水方案，提出了水污染防治对策，HWQNOW感潮河网水量水质模型，对水质进行预测和模型参数率定。     

苏州平原河网区浅水湖泊冬夏季浮游植物群落与环境因子的典范对应分析

2005年12月和2006年6月对苏州平原河网区57个浅水湖泊的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物8门62属73种,浮游植物主要由绿藻、硅藻和蓝藻组成.冬季浮游植物平均丰度为254.88×10⁴cells·L^-1,硅藻门丰度占总丰度的62.3％;夏季浮游植物平均丰度为2 704.28×10⁴cells·L^-1,蓝藻门丰度达93.5％.运用典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)对调查范围内的57个样点62属浮游植物与11个环境因子关系进行研究.结果表明,水温、高锰酸盐指数、NO^-₃-N和TN是影响苏州平原河网区浅水湖泊浮游植物群落分布的主要环境因子,在冬季,pH、NH⁺₄-N及TP也是主要的影响因子;浮游植物中硅藻对环境变化具有较强的适应性,绿藻能耐受较高的高锰酸盐指数、氮磷营养盐和TOC浓度,而蓝藻对环境因子的响应有待进一步的研究.     

内陆河网温排水预测模型开发及其应用研究

针对热电厂冷却水排放河网BI起的热污染问题．考虑风速、水深、水温对自由水表面散热的影响,BI入水温综合衰减系数,利用生态模型试验室（ECO Lab）开发了适用于平原感潮内陆河网的一维温排水模型,并利用该模型对某化工区热电厂的温排水过程进行了模拟,利用实测水温资料对模型进行了率定和验证。结果表明,模拟结果同实测结果非常吻合,所开发的温排水预测模型和关键参数取值很好地反映了受人工调控的平原河网的水流和温度场输移扩散规律;利用所建模型对该热电厂移位方案的可行性进行了预测分析并提出了相应的应急工程措施。     

国际河网

总部位于美国的国际河网（International Rivers Network,IRN）成立于1985年,是一个非营利,其成员完全由自愿者组成的非政府组织。1989年,国际河网开始发展一批有经验,受过经济、生物、工程水利、人文和环境科学培训的工作积极分子。20多年来,河网增加了永久工作人员,并创建了由支持者、赞助人、顾问、实习生和志愿者组成的全球网络。