海河流域农村非点源污染现状及空间特征分析

采用污染排放系数法估算了2008年海河流域农村生活源、畜禽分散养殖、农田化肥流失3个主要农村非点源COD、TN、TP和NH3-N 4种污染物的排放量,并对其排放强度和空间分布特征进行了分析.结果表明,海河流域农村非点源污染源排放COD、TN、TP和NH3-N总量分别为2435826, 3042079, 540568, 1798760t/a,平均排放强度分别为11.10, 13.97, 2.98, 8.28t/(km2·a).海河流域内河北省的3个农村非点源的4种污染物排放量均居首位,农村居民生活源对海河流域非点源污染贡献最大,是流域非点源污染控制最主要的对象;子牙河水系农村非点源污染物排放总量最大,而徒骇马颊河水系排放强度最大,是海河流域内污染最严重的水系,其首要非点源污染源是山东省的农村生活源.流域内非点源污染排放量和排放强度均呈现区域性分布,山区和平原区分别呈现出低污染等级和高污染等级.     

北京市典型土著沉水植物对水体中硝酸盐和正磷酸盐的耐受性研究

以北京市3种典型土著沉水植物轮叶黑藻、狐尾藻和金鱼藻为研究对象,构建模拟水生生态系统,研究3种沉水植物对水体中NO₃^-和PO₄^3-的耐受性并确定其耐受范围.同时,对植物体内过氧化氢酶、丙二醛、叶绿素和蛋白质4种指标进行检测.结果表明,轮叶黑藻对NO₃^-具有较强的耐受性,耐受浓度可达8 mg·L^-1,金鱼藻和狐尾藻次之,耐受浓度为3~5 mg·L^-1;狐尾藻对PO₄^3-的耐受性最差,耐受浓度约为0.2 mg·L^-1,轮叶黑藻和金鱼藻的耐受性相当,当PO₄^3-浓度达到0.4 mg·L^-1时开始出现显著胁迫.因此,在本研究的实验条件下,当水体NO₃^-浓度<5 mg·L^-1、PO₄^3-浓度<0.2 mg·L^-1时,建议3种沉水植物同时种植;当NO₃^-浓度>5 mg·L^-1时,建议种植轮叶黑藻;当PO₄^3-浓度为0.2~0.4 mg·L^-1时,建议种植轮叶黑藻和金鱼藻.研究结果可为北京市再生水补给河湖水库的水生态修复及其沉水植物群落的构建提供一定的理论指导.     

大型溞投放密度对湖库水体水质改善及底泥污染物影响

向北京市沙河水库投放大型溞(Daphnia magna),利用其摄食藻类、促进悬浮颗粒态污染物沉降的特性,以提升水体的透明度,为后续沉水植物群落的恢复创造条件,并探索大型溞的投放密度,以及投放后对水质及底泥主要污染物的影响。结果表明：向沙河水库投加大型溞的最佳密度为5~15 ind·L⁻¹;在该条件下,水体透明度可在3~5 d由40 cm提升至100 cm,浊度由19.7 NTU降至3 NTU,藻密度由2.4×10⁶ cell·mL⁻¹降至(4~6)×10⁴ cell·mL⁻¹;大型溞可在沙河水库长期存活,并可长期抑制藻类、维持水体的透明度;水体COD并未发生明显改变;大型溞的分泌物促进了悬浮颗粒态氮、磷的沉降,使TN和TP的去除率分别达到70.2%和54.9%;由于投溞后藻类浓度迅速下降,藻对NH₃-N的吸收量降低,使水体NH₃-N升高了32.2%;底泥中有机质、TN、TP均出现了一定程度的升高。针对于湖库水体透明度低的问题,应投放适宜密度的大型溞,调整水质状态,并结合水中藻类、底泥污染物等条件,综合考虑有效改善水质的方法。     

长江流域典型城市水生态环境特征解析及综合整治对策

以长江流域典型城市为研究对象,估算长江干流、主要支流和通江湖城市COD、氨氮、TN和TP污染排放负荷,梳理典型城市水环境质量、水生态、水资源和水安全特征。结果表明,长江流域内56个城市COD、氨氮、TN、TP的排放量分别为193.78万、15.57万、31.01万和2.18万t/a,流域内大部分城市主要污染源为城市生活源,但工业源和城市面源不容忽视。近年来,流域内城市面源排放负荷占比升高,部分城市水生态系统遭到破坏,存在水质型和资源型缺水、水资源开发利用不合理、非常规水利用率低等问题,导致部分城市仍存在水生态环境安全风险。在此基础上提出了流域内城市“十四五”时期水生态环境综合整治对策建议。

     

城市垃圾焚烧渗沥液中Ca2＋对厌氧EGSB处理效果的影响

研究了城市生活垃圾焚烧厂渗沥液中Ca2＋对厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）处理效果的影响,并采用静态实验方法考察了Ca2＋对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响。实验结果表明,进水COD为17000mg／L的条件下,当Ca2＋浓度低于6000mg／L时,EGSB对COD去除率达93％以上;当Ca2＋浓度高于6000mg／L时,COD去除率随运行时间明显下降,并在污泥中形成大量沉淀。静态实验结果表明,废水中低浓度Ca2＋促进了厌氧颗粒污泥的产甲烷活性,但高浓度Ca2＋明显抑制了其产甲烷活性,这是导致高Ca2＋浓度条件下EGSB对COD去除率降低的主要原因。研究表明,颗粒污泥产甲烷活性恢复程度随Ca2＋浓度增加而减弱。     

2种组合工艺处理靛蓝废水的中试实验研究

分别采用水解酸化/好氧MBBR/BAF和水解酸化/好氧MBBR/臭氧氧化/BAF 2种组合工艺对实际靛蓝废水进行处理规模为24 m3/d的中试研究。实验结果表明,当进水COD平均初始浓度为2 100 mg/L、平均色度为90倍、系统总水力停留时间为40 h时,前一种组合工艺对COD和色度的去除率分别达93.27%和89.87%;而后一种组合工艺对COD和色度的去除率分别达97.96%和100%,工艺中臭氧氧化单元可使处理后出水中有机物的数量大大降低。表明水解酸化/好氧MBBR/臭氧氧化/BAF组合工艺处理靛蓝废水更为有效,但增加臭氧氧化单元会使每吨废水处理成本增加0.55元。     

城市垃圾焚烧渗沥液中Ca2+对厌氧EGSB处理效果的影响简

研究了城市生活垃圾焚烧厂渗沥液中Ca²⁺对厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）处理效果的影响,并采用静态实验方法考察了Ca²⁺对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响。实验结果表明,进水COD为17 000 mg/L的条件下,当Ca²⁺浓度低于6 000 mg/L时,EGSB对COD去除率达93%以上;当Ca²⁺浓度高于6 000 mg/L时,COD去除率随运行时间明显下降,并在污泥中形成大量沉淀。静态实验结果表明,废水中低浓度Ca²⁺促进了厌氧颗粒污泥的产甲烷活性,但高浓度Ca²⁺明显抑制了其产甲烷活性,这是导致高Ca²⁺浓度条件下EGSB对COD去除率降低的主要原因。研究表明,颗粒污泥产甲烷活性恢复程度随Ca²⁺浓度增加而减弱。     

“塘+湿地”耦合系统净化再生水补给低C/N河湖水体的效能及机制研究

构建了针对再生水补给低C/N河湖水体的"释碳塘-水平潜流人工湿地-沉水植物塘"耦合生态净化系统，以北运河上游沙河水库为研究对象，研究了该耦合系统对主要污染物TN、TP和COD_Cr的净化效能，并采用高通量测序技术解析了各单元微生物群落分布特征.结果表明，耦合生态系统稳定运行后出水中TP、TN和COD_Cr的浓度分别为（0.07±0.03），（1.41±1.06）和（18.51±6.97）mg·L^-1，其中，TP和COD_Cr可稳定达到《我国地表水环境质量标准》（GB3838—2002）地表IV类水（湖库）标准，TN达标率为73%.10月下旬后出水中TN不达标主要是由于温度降低导致反硝化细菌活性降低以及进水中C/N降低导致.本耦合系统可强化沙河水库中氮素的去除，不仅体现在释碳床的加入可补充湿地反硝化所需碳源，且自身的"夹心结构"可在内部实现缺氧环境，有利于反硝化的发生.加入释碳床前后，释碳塘和水平潜流人工湿地对TN的去除率分别由23.1%±27.3%和38.3%±21.6%提高至25.3%±19.4%和47.4%±15.6%.微生物群落分析结果表明，运行过程中释碳床内部微生物优势菌属由嗜氢菌属和淀粉发酵菌属转变为纤维素降解菌属.耦合系统各单元优势菌属差异较大，其中节杆菌属（Arthrobacter）在3个单元均为优势菌属.     

长江流域丘陵与平原2类典型城镇面源污染来源解析

在长江流域丘陵城镇重庆永川区和平原城镇常州金坛区分别选取各含合流制和分流制2种排水体制的4个区域作为研究对象,监测雨天4个区域的河流、沿河排口和下垫面径流相关数据,分别采用河流质量守恒法、PMF模型和地表径流质量守恒法解析2类城镇4个区域面源对河流污染贡献、沿河排口污染来源贡献和各下垫面污染贡献。结果表明,城镇面源对4个研究区域内河流的5项水质指标 (SS、COD、NH₃-N、TN和TP) 均有一定程度的贡献,其贡献率与降雨等级、地区特征和排水体制有关;降雨期间,在2类城镇2种排水体制的沿河排口污染负荷来源中,地表径流是SS和COD负荷的主要来源,生活污水和管道沉积物是NH₃-N、TN和TP负荷的主要来源;受地形坡度和人口密度等因素影响,永川和金坛的主要产污下垫面不同,永川为小区道路,金坛为交通道路和屋顶。为提高上述研究区域面源污染的精细化管理,提出了针对性的控制措施。     

长江流域湖北片区典型城市水生态环境问题解析及整治对策

为了改善长江流域湖北片区城市水生态环境,从水环境、水资源、水生态和水安全4个方面解析了片区内城市水生态环境特征及问题,并对主要污染源的污染负荷进行分析和估算。结果表明,生活源是片区内城市的主要污染源,对片区化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的贡献率分别为68.75%、76.58%、75.82%和80.46%,片区内城市存在管网建设滞后,污水处理厂超负荷运行,工业磷化工、磷矿、磷石膏（“三磷”）污染问题突出,水资源供需矛盾显著,水体富营养化严重和水安全保障能力不足等问题。针对以上问题,结合片区内城市的实际情况,分别从以下几方面提出水生态环境综合整治对策：生活源治理需加大管网建设力度,对污水处理厂进行提质增效;工业源治理重点解决“三磷”问题;水资源方面,坚持以水定城、量水发展,构建节水型城市;水生态方面,加强河湖缓冲带建设,恢复生物多样性;水安全方面,加强风险管控,建立健全应急预警机制等。