微电流电解产H_(2)O_(2)抑制铜绿微囊藻生长研究

为了探究微电流电解过程对铜绿微囊藻生长的影响,以铂钛作为阳极,碳黑聚四氟乙烯(C/PTFE)气体扩散电极为阴极,在微电流电解体系中可产生对铜绿微囊藻生长具有选择性抑制作用的活性物质H_(2)O_(2)。探究不同电解时间、电流密度和气体流量对藻细胞生长的影响,结果表明:微电流电解的最佳条件为100 mL细胞密度为5×10^(5)个/mL的藻液在10 mA/cm^(2)的电流密度下以0.4 L/min的气体流量电解60 min。藻细胞光密度OD680从0.035降至0.003,表明藻细胞的生长完全受到抑制。测定电解处理前后藻细胞的叶绿素荧光参数Fv/Fm、Y(Ⅱ)、Y(NO)等可知,电解处理后藻细胞的光合作用机制已遭到完全破坏。测定电解过程中产生H_(2)O_(2)的质量浓度为79 mg/L,并且经过6次循环实验后,C/PTFE气体扩散电极产生H_(2)O_(2)质量浓度仍为首次使用产生H_(2)O_(2)质量浓度的66%(52 mg/L),说明C/PTFE气体扩散电极的稳定性良好,具有较大的应用前景。该研究可为微电流电解抑制蓝藻水华提供新手段。

沸石的载铁改性及饮用水除氟试验研究

为避免使用含铝材料,采用新方法制得载铁改性斜发沸石,并通过一系列静态及动态试验对其除氟性能及影响因素进行了研究.结果表明:经过改性活化的斜发沸石滤料的除氟容量(DC)得到显著提高,静态达0.665 mg/g,动态达0.2 mg/g,分别约为原沸石除氟容量(0.03 mg/g)的20和7倍.载铁改性斜发沸石对F-的吸附符合Langmuir吸附等温模式,其最适pH为6~7,氟吸附速率快,再生稳定;同时其也能高效去除饮用水中的锰离子,除锰容量(MRC)达2.442 mg/g.对高氟地下水的处理效果证明,该滤料不仅降氟达到国家饮用水标准,而且具有再生简易、使用寿命长等特点.

丹江口水库消落带总氮和总磷变化特征及通量研究

开展丹江口水库消落带土壤总氮(TN)和总磷(TP)变化特征与通量研究,对明晰消落带污染输出特征、保护水库水质安全有着重要的实践作用。将丹江口水库划分为汉库和丹库两个区域,以不同区域内典型消落带为研究对象,监测分析了2020年9月-2021年9月不同时期不同区域消落带土壤TN和TP的变化特征,并通过收支平衡法构建模型,估算了丹江口水库消落带在不同时期的TN和TP通量。结果表明,2020年9-12月淹水期内,丹江口水库不同区域消落带TN、TP含量变化显著,汉库耕地和园地的TN、TP含量显著上升,其余区域消落带土壤均存在TN、TP流失现象。2021年3-6月落干期内,丹江口水库不同区域消落带TN、TP含量总体上呈现上升积累趋势。2020年9月-2021年9月,丹江口水库不同区域消落带TN、TP含量整体呈下降趋势。丹江口水库消落带在淹水期表现为氮和磷的释放源,TN通量834.66 t, TP通量10 422.12 t;在落干期表现为氮和磷的吸收汇,TN通量-8 623.69 t, TP通量-10 032.94 t。2020年9月—2021年9月,丹江口水库消落带总体上表现为氮和磷的释放源,TN通量20 122.22 t, TP通量1 509.52 t。丹江口水库消落带污染物释放对水库水质安全的风险不容忽视。

五氯酚污染土壤及沉积物的生物修复技术及机制研究进展

五氯酚(PCP)曾作为杀钉螺剂在长江中下游血吸虫疫区大面积使用,目前虽然已被禁止使用,但仍然存在较为严重的环境污染,PCP会对水生态系统及人体健康造成潜在威胁。土壤及沉积物是PCP最大的蓄积库。生物修复技术是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,加速去除环境中污染物质的过程,是当前PCP污染处理的趋势。对PCP污染环境的生物修复类型(包括植物修复技术、微生物修复技术、植物-微生物联合修复技术、动物修复技术及堆肥降解技术)、效果及机制进行综述及展望,并提出未来研究趋势,旨在为促进污染区土壤环境生物修复技术的深入研究以及PCP污染环境的生态修复提供理论参考。

Bio-F生物吸附剂对水中铁锰的去除与特性

以Bio-F(Bio-F生物吸附剂)为材料,研究其对水中Fe2+和Mn2+的去除能力与特性.结果表明,Bio-F可同时去除水中Fe2+和Mn2+且吸附过程符合Lagergren一级动力学模型.Langmuir吸附等温线能较好地描述Bio-F吸附Fe2+和Mn2+的过程,表现为单分子层化学优惠吸附,其对Fe2+和Mn2+的最大饱和吸附量分别达4.91和3.80 mg/g.Bio-F对Fe2+和Mn2+的吸附为吸热反应且在pH 6～7范围内可保持86%以上吸附能力(P>0.05).较高的c(Ca2+)和c(Mg2+)可明显抑制Bio-F去除Fe2+和Mn2+的能力(P<0.05),但高c(PO43-)则可促进该吸附过程(P>0.05).Bio-F经10次再生后对Fe2+和Mn2+的去除率分别达97.27%和94.67%.Bio-F无毒安全,采用Bio-F处理高铁锰饮用水具有应用潜力.

Na型斜发沸石去除水中铁锰及其再生方法研究

为建立一种简单、有效、应用性强的地下水除铁锰方法，研究了Na型斜发沸石除铁锰及其影响因素并建立了再生方法。研究表明Na型斜发沸石对Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）均表现出较强的吸附能力，对Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的最大饱和吸附量分别达4．00mg／g和3．50mg／g；且吸附速率快，吸附动力学较好地符合Lagergren一级吸附动力学模型。采用Langmuir吸附等温线能较好描述Bio—F吸附Fe（Ⅱ）（R^2=0．9814）及Mn（Ⅱ）（R^2=0．9899）的过程。该吸附剂在pH6—7范围内可保持90％以上吸附Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的能力。Na型斜发沸石可用15％的NaCl溶液再生，10次再生实验证明其吸附容量可保持100％，研究表明该方法用于高铁锰饮用水处理具有较强的应用价值．

水葫芦防治技术及资源化利用研究进展

水葫芦是一种多年生浮水草本植物,具有生长速度快、入侵性强等特点,已成为全世界多个国家严格控制的外来入侵植物。但是水葫芦具有一定的治污能力和资源化利用价值,若能对其进行资源化利用,不仅可以有效控制其泛滥,同时还能创造较高的环境价值。本文根据水葫芦的特性,介绍了水葫芦的危害、常用的处理办法以及资源化利用的相关研究进展,通过对水葫芦污染现状及资源化利用进行归纳和评述,以期为进一步开展水葫芦的资源化利用工作提供参考。

神定河水环境问题诊断及治理对策

神定河口断面属于水质考核国控断面,2019年以前,水质一直处于Ⅴ类或劣Ⅴ类,未能达到国家考核标准。通过对神定河口断面2017—2019年水质状况评价及污染源分析,剖析了神定河水质持续不达标的原因。结果表明,2017—2019年神定河水质有好转趋势。水质持续超标的原因主要是生态补水不足、污水处理能力不足、污水管网破损等,后期应加强污水处理力度及管网建设。研究成果可为神定河水质提升提供技术支撑。

水生植物对沉积物微生物群落功能多样性的影响

为研究水生植物对沉积物微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog-Eco微平板法分析非根际沉积物及菖蒲根际沉积物微生物群落功能多样性差异。结果表明:水生植物菖蒲的生长可大大提高沉积物中微生物的活性及多样性,菖蒲根际微生物总活性(AWCD)、微生物多样性指数(包括Shannon-Wiener指数、丰富度指数及Pielou均匀度指数)均显著高于非根际沉积物;菖蒲根际沉积物微生物主要是一些利用酯类及糖类作为碳源的微生物类群,而非根际沉积物微生物主要利用酯类及胺类碳源;菖蒲根际沉积物及非根际沉积物之间的代谢差异的碳源主要有D-纤维二糖、β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸、D-半乳糖醛酸及D-葡萄胺酸、苯乙基胺、N-乙酰基-D-葡萄胺、D-半乳糖内酯、D-甘露醇及D,L-a-甘油。根际及非根际微生物群落功能多样性差异可为揭示水生植物对水环境沉积物的根际效应机制提供一定的科学依据。

长江科学院承担的水利部“948”项目“水域沉积物微区分析系统”顺利通过验收

2016年9月5日,水利部科技推广中心在武汉市主持召开了水利部“948”项目验收会,对长江科学院流域水环境研宄所承担的项目进行了验收.会议由水利部科技推广中心卢健处长主持,验收专家组由水利部国际合作与科技司乔世珊教授级高级工程师、水利部科技推广中心副主任许平教授级高级工程师、长江水利委员会副总工程师金兴平教授级高级工程师、长江流域水资源保护局总工程师穆宏强教授级高级工程师、长江水资源保护科学研究所雷阿林教授级高级工程师、南京水利科学研宄院吴时强教授级高级工程师及长江水利委员会财务局张先华高级会计师组成.出席本次验收会的还有长江水利委员会国际合作与科技局丁洪亮副局长、长江科学院汪在芹副院长、科研计划处李昊洁副处长、周若科长,以及流域水环境研究所等相关代表.

长江源区主要河流水化学特征、主要离子来源

通过开展水环境调查并结合历史数据,分析了长江源区主要河流水体主要离子分布特征,揭示了长江源区主要河流水化学类型及其主要控制因子,阐明了长江源区主要主要离子来源,同时评价了长江源区主要河流水体的适用性.结果表明,长江源区河流水体主要阳离子的平均含量高低依次为:Na^(+)>Ca^(2+)>Mg^(2+)>K^(+),其中Na^(+)和Ca^(2+)的平均含量分别占总阳离子含量的65.9%及18.8%.主要阴离子的平均含量高低顺序依次为:Cl^(-)>HCO_(3)^(-)>SO_(4)2->NO_(3)^(-),其中Cl^(-)和HCO_(3)^(-)的平均含量分别占总阴离子含量的47.6%及32.9%.长江源区主要河流水化学类型为Na-Cl、Ca-HCO_(3)和Ca-SO_(4).水化学特征主要受蒸发结晶和岩石风化作用控制,主要离子来源于岩石风化.不同河流水化学特征存在一定差异,其中当曲水化学类型主要为Ca-HCO_(3)和Ca-SO_(4),主要受岩石风化控制,主要离子来源于碳酸盐溶解.沱沱河和楚玛尔河水化学类型主要为Na-Cl,主要受蒸发结晶控制,主要离子来源于蒸发岩的溶解.通天河主要水化学类型为Na-Cl和Ca-HCO_(3),主要受岩石风化和蒸发结晶控制,主要离子来源于蒸发岩、碳酸盐和硅酸盐的溶解.长江源区河流水体硬度相对较高,当曲水质宜用于灌溉,但是沱沱河和楚玛尔河及通天河水质建议慎用于灌溉,且不宜直接饮用.研究成果以期为长江源区水资源保护与利用提供基础支撑.

近200a来泸沽湖沉积物色素记录与区域气候变化的关系

近百年来云贵高原区域气候变暖明显.为探讨湖泊生态系统变化与气候变化的关系,本文采集泸沽湖沉积物柱,分析测定了近200 a来沉积物柱芯中叶绿素及其衍生物(CD)、总胡萝卜素(TC)、颤藻黄素(Osc)和蓝藻叶黄素(Myx)4类色素及烧失量(LOI550℃)、生物硅、C/N值等指标,并与1951-2010年丽江地区气温和降雨量资料进行相关性分析.结果表明,以上4种色素含量及其比值(CD/TC,Osc/Myx)对区域气温变化较为敏感;近60 a来CD、TC、Osc、Myx、LOI550℃和生物硅含量与年均气温呈显著正相关;而CD、TC、Osc、Myx和C/N仅与5 a滑动年均降雨量呈正相关,表明气温可能是驱动泸沽湖初级生产力升高的主要因素之一,降雨量为次要因素.1990年后4种色素和有机质含量明显增加,C/N值呈下降趋势,湖泊初级生产力增强,内源有机质在沉积物总有机质中的比重增高.此外,Osc和Myx含量及其比值升高,反映蓝藻类生产力增长,颤藻类比重呈增大趋势,表明近20 a来在气温为主导因素的影响下不仅泸沽湖初级生产力增加,初级生产者群落组成也发生了变化.

突发性水污染事故应急处理技术研究进展

近年来,我国已进入重特大突发性水污染事故高发期,形势十分严峻。针对这一现状,对突发性水污染事故的4类主要污染物(包括有毒有机污染物、重金属污染、溢油污染及生物性污染)的应急处理技术及水利工程技术在突发性水污染事故应急处理中的关键作用进行综述,并提出应急处理后长期生态恢复建设的对策和措施,指出突发性水污染的应急处理需要应急管理、预测预警及应急处理技术三者的全面建设。上述研究旨在为突发性水污染事故应急处理技术的深入研究及应对突发性水污染事故的发生提供理论参考。

腐解黑藻生物量对高硝态氮水体氮素的影响

采用常见沉水植物黑藻为试验材料,引入太湖底泥并设定上覆水初始ρ(硝态氮)为15 mg/L,模拟初春沉水植物大规模腐烂时的温度,开展为期32 d的黑藻腐解试验研究.结果显示,黑藻腐解对水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和的影响呈U字型,试验条件下黑藻腐解生物量为2.0 g(相当于0.111 kg/m2)时,水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和最低.随着黑藻的腐解,释放进入水体的有机质和氮素增加,但同时也提高了水体中的ρ(TOC)/ρ(硝态氮)值,降低了Eh,提高了微生物的活性,因此有利于反硝化反应的发生.

长江源区近年水质时空分布特征探析

长江源区地处青藏高原,气候条件恶劣,受技术条件限制,有关源区特有的高原生态环境状况的调查和报道较少。根据2012,2014,2015年长江源区科学考察获取的水质监测资料,分析了长江源区常规监测指标、金属类及有机物等水质指标,探析了近几年长江源区水质时空分布特征。结果表明:长江源区河流水质良好,大多数区域的水质指标达到Ⅰ—Ⅱ类水标准;受水体含沙量和区域地质条件的影响,源区不同区域河流水质有一定差异;源区水质年际间差异不大,基本在相同的范围内波动;与国内外河流背景值相比,源区水质基本处于河流背景值范围内;源区有邻苯二甲酸酯类有机污染物检出。该结果对于进一步开展长江源区水生态环境研究具有重要意义。

长江下游干流水体中氮的空间分布特征

为全面了解长江下游干流氮素的含量水平,于2014年6月对长江下游干流表层、中层和底层水体中总氮（TN）、溶解性氮（TDN）、氨氮（NH＋4-N）的含量进行检测,分析了氮素的空间分布特征。研究结果表明：TDN是氮在长江下游干流水体中的主要形态,而且表层、中层、底层水体中氮素含量均不相同;长江下游干流水体中TN的含量范围为0.85-2.46 mg/L,表层和底层水体中TN平均含量均高于中层水体中TN的平均含量;水体中TDN的含量范围为0.72-2.08 mg/L,表层水体中TDN平均含量相对较高;水体中NH＋4-N的含量范围为0.13-0.75 mg/L,表层、中层和底层水体中NH＋4-N的含量相近;从研究区域上游至下游,TN和TDN的平均含量呈现上升的趋势;不同城市间的NH＋4-N平均含量波动较大。通过相关性分析还发现,TDN与叶绿素a（Chl-a）呈显著负相关,水温（T）与叶绿素a（Chl-a）呈显著正相关,其它形态氮与水的理化性质无明显相关关系。此研究结果可作为控制长江下游干流水体中氮素污染的基础数据。

长江中、下游干流磷的沿程分布特征研究

为了解长江中下游磷营养盐的分布特征及磷素的污染状况,2014年5月29日至6月7日沿长江中、下游干流在湖北武汉,江西九江,安徽安庆,江苏的南通、镇江、南京,上海等地设置采样断面,现场监测表层、中层和底层水体中总磷（TP）、溶解性总磷（TDP）、颗粒态总磷（TPP）、溶解性正磷酸盐（SOP）的含量,分析干流磷的沿程分布特征。研究结果表明：长江中、下游干流各采样地TP平均含量范围在0.15-0.25 mg/L,各采样地下游TP平均含量高于上游,各采样地下游左岸及右岸TP平均含量较中泓处高,且左岸TP平均含量较右岸高;各采样地TDP平均含量范围为0.02-0.13 mg/L,且采样地下游TDP平均含量较上游高;各采样地TPP平均含量范围为0.10-0.20mg/L,沿长江中下游沿程方向TPP占TP百分比逐渐减小,但TPP仍是长江中下游TP的主要贡献者,TPP分布与叶绿素a的分布极为相似,二者呈显著正相关;各采样地SOP平均含量范围为0.02-0.11 mg/L,且SOP平均含量沿长江中、下游沿程方向显示出增加趋势,SOP是TDP的主要组成部分,SOP平均含量占TDP平均含量70%以上。总体上,长江中下游水体中各形态磷含量较低,水质良好。

湖库富营养化水体移动式水质净化平台关键技术构建研究

为原位治理湖库等封闭水域的富营养化水体,提出了一种移动式水质净化平台治理新技术。移动式水质净化平台由水质净化单元(吸附单元、微孔曝气单元和微电流电解单元)、指令控制单元、水质在线检测单元和动力推进单元等组成。平台在水中移动过程中,通过微孔曝气单元和吸附单元的脱氮除磷,微电流电解抑藻来实现水体中过量营养盐削减和有害藻类防控的双重目的。针对移动式水质净化平台各单元功能要求,利用优选的吸附材料、曝气方式和电极材料,通过移动条件下的吸附、微孔曝气和微电流电解实验研究,获得最佳的吸附材料用量、原位吸附时间、曝气强度、电流密度、电解时间等技术参数。最后,根据实验结果,对进一步提高移动式水质净化平台的效率、平台运行管理等方面进行展望。移动式水质净化平台是一种富营养化水体治理的新技术,有望为富营养化水体营养盐削减和藻类水华防治提供新的解决方案。

微电流电解对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)叶绿素荧光特性的影响

研究微电流电解不同电流密度下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的叶绿素荧光参数变化,从藻类生理生态特征方面揭示电解抑藻的作用机理.结果表明:对于体积一定而初始细胞密度不同的铜绿微囊藻藻液,微电流电解抑藻存在相应的临界电流密度阈值,当电流密度>阈值时,藻的生长得到完全抑制.当电流密度<阈值时,藻的光系统Ⅱ受损,但经过6 d的培养其生理活性可恢复正常.若电流密度>临界值,电解胁迫将超过藻的耐受能力,从培养的第2 d开始藻的光系统Ⅱ功能完全丧失.电解抑藻一方面是通过破坏光系统Ⅱ和捕光天线藻胆体之间的连接,使藻胆体无法继续向光系统Ⅱ传递光能;另一方面是通过破坏藻细胞光系统Ⅱ结构,使其无法进行光合作用,最终导致藻细胞的死亡.

MIEX-DOC~离子交换树脂的饮用水除砷研究

对新型阴离子交换树脂MIEX-DOC的除砷性能进行了研究,考察了该树脂除砷容量、对三价砷[As(Ⅲ)]和五价砷[As(Ⅴ)]的去除能力、不同离子和水体pH值对树脂除砷[包括As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]效率的影响。结果表明,MIEX-DOC树脂对人工配制高砷水(0.1mg.L-1)的除砷容量约为0.0051mg.mL-1;对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除能力相当;常见的共存离子对树脂除砷效率有抑制或促进影响;不同pH值下,MIEX-DOC树脂除砷效率不同,但对0.1mg.L-1的高砷水的除砷效率均达到50%以上。对农村高砷水的实地中试研究表明,当源水砷浓度约为0.1mg.L-1时,出水砷浓度低于0.05mg.L-1,达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的农村小型集中式供水和分散式供水水质指标。成本分析结果表明,采用国产MIEX-DOC净水设备的除砷效果与进口设备相当,但除砷成本较低(0.56元.t-1),在我国农村高砷饮用水处理中有一定应用潜力。