太湖流域滆湖围网拆除后沉积物营养盐和重金属空间分布特征及评价

为评估滆湖围网拆除工程实施效果,采用高密度网格化布点方法,系统分析滆湖沉积物营养盐和重金属的空间分布和污染特征;并基于有机氮评价方法、综合污染指数评价方法、重金属地质累积指数法和重金属潜在生态风险评价方法进行污染风险评价.结果表明,滆湖沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)的平均含量分别为(3709±1004)mg/kg、(1127±650) mg/kg和(78.39±23.88) mg/g,三者空间分布特征较为一致;营养盐综合污染指数评价表明,全湖整体为重度污染,其中全湖TN均处于重度污染状态,TP绝大部分区域也处于重度污染状态.沉积物重金属Zn、Cr、As、Pb、Ni、Cu、Cd 的平均含量分别为(170.62±47.25)、(105.18±34.91)、(68.55±10.86)、(52.43±14.73)、(44.04±11.93)、(42.57±12.43)、(1.55±1.06) mg/kg,整体上呈现出由南向北、自西向东逐渐增加的趋势,重金属含量最高值在湖区东北角;地积累指数法和潜在生态风险指数法评价结果均表明Cd和As是主要的生态风险贡献因子,其中Cr和Ni的污染程度表现为清洁,Cr、Ni、Cu、Zn和Pb的单项潜在生态风险等级表现为轻微风险.与围网拆除前比,湖中区西南部沉积物营养盐含量无显著变化,湖南区南部沉积物营养盐状况明显改善,但其余各区域沉积物营养盐状况均有不同程度的恶化;湖区沉积物中重金属元素平均含量均有极大程度的降低,降幅在29.50%～80.45%之间,表明在外源污染输入得到一定控制时,围网拆除在控氮、控磷效果及改善重金属污染状况方面有着积极作用.     

低溶氧生物膜反应器对城郊低浓度混合污水进入湿地前的预处理

采用低溶氧生物膜反应器对滇池北岸村镇混合污水进行预处理,旨在去除难以自然沉淀的固体污染物,便于后续湿地深度净化.以小试规模在现场自然条件下进行了12个月的连续动态模拟实验,结果表明,水力负荷3-12m31/(m2d)、气水比为1:1-2:1、DO浓度基本维持在O.1-2.Omg/L时,生物膜反应器对污水中有机物能够有效去除,进水COD负荷低于0.58kg/(m3d的情况下.去除率可稳定在60%以上.低溶氧条件下生物膜脱落缓慢,膜厚度达到 800pm,增强了对进水SS的拦截、吸附作用.SS平均去除率达到了90.7%.实验发现低溶氧条件下系统对氮、磷仍具有一定的去除效果.降低曝气量后运行能耗明显减小,以4000t/d的处理规模计算,运行费用在0.05-0.1元/t尽管混合污水中COD、SS浓度波动范围大,但反应器出水及生物膜的生长都能保持相对稳定,为后续湿地系统的稳定运行提供了保障,试验为滇池流域城郊水污染控制提供了新的技术途径与应用参考.     

好氧强化降解湖底有机碎屑的初步研究

以巢湖湖底有机碎屑为研究对象,基于对有机碎屑中总有机碳的测定,研究了利用好氧强化降解湖底有机碎屑.研究了有机碎屑的可生化性及好氧强化降解湖底有机碎屑的效果,并讨论了有机碎屑的浓度及曝气量对其降解效果的影响.结果说明,处理的有机碎屑具有较好的可生化性,在反应30 h左右,降解达到了平衡,总去除率达到了50.69%,降解速率常数K₂₅为0.19 h^-1.有机碎屑的浓度以及曝气量对降解效果具有一定的影响.强化好氧法与传统的对底泥处理的方法相比具有更快、更好的效果,为预防及治理水体黑臭现象提供了新的途径.     

巢湖流域塘西河上游分流制系统降雨径流污染特征及初期冲刷效应

研究城市径流水质变化及初期冲刷效应对控制与治理城市径流污染具有重要指导意义.对塘西河上游6次降雨径流水质水量进行监测分析,计算次降雨径流平均浓度(EMC)和单位面积次降雨径流污染负荷(EPL),作M(V)曲线图研究初期冲刷现象.结果表明:降雨径流中悬浮物(SS)、化学需氧量(CODCr)和总磷(TP)的EMC值相对较大;SS的EMC值波动最为显著;总氮(TN)、TP、COD_(Cr)、SS间的EMC值均呈正相关;TN的EMC值与降雨量呈负相关性.各污染物EPL值与各降雨特征间均呈正相关性,经估算2015年研究区在6-8月共有10.38 tTN、2.29 tTP、1022.43 t SS、161.70 t CODCr和5.18 t NH_3-N随降雨径流排入巢湖;降雨量和雨前干期是城市径流污染的主要影响因素;以FF5050为初期冲刷效应判别依据,5种污染物均有初期冲刷效应出现,冲刷程度表现为SSCODCrTPTNNH_3-N;各水质指标的初期冲刷强度与降雨特征之间无相关性;雨型对初期冲刷现象影响较大;当降雨强度达1.36 mm/h即有径流汇集流出时开始截流,截流时间取440 min,截取的最大径流量取224319.14 m~3.     

秋季聚积蓝藻打捞对蓝藻生长及水质影响的原位实验

在巢湖西北半湖近岸设置3组小型围隔模拟秋季湖岸带蓝藻聚积,并用单片鳃式过滤器原位打捞蓝藻,研究秋季打捞对蓝藻生长的影响及其对营养盐、藻源性有机物的控制效应.初始围隔水体叶绿素a浓度为309.5±3.7μg/L,总氮和总磷浓度分别为3.32±0.14和0.30±0.04 mg/L.蓝藻衰亡分解释放的藻源性有机物为水体溶解性有机物的主要来源,荧光有机物以类蛋白物质为主.经过打捞,浮游植物生物量削减了41.7%,解除了蓝藻生长"密度制约",24 h细胞分裂频率及原位生长速率均增大,说明打捞在短期内增强蓝藻细胞生长活力,减缓藻源性有机物的释放.与秋季蓝藻衰亡趋势一致,实验周期内围隔中叶绿素a浓度逐渐降低,秋季打捞不会造成蓝藻水华再次暴发.打捞通过削减蓝藻生物量,使水体初级生产力、氮、磷、高锰酸盐指数得到显著控制;而且打捞还可以控制藻源性有机物的释放,使藻源性大分子有机物更易降解为小分子有机物.因此,在秋季对湖岸带聚积蓝藻进行物理打捞,不仅可以控制蓝藻生物量,还可以有效控制营养盐和有机物的释放,降低生态风险.     

环境胁迫对水生植物根系分泌小分子量有机酸(LMWOAs)的影响特征

本文首次对马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、苦草(Vallisneria natans)、芦苇(Phragmites australis)、菖蒲(Acorus calamus)、荇菜(Nymphoides peltatum)和菱角(Trapa incisa) 6种水生植物根系小分子量有机酸(Low Molecular Weight Organic Acids,LMWOAs)分泌差异性及其对环境胁迫(温度、缺磷和高铵态氮)响应特征进行研究结果证实6种受试植物根系分泌LMWOAs组成和含量具有明显的物种差异性;其中,甲酸、乳酸和草酸为主要有机酸温度可显著影响水生植物根系LMWOAs分泌量而对种类影响不大,高温(30℃)刺激莕菜根系LMWOAs分泌量增加,但却明显抑制苦草和菖蒲根系LMWOAs分泌; 25℃时马来眼子菜、芦苇和菱角根系LMWOAs分泌量最多缺磷和高铵态氮胁迫均会显著影响水生植物根系LMWOAs分泌量和种类缺磷胁迫促进苦草、菖蒲和莕菜根系LMWOAs分泌量增加68.68%、55.30%和257.82%,并刺激乙酸和苹果酸等有机酸分泌;而缺磷胁迫可导致马来眼子菜、芦苇和菱角根系LMWOAs分泌量降低38.72%、13.79%和58.99%,且乳酸、甲酸和丁二酸分泌完全被抑制;这表明苦草、菖蒲和莕菜三者能较好的适应缺磷环境高铵态氮胁迫下苦草根系LMWOAs分泌量和种类增加明显;而其余5种受试植物在高铵态氮胁迫下根系LMWOAs分泌量被明显抑制,尤其是乳酸、苹果酸和酒石酸含量显著降低综上所述,水生植物分泌LMWOAs特征差异性显著,可在一定程度上反映其耐逆境胁迫能力,本文结果将为水生植物生态修复机理和实践提供重要理论依据.     

持续性高藻输入河道温室气体时空排放特征及其影响因素

淡水水生生态系统是大气中温室气体气体重要的"源",对于城市的动脉——城市河流(尤其是持续性高藻输入河道)温室气体的研究比较匮乏.太湖梅梁湖的高藻水排入地梁溪河是典型的高藻输入河道,月均藻密度为3.6×107 cells/L,夏季日均藻密度为1.2x108 cells/L.本文以梁溪河为研究对象,采用静态箱法测定了梁溪河...     

我国东部夏季降水量长年代资料的插补、订正及效果检验

使用均值生成函数、标准正态均一性检验方法和相关分析等方法对我国东部地区96个观测站1931—2020年夏季降水量长年代资料进行了一系列插补、检验、订正及效果分析等工作。结果表明：(1)均值生成函数拟合的1931—2020年各站夏季降水量资料的整体趋势和极值与观测值均有较好的一致性,其中无缺测资料的6个站点观测值和拟合值在距平符号一致率上达到了86.1%,可以满足插补工作的需要。(2)对1931—1950年和1951—2020年2个时段的夏季降水量资料,用平均值和方差2个统计量对插补后的资料进行差异性检验,共有8站具有显著性差异。(3)对插补后的1931—2020年夏季降水量资料进行了均一性检验和均一化订正,其中13站存在非均一性。(4)将订正后的站点资料与CRU＿TS4.05(University of East Anglia Climatic Research Unit Global 0.5°Monthly Time Series)数据库的格点资料进行空间分布相似度分析,2套资料在1931—1950、1951—2020和1931—2020年这3个时段的空间相关系数分别达到了0.90,...     

过氧化钙对水中低浓度磷的去除性能

针对水体中低浓度磷深度净化问题,以过氧化钙为吸附剂,采用等温吸附、吸附热力学模型和吸附动力学模型的方法开展其对磷酸盐吸附特性的研究,讨论p H、共存阴离子对其除磷过程的干扰能力.结果表明:(1)过氧化钙对磷酸盐的吸附等温线方程符合Langmuir方程,过氧化钙对磷酸盐的最大吸附量为381.7 mg/g(25℃);(2)过氧化钙在除磷过程中系统的热力学参数ΔG00,ΔH00,即过氧化钙对磷的吸附作用是一个自发的放热过程;(3)二级反应速率方程可精准地描述过氧化钙的吸附行为,其吸附速率随着溶液中磷酸盐浓度的升高而升高,经过4 min即可达到吸附平衡;(4)过氧化钙在p H=8时除磷效果达到最佳;(5)高浓度倍数的共存阴离子中,CO2-3对过氧化钙除磷影响最大,在10倍浓度下可造成吸附量减少14.7%.     

微曝气生态浮床净化入湖河口污染河水原位模型实验

针对污染河水黑臭缺氧、NH_4~+-N含量高等问题,研发了一种"漂浮载体悬挂弹性生物膜填料+水生植物并辅以人工微曝气系统"的微曝气生态浮床系统.通过原位模型实验,研究了其在大清河入湖河口对污染河水的净化效果,当水力负荷为1500mm/d时,对TN和NH_4~+-N的平均去除率分别为81.1%、91.3%,对TP的平均去除率为72.7%,对PO_4~(3-)-p的平均去除率为92.5%,对有机物亦有较强的去除能力;处理1m~3水需要的曝气费用约为0.007元.微曝气生态浮床系统整体运行稳定、去除效率高、能耗低,适合流水环境,可直接在污染河道和人湖河口区对污染河水进行自流净化.