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。

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。

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。

河道底泥和植物制备生物炭吸附磷的影响研究

为探究富营养化水体联合修复技术,协同解决河道底泥污染、植物垃圾和水体中磷过量的问题,采用河道底泥和植物垃圾共热解制备改性生物炭吸附水体中的磷,研究生物炭原料配比、热解时间和温度、改性剂及其配比等制备条件对生物炭吸附磷的影响,探究溶液pH和共存离子等条件对Fe改性生物炭吸附磷的影响。结果表明:Fe改性生物炭20:10:3-ZNBC450-3Fe对低质量浓度磷(1 mg/L)吸附量为2.76 mg/g,去除率为68.96%。中性条件下Fe改性生物炭吸附磷的效果较好,Na^(+)、K^(+)和Cl^(−)对生物炭吸附磷有明显的促进作用,Al^(3+)、CO_(3)^(2−)和SO_(4)^(2−)却有明显的抑制作用。Fe改性生物炭吸附磷符合准二级动力学和Freundlich吸附等温线模型。SEM-EDS检测证明了Fe改性生物炭吸附磷的有效性。河道底泥和植物垃圾共热解制备生物炭吸附水体磷,是一种联合物理、化学和生物手段全面修复景观水生态系统的技术,具有良好的应用前景。

镧改性膨润土对长荡湖底泥磷的释放机制

在监测常州长荡湖水样和沉积物磷形态与含量的基础上,开展了在温度、pH、溶氧度等不同环境因子背景下镧改性膨润土对底泥磷释放的抑制效果研究.通过对比监测上覆水体磷的浓度、底泥磷的形态变化,考察了镧改性膨润土对水体磷的钝化效果以及底泥磷的固定作用.结果表明,镧改性膨润土可以很好地抑制底泥释磷,抑制底泥的释放率达到了55%—75%.温度和溶氧度的变化对镧改性膨润土的抑磷率无影响,而强酸碱(pH=4、pH=10)环境相较与中性环境(pH=7)抑磷效率减少15%;沉积物中Ex-P和Fe/Al-P等活性态磷含量下降了55%—60%,而Ca-P等稳定态磷含量上升1—1.1倍,说明镧改性膨润土可以改变沉积物磷的形态,由不稳定态转化为稳定态,提高了底泥对磷的滞留能力,降低了对上覆水释放的风险.利用镧改性膨润土控制长荡湖水体磷污染具有较好的应用前景.

高邮湖底泥及出入湖河口表层沉积物重金属元素分布与潜在生态风险评价

为查清高邮湖底泥及出入湖河口表层沉积物重金属分布特征,评价其潜在生态风险,以湖区及周边25个底泥和沉积物样品为载体,重点研究8种重金属元素,选用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法,相似比对重金属污染等级及评价潜在生态风险。测试数据表明,8种重金属元素中,仅Hg含量(平均值)未超过里下河浅洼平原表层土壤重金属元素背景值,As含量(最大值)超过农用地土壤污染风险筛选值。Pearson相关系数矩阵表明,重金属元素Ni与Cr、Pb、Zn、Cu之间具显著同源性;单因子污染指数法与内梅罗综合指数法评价结果显示,污染指数均值排序均为As>Cd>Pb>Cu>Zn>Ni>Cr>Hg,但对As、Cd评价前者为轻度污染,后者为中度污染;地累积指数I_(geo)显示,仅As为轻度污染,其余元素均为无污染状态。沉积物单项潜在生态风险指数排序为Cd>Hg>As>Pb>Cu>Ni>Cr>Zn,仅Cd属中风险,其余元素为低风险;研究区综合潜在生态风险指数RI均值为115.7,表明全区总体生态风险属于低风险状态,重金属有沿入湖河口向湖心区富集趋势。

浓香型白酒窖底泥和窖壁泥细菌群落结构差异性分析

为了解浓香型白酒窖底泥和窖壁泥细菌群落与理化因子的差异,分析窖泥的5项理化指标,采用高通量测序技术研究细菌群落结构,并进行相关性分析。结果表明:窖底泥的pH值、过氧化氢酶活性显著高于窖壁泥(P<0.05),窖底泥的铵态氮含量显著低于窖壁泥(P<0.05)。窖泥总体的优势菌门为Firmicutes、Bacteroidetes、Synergistetes,窖底泥的优势菌属为Hydrogenispora、Caproiciproduces、Aminobacterium、Proteiniphilum等,其中Hydrogenispora相对丰度显著高于窖壁泥(P <0.05),窖壁泥的优势菌属为Caproiciproducens、Lactobacillus、Syntrophaceticus、Aminobacterium、Proteiniphilum、Syntrophaceticus、Petrimonas、Sedimentibacter等,其中Caproiciproducens、Lactobacillus、Syntrophaceticus相对丰度显著高于窖底泥(P<0.05)。窖底泥和窖壁泥的理化指标和细菌群落存在差异,pH值是对窖底泥中细菌群落影响力度最大的理化指标,Hydrogenispora是窖底泥的标志性菌属,窖壁泥中参与酸代谢的酶相对丰度更高。说明窖底和窖壁细菌群落存在空间差异,对白酒发酵具有重要影响。

花溪水库底泥重金属含量分布与生态风险评估

花溪水库为典型的岩溶山区水库,为贵阳市重要的水源地,为查清花溪水库底泥重金属分布状况,在2个横断面上共采集21组底泥样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb等重金属元素的含量,分析其在横断面上的分布特征及含量水平,同时采用潜在生态风险评价法和地积累评价法进行生态风险评估,系统分析了水库2个不同断面的重金属污染程度。结果表明,入库断面重金属含量水平较低且低于背景值,其浓度顺序为Zn>Cr>Cu>As>Pb>Cd;重金属含量具有随离岸距离增加而减少的规律,主要是受周边农业活动影响所致;开阔断面重金属含量水平较低,浓度顺序为Zn>Cr>Cu>Pb>As>Cd;重金属含量具有自左岸向右岸递增的规律,主要与河流流速及底泥颗粒大小有关;水库底泥重金属污染为轻度污染,且入库断面污染程度右岸>左岸>河心,开阔断面各重金属污染程度从左岸至右岸逐渐增高。

黄岛区水库底泥重金属污染特征及潜在生态风险评价

底泥是水库生态内源污染重要释放源。为全面了解山东省黄岛区主要水库底泥中重金属含量及其潜在生态危害程度,采集了黄岛区狄家河水库在内的10个水库的水样,测试了底泥中Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Fe、Mn和As等10种重金属含量,分析了各元素的含量,利用多方法综合对水库底泥污染程度及潜在的生态风险进行评价,并结合周边生活、生产环境分析了重金属的可能来源。结果表明,西寨水库Hg含量超过标准要求,花沟水库Cd含量超过标准要求,其余水库各重金属含量均未超过标准要求;底泥重金属污染程度由强到弱依次为:Hg>Cd>Zn>Pb≥Cu≥As>Ni≥Cr,Hg、Cd为最主要的重金属污染元素;重金属潜在生态危害由强到弱依次为:Hg>Cd>As>Pb>Cu>Cr>Ni>Zn,Hg、Cd是潜在的生态危害元素。花沟水库、吉利河河道、西寨水库、狄家河水库,尤其是西寨水库,污染程度较为严重,水库污染的因素主要为人为因素,主要来源为工业污水和生活用水排放。

水泥混凝土路面常见病害及养护施工技术研究

水泥混凝土路面由于具有刚度大、强度高、使用寿命长等优点广泛应用于各等级公路中。但由于材料的特性,施工时需设置接缝,且脆性较大,所以路面病害有很多种,根据其病害的不同,养护施工也不尽相同。对于水泥混凝土路面,应采取经常性和预防性养护相结合的手段,尽可能早的发现病害并及时处理,才能保证水泥混凝土路面的行车舒适。在通车运营后,必须根据其路面状况进行定期调查评价,再根据调查评价结果采用有针对性的措施进行养护。

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。