水足迹视角下贵州省水资源利用与经济脱钩研究

水资源是不可或缺的基础资源,本文基于水足迹模型构建贵州省水资源利用评价指标体系,从水足迹视角对2001—2022年贵州省水资源利用及其与经济脱钩关系进行研究。结果表明,贵州省水足迹总量呈现增加趋势,年平均同比增速2.55%,其中农业水足迹(占比最大)、生态水足迹(占比最小)和生活水足迹呈现增加趋势,工业水足迹呈现先增后降趋势,进、出口虚拟水足迹呈现波动下降趋势;水资源总体上可自给自足,水足迹经济效益逐年向好,但单位土地面积耗水量增大,水资源压力指数和匮乏指数呈现波动上升趋势,存在不可持续利用的状况;水资源利用与经济增长脱钩指数为0.009,总体上呈现弱脱钩状态,工业水资源利用与工业经济增长脱钩指数为-0.002,呈现强脱钩状态。研究结果可为贵州省水资源规划管理提供科学依据。

淹水-落干条件下FeMnMg-LDH对污染底泥中砷迁移转化的调控研究

水库消落带因受到交替淹没与暴露的问题,其底泥As释放、迁移和转化受到影响,此外,腐殖酸(HA)作为底泥的主要有机成分,其对As的作用机制尚存在争议,因此通过钝化剂来稳定底泥中的As,对底泥资源化利用具有重要意义。采用改进的共沉淀法制备FeMnMg-LDH,在人工培养的As(Ⅴ)污染底泥上模拟淹水和落干试验,同时考虑HA的影响,以FeMnMg-LDH作为钝化剂对消落带地区的底泥进行稳定化处理,研究As的形态转化特征及浸出毒性变化,并分析两者的相关性。结果表明:淹水条件下HA促进As向上覆水体释放且HA水平越高释放量越多,60 mg·kg^(−1)和250 mg·kg^(−1)污染底泥向上覆水体释放的As质量浓度最高分别可达4.81×10^(3)μg·L^(−1)和1.22×10^(4)μg·L^(−1),添加FeMnMg-LDH后有效抑制As由底泥向上覆水体释放;随FeMnMg-LDH添加水平的增加,淹水和落干条件下60 mg·kg^(−1)污染底泥中弱酸提取态砷(MASF-As)百分比降至0.06%和0.07%,250 mg·kg^(−1)污染底泥中MASF-As百分比均降至0.13%,MASF-As向更稳定的形态转变;随FeMnMg-LDH添加水平的增加,底泥中As的浸出质量浓度逐渐降低,稳定化效率逐渐升高,60 mg·kg^(−1)和250 mg·kg^(−1)污染底泥在淹水期稳定化效率高达到76.0%和74.1%,在落干期高达75.9%和73.3%;落干期底泥中As的浸出毒性风险高于淹水期;淹水及落干条件下HA的添加影响FeMnMg-LDH对污染底泥中As的稳定化作用,表现为正效应。相关性分析结果表明,由于淹水过程中底泥向上覆水体释放As,部分底泥As的浸出毒性与MASF-As和可还原态砷(RF-As)的相关性不显著;落干条件下底泥As的浸出毒性与MASF-As呈正相关,与RF-As呈负相关。综上所述,FeMnMg-LDH材料在消落带As污染底泥钝化修复工作中,具有一定的实践意义。

FeMnMg-LDH对污染底泥中As(Ⅴ)的稳定化

针对疏浚底泥稳定化修复问题,采用改进的共沉淀法制备出FeMnMg-LDH材料以实现对底泥中As的钝化,通过底泥培养试验,探究了不同As污染水平和腐殖酸(HA)添加情况下FeMnMg-LDH对底泥As的钝化修复效果.结果表明:FeMnMg-LDH材料促使弱酸提取态砷(MASF-As)向更稳定的形态转变;随着FeMnMg-LDH添加水平的增加,污染底泥中As的浸出浓度和生物有效态含量均逐渐降低,高污染水平下(250mg/kg As)底泥中As的浸出浓度降低至261.35μg/L,其稳定化效率最高达80.29%,有效态含量百分比由13.24%降至3.21%(3.0%FeMnMg-LDH添加水平).HA的添加对底泥中As有一定活化效应,增加了底泥中As的浸出毒性和生物有效性;FeMnMg-LDH钝化修复时可减弱HA所带来的活化效应,在0%~3.0%的修复剂添加水平上,随着添加量的增加,由HA所带来的活化效应逐渐减弱.相关性分析结果表明,底泥As的浸出毒性和生物有效性与MASF-As的百分比呈正相关,与可还原态砷(RF-As)百分比呈负相关,这说明FeMnMg-LDH材料通过改变底泥中As的形态分布降低As的浸出毒性和生物有效性.综上所述,FeMnMg-LDH可作为底泥中As的钝化剂,为底泥重金属的钝化修复提供新材料和新方法.