潮汐流人工湿地净化城市河水中试研究

在沈阳市仙女湖公园内建设人工湿地中试系统净化城市河流卫工河河水,对比了潮汐流和垂直潜流人工湿地中试系统对河水的净化效果,并优化了潮汐流人工湿地的运行条件。结果表明,潮汐流人工湿地对COD_Cr、NH₄⁺-N、TN和TP浓度分别为60.45~93.73、2.33~4.79、4.61~8.97和0.54~0.80 mg/L的河水的净化效率分别为45.96%、35.76%、30.16%、33.80%,比垂直潜流人工湿地的去除率分别提高了10.23%、19.89%、12.76%、22.12%;潮汐流人工湿地中试系统按照“进水-反应5 h-排水-闲置3 h”运行,其出水水质指标达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅴ类水质要求,中试系统中上层对TN去除效果最好,中层对COD_Cr和NH₄⁺-N去除效果最好,下层对TP去除效果最好。     

基质粒径与排空时间对潮汐流人工湿地运行效能的影响

潮汐运行是强化人工湿地供氧的一种有效途径。为了解基质粒径对潮汐流人工湿地(TFCWs)处理效果及复氧过程的影响,研究了不同基质粒径TFCWs的处理性能,建立了TFCWs排空期氧转移过程的研究方法。结果表明基质粒径影响湿地对NH₄⁺的吸附性及排空期基质孔隙氧体积占比进而影响处理效果,7~9 mm基质粒径的湿地达到最佳的氨氮去除率82.6%,3~5 mm基质粒径的湿地达到最佳的COD去除率88.2%,粒径基质小的湿地中氨氧化菌属和反硝化菌属的相对丰度更高,脱氮能力强;分析排空期基质孔隙氧体积占比变化与湿地微生物耗氧过程的联系,能够优化潮汐流湿地系统的排空时间,湿地微生物的耗氧活动主要集中在氧体积占比快速下降阶段,更长的排空时间对复氧能力没有明显提升,本研究中8 h的排空时间即可满足湿地系统的氧需求。     

潮汐作用对滨海垃圾填埋场地下水污染物迁移影响模拟研究

潮汐过程对滨海地区垃圾填埋场污染物的迁移影响显著.为探究潮汐作用下垃圾填埋场地下水污染物迁移过程,以深圳市某滨海垃圾填埋场为例,构建该场地地下水溶质运移数值模型,分析潮汐作用造成的地下水位周期性波动条件下特征污染物在含水层中不同时期的污染范围及浓度变化规律.结果表明：近海岸地下水位受潮汐作用明显,水位波动主要受含水层水文地质参数和潮水位变幅影响,污染物峰值浓度大幅降低,在含水层中滞留时间明显增加.该垃圾填埋场中特征污染物的污染范围和浓度呈现出丰大枯小的周期性变化特征,其中丰水期末最大污染范围和浓度分别为47547 m2、21.54 mg·L^-1,枯水期末最大污染范围和浓度分别为25605 m2、12.73 mg·L^-1.污染物峰值浓度最大降幅37%,滞留时间最长增加43 d.近海岸地下水污染物穿透曲线呈现日周期性波动,随着远离地表水边界,这种周期性波动越不明显,距地表水边界20 m时,污染物穿透曲线无明显日内周期性波动.研究结果可为滨海垃圾填埋场地下水监测方案的制定和地下水污染治理提供理论依据和参考.     

垂直-潮汐流人工湿地处理养猪沼液: 短程硝化的实现及机理

养猪沼液具有高${\rm{NH}}_4^{\rm{ + }} $-N、低碳氮比的特点,难以实现低成本、高效率处理。以沸石为基质,设计了一种间歇性曝气垂直-潮汐流人工湿地用于处理养猪沼液,以期在高污染物负荷下实现短程硝化,为厌氧氨氧化提供合适底物。结果表明,系统在20 d左右启动短程硝化,出水${\rm{NO}}_2^ - $-N浓度达375 mg·L⁻¹。在系统稳定运行期间,${\rm{NH}}_4^{\rm{ + }} $-N去除负荷高达343 g·(m²·d)⁻¹,且${\rm{NO}}_2^ - $-N累积率始终高于90%,显示了系统良好的短程硝化性能,出水${\rm{NO}}_2^ - $-N/${\rm{NH}}_4^{\rm{ + }} $-N比可满足厌氧氨氧化需求。低温会显著抑制系统短程硝化(P<0.01),随着温度回升,短程硝化性能明显好转。游离氨抑制和养猪沼液良好的pH缓冲能力是本系统实现短程硝化的关键因素,而沸石对${\rm{NH}}_4^{\rm{ + }} $-N的吸附、系统结构及运行方式有助于实现高效的短程硝化。qPCR研究结果表明,系统中amoA丰度远高于nxrA丰度,证实亚硝酸盐氧化菌被抑制。以上研究结果可为人工湿地优化及其在养猪沼液处理中的应用提供参考。     

入海河口区水环境管理问题与对策

入海河口(简称“河口”)既是河流的终端又是海洋的起点,水动力特征、水质特征和水生态特征均既不同于近岸海域也不同于河流,对近岸海域水环境质量至关重要.自20世纪50年代以来,我国河口海岸管理工作经历了重大发展与变革,各涉海管理部门提供了一定的管理支撑,但也存在多个问题亟待解决.如多个功能区划作用于同一河口水域;咸淡水水质功能类别不一致,水质指标体系存在显著差别;重要河口水环境质量评价结果长期“一片红”,不能客观反映公众、地区及国家水质目标责任主体需求;未明确河口的管理范围,造成与《环境保护法》相应的管理措施无法相适应等问题.针对上述问题,并在详细分析河口生态环境特征的基础上,借鉴国际河口水环境管理经验,提出了科学划分河口水体单元并纳入流域管理;以河口为纽带,开展我国重点流域及海域水生态分区工作;协调多个标准在河口区域差异,同步考虑GB 3838—2002《地表水环境质量标准》和GB 3097—1997《海水水质标准》修订工作;陆海统筹,河海兼顾,充分发挥从山顶到海洋的营养盐控制策略等相关衔接建议.      

闽江口短叶茳芏+芦苇沼泽湿地大、小潮日土壤间隙水溶解性CH4与CO2浓度日动态

研究河口感潮沼泽湿地土壤间隙水溶解性CO_2和CH_4浓度日动态对于揭示河口湿地碳循环过程具有重要作用.于2010年的4月4~5日和9月2~3日(小潮日)和4月14~15日和9月9~10日(大潮日),对闽江河口鳝鱼滩中部中高潮滩过渡区分布的短叶茳芏(Cyperus malaccensis)+芦苇(Phragmites australis)沼泽湿地的土壤间隙水溶解性CO_2和CH_4浓度进行24 h连续监测,并同步测定了原位土壤温度、电导率及NH+4-N等参数.结果表明:14月与9月大、小潮日土壤间隙水溶解性CH_4浓度日变化范围分别介于88.20~190.74、53.42~141.24、16.27~81.89和44.90~88.53μmol·L~(-1),其中4月大、小潮日土壤间隙水溶解性CH_4浓度均呈现昼低夜高特征(P0.05),而9月大、小潮日呈现相反的日变化趋势(P0.05);29月大、小潮日土壤间隙水溶解性CO_2浓度日变化范围分别介于19.33~40.1μmol·L~(-1)和9.69~29.96μmol·L~(-1),均呈现昼低夜高特征(P0.01);3涨潮期间土壤间隙水溶解性CO_2浓度均要低于涨潮前与落潮后,而涨潮期间土壤间隙水溶解性CH_4浓度高于涨潮前和落潮后.     

The importance of considering spatial attributes in evaluating estuarine habitat condition: the South Carolina experience

The South Carolina Estuarine and Coastal Assessment Program (SCECAP) was initiated in 1999 to assess the condition of the state's coastal habitats using multiple measures of water quality, sediment quality, and biological condition. Sampling was subsequently expanded to include components required for the National Coastal Assessment (Coastal 2000) Program. Habitats are classified as either tidal creeks (<#60; 100 meters in width) or larger open water bodies. Approximately 30 sites are sampled within each habitat during the summer months using a probability-based random sampling design. Results obtained from the first two years of sampling documented significant differences in several water quality parameters (DO, salinity, pH, turbidity, fecal coliform bacteria, total nitrogen, TKN, total phosphorus) and biological measures (chlorophyll-a, finfish and crustacean abundance and biomass and a number of benthic species) between the tidal creek and open water habitats. These differences highlight the value of partitioning shallow water habitats separately from the larger open water bodies traditionally sampled in estuarine monitoring programs, especially since tidal creeks serve as critical nursery areas for many species. Based on the differences observed, there is a clear need to identify different physical and biological thresholds for evaluating the condition of each habitat type.     

滩涂石油污染高级氧化修复技术

在模拟原沉积物弱碱性及含水率的条件下,分别研究了2种高级氧化反应体系:H2O2辅助加入催化剂FeSO4或Fe2(SO4)3及Na2S2O8辅助加入催化剂FeSO4或CaO及热催化对污染滩涂沉积物中石油烃的去除效果及其影响因素。同时,还模拟研究了长江口潮汐作用对滩涂石油污染修复效果的影响。研究表明:H2O2与样品的质量投加比为0.05,FeSO4和Fe2(SO4)3与H2O2摩尔投加比均为0.1时,石油烃去除率分别达到48.9%和57.4%;Na2S2O8本身氧化能力较强,单一Na2S2O8与样品的质量比大于0.01时,石油烃去除率达到46%以上;而在Na2S2O8最佳投加比条件下,FeSO4、CaO与Na2S2O8摩尔比为0.05和0.9时,去除率分别达到60.4%和51.3%以上,同时最佳催化温度为50 ℃。潮汐作用对芬顿试剂氧化修复滩涂石油污染具有促进作用,而高浓度污染滩涂区域建议采用阻隔修复。     

城市防洪的一种方法—纳潮

本文介绍一种城市防洪的方法－纳潮。即以合理的调度运行，充分利用圩区的调蓄能力，降低风暴潮引起的高潮位，用以应付超标准风暴潮。通过纳潮效果与纳潮闸位置，调蓄面积，操作方式等因素的关系分析，表明纳潮是一种可行且有效的方法。本文阐述的基本规律，为工程设计、运行操作提供参考依据。     

Effect of weirs on sediment deposition in Louisiana coastal marshes

Sediment deposition both inside and outside of fixed-crest weirs was measured for fresh/intermediate, brackish, and saline marsh areas in coastal Louisiana, USA. Sediment traps, collected on a weekly basis, were used to monitor short-term changes in sediment deposition. Feldspar marker horizons were used to measure cumulative marsh accretion during the 16-week monitoring period. Results show that for most sites less sediment is deposited in marsh behind weirs than at the control sites outside the weirs. Patterns at each site are consistent throughout the 16 monitoring periods. At only one site was no significant difference found. Streamside areas both inside and outside the weirs were found to have higher rates of sediment deposition than backmarsh areas. At both marsh locations, sediment deposition rates were higher outside the weirs than inside. More sediment was deposited in saline marshes than in brackish or fresh/intermediate areas. The vertical accretion data shows that marshes in most areas are accreting sufficiently rapidly to keep pace with local rates of sea-level rise, except for two areas, both of which are inside weirs.