永定河冲洪积扇地下水中硝酸盐来源的同位素识别

硝酸盐(NO_3~-)是北京地下水的主要污染物之一。本文分析了永定河冲积扇不同部位第四系地下水的水化学和氮、氧同位素特征,识别了地下水中NO_3~-的主要污染源,并定量评价了各种源的贡献。研究区地下水的NO_3~--N浓度介于1.32~37.44 mg/L,80%的地下水样NO_3~--N浓度超过我国《生活饮用水卫生标准》(20 mg/L)。地下水的δ15N-NO_3~-值介于+9.38‰~+16.96‰,均值12.87‰,δ18O-NO_3~-值介于+3.13‰~+21.18‰,均值+10.39‰,结合反硝化作用的识别,推断地下水中NO_3~-主要来自粪肥,部分来自NO_3~-化肥和大气降水。采用氮、氧同位素和物质平衡混合模型定量评价表明,粪肥对地下水NO_3~-的贡献为58%~81%,据此提出了保护和改善地下水水质的建议。     

氮元素降解随流速的变化规律研究

本文介绍了采用循环环境水槽试验对流速对氮元素降解过程的影响进行的研究。研究中,分别监测了不同流速条件下水体的氨氮、硝酸盐(NO_3~--N)、亚硝酸盐(NO_2~--N)浓度随时间的变化过程,并分析了pH随流速变化对氮元素主要降解过程的影响。结果表明:实验水体pH主要受氮元素迁移转化的影响,其值的变化与氨氮、硝酸盐(NO_3~--N)、亚硝酸盐(NO_2~--N)的浓度变化显著性相关,其与流速同样关系紧密,无论是氨化反应占主导阶段,还是硝化、反硝化反应占主导的阶段,均是流速越大,pH越高。     

氢氧稳定同位素对东平湖枯水期水环境的指示作用

为掌握东平湖枯水期水环境质量,采集氢氧稳定同位素样品分析了氢氧同位素分布、氘盈余(d值)和富营养化状况,揭示了枯水期蒸发作用和人为因素对湖泊水质的影响,结果表明:(1)单因子评价法反映出东平湖枯水期富营养化现象严重,水体中COD、TN和TP含量平均值分别为16.92mg/L、0.80mg/L和0.31mg/L,接近重富营养化;(2)枯水期δD和δ18 O呈现出从湖区的东南向西北逐渐增加的规律,而氘盈余值则表现出与δD和δ18 O比值相反的空间分布。湖水的氘盈余在-4.77‰～-12.48‰之间,d值严重偏负,说明水体的蒸发作用较强烈;(3)枯水期湖水的δ18 O、δD与COD、pH、EC、呈显著相关性,反映出蒸发分馏对COD等含量的影响;而水中TN、TP含量与δD和δ18 O比值无显著相关性,其含量的大小一定程度是受人为因素影响的。     

好氧颗粒污泥低温反硝化除磷的影响因素研究

以模拟城市生活污水为原水,在低温条件下研究SBAR反应器中好氧颗粒污泥反硝化除磷的效能。采用多组平行试验考察了pH、NO_3~-—N、NO_2~-—N、碳源类型对反硝化除磷的影响。结果表明:用乙酸钠作为碳源,pH控制在7±0.1,初始硝酸盐浓度为5 mg/L,或初始亚硝酸盐控制在15～30 mg/L时,有较理想的脱氮除磷效果。     

MBR-RO组合工艺生产直接饮用再生水的试验研究

采用膜生物反应器-反渗透(MBR-RO)组合工艺处理生活污水的过程中,MBR出水污染指数(SDI)在2.5~3.5之间,符合RO膜元件进水要求,且添加10mg/L阻垢剂后能有效控制RO膜的结垢问题。MBR-RO组合工艺的产水水质良好,其中常规水质指标COD_(Mn)浓度0.05mg/L、NH_4~+-N浓度0.15mg/L、NO_3~--N浓度2.82mg/L、NO_2~--N浓度0.7mg/L、TP浓度0.12mg/L,TOC浓度0.51mg/L,参照国家《生活饮用水卫生标准》中主要的73项指标分析,产水达到饮用水水质标准。本研究结果表明,采用MBR-RO组合工艺生产直接饮用再生水是可行的。     

南方低山丘陵区小流域不同土地利用方式下面源污染分布特征

南方低山丘陵地区经水土保持综合整治后,水土流失得到了有效遏制,但面源污染问题依然突出。研究小流域面源污染的空间分布规律,对面源污染的治理尤为重要。以松溪河小流域为南方低山丘陵区典型代表,结合实地调研,选择小流域内最具有代表性的3种土地利用类型各自汇水范围内的水塘及松溪河下游和小流域出口处作为采样点,利用2016年6-11月采集的3次水样,分析不同土地利用类型对总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+—N)、硝态氮(NO_3~-—N)、总磷(TP)空间分布的影响。结果表明:总氮是小流域水体主要污染物,小流域出口处总氮浓度最高,为0.90～3.15 mg/L;居民点和农田对小流域面源污染贡献最高,这是因为南方低山丘陵小流域近年来经济发展较快,社会经济活动频繁但基础设施建设相对滞后;硝态氮浓度与总氮浓度的空间分布特征较一致,硝态氮、铵态氮与总氮在时间上的变化趋势相同;小流域氮素面源污染受到降雨的显著影响,磷素面源污染受到施肥习惯的影响。     

秦岭山区商洛市大气降水化学组成特征及来源分析

为了解秦岭山区城市大气降水化学组成与来源,2018年1-12月共收集商洛市有效降水样品40个,分析了p H、电导率(EC)和主要离子浓度(F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+))。结果表明:商洛市降水p H和电导率的加权平均值分别为6.76和34.35μS/cm,降水总离子浓度加权平均值为452.89μeq/L;主要阴离子为SO_4~(2-)和NO_3~-,分别占总阴离子浓度的59.20%和31.93%,主要阳离子为NH_4~+和Ca~(2+),分别占阳离子浓度的39.21%和33.87%,中和因子(NF)也表明二者中和能力最强;总离子浓度冬季高,夏秋季低,呈现明显的季节变化特征;相关分析表明NH_4~+、Ca~(2+)与SO_4~(2-)、NO_3~-之间相关系数均大于0.7,说明商洛大气中存在着NH_4NO_3、Ca(NO_3)_2、(NH_4)_2SO_4、CaSO_4和NH_4HSO_4等物质;富集因子计算表明,SO_4~(2-)和NO_3~-主要来自人为活动,Ca~(2+)、Mg~(2+)和K~+主要来自陆源的岩石土壤风化,Cl~-主要来自于海洋源。     

改性凹凸棒土/纳米铁复合材料去除地下水NO_3~--N的研究

采用液相还原法制备改性凹凸棒土/纳米铁复合材料(简称复合材料),考察了该复合材料的稳定性及其作用下"三氮"(NO_3~--N、NH_4~+-N、NO_2~--N)的变化情况,阐明了地下水环境因素(DO、温度、光照)对复合材料去除NO_3~--N的影响。模拟地下水环境时,3种材料去除NO_3~--N的反应活性顺序为:复合材料纳米铁改性凹凸棒土,且复合材料作用下NH_4~+-N的转化率低,几乎无NO_2~--N生成。DO、温度对复合材料去除地下水NO_3~--N的影响较大;而光照和黑暗环境下,地下水中NO_3~--N的去除率及NH_4~+-N、NO_2~--N的生成量均无明显差异。研究成果旨在为NO_3~--N污染地下水工程修复提供理论依据和技术支撑。     

黄土塬区浅层地下水化学特征及其碳循环意义

对甘肃省灵台县独店镇秋射村黄土剖面浅层地下水的水化学组成、溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)等进行了取样分析,对其δ~(13)CDIC和δ~(13)CPOC的特征及其控制因素进行了探讨,并评估了降雨补给过程中的碳酸盐风化碳汇强度。结果表明,研究区地下水的水化学类型为HCO3-Ca·Mg型,其方解石饱和指数SIC大于0,已经饱和,但尚未达到大规模沉淀的程度。研究区黄土浅层地下水的DIC变化范围为5.25~5.45mmol/L,DOC含量为0.59~0.62mg/L,明显低于地表水体;而POC稍高,这是因为黄土颗粒物的混入造成。泉水和井水的δ~(13)CDIC变化范围在-9.19‰~-8.90‰之间,其较高的δ~(13)C与碳酸盐风化-沉积过程中反复的碳同位素交换有关。而δ~(13)CPOC变化范围在-19.99‰~-18.87‰之间,与黄土有机碳同位素特征基本一致。地下水中的HCO-3、Ca2+和Mg2+主要来源于碳酸盐的化学风化。根据风化反应的离子平衡关系,计算得到研究区的风化碳汇为2.82mmol/L,即每有1L的降水入渗到零通量面以下,就会产生2.82mmol的碳汇。     

基于水化学和环境同位素的准格尔煤田地下水循环特征

为揭示准格尔煤田地区地下水循环特征,运用水化学技术、水汽轨迹模型和环境同位素等方法分析不同水体水化学特征、环境同位素特征、大气降水主要来源、地表水及地下水转化关系。结果表明:地表水矿化度低,呈弱碱-偏碱性,水化学类型以HCO_3·SO_4·Cl-Ca型水为主;地下水整体矿化度低,偏弱碱性,主要以HCO_3-Na·Ca型、Cl-Na型、HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·Cl-Na型水为主;黄河水δ(D)平均值为-79.6‰、δ(~(18)O)平均值为-10.47‰,第四系地下水δ(D)平均值为-66.25‰、δ(~(18)O)平均值为-9.1‰,白垩系地下水δ(D)值为-70.6‰、δ(~(18)O)值为-9.3‰,石炭-二叠系地下水δ(D)平均值为-77.07‰、δ(~(18)O)平均值为-9.9‰,寒武-奥陶系地下水δ(D)平均值为-75.73‰、δ(~(18)O)平均值为-10.06‰;大气降水受极地气团和季风影响,主要来源为西风带水汽、地表水和地下水水汽蒸发再循环;断层带、褶皱轴部裂隙带为不同含水层间主要导水通道,大气降水和黄河为地下水主要补给来源;高承压水头寒武-奥陶系岩溶裂隙水越流补给第四系松散孔隙水和砂岩裂隙水,第四系松散孔隙水通过地层间不整合接触面裂隙发育带向下补给石炭-二叠系砂岩裂隙水,黄河水对寒武-奥陶系地下水的补给比例受地质构造发育的影响较大。     

以海绵为填料的厌氧氨氧化反应器对污泥脱滤液的处理效果

为了研究以海绵作填料利用半硝化(PN)-厌氧氨氧化(ANAMMOX)联合工艺对实际废水进行脱氮处理的可行性,在一上流式厌氧固定床反应器中,利用熊本东部的某污水处理厂的污泥脱滤液进行了试验研究.运行结果表明,联合工艺运行时,控制亚硝化反应器温度为(30±1)℃、pH为7.5、溶解氧为1 mg/L时,亚硝化的活性比较稳定,出水NO_2~--N/NH_3-N为1左右.对于ANAMMOX反应阶段,在较高的总氮负荷3.6 kgN/(m~3·d)下,TN、NH_3-N 和NO_2~--N的去除率分别达到70%、72% 和91%,反应器处理效果较好.此外ANAMMOX 反应器在(17±2)℃时NO-2-N去除率低于(25±1)℃时6%;但当环境温度升高时,ANAMMOX菌的活性可以迅速地从低温操作条件下恢复(2～3 d).     

天津生态城多水源补水深度处理集成技术研究与工程示范

针对中新天津生态城水环境建设目标高,水资源严重匮乏、水环境现状质量差、生态用水需求量大的问题,进行了景观水体补水的多水源净化处理技术集成,重点开展了污水处理厂生物池技术改造与气浮滤池污水深度处理的一级A升级改造工艺研究,实现了普通再生水水质COD≤50mg/L、NH_3-N≤5mg/L、NO_3~--N≤15mg/L、TP≤0.5mg/L的目标。开展了浸没式超滤膜+反渗透再生水工艺研究,实现了高品质再生水COD≤30 mg/L、NH3-N≤1.5 mg/L、NO_3~--N≤10mg/L、TP≤0.3mg/L的目标。建立了以一级A出水、再生水、雨水、过境水等多水源补水的综合模式与工程示范,补水能力达到2万m3/d,为中新生态城新型水环境系统构建与实施提供了保障。     

常温城市生活污水半亚硝化试验研究

以低氨氮(60～80 mg/L)、常温(22～26 ℃)城镇生活污水经A/O工艺后的出水为原水,利用双抑制因素快速启动半亚硝化系统,采用单抑制因素控制运行,出水能够实现NH_3-N/NO_2~--N=1∶1,为ANAMMOX提供了适宜的进水.试验表明,通过DO(0.1～0.3 mg/L)和高游离氨(>7 mg/L)共同的抑制作用,能够快速启动半亚硝酸型硝化(15 d).启动成功后在低溶解氧下实现半亚硝化的稳定运行,亚硝酸盐积累速率最高达到4.32 mgNO_2~--N/(L·h).     

鄱阳湖水体无机氮时空分布特征研究

为了分析鄱阳湖水体无机氮的时空分布,于2006年1月和7月对鄱阳湖湖面及其主要支流下游的表层水进行系统采样,分析研究了各种形态无机氮的分布变化特征。结果表明,枯水期鄱阳湖无机氮在上游主航道较低,低于全湖平均值,航道中段无机氮含量明显高于其它区;丰水期氮含量高值区出现在主航道中段,在下游处无机氮含量又呈现上升的趋势;鄱阳湖NH4+-N和DIN在枯、丰水期有相似的变化规律;鄱阳湖主航道枯水期NO3--N、NH4+-N、DIN浓度明显高于丰水期,而NO2--N恰好相反,其主要支流丰水期NH4+-N和DIN含量也比枯水期低。     

滹沱河源头地下水硝酸盐污染的氮氧同位素示踪

为确定滹沱河源头松散岩类孔隙水硝酸盐污染特征及其迁移过程,2016年3月选择源头繁峙县地下水共8个采样点进行分析。结果显示:地下水常量元素Ca~(2+)离子含量明显大于Na~+离子,且两者之间存在明显的负相关关系;Na~+离子与Cl~-离子含量存在比较明显的正相关关系;沿地下水流程,HCO-3离子含量存在减小的趋势,但相对变幅较小,是最主要的阴离子成分;Cl~-离子含量随着地下水流程的增加而增大,且相对变幅变化较大。基本上反映了地下水动态为入渗-径流为主、入渗-径流-蒸发为辅,地下水化学作用以溶滤作用为主、间杂浓缩作用的特点;滹沱河源头地下水硝态氮污染比较严重。采样点的NO3-含量介于3.6~28.7 mg/L,平均值为14.3 mg/L,超标率达75%,郝家湾以下所有样点全部超标;随着硝酸盐含量的增加,δ15N无明显的降低现象,且本次取样的δ15N/δ18O均不为2∶1的比例,加之积极交替的地表水、地下水环境,说明研究区基本未发生反硝化作用;δ~(15)N、δ~(18)O溯源分析结果表明,12.5%的样点受到生活污水和家畜粪便的污染;87.5%的样点受到土壤溶滤、生活污水和家畜粪便、化肥和降雨的共同污染,相应的贡献率分别为62%、22%、16%。同时表明该区正发生着有机质的矿化作用和硝化作用。     

基于综合营养状态指数的百花湖水环境评价

百花湖生态系统较为脆弱,破坏之后难以恢复。通过对百花湖丰水期、平水期和枯水期水体理化参数的监测,利用综合营养状态指数法对百花湖水环境状况进行了系统评价。结果表明:百花湖表层水温在11.2℃～22.5℃之间,pH值为7.7～8.4,溶解氧为5.0～14.9 mg/L,透明度为0.6～1.9 m;总氮、总磷分别为1.4～4.1,0.030～0.964 mg/L,氮磷比在14.9～64.3之间,为高氮、磷控制的水库;氨氮在0.01～1.85 mg/L之间;丰水期百花湖营养指数为29.56,属于贫营养,平、枯水期营养指数分别为35.31,31.56,同属中营养,百花湖整体处于贫-中营养状态;径流输入为百花湖营养盐主要来源。     

陡河水库水中含氮量监测与初析

水体中的含氮化合物,大体可分为有机氮与无机氮两种,二者之和即为总氮(TN)。无机氮又包括氨氮(NH_3—N)、亚硝酸盐氮(NO_2—N)和硝酸盐氮(NO_3—N)。监测氮的含量,对于掌握水体被污染的情况及其自净作用有很大意义。总氮还是评价水库富营养化状况的重要指标。总氮可直接测定,也可用无机氮与有机氮含量相加的办法求得。     

近30年黄河流域水体面积变化与影响因素分析

黄河水资源状况是社会关注的重点和热点。文章基于Google Earth Engine云平台、Landsat5/7/8数据与JRC数据,利用MNDWI指数与基于阈值的多波段谱间关系法提取了1990—2020年黄河流域丰水期与枯水期的地表水体并分析其时空分布特征,利用累积量斜率变化分析法量化出自然和人类活动因素对地表水体面积变化的贡献率。结果表明：(1)黄河流域内枯水期与丰水期的水体面积差异主要体现在自然水体,尤以中游干流最为明显;(2)在枯水期内人类活动因素对地表水体面积变化的贡献率较丰水期大;人类活动对水体面积的贡献率在中游最大(丰水期47.81%,枯水期76.47%)。     

潮白河滨河通道口至浮船码头河段水质现状分析

通过对潮白河滨河通道口至浮船码头河段9月份水质进行监测,结果显示:在丰水期向枯水期的过渡期间,水体呈碱性,pH值在8.5~9.5范围内;滨河通道口至橡胶坝段水体各项指标沿程下降,说明水体具有自净能力;TN及TP数据显示监测期间水体呈富营养化;各断面NH_3-N数据在0.2 mg/L以下,水体的NH_3-N指标处于较高水平。     

污泥碱解发酵液用于生活污水脱氮 除磷的效果研究

为了减轻水体富营养化程度,提高污水的脱氮除磷效果,并解决污泥减量化和资源化问题,本研究将碱预处理的污泥进行厌氧发酵产酸,并将发酵液作为污水脱氮除磷的外加碳源。研究结果表明：投加污泥发酵液后,出水氨氮浓度为0.3~0.5 mg/L,总磷浓度为0.5 mg/L,与未投加污泥发酵液相比分别降低了1.7~2.3 mg/L和3~4 mg/L。