不同类型降雨公路径流中颗粒粒径及污染物的分布特性

在对南京机场高速禄口高架桥段雨天路面径流水质进行连续监测的基础上,考察了不同粒径段颗粒分布,重点分析了颗粒粒径分布随径流过程的变化特征及其与污染物分布的关系,并探讨了温度和pH值对粒径分布的影响.结果表明,径流中粒径小于75μm的颗粒较多,其中0.45～20μm粒径段的颗粒最多,占总颗粒的37.5%.小雨事件中,粒径小于等于75μm的颗粒体积在径流过程的前40 min内波动较明显;中雨事件中,粒径小于等于150μm的颗粒在径流过程的前40 min内变化较明显;大雨事件中,粒径小于等于150μm的颗粒在径流过程的前30 min内体积变化明显.各粒径段小颗粒(≤150μm)与对应粒径段颗粒中COD及TP的相关性均显著于大颗粒(>150μm)的,且21～75μm粒径段颗粒对COD及TP吸附与富集的能力较为突出.温度对0.45～20μm及大于300μm的颗粒粒径分布的影响较明显.pH值对21～75μm及76～150μm粒径段的颗粒粒径分布的影响显著.

降雨特性对路面初期径流污染沉降去除的影响

采用自由沉降试验对2008年2月～2009年3月南京机场高速公路令桥段30场降雨事件的初期路面径流进行监测,考察了污染物去除效果,分析了降雨特征、季节变化、径流初期SS浓度、温度以及pH值与径流沉降去除效果的相关性.结果表明,经过2h自由沉降后,SS去除效果最明显,平均去除率可达33.26%;COD及Cu、Zn、Cd、Pb4种重金属平均去除率均在20%左右.由聚类分析可知,降雨量、平均雨强对SS、COD沉降2h去除率影响最大.夏季和冬季SS沉降2h平均去除率分别为42.13%和20.76%,而COD和重金属去除率随季节变化不大.径流初期SS浓度值与SS沉降2h去除率相关性较好,相关系数达到0.6864;温度与SS、Pb沉降去除率分别在0.01和0.05水平上显著相关;溶解态含量较高的Zn受pH值的影响较大.

果园种植面源污染电混凝去除的关键设计及PAM强化

针对果园种植面源污染电混凝去除尚不明确的问题,以果园种植面源常规污染物为研究对象,考察电混凝关键设计,分析pH和电导率的影响,并探讨聚丙烯酰胺(PAM)的强化条件。结果表明:电压为10 V(2.5 mA/cm^(2)),电极间距为1 cm时,电混凝处理性能达到最佳,其中总悬浮颗粒物(TSS)、硝氮(NO3--N)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除率分别为70.6%、30.4%、78.4%、23.7%和92.1%;酸性(pH=5)和碱性(pH=9)条件均不利于这些污染物去除;电导率的增大有利于NH3-N去除,但不利于其它污染物去除;当PAM投加量为0.5 mg/L、沉淀时间为5 min时,其强化效果最明显,对TSS、NH3-N和TP去除均有强化,去除率增幅分别为39.1%、10.3%和7.5%,但对NO3--N和TN去除有一定的抑制。该研究结果可为电混凝预处理果园种植面源污染提供理论和数据参考。

我国15种典型土壤中菲对白符跳的毒性阈值及其预测模型

为了确定我国土壤中菲(Phe)对白符跳(Folsomia candida)的毒性阈值并建立其预测模型,以外源添加的方式研究了我国15种典型土壤中Phe对白符跳存活率与繁殖率的影响.结果表明:(1)白符跳繁殖率对Phe毒害的敏感性远高于存活率,基于混合有机溶剂(正己烷与丙酮的体积比为1∶1)提取的Phe实测值推导的繁殖率的EC_(50)(半数效应浓度)范围为21.09~99.50 mg/kg,不同土壤中的EC_(50)最大值是最小值的4.72倍;基于HPCD(羟丙基-β-环糊精)提取的Phe实测值推导的繁殖率的EC_(50)范围为18.31~48.26 mg/kg,不同土壤中的EC_(50)最大值是最小值的2.63倍.(2)对白符跳繁殖的EC_(50)与土壤理化性质进行Pearson相关性分析表明,EC_(50)与土壤有机质含量、黏土颗粒占比均呈显著正相关,相关系数分别为0.923、0.656;与土壤pH呈显著负相关,相关系数为-0.590.(3)利用多元逐步回归分析方法对白符跳繁殖的EC_(50)及土壤理化性质进行分析,发现土壤有机质含量可以很好地解释不同土壤中白符跳繁殖的EC_(50)值之间的差异,故利用土壤有机质含量建立了白符跳繁殖的EC_(50)值预测模型—lg(EC_(50))=1.436+0.012[OM]([OM]表示土壤有机质含量).该毒性预测模型显示,土壤有机质含量是影响不同土壤中Phe对白符跳繁殖的EC_(50)毒性差异的最重要的单一因素,可解释不同土壤中EC_(50)值84.0%的差异.

流动电极电容去离子技术研究进展

具有低成本、低能耗、高效率优势的电容去离子技术(CDI)是缓解水危机的有效手段。流动电极电容去离子技术(FCDI)通过将流动电极和离子交换膜耦合,可弥补传统CDI技术吸附能力有限、无法长期连续运行的技术瓶颈。经过近十年的广泛研究,FCDI技术在理论研究、材料开发和工程应用上取得了积极进展,展现出了良好的应用前景。对FCDI技术进行了系统综述,介绍了其发展历程及运行原理,并从装置构型、运行模式、材料创新和参数影响等方面深入分析了影响脱盐性能的关键因素,指出提升脱盐性能的优化策略。此外,总结了FCDI技术在水体脱盐、水污染治理及资源化、能源回收等领域的应用现状,评价了该技术的经济性和实用性,最后提出FCDI技术未来可行的发展方向。

城市排水管网中温室气体减排策略研究进展

通过梳理当前国内外城市排水管网温室气体研究现状,本研究分析了管网微生物特性,阐述了排水管网中温室气体产生机理,在此基础上探讨了CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O的物理、化学控制方法(如高铁酸盐等),最后给出了排水管网温室气体减排潜在策略.建议今后应加强天然化学品控制(如尿液)和资源化利用的深入研究,为城市排水系统碳减排提供数据和理论支持.

城市雨水管道沉积物氮磷污染溶出特性试验研究

针对城市雨水管道沉积物氮磷溶出特性不清楚的问题,以南京江北新区3种不同功能区(文教区、交通区及商业区)分流制雨水管道为研究对象,考察了管道沉积物中氮磷溶出随时间的变化关系,分析了不同pH、盐度等环境因素下氮磷溶出特征,并探讨了不同氮磷浓度的来流对出流中氮磷的影响.结果表明:①各功能区管道沉积物中溶出ρ(NH 3-N)、ρ(NO 3-N)、ρ(TP)随淋溶时间先增大后趋于稳定,且达到峰值的先后顺序均表现为交通区>文教区>商业区.②各功能区管道沉积物中NH 3-N和TP在pH影响下溶出趋势基本一致,均表现为酸性条件>碱性条件>中性条件,而NO 3-N溶出均在pH=7附近(中性条件)达到峰值(交通区溶出率最大,为35.21%).③各功能区管道沉积物中NH 3-N和NO 3-N的溶出均随盐度增加而逐渐增加,而TP的溶出却在盐度超过1%后呈不同程度的波动.④NO 3-N溶出率最小且TP溶出率最大的交通区雨水管道出流受来流影响最明显,相关系数均超过0.97.研究显示,与文教区、商业区相比,pH、盐度等环境因素对交通区雨水管道沉积物氮磷溶出影响最大,在雨水管道径流氮磷输出负荷的定量评估过程中应被重点关注.

太湖流域果园种植面源氮磷输出强度及其定量评估方法

以太湖流域上游地区无锡阳山地区果园种植典型区域为研究对象,通过现场试验,调查了果园种植面源氮磷输出动态变化过程,计算并分析了氮磷输出强度,构建了果园种植面源氮磷输出强度定量评估模型。结果表明:取样监测期间,果园种植径流及淋溶氮磷指标变化幅度均超过200%;果园种植面源氮磷径流输出强度与其淋溶输出的变化一致,径流总氮的输出强度最高(13.201 kg/hm^( 2)),淋溶硝酸盐输出强度最大(4.077 kg/hm^( 2));所建立的评估方程能较好地反映降雨量等环境因素对果园种植面源氮磷径流及淋溶输出强度的影响情况,模拟方程的复相关系数均在0.9左右。

雨水管道沉积物中典型无机氮的干期粒径分布

以南京江北新区分流制雨水管道沉积物为研究对象,考察不同粒径沉积物中铵态氮(NH3-N)和硝态氮(NO3^--N)干期分布特征,分析其随干期长度的变化关系,并探讨沉积物理化性质及微生物菌群结构对NH3-N和NO3^--N干期分布的影响.结果表明:粒径≤0.075mm的沉积物中NH3-N占比最高(交通区30.8%,商业区36.7%);交通区粒径≤0.075mm的沉积物中NO3^--N占比最高(33.0%),而商业区粒径0.075~0.15mm沉积物中NO3^--N占比最高(34.4%);干期长度与交通区0.075~0.15mm粒径段的沉积物中NO3^--N含量及商业区粒径≥0.3mm的沉积物中NH3-N含量之间的相关性均最显著;雨水管道沉积物中NH3-N和NO3^--N的干期分布与O-H和N-H等官能团､表面极性和亲水性､微观形貌等有一定关联;交通区雨水管道沉积物中Gemmobacter等反硝化优势菌种(相对丰度总和为20.15%)对NO3^--N干期分布影响更显著.

太湖流域断头河道微循环水质效应与生物响应

针对太湖流域断头河道微循环过程中水质效应和生物响应不清楚的问题,笔者通过水槽模拟实验,分析了氮磷和有机物等水质指标随水体微循环时间、频率的变化关系;通过常州武进洛阳镇徐家头浜实际河道微循环实验,探讨了微循环运行过程中实际河道水质的稳定性,微循环过程中实际河道的生物响应,及浊度、溶解氧、pH等环境因素的影响。结果表明:水槽模拟实验条件下微循环对水体氨氮去除的影响最为明显(去除率达62.91%),COD去除率变化幅度受微循环频率的影响最大(可达50%);微循环设置后实际河道COD浓度下降趋势明显(降幅约30%);微循环过程中河道水体浮游动物和浮游植物数量均呈上升趋势,而河道边坡和底泥中Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Acidobacteria等优势微生物菌群的丰度却有不同程度的变化。同时,浊度对总磷和COD的影响程度相当,溶解氧和pH对水体氨氮浓度的影响均最显著。该研究为改善断头河道水质提供新方向,为微循环技术的实际应用提供数据参考。

颗粒物对渗滤系统去除公路径流重金属的影响

研究旨在揭示高速公路地表径流颗粒对径流重金属过滤的影响,采用碎石-土壤渗滤柱处理南京绕城公路马群段路面径流,探究高速公路地表径流中重金属的渗滤去除特性、颗粒物截留特征,重点阐明不同粒径颗粒物截留与重金属渗滤去除的关系,同时探讨季节、pH值等环境因素对碎石-土壤渗滤去除径流重金属的影响。结果表明:沿碎石-土壤渗滤柱深度方向,Cu、Zn浓度呈非线性递减;装置上层35 cm厚度的土壤对大部分可去除的Cu、Zn有很好的截留作用。颗粒去除对径流中去除重金属的影响随着渗滤层填料厚度的增厚而提高。季节、pH值、氧化还原电位(ORP)及干期时间对重金属去除有不同程度的影响。

微循环对村镇断头河道水土保持特性的影响

以常州武进洛阳镇徐家头浜作为研究对象,调查微循环前后河道岸坡性状的变化情况,分析微循环下的河道生态系统抗冲击性能,并探讨岸坡生态系统抗冲击性能与其稳定性的关系。结果表明:(1)微循环过程中岸坡土壤质地、孔隙率及含水率变化均较小,但总磷(TP)、全氮(AN)、容重、抗蚀性均有较大变化;(2)微循环过程中河道雨后浮游生物较雨前均呈增长趋势,岸坡区域浮游生物数量明显高于河道中线区域,且微循环对河道岸坡微生物菌群抗降雨冲击具有促进作用;(3)岸坡土壤TP、AN及含水率对河道岸坡土壤微生物群落多样性的变化影响均达到显著水平(P <0.05)。研究显示,微循环能够提高河道岸坡生态系统抗冲击性能,对村镇断头河道水土保持意义重大。

高速公路路面径流沉降过程中重金属去除特性

在对南京机场高速公路令桥段2008年2月～2009年2月15场降雨事件初期路面径流进行自由沉降试验的基础上,考察了自由沉降过程中Cu、Zn、Cd、Pb4种重金属的去除率随时间的变化特征.同时,重点分析了重金属去除与截留沉速和悬浮固体(SS)去除的关系,并探讨了降雨特征和径流pH值对重金属去除特性的影响.结果表明,沉降开始30min内Cu、Zn、Cd、Pb去除率增长迅速,30min去除率均占2h总去除率的60%以上.Pb的2h平均去除率最高,可达25.62%,Cu、Cd和Zn的2h平均去除率分别为21.20%、19.97%和19.10%.同一重金属的沉降去除率每提高10%,截留沉速范围及上限值减少5倍左右.截留沉速相同时,Pb的去除效果最好,Cd、Cu、Zn的去除效果相差不大.SS与Cu、Zn、Cd、Pb沉降去除率之间的相关性存在差异,Pb多数以颗粒态形式存在,因而SS与Pb沉降去除率相关系数最大,其相关系数为0.8126(p=0.0002);SS与Cd、Cu、Zn沉降去除率的相关系数分别为0.6871、0.6804、0.7653.路面径流pH值对重金属去除特性的影响显著,与4种重金属沉降去除率均呈正相关,且与Zn、Cd、Pb的相关系数均大于0.5;Zn主要以溶解态形式存在,因而Zn沉降去除率受pH值影响最明显,两者在0.05水平上显著相关(p=0.029).

高速公路路面径流雨水沉降特性试验研究

采用累积沉泥法分析了高速公路路面径流雨水的沉降特性。结果表明:沉降过程的前30 min内对SS的去除效果明显,去除率占沉降2 h去除率的67.15%;SS沉降去除率越大,对应的沉降速率范围限值越小;沉降过程对COD和TP的去除效果较明显,沉降2 h的平均去除率分别为25.86%、23.03%,但对TN的去除效果较差;SS沉降去除率与COD、TP沉降去除率的相关性较好;径流雨水的温度对SS沉降去除率的影响显著,初始SS浓度与SS、COD和TP的沉降去除率均呈正相关性,而pH值对这3种污染物的沉降去除率影响不显著。

分流制雨水管网沉积物中典型抗生素抗性基因污染特性

针对城市雨水管网沉积物中抗生素抗性基因(ARGs)污染特性尚不清楚的问题,本研究选择南京江北新区3种不同功能区(文教区、交通区及商业区)分流制雨水管网沉积物作为研究对象,考察了各功能区雨水管网沉积物中细菌耐药性,分析了β⁃内酰胺类和四环素类两类典型ARGs的组成种类及其相对丰度差异,重点探讨了上述典型ARGs在不同粒径颗粒中的分布特征.结果表明,各功能区可培养细菌总数大小顺序为商业区>文教区>交通区,而携带典型ARGs的耐药菌(ARB)相对含量大小顺序却为文教区>商业区>交通区;交通区的典型ARGs相对丰度高于文教区和商业区1个数量级;随着干期长度的增加,各功能区雨水管网沉积物中典型ARGs种类及相对丰度均有不同程度的减少;随着颗粒粒径的减小,文教区雨水管道沉积物中典型ARGs的丰度变化不大,交通区的雨水管道沉积物中典型ARGs的丰度则呈增加趋势,而商业区的无明显规律;粒径较小的颗粒中可移动遗传因子(MGEs)对ARGs的分布影响更大,且以<75μm粒径段颗粒中的最明显(相关系数为0.874).