高潜水位采煤沉陷区生态修复技术体系研究

高潜水位采煤沉陷区生态修复,对改善区域生态环境和人居环境质量、推动资源枯竭型城市绿色转型发展具有重要意义。基于高潜水位采煤沉陷区生态修复工程实践,提出了采煤沉陷区在地质安全、生态系统、环境质量和社会经济等方面问题识别的技术要点,在遵循生态优先、统筹协调、因地制宜和绿色发展的基本原则基础上,从地质安全、地形重塑、土壤重构、植被重建和功能提升等方面构建了生态修复技术体系,为推进采矿废弃地生态修复提供技术参考依据。

城市湿地生态系统服务功能及其优化路径研究

城市湿地生态系统是一个受人类活动持续且强烈干扰的人工与自然相结合的复合系统,在城市可持续发展中发挥了重要作用。本文通过梳理湿地概念和城市生态系统特征,提出了城市湿地概念;从地貌特征、生物分布特征、成因、水资源分布特征和社会服务功能等不同角度,划分了城市湿地的类型;在系统阐述城市湿地生态系统服务功能的基础上,总结归纳了城市湿地生态系统存在的突出问题,探讨了城市湿地生态系统服务功能优化路径,为城市湿地管理提供参考依据。

溶解氧对悬浮与附着生长系统短程硝化反应的影响机制

溶解氧(DO)是控制短程硝化的重要因素,其对不同的生物处理系统有不同的影响.本文研究了DO对悬浮污泥及生物膜系统短程硝化效果的影响,并利用高通量测序技术分析了微生物群落结构变化.结果表明,对于悬浮污泥系统,当DO从0. 25 mg·L-1增加到0. 50 mg·L-1时,氨氧化速率(AOR)从18. 08 mg·(L·h)-1升高至30. 27 mg·(L·h)-1;当曝气继续增加,DO达到3. 00 mg·L-1,仅运行14 d,进水氨氮(NH4+-N)基本全部转化为硝酸盐氮(NO3--N),且通过降低DO来恢复短程硝化效果需77 d,恢复过程缓慢.对于生物膜系统,DO由2. 50 mg·L-1上升到3. 00 mg·L-1的过程中,AOR稳定在11. 50~13. 50mg·(L·h)-1,当DO为3. 00 mg·L-1时,80 d的运行结果显示,出水中氨氮与亚硝酸盐氮(NO2--N)的比值可长期稳定在1∶1. 2~1∶1. 7,基本满足ANAMMOX工艺进水要求.微生物群落结构分析结果表明,悬浮污泥系统在DO从0. 25 mg·L-1增加到3. 00 mg·L-1的过程中,主要氨氧化菌(AOB)菌属Nitrosomonas丰度由10. 07%增长至18. 64%.当DO为3. 00 mg·L-1时,生物膜系统中Nitrosomonas菌属丰度与悬浮污泥系统相近为20. 43%,且生物膜系统富集了0. 78%的ANAMMOX菌属Candidatus_Kuenenia.综上,生物膜系统内DO的变化受曝气量影响较小,短程硝化效果受DO影响较小,短程硝化速率更稳定,更适合作为ANAMMOX脱氮工艺的前处理单元.

典型生物滞留设施重金属累积分布特征与风险评价

采集了停车场、道路旁、居民区及产业园区4种不同用地类型的生物滞留设施的0~10 cm表层土壤,分析了8种重金属污染物(As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Ni和Zn)的累积含量,并对重金属累积的影响因素、污染水平、潜在生态风险和人体健康风险进行了分析和评估.结果表明,8种重金属污染物的累积含量存在较大的差异,ω(As)、ω(Hg)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Pb)、ω(Cu)、ω(Ni)和ω(Zn)的平均值分别为8.92、0.25、0.10、31.56、14.81、21.27、23.69和62.75 mg·kg^(-1),As和Hg的含量平均值分别达到了土壤背景值的1.26和5.21倍;相关性分析表明,8种重金属含量均与土壤有机质含量呈现较强正相关,除Hg之外均与土壤pH值呈现正相关,除As外与磷含量呈现正相关.内梅罗综合指数以及潜在生态风险指数的分析结果表明,除Hg之外的其他7种重金属的污染水平及生态风险较低,受Hg污染的影响,生物滞留设施重金属综合污染水平以及生态风险较高,Hg对土壤环境存在一定的潜在威胁.4类设施重金属非致癌风险在可接受范围内,致癌风险值均在10^(-6)<CR<10^(-4)范围内,其中As为主要的风险因子.4种不同用地类型中,停车场和道路旁生物滞留设施的污染物累积含量、污染水平、生态风险及人体健康风险均远高于居民区和产业园区.