基于污染物受纳量的城镇生活污水处理率指标研究

我国通过污水处理率来评价生活污水处理水平,但污水处理率仅考虑了污水处理设施进水处理的水量,忽略了雨污合流、地下水混入、抽取河水处理等原因导致的污染物收集水平不足.以成都市岷江外江流域为研究区域,开展了城镇生活污水收集和评价指标优化研究,提出了基于污染物受纳量的城镇生活污水污染物处理率概念和核算方法体系,在划分控制单元基础上,核算生活污水污染物的产生量和处理量.研究发现,该流域污水处理厂进水浓度普遍偏低,进水水质存在季节性波动,说明可能存在丰水期雨水、河水或地下水混入稀释的情况,枯水期的进水数据更能反映区域生活污水排放情况;传统污水处理率计算显示该流域污水处理率高于100%,但全流域的COD Cr、氨氮和总磷污染物处理率分别为37.50%、36.25%和30.14%,与该流域的水环境质量特征和污水管网建设水平相符;在污水管网未完善的地区,采用污染物处理率更能有效评价和反映区域污水收集和处理程度.

典型感潮河网浮游藻类功能群时空变化特征及水质评价

将形态、生理和生态特征相似的浮游藻类归为一组提出的功能群理论,可以从物种功能性的角度评价,更好预测水生态系统的变化。然而,目前该理论多应用于湖泊和水库,在复杂且受潮汐影响的感潮河网,浮游藻类功能群的研究相对不足。以中国大型感潮河网区珠江三角洲河网的腹地为研究区域,分析不同水期和涨退潮对该区域浮游藻类功能群的影响,探讨其时空变化特征及指示作用。结果显示,研究区域水体中共鉴定出浮游藻类127种,隶属于25个功能群,对应枯水期(1月)和丰水期(7月)的平均丰度分别为24.0×10^(5)ind·L^(-1)和52.7×10^(5)ind·L^(-1)。枯水期的优势功能群为P、J、MP,而丰水期的优势功能群为J、P、S1。浮游藻类的群落结构在不同水期有显著差异,但在涨退潮无显著差异,优势功能群组成一致。冗余分析结果表明,优势功能群与高锰酸盐指数、总磷、总氮、浊度、渠道化程度呈正相关,与溶解氧、透明度、植被覆盖度呈负相关。各样点浮游藻类功能群组成的相似性在枯水期主要受样点间的距离和潮汐的影响较大,而在丰水期受闸坝阻隔的影响更显著。基于功能群组成的聚类分析结果与基于水质指标的富营养评价结果一致。浮游藻类的Shannon-Wiener指数与Margalef指数表现出相似的变化趋势(r=0.933,P=0.000),但与Pielou指数的相关性不显著(r=0.203,P=0.187)。综上,研究区域水体现正处于中-富营养型,丰水期水质稍好于枯水期。该研究可为了解感潮河网区浮游藻类功能群对水生态系统变化的响应提供参考,为感潮河网水生态管理和保护提供科学依据。

饮用水源地水质风险管控方法研究进展综述

饮用水源地水质风险是水环境管理方面关注的热点,文章就国内外水质风险管控方面的研究进行梳理,从建立应急反应机制到应急备用水源的建设,系统综述风险管控技术的发展方向,并对我国饮用水源地水质风险管控技术提出针对性建议。

东江流域土壤重金属污染特征及潜在风险评价

为从流域尺度上探讨土壤重金属分布特征、土地利用对流域土壤重金属的影响及重金属来源等,以东江流域为研究区,采集全流域及不同土地利用方式下的表层土壤(0~30 cm)测定Zn、Cr、Pb、Cu和As含量,运用数理统计、地统计学、污染指数和风险指数法,分析全流域及不同土地利用类型土壤的重金属含量特征,评价其污染特征及潜在生态风险;运用克里金插值法进行重金属含量及污染风险空间分布研究;同时探讨了重金属的来源。结果表明:与“七五”背景值相比,东江流域表层土壤重金属呈现不同程度累积上升趋势。不同用地类型土壤重金属含量存在较大差异,但均属于中等变异性,总体上中上游各类重金属含量相对较高,其中龙门及和平-龙川-寻乌一带尤为突出。东江流域各重金属均值均低于国家二级标准(GB 15618—2018),单因子指数评价显示污染水平均为安全,内梅罗综合指数评价显示污染水平为安全且接近轻污染,流域平均综合潜在生态风险指数为55.6,属于低风险。东江流域土壤重金属主要有人为源和自然源两个来源,Pb、Zn及As可能同时受到工业污水排放、农药化肥、采矿、交通运输等人为源及自然源影响,而Cr、Cu可能主要受以土壤母质、大气沉降为主的自然源影响。研究表明,研究区域内土壤重金属呈不同程度累积上升趋势,但总体污染风险为低风险;不同用地类型土壤中重金属含量存在较大差异,总体上中上游较高;土壤重金属主要有人为源和自然源两个来源,部分重金属存在相似的来源途径。

氯咪巴唑在臭氧降解过程中的影响因素及其降解产物

唑类抗真菌剂广泛应用于药物和个人护理品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)中,常规污水处理工艺难以将其有效去除.大量唑类抗真菌剂排入受纳环境后会对生态系统造成一系列负面影响.为了解唑类抗真菌剂的臭氧氧化降解过程和机理,以氯咪巴唑(climbazole,CZ)为例,通过设置不同条件的对比试验,系统研究CZ在臭氧氧化过程中的影响因素及其去除规律,同时采用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用仪UPLC-Q/TOF对其降解产物进行鉴定.影响因素试验结果表明:①CZ起始浓度由1.0 mg/L增至4.0 mg/L时,臭氧氧化20 min下CZ的降解率从99.1%降至69.3%;②反应体系起始pH由5.0升至9.0时,CZ臭氧降解半衰期由1.38 min延长至7.18 min;③臭氧流速由0.1 L/min增至0.4 L/min时,臭氧氧化20 min时CZ的降解率从66.5%提至99.4%,但臭氧流速超过0.3 L/min以后,CZ降解率的增幅较小;④自然水体及其高浓度共存组分(碳酸氢根和腐殖酸)均会明显抑制CZ的臭氧氧化反应速率,CZ降解半衰期大多数超过6 min(空白对照组为1.99 min).因此,在臭氧氧化降解新兴有机污染物或对臭氧氧化工艺进行优化时,应充分考虑起始污染负荷、pH、臭氧流速、水体水质状况等对处理效果的影响.产物鉴定结果表明:臭氧氧化反应可将CZ碎裂重组形成两个主要降解产物——TP269和TP297,二者的产率分别为11.45%和8.90%.研究显示,起始污染负荷、pH、臭氧流速、水体水质状况均会明显影响CZ的臭氧降解效果;两个CZ臭氧降解产物的产率虽不高,但其毒性有待进一步研究.

高性能活性炭的优选及其吸附氯咪巴唑的影响因素

综合评价4种常见活性炭(椰壳、杏壳、桃壳和煤质)的安全性能、结构性能和吸附性能,筛选出性能最佳的活性炭,并探究了pH、温度、活性炭粒径、腐殖酸浓度及自然水体对氯咪巴唑(CZ)吸附效果的影响。结果表明,与杏壳、桃壳和煤质相比,椰壳活性炭更加适合吸附CZ,25℃下,椰壳活性炭对CZ的饱和吸附量为225.42μg/mg,其吸附过程属于单分子层吸附。pH对椰壳活性炭吸附CZ的效果影响较大,但中性条件下吸附效果最好;温度变化对椰壳活性炭吸附CZ的效果影响不大;减小椰壳活性炭粒径(200~220目)可以有效提高吸附速率;添加腐殖酸会抑制椰壳活性炭对CZ的吸附效果;自然水体中含有许多有机质等,同样会抑制椰壳活性炭对CZ的吸附效果。

连续极端降雨对东江流域水质影响分析

为研究连续极端降雨对饮用水源型河流东江水质的影响,分析流域近38年极端降雨事件发生特征,并结合水文水质数据初步分析其对水质的影响.基于SWAT2012建立东江流域高精度模型,研究极端降雨过程中主要污染物通量变化过程及其对水质的影响.结果表明,东江流域近38年极端降雨事件共发生173次,丰水年频次要高于其他年份,年内受气候影响主要集中在3~9月(80%),峰值主要出现在降雨量最高的6月;在空间上增城-博罗-惠州-龙门一带极端事件发生频率最高.降雨量与浊度、TP、氰化物、Pb、Fe和Mn的浓度值均呈显著正相关,其中与浊度、TP的相关系数相对较高,与p H、电导率和Zn的浓度值等呈极显著负相关,水质在一定程度上受到降雨的影响.浊度、TN、NH4+-N及TP浓度值均在暴雨径流期出现不同程度的上升趋势,其中浊度和TP浓度值变化趋势与流量呈显著一致,其峰值出现要早于流量峰值(约1 d),存在显著初期冲刷效应;p H变化过程则与流量相反,成'V'字形,可能是受上游山区降雨、土壤酸碱度及产汇流条件影响;NH4+-N受初期冲刷及洁净雨水稀释则呈现前期高,中后期低的特征.污染物负荷与径流量变化趋势较为一致,TN、NH4+-N及TP污染通量峰值要晚于(约1d)流量峰值的出现,这与污染物浓度峰值出现规律不同;污染物负荷主要在暴雨径流期呈现明显增加趋势,以59. 48%的径流量输送污染物占比达到了:COD 68. 42%、NH4+-N 54. 68%和TP 70. 20%,呈现时间短、污染物负荷冲击强等特点,对东江饮用水源水质造成较大的影响,建议通过强化初期雨水治理减少暴雨径流期对水质风险的影响.