观澜河流域(龙华区段)水质改善工程及其治理成效

分析了观澜河流域(龙华区段)内水体黑臭的原因,并梳理了具体的治理工程措施。根据2017年11月—2020年5月该流域水体的DO和氨氮指标变化进行了治理成效评估。结果表明：流域内水体水质指标年际变化较大;塘水围河2018年5月的DO平均值为1.62 mg·L⁻¹,低于国家轻度黑臭水体标准值(2.0 mg·L⁻¹);大水坑河2018年2月氨氮平均值为34.86 mg·L⁻¹,为重度黑臭水体氨氮标准的2.3倍;截至2020年5月,全流域河流水质的DO基本高于5 mg·L⁻¹、氨氮含量小于8 mg·L⁻¹,基本消除黑臭;然而,雨天溢流和面源污染等影响城市河流水质的痼疾尚未完全消除。     

沈阳市黑臭水体治理进展及典型案例分析

以沈阳市为例,从黑臭水体分布、已完成的整治措施及问题识别与诊断3个方面总结了沈阳市建成区黑臭水体的治理现状及进展,提出了黑臭水体整治的近期目标。基于黑臭水体汇水单元污染负荷的分析结果,明确了沈阳市建成区黑臭水体整治方案与整治措施,并以已完成治理的满堂河和白塔堡河为典型河流,总结分析了黑臭水体治理的经验及成效。     

城市黑臭水体治理技术及措施分析

城市黑臭水体治理是一个长期的系统工程,应因地制宜,选择合适的综合治理技术及措施。在分析我国黑臭水体的成因及特征污染物的基础上,重点阐述了控源截污、内源控制、生态修复、补水活水等黑臭水体治理的主要技术及措施,分析了不同技术的原理、特点和局限性。以镇江市玉带河、贵阳市南明河为实例,分析了黑臭水体治理采取的技术及措施。此外,剖析了良好水质长效保持机制,以期为我国城市黑臭水体治理提供参考。     

复合菌对黑臭水体中S2-的氧化条件优化及动力学特性

以S2-的氧化率为主要考察指标,对从北京黑臭水体东沙河筛选获得的3株高效S2-氧化土著微生物sp1(Citrobacter sp.)、sp2(Ochrobactrum sp.)和sp3(Stenotrophomonas sp.)进行复配,获得硫氧化复合菌(sulphur oxidizing composite microorganisms, SOCM),比较单株菌sp1、sp2和sp3和SOCM对S2-的氧化效果。结果表明,SOCM对S2-的氧化能力明显优于单菌株。SOCM在复配比例为1∶1∶1,温度为25 ℃,初始pH为7时对北京市东沙河黑臭水样中S2-的氧化效果最好,氧化率最高达到76.7%;同时,色度、COD、NH3-N和TP的去除率可分别达到83.3%、69.2%、77.9%和68.2%。此外,建立了SOCM氧化S2-的动力学方程。当SOCM初始菌浓度从0.01 g·L-1逐渐提高到10 g·L-1时,底物比氧化速率常数Km随之减小,S2-平均氧化速率提高。但是,当SOCM初始菌浓度从10 g·L-1逐渐提高到50 g·L-1时,S2-平均氧化速率不再随着初始菌浓度的升高而加快。最后,将SOCM接种于北京清河和景观沟渠黑臭水样中,其对S2-氧化率分别达到67.0%和64.1%;同时,色度亦分别下降了83.3%和79.2%。研究为黑臭水体的微生物法治理提供了参考。     

磁絮凝-吸附技术对黑臭水体中浊度、氨氮和总磷的去除效果及机理

采用磁絮凝-吸附技术开展了同步去除黑臭水体浊度、氨氮和总磷(TP)实验。在磁絮凝阶段,通过聚合硫酸铁(PFS)、磁粉(MPs)和聚丙烯酰胺(PAM)复配使用,利用电荷中和作用去除浊度和TP;同时,利用化学吸附沉淀去除TP;在此阶段中,当PFS、MPs、PAM的投加量分别为16.00、100.00、2.20 mg·L⁻¹且以PFS+MPs在快速阶段先投加,PAM在慢速阶段后投加的顺序投配时,絮凝效果达到最佳。在吸附阶段,吸附剂质化壳聚糖-沸石(PCZ)主要通过离子交换作用去除氨氮以及通过静电吸附作用去除TP;当PCZ的投加量为1.25 g·L⁻¹时吸附效果达到最佳。利用所研究的磁絮凝-吸附技术对实际黑臭水体进行处理,其出水浊度能达到城镇污水处理厂污染物排放一级标准(≤10.00 NTU),TP和氨氮也分别能满足地表水环境质量Ⅲ类标准(≤0.20 mg·L⁻¹)和Ⅴ类标准(≤2.00 mg·L⁻¹)要求。     

沈阳市黑臭水体表层水DOM紫外光谱特征分析

为识别黑臭水体中DOM组成、结构及腐殖化水平,运用UV-vis(紫外-可见吸收光谱)与多元统计相结合的方式,对沈阳市5条黑臭水体的27个表层水样中DOM的UV-vis特征及9个紫外光谱指数进行研究。研究表明：27个表层水样中DOM的UV-vis吸收系数的变异系数在30%~80%之间,轻度黑臭水体相对于重度黑臭水体的紫外吸收峰在356、487、657 nm处分别发生了1、2、2 nm的蓝移;轻度黑臭水体紫外光谱指数SUVA254、S275~295、S350~400、A2/A1、A3/A1、A3/A2均高于重度黑臭水体,而E2/E3、E4/E6、E2/E4低于重度黑臭水体,轻度黑臭水体的腐殖化水平与腐殖化趋势高于重度黑臭水体。进一步分析得出：苯酚基(木质素和奎宁基团)决定了黑臭水体中DOM腐殖化进程,不同黑臭水体DOM的组分存在明显差异;轻度黑臭水体中DOM的腐殖化水平、芳香化程度、木质素与其他物质在腐殖化开始的比例、分子质量等均高于重度黑臭水体。多元统计与UV-vis技术对黑臭水体中DOM的组成及结构进行了定性,为黑臭水体的溯源和整治工作提供理论基础。     

北京市黑臭水体治理的动态遥感监测及影响因素分析

为及时、准确掌握黑臭水体治理进展,基于“北京二号”影像数据和同期的野外综合水体实测数据,采用深度学习算法对黑臭水体进行识别,并引入地理探测器对黑臭水体影响因素进行定量分析。结果表明：基于Faster R-CNN算法的黑臭水体遥感识别,总准确率达到90%左右,短时间内(5~33 h)即可完成北京市建成区黑臭水体的筛查工作;在空间维度上,黑臭水体主要分布在中心城区以外,并在通州区、朝阳区和大兴区较为集中;在时间维度上,专项治理期间(2015—2018年)内,黑臭水体的数量和长度总体趋势都是递减的,但偶尔也有反黑现象;2018年底,在全市建成区范围内,已全面消除黑臭现象;在一年内,第1季度水体环境最好,第2季度次之,第3季度最差,从第4季度开始好转;在北京市大兴区,土壤全氮量(贡献率为32.07%)和周边养殖场排污(贡献率为27.04%)是黑臭水体形成的主要影响因素,高程(贡献率为8%)、土壤类型(贡献率为7.6%)和土地利用类型(贡献率为6.1%)的贡献率较弱。由此可以看出,基于Faster R-CNN算法识别影像中的黑臭水体识别准确率高,可及时、准确地监测城市黑臭水体治理情况,使用地理探测器可定量分析并确定各影响因素的贡献率。本研究成果可为城市黑臭水体的动态监测和治理提供有力的技术支撑。     

景观湖泊黑臭水体生态修复措施和效果——以武汉市金湖生态修复工程为例

为修复受到污染呈黑臭状态的金湖水体,建设金银湖国家湿地公园,在分析金湖水质、底质概况及黑臭水体成因的基础上,采取点源污染、面源污染、内源污染同步控制和边治理边修复的方法,在不进行大规模清淤、不扰动水体情况下建设湖滨缓冲带,对湖泊底质进行修复。结果表明：湖泊水质得到了明显改善,各项水质指标均低于《城市黑臭水体整治工作指南》中的轻度黑臭标准限值,修复后水质达到了地表水Ⅲ类标准;在中央环保督察组巡视反馈重点整治湖泊水质变化报告中被评为“好转”等级,实现了黑臭水体治理以及生态修复的目标。该治理修复案例可为城市内陆景观湖泊生态修复提供参考。     

国家水体污染控制与治理科技重大专项产出城镇降雨径流污染控制技术的成熟度评估及该技术体系发展中面临的挑战

系统梳理了国家“水体污染控制与治理科技重大专项”在“十一五”和“十二五”期间有关课题产出的城镇降雨径流污染控制关键技术,通过对其进行技术和系统成熟度评价来解析我国城镇降雨径流污染控制技术的发展水平和面临挑战,为进一步推进相关技术的发展提供参考。结果表明：我国在城镇降雨径流污染控制技术领域已开展了大量研究工作,研发和应用的大部分单项关键技术的技术成熟度已达到7级,可在一定程度上解决我国城镇径流污染问题;在城镇降雨径流污染控制技术体系中,支撑技术系统成熟度为4级,达到系统发展验证阶段,能够用于开展系统的工程设计,减少集成风险;4个关键技术环节和城镇降雨径流污染控制技术系列的系统成熟度分别为3级和2级,在技术环节和系列方面仅仅形成系统及设计开发策略,能在一定程度上降低系统集成风险,形成组合技术。因此,我国城镇降雨径流污染控制技术的单项技术成熟度还需进一步提高,以加强技术和系统的集成,并开展集成创新,使整体技术系列能达到满足任务需求的设计、运行和处理能力,在系统生命周期内向应用效益最佳的方向优化和发展。