重污染河流综合整治模式的探索——以广东练江为例

重污染河流已成为制约经济社会可持续发展的瓶颈,一直以来其污染综合整治是一大难题。本文采用个案剖析方法,运用多角度、多层次分析视角,对广东练江重污染流域综合整治实践进行研究,梳理练江通过高位推动、协同并进、系统谋划、源头治理、兵团作战、精准保障的措施在较短时间内实现水质显著改善,总结练江综合整治的思想理论基础主要得益于练江综合整治体现政治担当、整体系统观、绿色发展观、基本民生观、并整体借助发挥了体制优势。     

人类活动对河流沉积物中反硝化厌氧甲烷氧化菌群落特征的影响

河流生态系统是陆地生态系统输出营养盐和有机质的主要接收器,是水-气界面CO2和CH4全球碳循环的重要环节.人类活动导致大量未经处理的硝酸盐和有机物质汇入河流,影响了N-DAMO(N-DAMO,Nitrate/nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,反硝化厌氧甲烷氧化菌)细菌的群落特征.本文选取北运河作为研究区域,通过对比分析北运河中游和下游沉积物理化参数和N-DAMO细菌群落特征的差异性,探究由于人类活动的影响,河流沉积物中N-DAMO细菌的群落组成结构特征,及其与沉积物中NH+4-N、NO-3-N的响应关系.结果表明,北运河沉积物中NH+4-N为中游和下游氮素的主要形态,且下游NH+4-N浓度显著高于中游;人类活动对N-DAMO细菌16S rRNA和pmo A功能基因群落分布有影响,16S rRNA和pmo A功能基因均分别聚为中游和下游两类;系统发育树分析显示,人类活动影响北运河N-DAMO细菌高同源性菌群的来源,其高同源性菌群来源与北运河主要污染物氨氮的来源一致;RDA分析显示,人类活动影响N-DAMO细菌相关环境因子,沉积物中高浓度的NH+4-N、NO-3-N与16S rRNA和pmo A功能基因有显著的响应关系.沉积物N-DAMO细菌16S rRNA和pmo A功能基因的共生关系分析显示,北运河下游沉积物中N-DAMO细菌彼此之间的共存关系更强,细菌群落形成的模块化程度较高,其对环境变化的敏感程度更高,受人类活动的影响更大.     

基于集成分析的环渤海地区河流硝酸盐污染解析

近几十年全球人口剧增,粮食生产及燃料消耗都增加了地表水中的氮负荷,而地表水是连接大陆氮库和海洋氮库的重要通道,地表水中的硝酸盐的增加将直接导致河口及沿海硝酸盐浓度的增加,因此研究近海河流的氮污染情况、确定影响因素将会为近海营养物质的控制及水环境管理提供重要信息.以环渤海地区的入海河流为主要研究对象,通过收集公开数据建立环渤海地表水硝酸盐数据库集成分析,研究入海河流的水体硝酸盐的时空污染特征及其与各影响因素之间的关系.结果表明,环渤海区域地表水中硝酸盐浓度的变化范围在0.0~76.4 mg·L~(-1),与溶解氧、总氮、总磷和电导率有显著的相关关系(p=0.01).在空间变化方面,黄河下游及浑太河上游流域硝酸盐污染较为严重.在除去来自城市污废水排放的人工河道带来的硝酸盐浓度异常值后,丰水期(平均浓度4.55 mg·L~(-1))与平水期(平均浓度5.39 mg·L~(-1))的硝酸盐浓度的平均水平较枯水期(平均浓度4.03 mg·L~(-1))更高,且浓度的变化范围(丰水期:0.00~34.90 mg·L~(-1);平水期:0.00~31.00 mg·L~(-1))亦大于枯水期(0.00~25.64 mg·L~(-1)).影响因素方面,硝酸盐浓度与降水量有显著相关性(r=0.122,p=0.01).土地利用相关性研究表明耕地与建设用地是硝酸盐的主要来源,林地和草地对硝酸盐污染有改善作用.硝酸盐的入海通量约为33.4×10~4t·a-1.     

基于SWAT模型的泗河流域除草剂迁移模拟

泗河流域农药污染对南四湖湖泊乃至南水北调工程具有重要的影响,为了解流域农药迁移过程并对其采取治理措施,本研究在泗河流域通过实地采样与调查、室内实验分析、数据统计等手段,借助SWAT模型对流域除草剂阿特拉津及其代谢产物进行迁移模拟.结果表明,除草剂输出与流域径流量有很高的相关性,输出时间以7~8月份为主,输出量占全年的69%以上.且受河道长度、耕地分布等因素的影响,阿特拉津的输出量以东部上游地区和中部地区为主,流域出水口处的阿特拉津输出量居中等水平;阿特拉津代谢产物DEA和DIA的输出量的空间分布相似,以下游流域出口处和中部地区为主.本研究可为流域除草剂迁移治理提供理论支持.     

环胶州湾河流入海口CDOM吸收光谱特征

为深入认识河流对胶州湾水体有机碳的贡献,于2016年4月-2017年2月对环胶州湾河流入海口进行双月采样,通过分析水体中DOC（溶解有机碳）和POC（颗粒有机碳）质量浓度及CDOM（有色溶解有机物）的吸收光谱特征,揭示环胶州湾入海口有机碳的分布特征,辨析CDOM的组成和来源,探讨其与主要环境因素的关系.结果表明:①环胶州湾河流入海口DOC和POC质量浓度范围分别为0.98~32.75和0.13~22.40 mg/L,其中李村河口最高,轮渡和大港相对较小.②a（355）（CDOM的吸收系数）变化范围为0.23~16.35 m-1,存在明显的季节性差异,与盐度成反比,其分布与DOC和POC基本一致.③研究区域水体中,表征CDOM分子组成、来源及芳香化程度的S_R[光谱斜率比,S_g（275~295 nm）/S_g（350~400 nm）]和A_{250 nm}/A_{365 nm}存在显著的时空差异.④夏季、秋季CDOM的整体分子量水平高于春季、冬季;轮渡、大港、板桥坊河和娄山河S_R相对较高,CDOM组成趋向于蛋白类或富里酸类物质.⑤轮渡、大港和镰湾河A_{250 nm}/A_{365 nm}相对较高,类腐殖质的芳香化程度较低,受海源控制;其他河口A_{250 nm}/A_{365 nm}相对较低,CDOM以陆源输入为主,其类腐殖质的芳香化程度较高,结构相对稳定而不易降解.⑥CCA（Canonical Correspond Analysis,典范对应分析）结果表明,DOC与CDOM吸收特性存在较好的相关性,河口CDOM主要来自地表径流,温度和DO是影响CDOM时空分布的主要因素.研究显示,CDOM的组成、降解的难易程度与来源密切相关,秋季生物量丰富,水体中腐殖酸所占比例增大,CDOM芳香度较高,不容易被降解.      

样品量对河流沉积物组分分析结果的影响

在完全相同的实验条件下 ,将 GSD-9水系沉积物作为监控样品 ,对河流表层沉积物 (<63 μm粒级部分 )取不同重量进行消化并用 ICP-AES法分析测定主要元素 K、Na、Ca、Mg、Al、Fe、Mn、Ti,分析的准确度大于 94% ,分析结果相对标准偏差小于 5 % ,说明消化过程和分析结果是可信的。通过对四条不同河流黄河、赣江、汾河和辽河沉积物样品量与元素分析结果之间的关系图发现 ,在样品量小于 2 0 mg的情况下 ,总体会造成分析结果较大的波动 ,实验数据很难保证 ,而当样品量达到 2 0 mg以上 ,测定结果逐渐趋于平稳基本呈水平线 ,在 5 0～ 2 5 0 mg之间分析结果最为稳定。因此为了保证测定结果的准确性 ,河流表层沉积物的样品量至少应保证大于 2 0 mg。     

人工湿地系统及其在河流污染治理中的应用研究

人工湿地污染处理系统作为一项完整的生态系统,在河流污染治理等方面得到了广泛的应用。本文着重从人工湿地的种类、系统的构造以及污染物的去除机理等方面进行了阐述,并对影响人工湿地效果影响因素的分析,结合案例,提出了人工湿地系统在河流污染治理中的应用优势和下一步研究重点。     

生物绳填料净化河流的效果及微生物群落分析

为了改善河流水质,选择了一种新型生物绳填料净化受污染河水,考察了其去除污染物的效果,分析了生物膜的形成过程以及微生物群落结构特征。结果表明:该生物绳过滤悬浮物质的效果较好,SS去除率可达90%;但COD和TP的去除率不高,分别为19.4%~34.4%和13.1%~18.5%;NH3-N和TN去除效果较好,去除率分别为55.2%~74.0%和46.2%~55.9%。环状纤维表面及其形成的空隙极有利于微生物附着。微生物群落分析表明:变形菌门Proteobacteria是克隆文库中的第一大类群,占总克隆子的57.9%;表层生物膜细菌多样性和丰富度较好,内层优势菌的富集状况较好。生物绳由外到内依次形成好氧-兼性-厌氧的动态环境,有利于生物脱氮的进行。     

绿地与河流对局地风环境影响的实测研究

为营造舒适的户外及居住环境,合理地布置建筑、水域和绿化,帮助人们获得冬暖夏凉的环境,进行了绿地与河流对局地风环境影响的实测研究。选择不同的下垫面,如广场、灌木、乔木、河流,分别在炎热的夏季与寒冷的冬季,于8:00—18:00期间,对其温度、相对湿度及风速进行同步测定。在夏季分三次进行测量,分别是灌木与广场、灌木与乔木、河流与广场。在冬季分两次进行测量,分别是广场和乔木以及乔木南北面。结果表明:下垫面的性质能够影响微气候。夏季绿地中的植物通过蒸腾、吸收、反射太阳辐射等作用,以及水域中水的蒸发,降低周围环境的温度,增加空气湿度,增加风速从而改善微气候。冬季将绿化布置在建筑北面,能减缓风的流动,从而减小风速。     

纳污型河流聚铝降磷的尝试

开展在河流投加聚合氯化铝降低河水总磷的试验。监测结果表明,作为一种临时性应急措施,可以有效改善水质,具有一定环境、社会效益。