太子河干流总氮与氨氮水质参数反演及时空变化研究

太子河是辽宁省的重要水系之一。随着对水体环境的日益重视,太子河流域水环境质量逐年好转,其研究方向逐渐由“治理为主”转向“监控为主、治理为辅”,提升太子河水质参数监测的时效性成为更为紧迫的任务。为了对太子河总氮(TN)和氨氮(NH_(4)^(+)-N)水质指标进行实时监测,基于太子河流域2014—2019年10个监测断面的数据,通过剖析Landsat 8遥感影像不同波段反射率的组合与监测断面实测水质数据的线性关系,结合反向传播(BP)神经网络模型的优化,建立了TN和NH_(4)^(+)-N浓度的水质参数反演模型,并反演了2014—2019年太子河干流TN和NH_(4)^(+)-N浓度的时空分布规律。结果表明,构建的BP神经网络优化模型预测效果较好,TN和NH_(4)^(+)-N的决定系数(R^(2))分别为0.777和0.550,均方根误差(RMSE)为1.464和0.667 mg·L^(-1),适用于对流域TN和NH_(4)^(+)-N的反演。2014—2019年TN和NH_(4)^(+)-N水质参数整体趋势向好,NH_(4)^(+)-N浓度处于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水标准,TN浓度常年处于Ⅴ类水质标准。太子河流域TN和NH_(4)^(+)-N浓度空间差异性较大,上游区域水质较好,中游区域水质明显下降,下游小林子至唐马寨区域水质较差。综上所述,基于BP神经网络算法优化的太子河流域水质反演是可行的,对时空两个尺度的反演结果可信且时效性较强。

人造沸石和PFS去除城镇生活污水氨氮和总磷的实验研究

采用人造沸石和聚合硫酸铁(PFS)处理污水中氨氮和总磷,人造沸石实验采取连续进水模式,从沸石投加量、曝气量和流速(水力停留时间)多角度考察对污水中氨氮的去除,PFS实验从浓度、搅拌转速、混凝时间、沉降时间和取样深度多方面考察对污水中总磷的去除。结果表明:对于NH_(3)-N去除,单独曝气或人造沸石均效果不佳,去除率分别达10.01%±1.69%和49.49%±5.08%,但两者共同作用可极大提升去除效率,达90.55%±1.41%;水力停留时间在2.4~5.5 h范围内越长氨氮出水浓度越低,5.5 h时最低为(2.81±0.14)mg/L。对于TP去除,低浓度PFS(50、100 mg/L)表现出的去除效果不明显,去除率仅达6.62%~10.39%,至400 mg/L时去除率达89.58%±0.79%;转速110 r/min增加至205 r/min,TP去除率仅相差0.27%~3.77%;混凝时间由1 min增至10 min,去除率由52.36%±3.84%提升至87.30%±0.99%,且15 min为最佳沉降时间,之后TP质量浓度趋于平衡;不同取样深度对TP去除无较大影响;最佳实验参数组为PFS浓度400 mg/L,转速110 r/min,混凝10 min后沉降15 min,液面以下池深10%(约2 cm)处取样,出水TP质量浓度可达(0.17±0.01)mg/L,去除率达(89.58±0.79)%,明显优于GB 18918-2002一级A标准。人造沸石和PFS在城镇生活污水氮磷突发状况及深度处理,如某些工艺阶段设备突发事故导致不能运转的紧急情况或出水有深度处理需求的场合具有一定的技术研究和实际应用价值。

基于多时相Landsat8影像赣南地区水体污染识别研究

赣南地区水资源丰富,受人类活动、农业、资源开采等的影响,存在一定水质污染问题.传统多采用单点化验分析水污染,此方法只代表局部和典型情况,而基于多光谱遥感反演水质参数能区域高精度定量反演.以赣南区域部分河段为研究区,利用Landsat8 OLI卫星影像,采用支持向量机方法对水体识别.结合赣南地区实际情况,选取水质参数氨氮、总磷、叶绿素a为研究对象,采用统计回归方法建立遥感波普信息与实测数据间的响应关系模型,反演结果氨氮总体浓度在0.2~0.4 mg/L、总磷0.06~0.18 mg/L、叶绿素a 5.01~6.81μg/L.同时采用决定系数(R2)和平均绝对误差(MAE)进行模型可行性及反演精度验证,反演结果R2分别为0.840、0.745、0.745,MAE分别为0.054、0.049、0.069,反演模型方法可靠,能够准确识别排污口,为保护水资源及防治水体污染提供可靠的技术支撑.

次氯酸钠氧化法处理含镍电镀废水的应用研究

[目的]次氯酸钠具有强氧化性,被广泛应用于电镀、印染、石油化工等领域的废水处理。[方法]采用次氯酸钠氧化法处理电镀废水,通过静态试验探究次氯酸钠的投加量、反应时间、初始pH等因素对电镀废水中总镍、氨氮、总磷等污染物处理效果的影响。对比了在较优条件下分别采用机械搅拌和曝气搅拌时废水的处理效果。[结果]较佳的工艺条件为:10%(质量分数)次氯酸钠溶液投加量100 mL/L,初始pH为6.0,反应时间90 min。在该条件下,废水中总镍、总磷和氨氮的去除率分别达到99.97%、99.94%和99.41%,其出水浓度均满足《电镀污染物排放标准》(GB 21900–2008)中“表3”的要求。电镀废水处理过程采用机械搅拌和曝气搅拌均可,但采用机械搅拌的处理效果更佳。[结论]采用次氯酸钠氧化法可有效去除含镍电镀废水中镍、磷和氨氮,使废水达标排放。

巢湖及入湖河流氮素变化特征分析

基于安徽省地表水环境质量监测网监测数据,研究了2013—2022年巢湖主要入湖河流和湖体氮素变化特征。结果表明:10年来,主要入湖河流和湖体总氮年均值范围分别为2.93~6.52 mg/L、1.18~1.72mg/L,氨氮年均值范围分别为0.49~4.98mg/L、0.10~0.44mg/L,入湖河流总氮、氨氮浓度均远高于湖泊。入湖河流和湖体氮素呈现出较为相似的年际变化、季节变化和月度变化特征,总氮、氨氮浓度均冬、春季高,夏、秋季低。巢湖入湖河流新旧污染同时存在。对于Ⅴ类和劣Ⅴ类等污染严重的水体,氨氮占比较高;水质较好的水体,氨氮占比较低。

盐度波动对水体中污染物在水沙界面迁移的影响

由于长江口河口在径流和潮流双重作用下,时常有盐水入侵现象的发生,且有长期存在的枯季“咸潮上溯北支倒灌进入南支”现象,因此盐度因子是影响水源地水质的重要因子之一.为保障用水安全以及精准预测水源地水质变化,本研究开展盐度波动对氨氮和总磷在水沙界面运移影响研究.结果表明,对于氨氮而言,水流扰动强度和盐度两者的影响效果可以同时提升其在泥沙颗粒相的吸附量,其中盐度的影响效果优于水流扰动强度;当盐度过高时,水沙分配系数随扰动强度增长呈抑制的趋势更明显.对于总磷而言,水流扰动强度和盐度两者的影响效果难以同时体现并解析,即当盐度为主要影响因素时,水流扰动强度对吸附量的影响基本可以忽略,反之亦然.

连续流动分析法同时测定地表水中的总氮和氨氮

结合地表水特性,为充分了解连续流动分析法在其总氮和氨氮测定中的实用价值。本研究通过采集地表水样本,运用连续流动分析法和手工法进行测定,统计两种方法的检测结果。连续流动分析法检测总氮、氨氮的线性范围内的相关系数(r)分别为0.9998、0.9997,检出限均为0.04 mg/L。检出精密度总氮、氨氮相对标准偏差分别在1.11%~2.38%、0.76%~1.28%范围内。以手工方法为对照,连续流动分析法的中总氮、氨氮样品检出准确度误差更低,且准确度与要求相符合。证实在地表水检测中,连续流动分析法不仅操作更加简单方便快捷,且有着更高的精密度和更好的准确度,可以更好满足实验室质量控制要求,可应用于地表水大批量样品的测定。

九龙江入海河口水质主要化学要素含量年际变化趋势和季节变化特征研究

文章根据2011—2020年九龙江河口入海监测断面表层水连续10年的水质监测数据得出:(1)2011—2020年九龙江河口入海监测断面表层水水质年际变化特征为近10年来九龙江入海河口水质得到了明显改善,尤其是2016—2020年高锰酸盐指数、氨氮、总磷、石油类浓度呈现持续下降的趋势,下降幅度较大,表明“十三五”期间九龙江流域水质得到了明显改善,但是总氮仍然超标严重。(2)2020年九龙江河口入海监测断面水质的季节变化特征为:高锰酸盐指数、氨氮、总氮、无机氮、总磷夏季含量相对较低,冬季含量相对较高。化学需氧量的季节变化特征为冬季含量相对较低,秋季含量相对较高。而石油类的季节变化特征为秋季含量相对较低,春季和冬季含量相对较高。(3)2011—2020年九龙江与闽江、晋江、龙江、木兰溪等福建省内其他主要入海河流河口入海监测断面水质对比分析得出,闽江、晋江河口入海监测断面水质较好,龙江、木兰溪河口入海监测断面水质较差,九龙江河口入海监测断面水质一般。研究结果以期为九龙江水环境规划与管理提供参考。

基于通量贡献法的河流断面污染定量溯源

控制单元水质目标管理背景下,需要对影响河湖水质的污染物进行溯源。以湟水河流域为例,将污染源按照点源和非点源进行分类量化,基于污染物通量贡献溯源方法,利用清单分析法、输出系数法对点源和非点源的氨氮、TP入河量及其贡献率进行核算,根据贡献率识别主要点源类型及其位置,并在乡镇尺度识别非点源污染热点区、重点污染源种类。结果表明:点源中,污水处理厂和工业源对氨氮的贡献率最大,规模化畜禽养殖场对TP的贡献率最大;点源主要分布在湟水河中游和西宁市城区,且点源在旱季对断面污染物的影响远大于雨季;非点源单元中,湟水河流域一些乡镇的城镇生活源是边墙村断面氨氮的重要来源,湟水河流域中游和上游一些乡镇的非点源对边墙村断面TP有重要影响,其中城镇生活源、农业种植源是TP的重要来源。

旱季污水处理厂污水中溶解性有机质特征及其与氮素关系

针对市政污水处理厂污水中溶解性有机质(DOM)变化及其与氮素可能存在的相互影响关系,采用三维荧光光谱结合平行因子分析以及相关性分析,以西南某市旱季市政污水处理厂为研究对象,探究DOM荧光组分随工艺单元的变化规律及其与氮素转化的相关性。结果表明:1)市政污水处理厂水体DOM主要由4个荧光组分组成,即类蛋白质组分C1(类酪氨酸)、C2(类色氨酸)和类腐殖质组分C3、C4。污水处理厂进水以类蛋白质组分为主,该组分占总荧光强度比例的平均值为66.5%,其中C1含量较高,其荧光强度占类蛋白质组分比例的平均值为54.6%。最终出水则以类腐殖质组分为主,该组分占总荧光强度比例的平均值为71.7%,而出水的类蛋白质组分中C2含量较高,其荧光强度占类蛋白质组分比例的平均值为99.8%。2)随处理工艺流程的进行,DOM的荧光强度基本呈现逐渐降低的趋势,尤其是C1在工艺流程中荧光强度逐渐趋于0;而类腐殖质组分相对稳定,不随处理流程的进行而变化。3)污水处理厂生物处理单元之后DOM的荧光指数(FI)均大于1.9,表明DOM以转化为自生源为主。4)污水处理厂工艺流程中NH_(4)^(+)-N和溶解性总氮(DTN)与C1组分和腐殖化指数(HIX)之间有良好的相关性,采用多元回归方式可有效预测工艺流程中NH_(4)^(+)-N和DTN的浓度。建议污水处理厂可根据DOM光谱性质与氮素(NH_(4)^(+)-N和DTN)之间的大量数据建立普适模型,对尾水的排放和受纳水体中氮的变化趋势进行预测。

酒厂废水总磷、总氮和氨氮分布特征研究

基于对27家酒类生产企业废水中的氨氮、总磷、总氮含量分析发现,在酒厂生产废水中氨氮和总氮含量具有明显的相关性,但总磷和总氮含量不具有明显相关性。氨氮和总磷含量也不具有明显相关性。通过分析氨氮含量与总氮含量的比值发现,氨氮含量占总氮含量的比例也不具有明显的规律。氨氮含量占总氮含量的比例主要取决于生产工艺及污水处理工艺。

农田氮磷生态拦截沟工程对粮食功能区氮磷减排效果

农业生产中的氮、磷等养分流失是农田生态系统、水体与湿地生态系统中养分盈余的主要来源,是造成面源污染的重要原因。生态沟渠对传统农田排水沟渠系统进行升级与改造,通过土壤-微生物-植物形成生态链平衡系统,利用其新陈代谢协同降解农田排水中的有机物、氮、磷等污染物,同时辅助脱氮除磷装置、拦截转化池和底泥污染捕获系统等功能性设备,进一步提高农田排水中污染物的拦截效果。在该沟渠建设实例中,通过对农田氮磷生态沟渠水质中的总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数进行监测分析并得出有效去除率,观测到农田氮磷生态沟渠能够显著降低农田排水中氨氮、总氮和总磷的浓度,并且沟渠中的拦截设施对污染物的去除效果明显,为萧山区粮食功能区农业面源减排提供技术模板,为进一步推动绿色农业发展创造了有利条件。

连续流动分析法测定淡水中亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮、总氮的研究

含氮化合物是水质监测中的重要指标,因此需要可靠、精确、快速的监测方法作为支撑。采用连续流动仪法对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮、总氮进行监测,结果表明:标准曲线相关系数均大于0.999,检出限、精密度、准确性、加标回收率、“四氮”关系均满足方法要求。说明连续流动分析仪具有较高的灵敏度和准确度,稳定性好,可实现样品在线消解、连续检测,简化了样品前处理过程,更适用于大批量含氮化合物的水质监测工作。

生物接触氧化耦合生物活性炭工艺处理高盐污水实验总结

针对炼化企业废水盐含量高、稳定达标处理难、能耗高等问题,提出了生物接触氧化-生物活性炭工艺。通过梯度提高进水盐含量的方法成功驯化出耐盐菌,启动了生物接触氧化单元,池中生物挂膜良好,脱氮除碳效果显著,出水COD(化学需氧量)可稳定控制在90 mg/L以下,总氮在15 mg/L以下。菌群分析结果表明,在高盐含量(高盐)废水环境中,接触氧化单元生物膜中菌群数量和多样性较接种污泥发生明显改变,主要功能菌为Thiovirga、Thauera、Flavobacterium、Gemmobacter、Hydrogenophaga等。在生物活性炭单元,通过耐盐高效菌剂与活性炭的有机结合,提高了该单元对进水COD波动的抗冲击能力,活性炭表面形成生物膜,系统运行稳定,可控制出水COD基本在60 mg/L以下,氨氮质量浓度在2 mg/L以下,总氮在15 mg/L以下。全流程以生物降解为核心,工艺流程短、运行成本低,为高盐污水的稳定达标处理提供了技术支撑。

焦化废水系统生化处理后深度除氰降氮的研究

在实际的运行过程中,焦化废水处理系统存在生化处理后出水总氰化物、化学需氧量、氨氮难以稳定达标排放的问题,为了解决这一问题,需要进一步的除氰降氮。目前采用最有效的办法为絮凝沉淀法,但传统的聚合硫酸铁联合阳离子聚丙烯酰胺的处理方案达不到现场处理需求。针对上述情况研发出AK873,应用到系统后效果显著,出水总氰化物稳定在0.2 mg·L^(-1)以下、化学需氧量低于20 mg·L^(-1)、氨氮小于10 mg·L^(-1),色度也得以降低。

虹口港水系河道疏浚对水质影响效应探究

对虹口港5条河道开展疏浚作业对水质的影响研究。结果表明:在疏浚作业期内,监测断面水质因子有波动,在作业结束后的第3天,水质监测数据基本接近疏浚前的水平。在疏浚作业时,作业点上下游水质监测因子数值局部变化不明显,污染物扩散较快,在下游10 m处逐渐恢复,并在下游20 m处基本恢复至初始水质状态。此外,在疏浚作业时的不同挖泥阶段,水质化学需氧量和氨氮的影响时间相对较短,而总磷直到结束后1 h后影响才开始减弱。

大连市地表水时空分布特征及其影响因素

(目的)分析大连市地表水时空分布特征及其影响因素,为流域水生态管控规划提供依据。(方法)采用斯皮尔曼秩次相关法检验特征指标质量浓度的时间变化趋势。(结果)2013~2022年大连地区主要河流水质总体稳定,大部分河流历年水质以优为主,监测断面的氨氮、化学需氧量基本稳定在Ⅱ类及以上水平,个别年份偶有升高。氨氮2016年前上升(p<0.01),之后明显下降(p<0.01),化学需氧量总体稳定(p>0.05),总氮呈明显上升趋势(p<0.01)。(结论)氨氮:复州河上游较高,大沙河、庄河、登沙河下游较高;化学需氧量:5条河流均下游较高;总氮:庄河、登沙河、复州河下游较高,碧流河上游较高。

农林废弃物生物炭的制备及其吸附性能

为了探寻农林废弃物高值化利用方式,以常见的玉米秸秆、稻草秸秆、大豆秸秆、松树枝条、青竹枝条和沼渣6种农林废弃物为原料,采用真空管式炉限氧控温炭化法制备生物炭。利用比表面积测定仪、扫描电镜和红外光谱等分析生物炭的理化性质及结构特点,并探究生物炭对养殖废水氨氮和总磷的吸附效果。研究结果表明:6种生物炭均呈碱性,沼渣炭碱性强于植物源生物炭;6种生物炭其产率大小排列顺序:沼渣炭(64.84%)>大豆秸秆炭(57.22%)>水稻秸秆炭(48.80%)>玉米秸秆炭(46.87%)>青竹炭(41.42%)>松树枝炭(40.01%),其中,大豆秸秆炭比表面积(5.84 m 2/g)较大,孔隙发达;6种生物炭表面均含有丰富的含氧官能团,化学稳定性较强的C—H和芳环,均具有较强的稳定性;6种生物炭对养殖废水中氨氮和总磷均有一定的吸附作用,其相应吸附容量分别为20.00~31.00和4.00~6.69 mg/g;大豆秸秆炭对氨氮、总磷的吸附效果最好,饱和吸附量分别为31.00和6.69 mg/g。

运输振荡对条石鲷幼鱼生理应激和水体总氨氮含量的影响

为了优化增殖放流技术,减少运输胁迫,选取体长(118.9±8.1) mm、体质量(39.6±8.4)g的条石鲷(Oplegnathus fasciatus)幼鱼作为研究对象,在振荡频率0、60、100、140、180 r/min下模拟运输24 h,研究振荡频率对条石鲷幼鱼生理应激以及对水体总氨氮含量的影响。试验结果显示,随着振荡频率的提高,条石鲷幼鱼血液中的皮质醇、血糖、乳酸水平升高(P<0.05),肌糖原水平则降低(P<0.05);运输水体的总氨氮含量也随着振荡频率的提高而快速升高。结果表明,较高的振荡频率会加剧条石鲷幼鱼的生理应激,提高其能量消耗,并导致运输水质快速恶化。

南流江流域氨氮和总磷的污染源排放特征及水质管控成效分析

南流江作为广西南部重要的入海河流,其水质对河流周边乃至整个北部湾的生态环境都有着极其重要的影响。基于实测数据,对影响南流江流域主要水质指标氨氮和总磷时空分布规律的污染特征进行了解析,总磷是南流江流域水体不达标的限制性指标,首要污染源为畜禽养殖污染。博白县的养殖污染物入河贡献量远高于其他行政区域;畜禽养殖量与支流水质关联性分析结果显示,博白县养殖业直接影响了南流江流域支流水体氨氮和总磷浓度,其中散养养殖的影响比规模化养殖的影响要大。禽畜养殖污染防治工作推进后,水质明显变好;未来需要重点关注并加强管控的重点区域是博白县,重点支流是小白江、乌豆江、水鸣河、亚山江、周村河、合水河、春石河、东平河等。