新型铁碳微电解材料对水体磷的净化效果

传统铁碳微电解填料在除磷过程中出现的填料板结、沟流等问题不但会导致水体除磷效果降低,而且填料上脱落的碳颗粒导致产泥量增大还会增加后续处理成本。为此,采用铁基材料和碳纤维组成的新型铁碳微电解材料为除磷材料,以碳纤维、铁基材料等除磷材料为对照,考察了新型铁碳微电解材料对武汉市某湖泊水体总磷的去除效果及不同处理时间对水体总铁浓度和浊度的影响。结果表明:间歇曝气处理10 h,新型铁碳微电解材料、铁基材料和碳纤维对水体磷的去除率分别为80.00%、76.73%、2.86%;铁碳微电解处理72 h后静置96 h,水体总磷浓度从静置前的0.052 mg/L降至0.012 mg/L,水体总磷达《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类标准,水体浊度和水体总铁浓度均变化不明显,最终分别为4.14 NTU和0.089 mg/L;悬挂于水体中的新型铁碳微电解材料未出现填料板结、沟流等现象,且水处理过程中仅产生铁絮凝物,克服了传统铁碳填料中因碳颗粒脱落导致产泥量增大等问题,提高了水体磷的去除率,而且水体浊度和总铁浓度增加不明显。研究成果有助于探寻水体富营养化治理的新途径。     

瓦埠湖沉积物中氮与磷赋存形态分析

利用连续提取法研究了瓦埠湖沉积物中磷的赋存形态和氮的组成特征。结果显示:瓦埠湖沉积物中总磷含量为293～874 mg/kg,平均为470 mg/kg,总磷主要由无机磷组成;在沉积物的提取磷中铁结合态磷为主要赋存形态;铁磷、钙磷、铝磷的相对百分含量指示出该湖泊的磷源自污染较少的区域。瓦埠湖沉积物中总氮的含量为208～464 mg/kg,平均为265 mg/kg,氮的主要组成为有机氮,有机氮、有机指数等显示该湖泊属于清洁类型,未遭受污染。瓦埠湖流域的社会与自然状况的调查结果、湖泊底泥的有机碳氮比等均表明湖泊营养物质来自面源,各指标含量在空间分布的特点与相关性的差异,说明了物质沉积存在重力分离与水动力作用的过程。     

鄱阳湖枯水期水体主要污染物时空分布差异（性）研究

系统分析了鄱阳湖2015年度枯水期主湖体、五河入口、湖口过江水道、赣江下游主河道和南昌市周边湿地表层水体中总氮、总磷、汞、铜、锌、铅、镉等几种污染物的含量,结果表明:①2015年度鄱阳湖枯水期水体中总氮、总磷和铜的平均浓度分别为3.145 mg/L、0.121 mg/L和0.089 mg/L,总体偏高;②汞、铅、锌、镉的平均浓度为5.932×10-4 mg/L、0.408mg/L、0.0645 mg/L和4.516×10-2 mg/L;③总氮、总磷和铜在空间分布上存在差异性,表现为饶河河口、吴城望湖亭和湖口等区域的污染情况较为严重,南矶山碟形湖的污染程度最轻.     

三峡水库蓄水后水文特性和污染因素分析

根据2003年10月和2004年4月的三峡库区调查,三峡水库二期蓄水后的流速、流量、水深都发生了变化,干流流速为0.13～0.24 m/s,远低于天然河道状态下2 m/s的平均流速;支流回水段流速普遍低于0.05 m/s,远低于天然状况下1～3 m/s的平均流速.总磷浓度为0.063～0.098 mg/L;总氮浓度为1.10～1.85 mg/L.从营养盐单因子考虑,国际上一般认为,当水体中总磷、总氮浓度分别达到0.02 mg/L和0.20 mg/L这一临界值时,水体就有可能出现富营养化现象.对三峡库区的研究结果表明:河流型水体为贫营养状态,过渡型水体为中营养状态,部分湖泊型水体为富营养状态,三峡水库存在着发生藻类异常繁殖的"水华"现象的可能.     

沐浴水库水质对人类活动的响应分析

根据烟台市水文局2008—2018年对沐浴水库的水质检测数据,分析沐浴水库十年间的水质变化情况。研究发现沐浴水库水质pH平均值为8.22,属于弱碱性水,总氮含量为14.86mg/L,属于超Ⅴ类地表水;总磷平均含量为0.03mg/L,属于Ⅲ类水;氨氮平均含量为0.23mg/L,属于Ⅱ类水。水库中总氮含量较高与近年来沐浴水库发展渔业有直接关系。     

长江下游干流水体中氮的空间分布特征

为全面了解长江下游干流氮素的含量水平,于2014年6月对长江下游干流表层、中层和底层水体中总氮(TN)、溶解性氮(TDN)、氨氮(NH₄⁺-N)的含量进行检测,分析了氮素的空间分布特征。研究结果表明:TDN是氮在长江下游干流水体中的主要形态,而且表层、中层、底层水体中氮素含量均不相同;长江下游干流水体中TN的含量范围为0.85～2.46 mg/L,表层和底层水体中TN平均含量均高于中层水体中TN的平均含量;水体中TDN的含量范围为0.72～2.08 mg/L,表层水体中TDN平均含量相对较高;水体中NH₄⁺-N的含量范围为0.13～0.75 mg/L,表层、中层和底层水体中NH₄⁺-N的含量相近;从研究区域上游至下游,TN和TDN的平均含量呈现上升的趋势;不同城市间的NH₄⁺-N平均含量波动较大。通过相关性分析还发现,TDN与叶绿素a (Chl-a)呈显著负相关, 水温(T)与叶绿素a (Chl-a)呈显著正相关,其它形态氮与水的理化性质无明显相关关系。此研究结果可作为控制长江下游干流水体中氮素污染的基础数据。     

湖泊水深度处理工艺的对比试验研究

为解决南方河网地区给水厂常规处理工艺出水中细菌和有机物超标等问题,进行了超滤膜处理滤后水的试验研究,结合O3-BAC工艺生产数据,对比分析两种深度处理工艺的效能.研究表明:O3-BAC工艺出水溶解性总有机碳(DOC)、高锰酸盐指数(CODMn)和UV254平均值分别为3.76 mg/L、2.51 mg/L和0.053 cm-1;超滤膜工艺出水DOC、CODMn和UV254均值分别为3.95 mg/L、2.85 mg/L和0.071 cm-1.超滤膜工艺出水浊度小于0.1 NTU,粒径＞2 μm的颗粒物为9～17个/mL,对细菌的去除率达到100%;O3-BAC工艺出水平均浊度为0.25 NTU,细菌数和颗粒数较高且波动较大.O3-BAC和超滤膜深度处理工艺分别增加运行成本0.21元/m3和0.187元/m3.     

浅水湖泊水生态数学模型研究及应用

该文针对珠三角感潮浅水湖泊水环境模拟问题,在二维水流-污染物输移耦合数学模型基础上,结合WASP(water quality analysis simulation program)水生态数学模型原理,考虑溶解氧、氨氮、硝酸盐氮、有机氮、无机磷、有机磷、碳生化需氧量和叶绿素a等8个水质变量及其相互作用的溶解氧平衡子系统、氮循环子系统、磷循环子系统和浮游植物动力学子系统,建立了浅水湖泊水生态数学模型。通过室内实验系统模拟了珠三角某典型感潮人工湖泊外江来水营养条件对蓝藻生长的影响,确定了蓝藻生长速率等关键模型参数,并模拟了湖泊不同换水方案下叶绿素a的时空分布规律,为控制湖泊水体富营养化、预防蓝藻水华爆发提供科学依据。     

河道型水库沉积物有机碳空间分布特征及其埋藏效应

【目的】河流筑坝对有机碳具有重要的拦截作用,影响内陆水体碳循环。目前,河道型水库沉积物有机碳空间分布特征和自生有机碳埋藏通量仍不明确。【方法】采用沉积物柱芯法、沉积物物理化学参数和碳同位素二元混合模型,对河道型水库(银盘水库)沉积物有机碳埋藏开展了调研。【结果】结果显示：银盘水库沉积物有机碳含量变化范围为0.99%～1.32%,库中和坝前沉积柱有机碳含量均值分别为1.12%和1.16%;内源有机碳与总磷呈现显著正相关;有机碳埋藏速率变化范围为98.7～348.9 g C·m^-2·a^-1,平均值为223.8 g C·m^-2·a^-1,有机碳埋藏通量和内源有机碳埋藏通量分别为2.5×10⁹ g C·a^-1和1.8×10⁹ g C·a^-1;内源有机碳对沉积物总有机碳的贡献比例为69.0%～75.2%,平均值为71.5%。【结论】结果表明：河道型水库沉积柱有机碳含量从库中到坝前没有明显变化;水库内源有机质的生成与营养盐输入...     

长江中下游底泥重金属污染特征、潜在生态风险评价及来源分析

为探究长江中下游底泥重金属污染状况,对长江中下游主干河流及湖泊的27个断面的底泥进行采集并测定镉、铅、铬、铜、锌、砷和汞的浓度。运用潜在生态风险指数法对重金属污染进行评价,并采用相关分析和主成分分析对重金属的污染来源进行分析。结果表明:Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn和As的含量分别为0.010～0.55 mg/kg、0.016～0.17 mg/kg、13.04～110.03 mg/kg、42.03～121.03 mg/kg、21.70～75.10 mg/kg、48.01～750.01 mg/kg和6.03～82.95 mg/kg。重金属浓度较高的地方位于较为发达的城市(武汉和南京)、采矿业发达的地区(安庆、大通和芜湖)、港口城市(城陵矶)以及湖泊(鄱阳湖和东洞庭湖)。由潜在生态风险评价可知,7种重金属污染程度的大小顺序为:HgAs PbCdCuCrZn。相关分析和主成分分析结果表明Pb、Cd、Zn、Cu、Hg和Cr主要来源于煤炭燃烧、农业活动及生活污水,As主要来源于采矿业和航运业。长江中下游及湖泊底泥所有点位的Pb、Cu、Cr、Zn和Cd均处于轻微潜在生态风险状态,As和Hg在部分点位具有较高潜在生态风险。结合所有重金属元素来说,长江中下游以及湖泊底泥的潜在生态风险水平较低。     

长江源和怒江源区水体氮磷化学计量特征初探

根据2016年长江源和怒江源区现场调查获取的水质监测资料,分析了长江源和怒江源区河湖水体的基本理化参数、氮磷含量和形态指标,并利用氮磷化学计量比(m(TN)∶m(TP),氮磷质量比)特征评估了江源地区河湖水体的氮磷养分限制状态。结果表明:长江源和怒江源区河湖水体的总氮含量介于0.475~0.956 mg/L,满足地表水Ⅱ—Ⅲ类水质标准;总磷含量介于0.006~0.017 mg/L,满足地表水Ⅰ—Ⅱ类水质标准;硝态氮占总氮含量的43.5%~85.5%,是河湖水体氮素的主要组成部分,对江源地区水体总氮污染的贡献更大;氮磷比介于33.7~79.3,磷素是江源区河湖水体中浮游植物生长的限制性营养因子。研究成果可为揭示江源地区河湖水体的富营养化进程和水生态环境保护提供数据支撑。     

黄河流域河湖生态环境复苏研究

通过评价黄河流域河湖生态环境演变特征,探究其存在的问题,分析黄河流域河湖生态环境复苏目标与总体格局,探讨并提出黄河流域河湖生态环境复苏的实现路径.结果表明,黄河流域河湖生态环境系统正在由无序发展向有序发展转变.针对黄河流域河湖生态环境复苏面临的河湖生态环境脆弱、区域地下水超采、流域水土流失等主要问题,应从强化河湖监管、...     

广州城市河涌氮、磷污染研究

对广州市区典型河涌氮、磷污染进行分析研究。结果表明:上覆水中氨氮质量浓度为6.21~22.40 mg/L,间隙水中氨氮质量浓度为19.9~152.0 mg/L。河涌上覆水以及间隙水中的氮污染主要是无机氮污染,且以氨氮为主,占总无机氮的90%以上。各河涌的氨氮和总氮值之间表现出很强相关性,但上覆水的氨氮和总氮值与间隙水的氨氮和总氮值之间,却不存在明显相关性。底泥间隙水与上覆水磷形态差异较大,间隙水中可溶性正磷酸盐与总磷具有较好的相关性,且有机磷质量浓度比上覆水要高;底泥中可溶性磷(Psol)、铝结合磷(PAl)质量浓度较低,铁结合磷(PFe)质量浓度较高。悬浮物中各形态磷质量浓度整体上均比底泥样品要高。     

长江源区近年水质时空分布特征探析

长江源区地处青藏高原,气候条件恶劣,受技术条件限制,有关源区特有的高原生态环境状况的调查和报道较少。根据2012,2014,2015年长江源区科学考察获取的水质监测资料,分析了长江源区常规监测指标、金属类及有机物等水质指标,探析了近几年长江源区水质时空分布特征。结果表明:长江源区河流水质良好,大多数区域的水质指标达到Ⅰ—Ⅱ类水标准;受水体含沙量和区域地质条件的影响,源区不同区域河流水质有一定差异;源区水质年际间差异不大,基本在相同的范围内波动;与国内外河流背景值相比,源区水质基本处于河流背景值范围内;源区有邻苯二甲酸酯类有机污染物检出。该结果对于进一步开展长江源区水生态环境研究具有重要意义。     

近20年长江水资源利用现状分析

根据近20 a 来水资源公报成果,分析了长江流域及二级支流水资源总量、用水总量、用水结构、用水指标、废污水排放和河流湖泊水质变化情况,提出未来水资源管理的重点是水污染治理和水资源保护。分析结果表明: 长江流域水资源总量变化不大,用水总量增幅明显减缓,到2007 年以后,用水总量趋于稳定; 农业用水基本稳定,工业和生活用水增加; 万元GDP 用水量和万元工业增加值用水量显著下降,用水效率增加; 废污水排放总量不断增加,河流和湖泊水质改善不明显,水污染治理任重道远。长江流域水资源管理应该借助长江经济带绿色发展,在加强点源治理基础上,更加重视面源污染的控制和治理。     

近60年来长江对鄱阳湖倒灌水量的变化特征

鄱阳湖是长江中下游典型的通江湖泊,其出流特征及水位涨落同时受五河及长江来水的双重影响,进而形成较为复杂的江湖水文情势关系。为研究长江对鄱阳湖作用的变化规律,依据鄱阳湖五河以及出湖控制水文站1956—2016年水文数据,探讨长江对鄱阳湖倒灌水量的变化规律。研究结果表明:鄱阳湖五河七口控制站2003—2016年年平均径流量相比1956—2002年有所降低。鄱阳湖倒灌水量、倒灌天数均与汉口站来水和鄱阳湖入湖水量之差呈较好的正相关关系。2003年后,三峡水库的蓄水或放水在一定程度上影响了江湖作用的季节变化和鄱阳湖流域的旱涝机遇,一定程度上减少了长江对鄱阳湖的倒灌频次。通过对倒灌水量和倒灌天数的分析可知,在1960年代、1980年代和21世纪初,长江上中游来水对鄱阳湖的作用相对强烈;而在1970年代、1990年代和2010年以后,长江上中游来水对鄱阳湖作用较弱。研究成果对于认识变化条件下长江与鄱阳湖江湖关系变化规律具有重要意义。     

黄河源区浮游植物群落特征研究

为初步掌握黄河源区藻类的概况,于2016年7月(夏季)和10月(秋季)对河源源区重点湖泊河段开展了浮游植物系统调查研究。调查记录浮游植物7门52种,以硅藻门(21种)和绿藻门(18种)为主,优势种多属硅藻门中的贫营养或中营养型种类。调查发现浮游植物密度整体较低,介于6.90×10~4～1.17×10~6 cells/L之间,夏季明显高于秋季,湖泊明显高于河流。通过对浮游植物的密度、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数的分析认为,黄河源区水质介于极贫营养水平到贫中营养水平之间,水生态环境状况整体良好。研究成果可为黄河源区水生态保护提供理论依据和数据支撑。     

长江流域水体富营养化演化驱动机制及防控对策

富营养化已成为长江流域河流、湖泊与水库面临的共性问题,基于近10 a来长江流域水质状况、营养物质含量、水文泥沙过程、富营养化评价指数等数据及相关历史文献,分析了长江流域水体富营养化现状及演化趋势,以典型河流、水库与湖泊为例,剖析了长江流域水体富营养化驱动机制。结果表明:①长江流域水体富营养化程度为河流水库湖泊,上游四川盆地与中游江汉平原是长江流域富营养化湖泊与水库的主要聚集区。②近10 a来,中度富营养化湖泊比例从2009年的31.3%增加至2018年的42.7%,水库营养水平正从中营养向轻度富营养快速发展。③长江流域水体营养充足,受闸坝建设运行影响,流速减缓、流量偏枯,水体交换慢与河湖连通性差是河流、水库与湖泊富营养化的重要驱动力。为防控水体富营养化,建议监测重要控制断面氮磷浓度与通量,加强农田灌溉退水与水产养殖废水排放管理,开展流域水、沙、营养物质耦合输送调控。     

水库群联合作用下长江中下游江湖关系响应机制

长江干支流水库群的总库容约占长江入海年均径流量的37.6%,水库群的联合作用改变了进入长江中下游江湖系统的水沙条件,引起江湖系统水沙输移、冲淤演变及江湖关系等发生新的变化,呈现新的特点。本文在综述近年来长江中下游江湖系统水沙输移与冲淤演变特性及江湖关系变化等研究成果的基础上,重点阐述水库群联合作用下长江中下游江湖关系响应机制,形成的主要认识有:水库群联合作用下中下游江湖系统的径流量及比例组成没有明显变化,但输沙量及比例组成发生显著变化,干流宜昌站变化最为明显;中下游河道由自然条件下的中沙河流变为少沙河流,江湖系统由自然条件下的累积性淤积转为持续冲刷,并在较长时期内进行重新塑造与调整;水库群的联合作用对江湖水沙交换与湖区冲淤产生影响,两湖枯水期有所提前,湖区泥沙沉积率显著下降,江湖关系总体趋于向好的方向调整。鉴于长江水沙条件变化的不确定性、人类活动影响的加剧与江湖系统演变的复杂性,今后仍须加强变化环境下中下游江湖系统响应机理研究。     

黄河源区典型弯曲河流的几何形态特征

黄河源区支流白河和黑河位于青藏高原东北部若尔盖盆地的东部,河道蜿蜒曲折,是典型弯曲型河流,研究其弯曲河道的一般形态规律,有利于认识青藏高原弯曲河流的发育条件和形态特征。基于遥感图像、DEM和野外调查,利用ArcGIS提取了白河和黑河的河网,计算了沿程的纵比降,并测算了河道宽度、弯曲度、河谷宽度和牛轭湖数量。白河和黑河的统计河段平均弯曲度分别为1.68和2.46,黑河平均弯曲度大于白河的主要原因是黑河的多年平均流量和河道纵比降均小于白河。白河单位河长的牛轭湖数量沿程由多变少,黑河单位河长的牛轭湖数量沿程趋于均匀,且牛轭湖数量多于白河,说明黑河沿程保持更高的自然裁弯频率。