汾河中游底泥重金属分布特征与来源解析

为了解汾河中游底泥重金属污染分布现状、揭示其污染物来源,选择中游磁窑河入汾口至文峪河入汾口以下2 km河段为研究对象,采集5个断面上共35个底泥柱状样(底泥深度0~70 cm),分析重金属垂向及沿河道分布特征,并采用主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分析法(PMF)揭示其污染物来源。结果表明:Hg、Cu、Pb、Cr、Ni整体表现为在40~70 cm深处底泥富集,40~70 cm深处含量为0~40 cm深处的1.02~2.82倍,其垂向分布规律可能与当地历史工业污染有关;分析0~40 cm深处底泥沿河道分布特征及来源发现,5种重金属沿河道分布趋势相似,其含量均在磁窑河入汾口、文峪河入汾口出现较大值,Pb、Hg含量严重超标,分别为当地土壤背景值的1.94、3.91倍,在文峪河入汾口出现最大值;重金属Pb、Cr及Ni主要来源于工业生产,Cu主要来源于工业生产、部分来源于藻类堆积,Hg主要来源于藻类堆积、部分来源于工业生产。

膨胀性泥岩铁路隧道变形机理与仰拱底鼓控制技术研究

为揭示膨胀性泥岩铁路隧道仰拱底鼓变形机理并提出对应控制措施,以西(宁)至成(都)铁路膨胀性泥岩隧道为背景,采用室内试验、数值模拟、案例调研等方法开展研究。结果发现:膨胀性泥岩在浸水后物理力学参数明显降低,随着浸水时间增加,降低速率逐渐减小,其膨胀系数为4.8%;FLAC3D中的应变软化模型通过湿度应力场与温度应力场的转化能较好模拟膨胀性泥岩浸水后的参数衰减效应,当初始含水率分别为5%、15%、25%时,膨胀力试验结果分别为37.84,123.90,189.06kPa;随着水位上升,隧周孔隙水压力逐渐增大,当地下水位分别为Z=-5 m、Z=0 m、Z=5 m、Z=10 m、Z=15 m、Z=30 m时,隧周最大孔隙水压力分别为0,100,125,200,250,350 kPa,仰拱底部随软化系数的增加由沉降逐渐变为隆起,隧底围岩软化及上部挤压造成的剪切破坏是仰拱底鼓的最大诱因;随着仰拱矢跨比增加,二次衬砌弯矩减小,拱底和墙脚位置二次衬砌弯矩减小值较大,因此仰拱底部受力得到优化;适当提高仰拱矢跨比,采用全环钢架+钢筋混凝土衬砌、加强基底排水、采用基底换填或管桩加固等措施是膨胀性泥岩铁路隧道设计关键。

3种沉水植物-沉积型微生物燃料电池对黑臭水体修复的研究

沉水植物-沉积型微生物燃料电池(Submerged plantsediment microbialfuelcell,SP-SMFC)是目前解决修复水体复黑臭最有发展前景的技术之一。以黑臭水体底泥为底质,构建了3种不同的沉水植物与沉积型微生物燃料电池耦合系统:分别为篦齿眼子菜-沉积型微生物燃料电池(标记为SP-SMFC1)、矮生苦草-沉积型微生物燃料电池(标记为SP-SMFC2)和金鱼藻-沉积型微生物燃料电池(标记为SP-SMFC3),为对照还构建了无植物的对照组(标记为SMFC)。结果表明:所构建的实验系统经驯化后能够稳定运行;引入沉水植物可提高系统输出电压,其中SP-SMFC2系统平均最高输出电压最大为0.659V;各实验组对底泥和上覆水的有机质和氮磷去除效果明显;构筑的系统可以有效防止水体复黑臭的发生。

熊耳山矿集区小河流域水体及底泥重金属污染评价

这是一篇矿山环境领域的论文。河流是矿产资源开发过程中产生的重金属最主要的迁移途径和汇聚地,熊耳山矿集区矿产资源开发对河流的影响程度尚不清晰。为准确掌握熊耳山矿集区矿产资源开发对河流重金属的影响,以矿集区内小河流域的水体和底泥为研究对象,分析了小河干流及其主要支流水体和底泥中Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg重金属含量特征。用单项污染指数和内梅罗综合污染指数法对水体重金属污染程度进行评价;用地质累积指数法和质量基准法对河流底泥中重金属累积程度和污染程度进行评价。结果表明,小河流域水体中6种重金属平均含量在0.08~289.86μg/L之间,污染程度As>Hg>Cd>Pb>Cu>Zn,主要重金属污染物为As、Hg,主要污染河段分布于矿业活动强烈区,矿产资源开发是引起河流水体污染的主要因素。Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg在小河流域河道底泥中累积效应显著,重金属污染程度严重,质量基准法评价结果显示,小河流域底泥中Pb、Cd、Cu、Zn、As、Hg所有样品均严重污染,综合地质累积指数法和质量基准法评价结果,小河流域河道底泥污染程度:Pb>Cd>Cu>Zn>As>Hg,其中Pb、Zn、Cu、Cd是主要污染元素,Hg,As是次要污染元素。研究认为:熊耳山矿集区矿产资源开发是引起小河流域水体、河道底泥重金属污染的主要因素,已经对河流水体和底泥造成不同程度的重金属污染,加强矿产资源开发全过程的源头治理和监管,是保护和改善小河流域重金属污染的根本手段。

基于土壤改良剂的河道底泥原位修复效果

底泥是河道生态系统的重要组成部分。河道底泥中富集的营养物质(如氮、磷等)是导致河道水体富营养化,同时,底泥中的有机物和有害物质会通过溶解、悬浮或释放到水体中,进一步加剧水体富营养化,从而对河流生态系统和水质产生了严重影响。因此,修复河道底泥污染对于保护生态环境具有重要的意义。基于此,本文将硝酸钙、酵素和腐殖酸三种土壤改良剂引入原位修复河道底泥领域,通过监测上覆水以及底泥中pH、EC、DO、ORP、NH_(4)^(+)-N、COD、TP七个指标,分别探究各个处理组对河道底泥和上覆水质的修复情况,旨在通过实际观察和实验数据初步了解3种土壤改良剂对河道底泥进行原位修复的实际效果。

富水隧道排水方式与隧底水压力分布特征

针对一座铁路富水隧道基底结构出现的翻浆冒泥病害,对该隧道进行了无损检测,并对病害种类、成因进行了分析。在隧道内分别设置排水井和排水沟,建立了隧道三维渗流分析模型,对不同措施的排水效果进行了分析。结果表明:在避车洞内设置排水井(两侧排水井法),其间距越大仰拱底面最大水压力越大;排水井单侧间距超过60 m、双侧错开布置时,排水效果不明显。在隧道中线设置排水井(中心排水井法),当排水井间距小于5 m时,仰拱底面最大水压力随中心排水井间距的增加呈线性增大趋势,且增速较大;排水井间距超过5 m后,仰拱底面最大水压力增速降低;中心排水井间距越小,排水效果越明显;中心排水井的排水效果不如两侧排水井。在隧道两侧和中心分别设排水沟时,随着排水沟深度的增加,仰拱底面最大水压力呈非线性递减趋势;当排水沟深度小于1.0 m时,最大水压力降速较快;排水沟深度超过1.0 m后,最大水压力降速逐步变缓;排水沟越深,排水效果越明显;中心排水沟的排水效果不如两侧排水沟。从施工可行性、经济性以及排水效果等方面综合考虑,该隧道设置排水井要优于排水沟。

深水双壁钢围堰施工技术探讨

某大桥桥墩位于深水河流中,承台类型为低桩承台,设计施工采用双壁钢围堰方案。该文通过对双壁钢围堰的制作、安装、下放和封底施工技术进行总结梳理,分析各个阶段的操作方法和重点管控措施,以及对施工中可能会出现的问题展开论述,提出一些应对措施和处理方法,为同类钢围堰的施工积累经验。

提升软土条件下桥梁旋挖扩底桩成桩质量的施工工艺研究

针对软土地区桥梁基础施工中旋挖扩底桩技术的应用,基于普通地质条件的施工先例及规范难以直接提供有效的技术指导,文章以吴淞江工程(上海段)新川沙河段桥梁2标沪太路飞云桥为例,对软土地区进行的旋挖扩底桩施工的施工工艺,从泥浆配比、泥浆循环系统、钻孔技术、扩底技术4个方面进行了优化。结果表明,优化后的施工工艺能够保证较高的成桩质量,同时节省了成本,取得了较好的经济效益,对于后续类似工程在软土条件下进行桥梁旋挖扩底桩施工具有一定的借鉴意义。

风浪扰动下的太湖悬浮物实验与模拟

采用太湖湖区底泥,根据波浪水槽实验总结了各种扰动强度下太湖底泥的起动切应力.波浪水槽可以系统地模拟太湖常见的波浪强度.通过实验确定了太湖底泥的临界切应力为0.050Pa,采用国外先进的FVCOM模型计算模拟了太湖流场和悬浮物分布并和太湖实测资料进行了对比,结果较为合理,证明了模型的有效性.由于目前太湖的野外监测资料存在较明显的时空不一致性,模型参数率定的精度受到了较大影响,太湖悬浮物与太湖底泥的内源释放以及水体的透明度有较大关系,因此通过室内实验研究太湖的悬浮物规律对太湖的富营养化治理具有重要意义.

太湖底泥营养要素动态释放模拟和模型计算

采用太湖湖区底泥,根据环型水槽实验总结了各种扰动强度下太湖底泥的起动、悬浮和营养盐释放规律.环型水槽内水体流速均匀且能够通过控制水槽的转速精确控制水槽的水体流速.通过考察水槽中水体TN、TP浓度的变化,建立起了底泥TN、TP释放率(y)与水体流速大小(x)的定量化关系.根据实验确定的各种参数,采用ECOMSED模型计算模拟,并和太湖实测资料进行了对比,结果较为合理.由于目前太湖的野外监测资料存在较明显的时空不一致性,模型参数率定的精度受到了较大影响,通过室内实验模拟底泥的内源释放对太湖的富营养化治理具有重要意义.

温州三垟湿地底泥氮、磷含量及其对水质的影响

为探讨温州三垟湿地底泥中氮、磷营养盐含量及其对水质的影响,测定了三蛘湿地水体、底泥中的氮、磷含量.结果表明,三垟湿地底泥中富含氮、磷等营养盐,当氧化还原环境发生变化时,底泥可成为水体的主要污染源;底泥中的全氮、全磷若有1%释放,则会使水体中的总氮增加0.63～3.10 mg/L,总磷增加0.94～4.70 mg/L;若一次释放,则会使水体中的总氮增加62.50～310.00mg/L,总磷增加94.13～470.00mg/L;因此在当前情况下,即便切断外源污染,三烊湿地水体仍将长期处于富营养化状态.

流动注射分离-原子吸收光谱法测定底泥中生物可利用态Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)

湖泊底泥中生物可利用态铬是对湖泊生态环境最有影响的铬赋存形态,分别用弱有机酸或螯合缓冲剂对底泥中生物可利用态铬进行萃取分离。在流动注射系统中,分别以串联在流路中阴、阳离子交换微型柱分离,NH4NO3＋抗坏血酸和H2SO4两种洗脱液同时逆向洗脱,实现了对底泥可利用态铬中Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）同时在线分离和原子吸收光谱法测定。交换时间2min,洗脱50s,Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）回收率分别为85.4%-94.8%和96.7%-106%。本方法对实际样品中不同价态铬进行测定,铬回收率可达95%。Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）的检出限和最大相对标准偏差分别为0.9μg/L、6.4%和2.7μg/L、3.5%。

小秦岭金矿区西峪河底泥重金属污染的潜在生态危害评价

重金属元素易于累积,生态效应影响强烈。分析了陕豫接壤的西峪河水系沉积物中Hg、Pb、Cd、As、Cr、Cu、Zn7种重金属元素的含量,根据地区参比值,评价了金矿活动对西峪河底泥的污染。结果显示Hg、Pb是主要的污染元素;进而用潜在生态危害指数法探讨了重金属元素污染的潜在生态危害性,认为整个西峪河流域的Hg、Pb潜在生态危害很强,Cd具有强的潜在生态危害,而Cr、As、Zn的潜在生态危害性轻微。

第二松花江中下游河段底泥中多环芳烃的初步研究

第二松花江中下游河段8个底泥中多环芳烃(PAHs)分析表明,5种多环芳烃含量和多环芳烃总量随取样点位置发生明显的变化,城区河段底泥中各种PAHs含量和PAHs总量均高于非城区河段。2环加3环与5环PAHs化合物分布特点表明第二松花江中下游非城区河段底泥中PAHs的来源以石油类污染为主,而城区河段PAHs的来源则主要是化石燃料高温燃烧。第二松花江中下游河段(尤其是城区河段)底泥中PAHs具有较高生态风险,可能会对生物产生一定的负面影响。

太湖底泥中重金属污染及潜在生态危害评价

以太湖底泥为研究对象,分析太湖底泥中重金属的含量分布及富集状况,采用LarsHaKanson潜在生态危害指数法对重金属的生态危害进行了评价。结果表明:各种重金属的含量分布呈现一定的区域特征,太湖湖岸区平均含量明显高于湖心区,从富集系数来看,Pb的富集程度最高,其次是Zn、Cu、As、Cr、Hg、Cd。太湖底泥重金属的潜在生态危害评价显示,除无锡片区犊山口Hg的污染属于中等生态危害外,其他各点重金属的生态危害都相对轻微,污染程度顺序为Hg>Cd>Pb>As>Cu>Zn>Cr。

千岛湖底泥重金属污染的生态风险评价

水体底泥污染是世界范围内的一个环境问题,污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷等途径进入水体,最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到污染。千岛湖不同监测点底泥Cu、Zn、M n、Pb、Cd、A s、Hg等重金属含量存在差异。大坝前、毛竹源和三潭岛监测点M n、A s和Hg含量较高。不同采样点,底泥重金属污染度有差异,表现为毛竹源>三潭岛>航头岛>茅头尖>大坝前>排岭水厂>街口,毛竹源测点底泥重金属污染风险最高,街口重金属污染风险最低。

城市河道环保疏浚的试验研究

在天津大沽排污河综合治理之前,在外环线9号桥至10号桥之间选取一段约100m长的河道作为试验段,对几种疏浚方案进行生产性试验,用以对整条大沽河的疏浚进行指导.试验研究的内容包括沉积物的开挖、运输、脱水.试验中的2种清淤方法为水力清淤和机械清淤;3种运输方式为卡车、罐车和管道运输;3种脱水方法为风干、机械脱水和抽真空脱水.工程实施过程对环境的影响符合环保的要求.最后,对2种清淤方法、3种脱水方法和3种运输方法的组合,综合造价、对环境的影响、实施速度等因素进行了组合排序.

漓江水系汞的分布和污染研究

对漓江水系干流、支流、连体湖泊、较大的孤立湖塘和近岸水井设置40个采样点。水样采样周期为2个水文年,分枯水季和丰水季两次采样,现场测定水温、电导率、pH值等理化参数。系统采集水样112件、底泥样40件、水草样40件、近岸土壤样40件。底泥样用逐步浸提法进行不同形态汞分析。研究结果显示,干流河水、底泥和水草中汞的平均含量分别为0.12μg/L、0.20μg/g和0.032μg/g;主要支流河水、底泥和水草中汞的平均含量高于干流,分别为0.15～0.23μg/L、0.38～1.7μg/g和0.028～0.044μg/g。底泥中汞含量均高于近岸土壤汞含量。无论是干流还是支流,河水汞含量与底泥、水草汞含量有明显的相关关系。由上游至下游,漓江水系干流、主要支流河水样汞含量均不断增高,可高出源头河水汞含量的1.5～5倍。相应地指示重金属离子污染的参考指标——电导率值不断增高,河水的pH值亦逐渐增高。丰水期(5月至6月)河水中的汞含量(0.12～0.28μg/L)明显高于枯水期(9月至11月)河水中的汞含量(0.091～0.28μg/L)。不同断面河水汞含量均高于相应近岸井水汞含量。不同水体底泥中汞的形态分布一般顺序为:残渣态>难氧化降解有机质结合态>腐殖酸结合态>碳酸盐和铁锰氧化物吸附态>交换态>易氧化降解有机质结合态>水溶态。综合各项资料分析,认为漓江干流是桂林城市汞污染最大的汇。根据地表水环境质量标准(GB3838—2002),仅汞而言,漓江水系均达到Ⅳ类水质标准(河水中汞含量≤1μg/L)。漓江支流汞污染高于干流,对干流存在较大的污染风险。

高氟湖库底泥中氟的存在形态分析——以洋沙泡水库为例

论述了底泥中氟的存在形态及其浸提方法。通过洋沙泡水库底泥氟各种形态的分析实验,发现底泥氟形态的含量分布为残余态水溶态>有机态>铁锰结合态>可交换态;底泥各形态氟含量呈对数分布;水溶性氟质量分数为26.77～112.39mg/kg,占总氟的2.699%～19.114%。底泥全氟含量、氟的来源、气候因素的影响、区域理化环境以及湖泊曾数度干涸是造成水溶性氟含量高的主要原因。

太湖底泥总磷含量特征分析

对 2002年 10月至 2003年 1月期间太湖全湖 223个监测点不同深度采集的共 583个底质样品测定的有机质和总磷含量数据进行了分析.分析表明,不同深度处底泥总磷含量平均值相差不大.除第六层以外,不同深度处底泥总磷含量最大值相差也不大.综合前人资料,比较可知, 20世纪 80年代以来太湖底泥表层沉积物总磷含量平均值变化不大,但最大值逐次增加.研究还分析了底泥总磷含量与有机质含量相关性特点.