河湖清淤吹填土固结硬化及生态处治效果

河湖清淤吹填土含水率高,流动性大,具有污染性。无砂真空排水预压法在固结硬化吹填土,提高其强度和承载力方面效果显著。受环形流道、落淤分选的影响,同一堆泥场内不同区域的地基沉降和超静孔压的变化存在一定差异性。无砂真空预压法具有较好的阻隔、过滤、吸附有机污染物等净化功能,经历堆置沉淀、负压抽吸、尾水沉淀和水生植物过滤吸附后排放的水体中有机质和总磷(TP)含量大幅减小,污染综合指数由0.8~1.0降到0.7,基本满足地表水Ⅲ类水质标准要求。固结后吹填土中的有机质、总氮、总磷含量大幅度降低,有机污染指数提高了1个等级。重金属含量符合土壤环境质量Ⅲ类标准,重金属的浸出毒性指标低,对地表水无污染,重金属污染程度的计算评价结果总体为轻微。     

农业非点源污染物在水塘景观系统中的空间变异性研究

农业非点源污染是流域不同景观结构对降雨的一种综合响应过程，景观格局影响非点源污染物的产生和运移。本文研究安徽鲍家塘子流域中水田、秧田、水塘、荒地、沟渠等不同土地利用类型的总磷(TP)、速效磷(DRP)在土壤中的空间分布，以及降雨径流过程中TP、DRP、溶解态总磷(DTP)、悬浮物(TSS)在多水塘景观结构中的动态变化。结果表明：养分在流域不同景观组分土壤中的空间变化，是人为干扰景观异质性的综合结果；磷素输出以颗粒态磷(TP-DTP)为主，在不同景观中具有显著性差异；施肥水田是最主要的“源”景观，在降雨径流过程大量释放养分和悬浮物；水塘、荒地、没有施肥水田持留养分和悬浮物，是流域的“汇”景观，水塘有效地持留颗粒态磷；水塘系统中的沟渠是非点源污染物的主要运移通道。因此，通过对流域土地利用和景观格局的优化调整，达到对流域景观中养分过程的有效管理，实现对农业非点源污染的控制。     

基于QUAL2K模型的农田排水沟水质模拟研究

水质模型是研究农业非点源污染、进行水质评价及预测的重要手段。根据实地调查与监测数据,利用QUAL2K模型模拟了农田排水沟塘对于排水中氨氮、总磷2种污染物的去除情况。QUAL2K模型可用于农田排水沟水质变化过程的模拟预测,为优化排水沟塘系统的污染物去除能力提供理论依据。     

沉水植物苦草对上覆水各形态磷浓度的影响

沉水植物是影响湖泊磷营养状态的重要因素。在室内模拟了"水-苦草-沉积物"生态系统,在沉水植物苦草生长过程中分析上覆水中的总磷(TP)、溶解性总磷(TDP)、溶解性有机磷(DOP)、溶解性活性磷(SRP)、颗粒态总磷(PP)的变化,探讨了苦草对上覆水磷赋存形态的影响。结果表明,苦草在生长过程中减缓了沉积物磷的相对释放速率使上覆水中TP、SRP、DOP、PP均呈现不同程度的下降。上覆水TP、SRP、DOP、PP分别下降了37.5%、74.6%、42.0%、19.5%;苦草主要通过吸收上覆水和间隙水中的磷及对环境因子的影响,使得上覆水中各形态磷浓度保持在较低的水平,降低沉积物向水体释放磷的速率。     

雨水花园对不同赋存形态氮磷的去除效果及土壤中优先流的影响

雨水花园作为一种生物滞留系统,能够有效降低城市化进程对城市水文和水质带来的负面影响,但其效果与雨水径流中污染物的赋存形态以及花园内部的水力特性等因素有关。通过一项在黄土地区开展的雨水花园对路面雨水径流水文过程及污染物降解的试验研究,分析了雨水花园对不同赋存形态氮磷污染物的去除效果;同时根据雨水花园入流和出流的水文过程监测数据,分析了土壤优先流的存在及其对污染物去除效果的影响。结果显示,雨水花园入流中颗粒态磷和溶解态磷的浓度比例约为4∶1,颗粒态氮和溶解态氮的浓度比例接近1∶1;颗粒态总磷的浓度去除率和负荷去除率分别为40.1%和69.9%,颗粒态总氮的浓度去除率和负荷去除率分别为44.8%和73.8%;系统对于溶解态的氮、磷几乎没有去除能力。雨水花园土壤中存在的优先流现象导致出流速度较快,雨水径流在花园内的水力停留时间较短,结果表明:系统能够拦截颗粒态污染物,但对溶解态污染物去除效果较差;雨水花园对入流中总磷和总氮的浓度去除率很低,平均值仅为6.3%和-2.7%,但因截留了很大比例的入流(平均为51.5%),其对氮、磷污染物总负荷的削减分别达到52.5%和51.5%。所以,利用城市雨水花园来滞留雨水径流,净化雨水水质在研究区具有良好的应用前景。     

间歇性波浪扰动下河口底泥中磷释放特性研究

作为反映河流、海洋水体受污历史的载体,河口底泥在污染达到一定程度时易在海洋动力作用下释放沉积其中的污染物,影响水体水质。为了明确秦皇岛近岸海域内污源染,量化波浪扰动下底泥释放对水质的影响,该研究以波流水槽为动力试验设备,选取秦皇岛污染最严重的河流之一大蒲河的河口底泥为研究对象,试验研究河口底泥在间歇性波浪扰动下磷的释放特性。总磷在波浪扰动下的释放可分为浓度迅速增加的初期和浓度随时间线性增加的稳定期两个阶段,浓度随波高增大而升高,且在波高大于8 cm时与浊度呈显著正相关。溶解性总磷受浓度梯度和波浪引起的孔隙水压力影响向上覆水体迁移扩散,随时间呈小幅增加。总磷在波浪扰动初期的释放强度为2.00×10~(-3)–8.75×10~(-3) mg/m2/s,是稳定期释放强度0.50×10-4–2.25×10~(-4) mg/m~2/s的18–40倍,且两个阶段的释放强度均随波高呈指数增长。当波浪强至起动底泥,原先的泥水界面释放转为底泥起动悬浮释放,水体中颗粒态磷取代溶解态磷成为磷的主要赋存形态。间歇性波浪扰动静置期,颗粒态磷的吸附沉降使得水体中总磷浓度和颗粒态磷的比例大幅降低。     

生态塘对稻田降雨径流中氮磷的拦截效应研究

农田养分的大量流失已成为农业面源污染的主要来源之一,生态塘兼具排水和生态湿地双重功效,研究其对稻田排水氮磷的拦截效应对于防治农业非点源污染具有重要意义。针对降雨径流条件下生态塘对降雨径流中氮磷的动态拦截效应以及降雨径流结束后氮磷在静水中的去除效应有待明了的需求,本文选取太湖西岸何家浜流域典型农田作为研究对象,并将该区域的塘堰改造为生态塘,研究了生态塘对水稻生长期内的三场降雨径流氮磷的拦截去除效果及降雨径流结束后氮磷在静水中的去除效应。研究结果表明:(1)在三场降雨过程中,生态塘对总氮(TN)的平均去除率为34.7%,总磷(TP)的平均去除率为34.8%;(2)生态塘对降雨径流中不同形态氮磷的去除率大小排序为氨氮(NH_4~+-N)颗粒态氮(PN)硝态氮(NO_3~--N),颗粒态磷(PP)溶解态磷(DP),且径流状态下水体垂向分层氮磷浓度分布随降雨进行而变化,总体分布规律为底层氮磷浓度大于表层氮磷浓度;(3)降雨径流结束后,TN在生态塘中的去除率为50.4%,TP在生态塘中的去除率为52.3%,塘2对TN、TP的去除率大于塘1与塘3,生态塘表现了较强的抗冲击自修复性。     

黄河河口段水-沙-芳烃类污染物相互作用的数值研究

考虑复合污染条件下泥沙吸附污染物和泥沙冲淤运动对污染物输移扩散特性的影响,建立了非恒定非饱和输沙模型和污染物迁移转化模型,并结合黄河河口段利津至清7河段监测数据,研究该河段水流、泥沙过程及污染物迁移转化规律,分析了多组份共存的复合污染条件下苯酚、苯胺及氯苯之间的吸附竞争关系及其浓度变化情况。研究结果表明,从上游到下游先冲刷后淤积的河段中,溶解态污染物浓度值沿程降低,吸附态污染物浓度值沿程升高。三组分复合体系下各污染物之间存在竞争吸附,吸附态苯胺浓度值升高而溶解态浓度值降低,苯酚和氯苯在泥沙上的吸附作用受到抑制,吸附态浓度值有所下降,溶解态浓度值略有升高。     

河流泥沙与污染物相互作用数学模型

本文分析了水流-泥沙-污染物系统中主要物理化学过程对水体污染物的影响，以此为基础推导了描述吸附态、溶解态污染物迁移转化的基本方程。对于河床水体之间泥沙交换产生的环境变化，建立了泥沙冲淤对污染物影响的表达式，对于吸附解吸作用则采用以实验为基础的泥沙吸附动力学模式。根据三峡地区实测水沙、水质数据对模型进行了验证，研究结果表明，模型能够模拟泥沙冲淤过程中污染物的交换，并且可以反映泥沙吸附作用对水环境的动态影响，可以应用于河流及水库泥沙污染物相互作用的模拟和分析。     

动水条件下悬浮态泥沙颗粒吸附TP规律探讨

水体中悬浮泥沙颗粒是氮、磷等营养元素在水中迁移转化的重要载体,已有的泥沙颗粒吸附研究多是针对污染物浓度较高的水体,较低水体中研究较少.因此,选择水体富营养化限制因子TP作为研究对象,根据香溪河泥沙含量及粒径分析结果,利用香溪河原水配取不同TP浓度的水样以及速度可控的搅拌装置模拟间歇性水流紊动,通过室内实验探讨低浓度水体中泥沙吸附机理.结果表明:在存在间歇扰动条件下,低TP浓度水体中达到吸附解吸平衡时间为5d左右,远慢于高浓度水样中的8h左右;单位泥沙吸附量与时间(单位为d)呈对数曲线关系,与水样中初始TP浓度基本呈线性关系;在无外界输入源或外界输入源可以忽略时,不考虑水体含沙量随时间变化,单位泥沙吸附量与水样中瞬时TP浓度呈线性关系.     

稻田与沟塘湿地协同原位削减排水中氮磷的效果

农田排水中氮磷流失造成了水体富营养化及面源污染等一系列水环境问题。提出了控制农田面源污染的稻田沟塘湿地协同系统(PEDWS)，研究了该系统及其各组成部分对农田排水中氮磷的削减效果及机理。结果表明：PEDWS可有效地减少稻田排水量，降低稻田排水中氮磷浓度，对稻田排水中氮磷实现原位削减。较传统灌排系统减少排水量73.03%，分别减少总氮(TN)和总磷(TP)流失负荷90.17%和79.53%；PEDWS中各组成部分都具有控污效果，其中稻田控制灌排可有效地减少稻田排水、降低排水中氮磷浓度和田间产污能力，控制灌溉稻田TN和TP负荷较传统灌溉减少53.72%和37.45%，明沟控制排水对稻田排水中TN和TP的去除率达到64.59%和54.35%，沟塘湿地能够有效地净化稻田排水中氮磷等污染，TN去除率达到37.13%，TP去除率达到27.32%。本文研究结果可为PEDWS在我国的应用提供理论支持及实践指导。     

水质标识指数法在赣江尾闾段水质评价中的应用

赣江为鄱阳湖的重要补给水源,赣江水质对鄱阳湖生态有着重要影响。本文以电导率（EC）、浊度（TUR）、悬浮物（SS）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH₄-N）、硝态氮（NO₃-N）以及化学需氧量（COD）作为赣江水质评价指标,采用水质标识指数法对赣江尾闾段2015年10月30日、12月4日以及2016年1月12日、3月10日和5月30日5个时间点、3个支流、8个监测点的水质进行综合评价分析。分析结果表明：采用主要污染物水质标识指数法（PP-WQI）所得赣江下游北、中、南支流污染指数分别为3.84（COD）、3.53（COD）、3.84（COD/SS）,综合水质标识指数法（CWQI）所得污染指数分别为3.8077、3.5003、3.7465;水质介于Ⅲ类和Ⅳ类之间,属于轻度污染,主要污染物为COD、TN和SS。水质在空间上表现为中支较好,南支和北支较差,上游优于下游;在时间上表现为夏季（5月30日）最差,冬季最好（12月4日和1月12日）。     

三峡水库泥沙淤积对氮磷污染物的影响

三峡水库蓄水运用后,库区宽谷段和弯道段泥沙常年大量淤积,氮磷污染物含量也发生显著变化。为了解三峡库区泥沙淤积对氮磷污染物的影响,基于现场测量以及数据资料的收集,探讨了含沙量与总磷、总氮、氨氮浓度的相关关系,总结了总磷、氨氮以及泥沙淤积的时空分布特征。结果表明:泥沙对总磷吸附较好,总磷浓度均随泥沙淤积的加剧而不断降低;泥沙对氨氮也有一定吸附性,氨氮浓度随泥沙淤积的加剧而有一定降低趋势,但变化趋势远小于总磷。研究结果可为泥沙对河流富营养化等环境因素影响的探讨奠定理论基础。     

不同孔径平板膜对景观水体水质控制效果的试验研究

为研究平板膜处理景观水体的特性,采用孔径为0.1 μm、0.2μm和0.3μm平板膜处理景观水体用水.结果表明,三种膜对悬浮物和藻类有很好的去除效果,去除率都在95％以上,对于溶解态的N、P去除效果不好;三种膜处理效果相比较,孔径最小的0.1μm膜对各种污染物去除效果最好;在过滤不同污染物配水时,0.1μm膜的膜通量下降速率最慢,稳定后较0.2μm和0.3μm膜的膜通量大;通过对污染物的粒径分析和膜表面污染物分析认为,景观水体中,主要污染物对膜通量的影响顺序为:腐殖酸＞藻＞悬浮物;150 nm是景观水体中污染物质粒径的分界点,污染物质粒径主要集中在150 nm以上;与0.2μm、0.3μm膜相比,0.1μm膜抗污染能力更强,更适合用来处理景观水体用水.     

Winter application of manure on an agricultural watershed and its impact on downstream nutrient fluxes

Whole Farm Planning was instituted and monitored over a 5-year period within the Graywood Gully sub-watershed of Conesus Lake, NY (USA). An array of agricultural Best Management Practices (BMPs) (strip cropping, fertilizer reduction, tiling, manure disposal practices, etc.) were simultaneously introduced to determine the impact of a concentrated management effort on nutrient and soil loss from one watershed within the Conesus Lake catchment. During the study period, significant decreases in winter concentrations of dissolved and particulate fractions, including total phosphorus (TP), soluble reactive phosphorus (SRP), total Kjeldahl nitrogen (TKN), and nitrate (NO₃) but not total suspended solids (TSS), were observed. These decreases may or may not be attributed to cessation of manuring practices. Three years into the study, an opportunity existed to test the responsiveness of the watershed to the curtailment of a single BMP — winter manure application to fields. We field-tested the hypothesis that a change in winter manure applications would impact dissolved and particulate fractions in stream water draining this watershed. We found that the water quality of Graywood Gully is very responsive to winter manure application on environmentally sensitive portions of the sub-watershed. With the short-term resumption of manure application, TP, SRP, TKN, and NO₃ concentrations rose dramatically in stream water; elevated phosphorus concentrations persisted over a 5-week period. Total suspended solids, however, were not elevated after short-term manure application. Factors that affected these results were slope of the land, application of manure over snow and during a snowfall, warm air and soil temperatures, and possibly tile drainage of snowmelt water. Managers of agricultural systems must recognize that phosphorus losses from the watershed during the nongrowing season may detrimentally affect nuisance population of algae in lakes during the summer.     

太湖疏浚底泥的脱水技术研究

太湖环保疏浚工程产生大量高含水率的疏浚底泥,处置不当就造成十分严重的二次污染。由于疏浚底泥重金属含量基本低于农用污染物控制标准,合理施用即可改良土壤、节约大量处置费用,不仅能够解决我国土壤退化的问题,还能带来良好的经济效益。为实现底泥的快速脱水,便于资源化利用,同时针对疏浚底泥渗水性差致使底部排水法困难的缺点,采用了絮凝剂、脱水剂与真空抽滤相结合的方法处理疏浚底泥。试验结果表明:加药实验组在520h内可将疏浚底泥的含水率从70%降至41.9%,而不加入药剂的空白组实验含水率只降至60.3%就无法继续脱水。所用脱水剂不与絮凝剂、淤泥和淤泥中的有机质等成分发生化学反应,且对出水水质无明显影响,出水的浊度、CODMn以及pH值在废水排放的规范之内。     

Characterization of runoff from various urban catchments at different spatial scales in Beijing, China

In order to investigate the characterization of runoff in storm sewer from various urban catchments, three monitoring systems at different spatial scales have been installed separately. They have been held since July 2010 in urban area of Beijing (China). The monitoring data revealed that chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and NH(3)-N values significantly exceed the Class V surface water quality standard developed by Ministry of Environmental Protection of the People's Republic of China (MEP). A surface solids buildup and wash off model for small watershed was adopted to analyze and discuss the process of a runoff pollutant discharge. More than a half of pollutant parameters presented a good fit to the model. However, a slightly worse-fit to the wash off model appeared in less than half of the data. Due to the influence of sewer sediments, sewer system characteristics, catchment characteristics, and other reasons, first flush was seldom observed in storm sewer runoff from these three survey areas. Meanwhile, the correlation between TSS and any other pollutant was analyzed according to cumulative load of pollutants in runoff events. An event mean concentrations (EMCs) approach was adopted to quantify the pollution of runoff. EMCs of various pollutants in storm sewer runoff between different rainfall events were slightly higher than the typical values observed in similar areas at home and abroad, according to other studies reported in literature. Based on quantitative analysis, it can be concluded that urban non-point source pollution is recognized as the major causes of quality deterioration in the receiving water bodies. This is after the point source pollution has been controlled substantially in Beijing. An integrated strategy, which combines centralized and decentralized control, along with the conditions of meteorology, hydrology, urban planning, existing drainage system, etc., will be an effective and economic approach to urban runoff pollution control.     

Fine-scale nutrient enrichment and water quality on the rural shores of Southeast Lake Huron

Recently, there has been public concern that water quality in the nearshore of Southeast Lake Huron has been deteriorating, inferred partly from fouling of shoreline by algae. In 2010, fine-scale patterns in nutrient concentrations and other water quality features were examined to better understand the influence of the adjacent land on the nearshore environment in the region. Surveys at two areas of coastline were conducted over a seasonal cycle. Monitoring of water quality in tributaries to the study areas indicated that water of poor quality was periodically discharged to the lake as indicated by elevated levels of nutrients, fecal indicator bacteria, suspended solids and chloride. The extent of the nearshore that was directly influenced by land runoff was small, restricted to the shoreline fringe, relative to the broader nearshore. Pulse-like inputs of phosphorus from wave-induced erosional events and periods of precipitation-related runoff, both characterized by high levels of particle-bound phosphorus, contributed to highly dynamic and spatially variable levels of total phosphorus (TP), and proportions of TP in dissolved form, in the nearshore. The proportion of TP associated with particulate material was strongly correlated with lake depth. Phosphorus distributions in the nearshore indicate contrasting conditions with proximity to shoreline. Land runoff enriches nutrient levels along sections of the immediate shoreline, which contrasts sharply with the ultraoligotrophic conditions in the broader nearshore. The nearshore of Lake Huron arguably has always been highly sensitive to phosphorus pollution and it appears likely that the shoreline may be even more so today.     

引滦输水污染物特征及对于桥水库水质影响分析

通过对引滦输水期及非输水期的引滦沿线水体污染物特征研究,对水体中悬浮物、总氮、总磷等污染物进入于桥水库对水库水环境质量产生的影响进行分析,得出对于桥水库水环境产生的影响主要为营养元素总氮、总磷,其主要来源于引滦输水的上游水库。悬浮物及重金属在引滦沿线水体中含量较大,主要来源于沿线两岸的尾矿,但进入于桥水库前沉积量较大,对水库水环境影响较小。结合本研究结论对引滦输水沿线及于桥水库水环境的管理工作提出了建议。