义乌市水库型水源地保护与水质提升策略研究——以岩口水库为例

以水库群为基础的水源地供水保障体系是义乌市水资源利用典型模式,但现状是水库型水源地多分布在义乌城区周边的低山、丘陵区,受地表径流影响,长期存在外源污染输入,导致部分水库水体发生富营养化,甚至间歇性暴发藻华,影响供水安全。文章以义乌市岩口水库水源地为例,在分析水库水质问题基础上,科学解析水库水质污染主要来源,最后提出针对岩口水库水源地保护与水质提升的关键治理策略,为探索符合义乌特征的水源地保护与水质提升成套技术和流域环境管理模式提供科学基础。

义乌岩口水库汇水区水质时空变化及富营养化特征研究

文章于2013~2018年对岩口水库流域逐月监测上游4条支流与水库的主要水质指标,分析水质因子的时空变化规律,并采用单因子评价法与综合营养状态指数评价法对岩口水库水质和富营养化状况进行综合评价。结果表明:上游4条支流的水质较差,而水库的水质情况稍好,多数月份水质优于地表水Ⅲ类标准,并且水库汇水区与中下游区域水质相似。单因子评价法显示,上游支流的总氮与总磷超标严重,超过90%的月份为富营养化状态,并且总氮也是岩口水库富营养化的主要贡献因素。综合指数法结果表明,上游支流大部分时间处于富营养化状态,而水库处于中营养状态。相比而言,氮是岩口水库富营养化的主要贡献因素,控制氮浓度能有效地治理水库富营养化。

城郊区果蔬垃圾处理及资源化利用技术研究现状

随着人们生活水平的提高和饮食结构的调整,果蔬行业迅速发展,垃圾产量日益增多。随之而来的是其不当处置对环境产生的各类负面影响。常规的果蔬垃圾处理方式包括热处理、填埋、好氧堆肥和厌氧消化。从综合处理效果、成本及工艺稳定性等角度对以上处理技术进行评价,得到好氧堆肥与厌氧消化处理效果最佳。果蔬垃圾资源化利用技术主要包括生物活性化合物的提取、饲料、生物燃料、生物塑料、酶和胞外多糖的制造。未来应研究高效且低能的分离制造技术,将脱水后的果蔬垃圾固体部分采取新型发酵技术,液体部分则采取生化处理、膜技术或人工湿地处理,以实现果蔬垃圾"减量化、无害化、资源化"的目标。

污灌水重金属污染阻控材料与技术研究

文章综述了具有纳米结构的粘土矿物(高岭土、蒙脱土和海泡石)、硫化物材料和纳米复合材料的制备及其从水中吸附去除重金属离子机理的研究进展。此外,还比较了多种可应用于重金属源头阻控的技术方案,讨论了适用于农业灌溉重金属阻控的装置组成和净化材料类型等。最后对有待进一步解决的问题和阻控技术发展方向进行了展望。

河湖生态修复过程中的误区探讨与模式构建

文章针对河湖生态修复过程中普遍存在的误区及错误进行深入剖析,围绕“恢复河湖自身生境”的核心思路,提出了河湖生态修复的针对性措施和思考,并介绍了以“物化净化”、“生物多样性提高”、“引水调控”3类子修复模式为基础的6种生态修复模式及相应工程案例,为科学系统推进城市河湖生态修复提供一种新的思路。

基于R语言的非点源颗粒态磷指数构建及应用——以丘陵红壤区小流域为例

以南方丘陵红壤区典型小流域为例,构建了基于R语言的流域非点源颗粒态磷污染指数并进行应用.结果表明,(1)流域土壤侵蚀模数在0.7~15244.2t/(km2·a)之间,超出南方丘陵红壤区容许土壤侵蚀量的区域占流域面积59%;平均非点源颗粒态磷产生强度为0.86kg/hm2,超出非点源磷流失阈值的区域占流域面积14%.流域侵蚀等级以微、轻度为主,但中度及以上强度区域以较小的面积(7.2%)贡献了较大比例的流域侵蚀产生量(35%)和输出量(43%)、以及非点源颗粒态磷输出量(31%).(2)识别的关键源区占流域面积14%,贡献了65%和58%的侵蚀土壤和颗粒态磷输出负荷;主要分布在近河道的坡地(<25°,水文距离≤800m),林地、耕地、园地是主要土地利用类型组成.(3)过量施肥导致的土壤磷素富集、强降雨条件下低丘缓坡地带的高易蚀性是关键源区形成的主因.研究进一步对关键源区进行分类分区,提出了以水土保持、配方施肥、工程治理为核心的非点源颗粒态磷污染治理组合措施.研究为丘陵红壤区流域非点源颗粒态磷污染的防治提供了较为系统完善的思路.

基于水资源可持续发展与水生态文明建设的义乌“五水共治”新模式

义乌市的"五水共治"行动已开展了8年。尽管耗氧物质已得到全面管控,但仍面临水质型饮用水短缺和水系统功能受损的挑战。为助力该市经济与生态环境保护的协调发展,中国科学院生态环境研究中心(义乌)长三角中心提出了水生态可持续发展的战略举措:建议义乌市以生态资源经济化与经济发展生态化的发展模式,实行多水源开发与风险防控;将初期雨水治理、雨污分流处置、管网系统优化、水质质量保障、内外污染防控与生态环境品质提升作为工作重心;增设智慧化管理平台保障监测与控制;实行国内生产总值(GDP)和生态系统生产总值(GEP)双核算制度。以上举措有望协助义乌市走出一条集约化发展模式下的绿色流域构建道路。

义乌市城镇污水提标处理的环境与经济效益分析

自2014年以来,浙江省义乌市全面推进城镇污水治理工作,在城镇污水提标处理方面开展了诸多实践。以义乌市2015年和2017年施行的污水排放标准为情境要素,结合该市9座污水处理厂实际运行数据及能耗、化学药剂和污染物排放的生命周期环境影响清单数据,模拟分析了义乌市城镇污水提标处理的环境和经济效益。结果表明,义乌市污水提标处理虽然有益于水体污染物减排,但由于既有污水处理厂普遍进水碳源不足,污水二级处理工艺需仰赖增加化学药剂投放来进行强化,使得投入了大量资金的污水提标处理并未能真正有效地解决水体污染问题,而且还会在气候变暖、土壤酸化、土壤生态毒性等方面产生负面影响。进一步地,围绕污水提标处理的强效思路、污水过度处理负面效应的缓解对策、及污水处理经济效益的增收策略进行了展望,以期为义乌市乃至我国构建经济高效、绿色低碳的污水治理模式提供参考。

论浅水湖泊中的水固交错带与科学清淤规划——以雄安新区白洋淀为例

本文从雄安新区白洋淀科学清淤规划的重要性入手,提出水固交错带这一新型生态交错带研究的理念.重点关注由于沉积物形成过程和结构不同导致的污染物在水相、固相和气相及在水⁃固界面和水⁃气界面等区域的地球化学循环过程与机制的差异,以及与其对应的特异性水生态和底栖生态修复理念与设计.基于这一理念,结合白洋淀内源污染治理的需求,进一步提出了“基于弹性机制的生态空间重构”的工作设想.以此抛砖引玉,深入探讨沉积物-水微界面过程机制,以及相应的特殊宏观生态效应与污染控制,推动环境水质学领域的研究与发展.

人工智能在21世纪水与环境领域应用的问题及对策

水,是维系人类经济社会与自然生态系统可持续发展的重要资源。近半个世纪以来,因人口增长、人类活动加剧与气候变化等系列因素驱动,水安全已成为全球重要议题。其中,为所有人提供水和环境卫生并对其进行可持续管理,已被列为联合国面向2030年的全球可持续发展目标之一;但是,如何构建行之有效的实施路径和解决方案依旧面临诸多挑战。人工智能技术的飞速发展,为实现这一宏伟目标提供了新的思路与方法。文章结合联合国全球可持续发展总体目标6"清洁饮水和卫生设施"的核心内涵与进程难点,分析和总结人工智能在水与环境领域的应用现状及效应,探讨利用人工智能落实水与环境可持续发展过程中待解决的核心关键问题,并对水与环境领域和人工智能领域的融合创新和协同发展方向进行展望。

环境水化学过程光谱量子信息识别与定量表征技术

早在20世纪初,普朗克、爱因斯坦等学者即提出了光的"波粒"二象性。但直到20世纪80年代,随着理论化学计算和激光技术的快速发展,为光的粒子属性研究提供了理论和实验条件,光的量子属性才真正被广泛认知和利用。紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱是分子内电子能级跃迁产生的光谱,受分子振动、转动影响较为显著,呈宽带光谱,其量子属性目前仍未受到学术界足够的重视,尤其是对于复杂体系[1]。

“五水共治”措施对义乌江流域水污染负荷削减的定量分析

通过分析2014—2018年义乌江流域地表水水质变化,评估了"五水共治"措施对义乌江流域水污染负荷削减的影响,核算了义乌市污水处理厂提标改造工程和退耕还林还草工程对点源和面源污染负荷的削减作用,对下阶段点源和面源污染负荷削减给出了建议。结果表明:义乌市"五水共治"措施干预下2014—2018年义乌江干流水质明显好转,COD、总磷的月均值均可稳定达到地表水Ⅲ类要求,氨氮的年均值也低于地表水Ⅲ类标准限值。与2014年相比,2018年义乌江流域的点源COD、氨氮、总磷和总氮污染负荷分别削减了1601.0、95.1、26.3和272.5 t·a^(-1),削减率分别为33.6%、59.9%、41.5%和14.3%;面源COD、氨氮、总磷和总氮的污染负荷分别削减了1998.5、148.0、367.1和33.7 t·a^(-1),削减率为12.23%。COD、氨氮和总磷的削减主要由点源污染控制措施贡献,总氮的削减主要由点源污染控制措施贡献。为推动义乌市水环境污染治理工作,建议审慎制定适宜当地情况的污水处理厂的出水水质要求,选择替代性低成本的生态处理模式;同时建议加强流域生态恢复工作,充分利用塘、潭、库、溪、河、湖等多种天然水体,构建以健康水生态为主线的流域蓝绿空间。

基于高附加值产品的废水资源化技术发展趋势与应用展望

废水中含有机碳、氮和磷元素等宝贵资源。如何实现废水处理从高消耗、高成本转变为可再生资源的深度回收与增值利用,不仅是水污染控制领域亟待解决的关键核心问题,也是缓解人口快速增长及生活水平提高对传统自然资源带来巨大需求的主要思路。在文献调研和前期研究的基础上,以单细胞蛋白、聚羟基烷酸、细菌纤维素、鸟粪石和蓝铁矿等高附加值产品为例,分析总结既有与新兴废水资源化技术的国际发展趋势,探讨这些技术面临的瓶颈和挑战,以期为水污染控制领域重构经济社会发展新需要的下一代废水处理与资源产品技术体系提供参考。

抗生素发酵制药工程中异味的特征与关键污染物识别

抗生素原料药在生产过程中产生异味污染引发的民众投诉增多,逐渐成为发酵制药企业亟需解决的污染治理难点。以红霉素、四环素和泰乐菌素3种抗生素原料药的发酵生产过程为例,通过采用感官评价、电子鼻、气相离子迁移谱和气相质谱等多手段分析方法,解析发酵过程中产生的异味污染特征。结果表明:3种发酵尾气的气味特征、挥发性物质组分和含量差异较大;尾气中含有的挥发性物质有相同的组分,如乙醇、丙酮、2-戊酮、辛醛和苯甲醛,也各有特异性成分。未经处理的红霉素发酵尾气具有明显的土霉味,且臭气浓度值明显大于四环素和泰乐菌素发酵尾气。气味活度值(OAV)的计算结果表明:2-MIB和土臭素2种萜烯类物质是红霉素发酵最主要的异味污染物;而四环素和泰乐菌素的发酵异味是多种醛等含氧有机物和有机硫化物混合后形成的,因而气味特征较复杂。3种废气中,红霉素发酵尾气具有气量大、异味物质嗅阈值极低的特点,易造成异味污染且影响范围广,去除治理的技术难度也相对更大。本研究通过解析识别不同品种抗生素的发酵异味污染特征,以期为抗生素发酵异味污染治理和环境管理提供参考。

岩口水库上游农村点源污染问题解析及解决策略

以岩口水库上游村庄为研究区域,分析了该区域农村存在的点源污染问题,并结合当地实际情况提出了可行的治理对策。实地调研发现:当地农村整体经济水平较好,水冲厕和淋浴设施配备齐全,自来水管网普及率达80%以上,但村民节、排水意识不强,长期以来形成的用水习惯导致"污水入塘,净水入网"的现象普遍存在;村内现状污水管网存在设施缺陷、雨水体系不健全和污水管道错接漏接等情况,导致晴天污水外渗,雨天雨水入网;强降雨天气条件下往往出现倒虹管排水不畅、检查井溢冒的现象,导致水库水质存在严重的安全隐患。考虑到上游村庄点源污染对水库水质的威胁,结合当地村民生活习惯和社会经济发展水平,从政策引导、管网运维和项目实施3个方面提出了解决农村点源污染问题的策略,以期为其他有类似农村点源污染问题的库区水质保护提供参考。