三峡水库浮游植物群落特征及水体富营养化评价

基于2003—2017年三峡水库浮游植物群落结构、优势种群的变化和2017年水库干支流水质数据,全面分析浮游植物群落结构和演替特征,并运用综合营养状态指数法对水体富营养化程度进行评价。结果表明,三峡水库浮游植物种类丰富,监测期间共鉴定出浮游植物7门62属,细胞密度在7.5×10~4~2.8×10~7cell/L之间变化,Shannon-Wiener多样性指数为1.0~3.0,在α-中污带和β-中污带之间,说明三峡水库水生态环境健康状况相对较好;三峡水库浮游植物季节性演替特征呈硅藻和甲藻向蓝藻和绿藻演替的趋势,年际变化特征分析发现浮游植物密度在2008年175 m实验蓄水后大量增长,且优势藻类由河道型藻类向湖泊型藻类转化。通过监测数据分析,得出三峡水库干流处于中营养状态,支流在春季主要处于轻度富营养状态,秋季支流比春季支流的富营养化程度低,主要处于中营养状态,总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)和透明度(transparency,SD)为水质主要影响因子。     

基于生态过程的湖泊水文健康评价体系研究Ⅱ:应用

鄱阳湖是我国第一大淡水湖,随着经济社会快速发展,湖区各地均不同程度地承受着过度排污、过度采砂、过度捕捞等多重胁迫,相应地出现了水质恶化、河道形态破坏、生境退化等问题。监测结果显示,目前鄱阳湖最低生态水位满足程度较低,鄱阳湖处于净冲刷状态,同流量下水位降低,近年来鄱阳湖水位特别是枯季水位下降较为明显,鄱阳湖水文健康成为湖泊管理者关注的问题。本研究采用基于生态过程的湖泊水文健康评价方法对鄱阳湖水文健康进行评价,科学判定当前鄱阳湖健康状况,为鄱阳湖管理提供技术支撑。     

汉江水体和鱼体内有机氯农药残留水平及积累特征分析

为了研究汉江流域水体中有机氯农药(OCPs)残留水平以及鱼体内有机氯农药积累特征,对汉江地表水和当地经常食用的黄颡鱼进行了采样分析。结果表明:汉江水体中HCHs含量为0.37~0.99ng/L,平均值为0.61ng/L,DDTs含量为0.64~1.52ng/L,平均值为1.12ng/L,远低于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定的限值;黄颡鱼肌肉中HCHs含量为0.18~0.89ng/g(湿重),平均值为0.48ng/g(湿重),DDTs含量为12.03~45.75ng/g(湿重),平均值为24.27ng/g(湿重),均符合《农产品安全质量无公害水产品安全要求》标准;黄颡鱼不同组织中OCPs含量表现为内脏鱼鳃肌肉,原因是内脏为有害物质消化吸收的主要场所,腮为水生动物直接从水中吸附有害物质的主要部位;黄颡鱼对有机氯农药的积累效应表现为DDTsHCHs,这与有机氯农药疏水性的分配系数Kow呈正相关;黄颡鱼肌肉中DDTs和HCHs造成的致癌风险简要评估表明,DDTs检出的最大浓度对人类可能存在潜在的致癌风险。     

光照、流速和水温对大型人工输水渠道自净影响

以南水北调中线总干渠为对象,通过实验室模拟培养测定污染物降解系数,分析了光照、流速和温度对渠道自净能力的影响.结果显示,避光和光照条件下,高锰酸盐指数的降解系数分别为0.026和0.022d^-1,无显著性差异（P>0.05）;氨氮的降解系数分别为0.006和0.012d^-1,差异极显著（P<0.01）.各流速条件下高锰酸盐指数降解系数分别为0.027d^-1（0.2m/s）、0.029d^-1（0.3m/s）、0.029d^-1（0.4m/s）,氨氮降解系数分别为0.014d^-1（0.2m/s）、0.017d^-1（0.3m/s）、0.018d^-1（0.4m/s）,不同流速之间无显著性差异,但均显著高于0m/s实验组（P<0.05）.各温度条件下高锰酸盐指数降解系数分别为0.014d^-1（10℃）、0.018d^-1（15℃）、0.022d^-1（20℃）、0.029d^-1（25℃）和0.031d^-1（30℃）,25~30℃差异不显著（P>0.05）,其他各温度梯度之间均存在显著性差异;氨氮降解系数分别为0.002d^-1（10℃）、0.003d^-1（15℃）、0.010d^-1（20℃）、0.012d^-1（25℃）和0.020d^-1（30℃）,10~15℃、15~20℃和20~25℃差异不显著,其他温度梯度之间均具有显著差异.高锰酸盐指数和氨氮的温度校正系数θ值分别为1.047和1.079.研究结果可为中线工程水质管理提供依据.     

河流底泥潜在硝化速率模型研究

为深入认识河流NH₄+-N的转化降解过程,以生物量、温度和c（NH₄+-N）这3项因子为对象,开展河流底泥潜在硝化速率模型研究.采集典型污染河流底泥样品,设置3个生物量梯度（高、中、低）、5个c（NH₄+-N）梯度（0.13、0.63、1.13、2.13、4.13 mmol/L）、4个温度梯度（15、20、30、40℃）,测定不同条件下河流底泥潜在硝化速率,并进一步构建了潜在硝化速率模型,定量分析了生物量、温度和c（NH₄+-N）对潜在硝化速率的影响.结果表明:①生物量对底泥的潜在硝化速率有显著影响,高、中、低生物量条件下,河流底泥潜在硝化速率范围分别为0.10~0.26、0.03~0.16和0.02~0.07 μmol/h.②底泥潜在硝化速率随温度呈现指数增长,但高温具有抑制作用,各温度梯度下k（硝化速率常数）分别为5.9、9.3、18.1、10.6 μmol/（g·h）,15~30℃范围内θ（温度校正系数）为1.074.③c（NH₄+-N）对潜在硝化速率的限制作用符合Monod方程,高、中、低生物量条件下K_s（半饱和浓度）的平均值分别为0.02、0.05、0.13 mmol/L.研究显示,潜在硝化速率模型较好反映了生物量、温度和c（NH₄+-N）对河流底泥潜在硝化速率的影响,为定量认识底泥硝化能力提供了有效手段.      

污水处理厂智能化自动控制系统的应用

本文介绍了污水处理厂智能化自动控制系统.该软件由自动分析系统和工艺控制系统组成,主要功能是将工艺中的进、出水COD、BOD、氨氮、磷、色度等主要指标与工艺过程控制的污泥浓度、溶解氧、回流比等指标通过曲线进行对比分析,找出即时的最佳运行工艺控制曲线并对工艺实施控制.该软件程序采用时钟循环扫描工作方式,工作可靠性高.     

黑麦草-不动杆菌组合体系对石油污染土壤的生物强化修复

以盆栽实验为基础，研究了植物（黑麦草，Lolium perenne L）-微生物（不动杆菌，Acinetobacter sp.）组合体系对石油污染土壤的修复效果。实验结果表明：在总石油烃含量为4 420.18 mg/kg、脱氢酶活性为230.52 μg/（g·d）、苯酚毒性当量浓度（TEQphenol）为1 633.21 mg/L的初始条件下，强化组总石油烃降解率最高为53.08%，是对照组的1.60倍；土壤的脱氢酶活性达到637.73 μg/（g·d），是对照组的10.64倍；石油污染土壤的生物毒性大幅降低， TEQphenol最终降低至171.08 mg/L。说明该组合体系对石油污染土壤具有很好的修复作用，且微生物对土壤中有毒物质的降解起主要作用。     

三峡库区江段潜在水环境污染风险评价研究

三峡库区的水环境安全不仅关系到库区周边省市用水安全,更与长江流域的生态安全以及整个中国的可持续发展密切相关.基于压力-状态-响应(PSR)模型,综合考虑风险源危险性、风险受体敏感性以及区域环境风险可接受水平等因素构建水环境污染风险分级评价指标体系与量化方法,运用冷热点格局分析等空间统计方法,以行政区为单元综合评价三峡库区潜在水环境污染风险分布状况.结果表明:(1)云阳县风险源数量最多,万州区风险受体数量最多,但重庆主城区及周边地区高风险污染源和高敏感受体分布最为密集,且区域环境风险可接受水平最低.(2)研究区县区级风险源危险性和风险受体敏感性指标统计结果均呈集聚分布格局,热点区域集中在库区上游重庆主城区及周边地区,且该区域风险可接受水平表现为冷点区域,而在其它区域基本呈现为均衡的分布格局,未形成明显的热点或冷点区域.(3)库区水污染高风险江段包括九龙坡区、渝北区、沙坪坝区、渝中区和南岸区等5个县区,中风险江段包括长寿区、北培区、江北区、大渡口区、涪陵区、石柱县和巴东县等7个县区,低风险江段主要分布在库区上游的江津区和库区腹地及下游区域.最后,针对不同区域潜在水污染风险分布特征,从产业优化布局、预警与应急能力建设以及企业污废水处理技术升级等方面提出风险管控的相关建议.     

丹江口库区典型小流域水体氮素分布特征研究

丹江口水库水质总体良好,但总氮浓度超标问题突出。为明确不同类型小流域氮素的分布和输出特征,优化制定库区控氮措施,选择库周典型小流域,开展水体氮素浓度系统观测和分析。结果显示:(1)余家湾(养殖型)总氮浓度平均为21.23 mg/L,五龙池(村落型)总氮浓度平均为4.00 mg/L,高于钱家沟(自然型)和张沟(农田型);五龙池(村落型)硝态氮浓度最高,平均为2.37 mg/L,张沟最低,平均为1.06 mg/L;余家湾(养殖型)氨氮浓度远高于钱家沟(自然型)、五龙池(村落型)和张沟(农田型)。(2)钱家沟(自然型)氨氮浓度沿程下降趋势显著(p0.05);张沟(农田型)硝态氮(p0.01)和总氮浓度(p0.01)沿程上升趋势显著,坑塘湿地等微地形结构可能是影响小流域氮素的沿程变化的主要因素。(3)钱家沟(自然型)和五龙池(村落型)氮素冬季(12～2月)浓度较高,夏秋季(6～11月)浓度较低,春季(3～5月)波动最大;张沟(农田型)氮素高值出现在6月;余家湾(养殖型)氮素浓度高值出现在8月。(4)余家湾(养殖型)氮素以氨氮为主,五龙池(村落型)、张沟(农田型)和钱家沟(自然型)以硝态氮为主。基于上述结论,后续丹江口库区氮素控制应系统梳理不同类型小流域的分布和数量,重点关注养殖型小流域的氨氮污染和村落型小流域的硝态氮污染。     

丹江口水库典型消落区不同土地利用类型土壤养分分布

丹江口水库是南水北调中线工程的取水口,调水工程的实施使新增淹没区土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养盐释放,对水库水质构成威胁。采集丹江口水库典型消落区不同土地利用类型的表层土壤,测定现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)不同土地利用类型土壤的氮磷含量,分析消落区土壤养分分布特征。结果表明:土壤有机质含量在滩地和农田混杂区最高,分别为43.9、49.8g/kg,有机质易在扰动强烈或生物多样性丰富的区域累积。现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)土壤中总氮、总磷均值无显著性差异(p0.05)。消落区不同土地利用类型中,果园土壤的总磷、裸地土壤水溶性磷含量均为最高。现有新增消落区土壤磷流失率(0.564%)高于现有消落区(0.378%),需防范新增消落区的磷流失风险。消落区土壤总氮含量与有机质含量呈极显著相关(p0.01);总氮含量范围为0.044%~0.167%,农田、果园等受人为耕作作用强烈的土地利用类型土壤总氮含量相对较高。在消落区实施退耕还林等措施,恢复消落区的植被群落,可有效降低土壤的氮磷的流失。