人工湿地基质对磺胺甲恶唑和六价铬复合污染的吸附性能

为探明能够协同吸附磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMZ)和六价铬[Cr(Ⅵ)]的人工湿地基质种类,以蛭石、沸石、河砂、泥炭、水稻土、高炉渣、硅藻土、火山岩、钾长石和砾石10种基质作为吸附剂,采用批次吸附试验,研究SMZ和Cr(Ⅵ)单吸附和共吸附的吸附动力学、吸附等温线和pH响应变化。结果表明:准二级动力学模型能更好地描述SMZ和Cr(Ⅵ)在基质上的吸附过程(R2≥0.993),同时伴随体积扩散、大孔扩散和微孔扩散三个阶段(Ci>0),SMZ和Cr(Ⅵ)互相削弱了彼此的体积扩散和大孔扩散(P>0.05),降低Cr(Ⅵ)吸附量从0.51~0.97 mg·g^(-1)至0.48~0.49 mg·g^(-1),但增加SMZ吸附量从0.35~0.54 mg·g^(-1)至0.45~0.51 mg·g^(-1),SMZ和Cr(Ⅵ)以水稻土和火山岩动力学聚类变化较大。Freundlich模型能更好地描述SMZ和Cr(Ⅵ)(R2≥0.839)在各基质上的吸附行为,Cr(Ⅵ)对SMZ吸附以促进作用为主,SMZ对Cr(Ⅵ)吸附的影响因基质不同而存在差异,其中SMZ和Cr(Ⅵ)互相促进彼此在钾长石、高炉渣、火山岩、砾石的吸附容量,分别提升10%、10%、21%、25%和166%、71%、104%和658%,吸附等温线聚类变化较大。SMZ和Cr(Ⅵ)在各基质上的吸附量随pH递增而递减,酸性pH下泥炭和火山岩对SMZ和Cr(Ⅵ)的吸附量均高于其他基质,pH响应聚类变化较大。研究表明,钾长石、高炉渣、火山岩、砾石和泥炭有利于SMZ和Cr(Ⅵ)的协同吸附,是人工湿地控制SMZ和Cr(Ⅵ)复合污染的潜在基质。

海绵城市建设对流域海绵体生态水文过程的改善

快速城市化驱动的不透水面比例增加是引起流域洪峰和径流总量增加的直接原因,海绵城市建设通过生态基础设施网络构建增加流域透水面比例,是重构流域生态水文过程的重要途径。但是海绵城市建设在流域海绵体生态水文过程中发挥的作用尚不清楚。以深圳市布吉河流域洪湖片区为例,通过雨季水文过程要素在线连续监测来确定海绵城市建设是否改善洪湖片区生态水文过程。结果表明,中观尺度上,雨季降雨量对洪湖片区地表径流总量无直接影响,降雨强度显著影响洪湖片区地表径流峰值流量(P<0.05),日降雨量对布吉河水质影响极显著(P<0.01)。洪湖片区通过28.3%(0.85 km^(2))海绵面积建设,透水面比例提升,以生物滞留设施和透水铺装等强化片区蒸散和下渗过程,减少雨季径流97.2%(248.72万m^(3)),削减典型降雨峰值流量98.2%以上,降低易涝点积水水位至7.8 cm以下,2.8%形成河川径流(布吉河),海绵面积(比例)和地表径流量削减无直接量化关系。洪湖片区污染物截留时空随保水能力得到提升,控制排放悬浮物月均浓度均低于15.60 mg/L,污染物通过径流裹挟进入布吉河的总量和速率降低,促使布吉河黑臭消除、水质提升至IV类。海绵城市建设对微观尺度生态水文过程的影响与中观尺度存在差异,降雨量等因素与典型项目生态水文过程量化关系不明显。学校、道路和社区公园利用绿色屋顶、透水铺装等强化下渗、蒸散,可削减雨季径流99.0%以上、削减峰值流量97.0%以上,控制悬浮物月均浓度低于17.10 mg/L。总之,以上研究结果强烈表明海绵城市中微观尺度源头减排设施和调蓄设施的耦合建设模式可以削减洪湖片区径流总量、峰值流量、积水水位和径流污染,是一种改善相似流域生态水文过程的有效途径。

垂直流人工湿地有机质含量分布特征

利用3种复合基质(沸石+泥炭+红壤、河砂+泥炭+红壤、蛭石+泥炭+红壤,体积比均为18∶1∶1)构建模拟垂直流人工湿地处理人工合成污水,分析基质灭菌与接种污水等情况下,不同基质层w(OM)(OM为有机质)的分布特征.结果表明:3种复合基质初始w(OM)依次为1.011、6.654和15.896 g/kg,存在显著差异(P<0.01).复合基质2经灭菌后w(OM)下降26.77%,说明河砂微生物活性最高.基质灭菌和接种3%污水对湿地w(OM)分布的影响均比较显著(P<0.05),主要是改变了表层的w(OM).湿地运行45 d后,w(OM)沿基质深度增加明显,并且分布差异显著(P<0.01),OM主要分布于表层;其中复合基质3不灭菌+不接种污水湿地表层的w(OM)高达42.008 g/kg,运行90 d后增至44.228 g/kg,说明蛭石的吸附作用最强.吸附和微生物作用对复合基质3湿地表层OM积累的贡献大小表现为吸附作用>基质微生物作用>接种污水微生物作用.

外源洛克沙胂对水生态系统砷蓄积及底泥微生物生长的影响

为探明洛克沙胂（ROX）对水生态系统的毒性效应,采用模拟水生态系统,研究了外源添加不同浓度洛克沙胂（0、10、20、40、80和160 mg·L-1）对水生态系统砷含量及底泥微生物生长的影响。结果表明,水体及底泥砷含量随外源ROX用量增加而增加,但随暴露时间延长水体砷含量降低的同时底泥砷含量逐渐增加。金鱼藻和鲫鱼体内均出现明显砷蓄积现象,且160 mg·L-1ROX处理的水生态系统鲫鱼毒害效应明显,暴露1 d的死亡率为100%。金鱼藻对砷具有较强的富集能力,暴露32 d后砷富集量达398.1~1 538.91 mg·kg-1。不同浓度ROX对底泥真菌、细菌和反硝化细菌生长均具有不同程度的抑制效应,而对放线菌和氨化细菌生长具有一定的促进作用,且低浓度ROX（10 mg·L-1）对放线菌生长的促进作用明显。总体上,外源ROX进入水生态系统导致水体砷污染的同时在生物及非生物媒介中再次迁移、分配和蓄积,进而对鲫鱼及部分底泥微生物生长产生毒害。

复合人工湿地对新农村生活污水的净化效果

[目的]研究复合人工湿地对新农村生活污水的净化效果。[方法]通过建设复合垂直流-水平潜流人工湿地系统,研究其对接收新农村生活污水及雨污的池塘废水的净化效果。[结果]在春、夏、秋三季,复合人工湿地系统对废水均有较好的去除效果,且去除效果稳定。在整个运行期内,复合人工湿地系统对CODCr、TP、TN、NH4+-N的平均去除率分别达到64.71%、64.81%、40.21%、54.26%以上,且出水平均浓度均达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类水质标准。复合人工湿地系统的二级湿地单元出水水质明显优于一级湿地单元,但第一级的处理效果高于第二级。[结论]该研究可为新农村生活污水治理提供参考依据。

Effects of Hydraulic Loading of Vertical Flow Constructed Wetland Clogging

[Objective] The aim was to al eviate the constructed wetland clogging problems and to explore to the effects of hydraulic loading on wetland clogging. [Method] The experiment, through artificial soil columns, simulated vertical flow arti-ficial wetland, set four hydraulic load level at 50, 100, 150 and 200 cm/d, to identify the impact of hydraulic loading on wetland clogging and to explore the factors run-ning threshold. [Result] The results show that the different levels of hydraulic loading have greater impact; in the constructed wetland clogging process under high hy-draulic loading of 200 cm/d, the effective life was only six months, and the single factor can be speculated that the threshold of the hydraulic load should be at 100-150 cm/d; system can last for six months at low hydraulic loading and last for three months at medium hydraulic load. [Conclusion] The research provides references for wetland clogging experiments in future.

二维与三维电极法处理苯酚废水试验研究

以苯酚模拟废水为研究对象,对pH值、电解电压、电解质浓度、电解时间进行L16(44)正交试验,确定电催化氧化法处理苯酚废水的最佳反应条件为:pH值为6,电解电压为9 V,电解质浓度为20 g/L,电解时间为120 min。在此基础上,确定三维电极法最佳活性炭投加量为150 g/L,通过试验得出,在一定时间下,三维电极法废水处理效果明显优于二维电极法。

高密度老旧城区源头减排项目监测评价

高密度老旧城区海绵化改造难度大,为定量评价其源头减排项目实施有效性,以深圳市罗湖区建筑小区、口袋公园和道路项目为例,在2020年雨季(6—9月)连续在线监测各项目排泄流量,评价其径流总量控制和径流峰值控制2项生态效益定量指标。结果表明,径流总量控制率和径流峰值控制率大小排序均为道路>口袋公园>建筑小区。其中:雨水回用设施(兼蓄水)在建筑小区径流控制中具有重要作用,建筑小区屋面径流控制不容忽视,“绿色屋顶+雨水回用设施”组合海绵设施可促使建筑小区削减100%径流总量和100%径流峰值;口袋公园可实现95%以上径流总量削减和97%以上径流峰值削减,是高密度老旧城区公园绿地海绵化改造的有效手段;“生物滞留设施+透水铺装+环保型雨水口”组合海绵设施可增加道路径流总量和径流峰值削减的稳定性,保持在99%以上。这些源头减排项目建设方法在高密度老旧城区具有推广使用价值。