三门峡库区水质变异过程及其影响因素分析

三门峡水库是黄河流域上重要的大型综合性水利枢纽,然而由于区域社会经济及农业的快速发展,区域水环境质量以受到严重威胁,通过分析三门峡库区多年年平均水量水质的变化规律发现,区域水质呈逐渐恶化趋势,水体向劣Ⅴ类水转变,其主要污染物质为氨氮;通过分析三门峡库区多年水环境质量系数WQI变化规律发现区域水质呈逐年下降趋势;相关分析表明WQI与水体中氨氮及COD含量显著相关,说明影响区域水环境变化的关键因子为氨氮及COD。     

广利灌区总干渠水质及氮磷污染初步评价

【目的】针对灌区绿色发展面临严峻挑战和水环境不断恶化等问题,探究广利灌区总干渠水质及氮磷污染现状及其对灌区水环境的影响,进一步提出灌区水环境问题解决建议。【方法】于2019年6—12月,在灌区内总干渠中选取具有代表性的6个断面,进行了6次水质监测,测定水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、COD_Cr和BOD₅等反映水质和氮磷污染的基本指标。采用适用于我国河流水质综合评价的综合水质标识指数法和富营养化评价的对数型幂函数普适指数公式对河流水质及富营养化情况进行评价。【结果】①广利灌区86%的水体水质能满足Ⅴ类农业水域功能区的用水要求,且综合水质标识指数随时间和空间变化显著,7月66.7%水体处于劣Ⅴ类水标准,在三号闸和补源进水口取样点出现了黑臭水体。②广利灌区水体富营养化严重,灌区内水体100%处于富营养状态,富营养化评价综合指数(EI)峰值出现在7月补源进水口处(80.5),且41.6%的水体处于重富营养化状态。③TN平均质量浓度为5.30 mg/L,为地表水Ⅴ类水标准的2.65倍,TP平均质量浓度为0.156 mg/L,氮、磷比为33.97∶1,适宜藻类生长。【结论】广利灌区总体水质可满足农业功能区用水要求,但富营养化水平较高,尤其是氮污染严重,灌区内的原生态土渠和水生植物使河流具有良好的自净能力,能发挥其生态功能作用。因此,建议加强灌区内入河水体的污染控制尤其是氮磷污染的监测;同时渠道衬砌要考虑生态环境、配比生态衬砌和原生态土渠、河道搭配水生植物,进而对河水中的氮磷等污染物进行吸附,以改善灌区水环境。     

呼伦湖夏季与冬季水质现状评价研究

为更好地了解呼伦湖水环境现状,于2012年夏季和冬季分别对呼伦湖水域13个采样点的水质指标TN、TP、Chla浓度进行监测,并选取综合营养状态指数法、湖库营养状态分级法和综合水质标识指数法分别对呼伦湖水质进行了水环境现状评价。结果表明:夏季TN、TP和Chla浓度分别在1.468~2.961mg/L之间、0.100~0.174mg/L和1.665~10.562mg/m3之间,TN浓度属地表水环境质量的Ⅳ到超Ⅴ类水体标准,TP浓度属地表水环境质量的Ⅳ到Ⅴ类水体标准,在空间分布上,TN浓度在靠近南北两岸处大于湖心区,且南岸大于北岸,TP浓度由北岸向东南岸逐渐递减,Chla含量在湖心区最大,且逐渐向南北两岸递减;冬季TN、TP和Chla浓度分别在0.992~2.070mg/L之间、0.196~0.315mg/L和0.207~8.305mg/m3之间,TN浓度空间分布趋势与夏季相同,属地表水环境质量的Ⅲ到超Ⅴ类水体标准,TP浓度由南岸向东北岸逐渐递减,为地表水环境质量的Ⅴ到超Ⅴ类水体标准。综合指标显示呼伦湖在夏季属于轻度富营养化,部分区域属于中度富营养化,冬季属于轻度富营养化。     

农田径流污染特征及模型化研究

我国许多湖泊在水环境容量、水质规划及水污染控制的研究中，均发现农田径流污染对湖泊水体的富营养化影响比较大。调查资料表明，一般远离城市的湖泊，来自农田径流污染负荷能占湖泊总负荷的９０％以上，即使城郊湖泊，接纳大量工业和生活污水的水域，农业径流污染负荷也常占总量的５０％左右，而且径流污染受气象因素的制约，有不连续性和不确定性。     

灌区湖泊污染主成分分析

在上游污染物排放特性的影响下,位于灌区内的湖泊水环境污染问题必定有其特殊性.以位于我国北方的河套灌区中的草型浅水湖泊乌梁素海为研究对象,将实测的湖泊水质监测数据与空间数据结合,采用基于因子分析的主成分方法将乌梁素海的水质参数概括为7个主成分,即:富营养化特征指标、湖泊盐化特征指标、湖泊有机物污染指标、湖泊形态特征指标、水体酸碱指标、水体藻类生物量指标、植物生长环境指标.分析讨论各主成分的科学内涵以及结合地区特征的湖泊污染机理,为灌区湖泊水体的合理利用与污染的治理提供科学依据.     

农业面源污染指标与地表水质量的相关性研究

【目的】揭示我国农业面源污染物排放对地表水质量的影响,为改善地表水质量提供理论依据。【方法】总结了1999—2018年我国主要面源污染指标排放量变化趋势,并采用水质指数(WQI)量化分析了同期地表水质量,最后对农业主要面源污染指标排放量及其未利用量与地表水WQI之间做了相关分析。【结果】4种主要农业面源污染指标——化肥施用量和畜禽养殖业产生的化学需氧量(COD)、总磷(TP)和铵态氮(NH_4~+-N)在1999—2018年均呈先上升后趋于平稳或有下降的趋势。与1999年相比,2018年时4种主要污染物依次增长37.1%、21.1%、28.4%和15.6%。河流水质在1999—2006年呈下降趋势,之后明显改善,2018年WQI较1999年增加了13.8%。湖泊和水库的水质年际波动较大,2018年WQI较1999年分别增加6.5%和2.4%。畜禽养殖业产生的COD、TP和NH_4~+-N未利用量与河流WQI呈显著的负相关关系,TP对河流WQI的影响最大,其次是NH_4~+-N,COD影响最小。【结论】近年来我国河流水质有所改善,但水库和湖泊水质仍不容乐观,降低化肥施用量以及畜禽养殖业污染物未利用量是改善地表水质量的关键途径。     

基于多元统计分析的尼洋河水质评价

为研究尼洋河流域水体污染特征,基于2018年汛期(7-9月)和枯水期(1-3月)水体的监测数据,采用主成分分析和相关性分析法对尼洋河汛期与枯水期水体指标污染特征进行了综合评价。结果表明,2018年尼洋河水体主要以有机污染为主,同时存在水体富营养化污染的风险。总体上,研究区汛期水体水质优于枯水期,汛期和枯水期提取的主成分及各监测断面的综合得分排序存在差异,说明汛期降雨及支流对尼洋河干流水质产生一定的影响,且水体指标浓度值在空间上的分布与流域内农业面源污染源的分布有着密切的关系。尼洋河水体质量在时空分布上总体呈现为下游水体水质最优,中游水体污染严重,上游水体水质优于中游劣于下游。     

深圳市福田河水污染治理效果研究

以2004-2014年福田河水质和水生态监测资料为基础,选取溶解氧(DO)、化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮、总磷、浮游植物、浮游动物和底栖动物等生化指标,探索福田河水污染的特点和治理效果。结果表明,福田河治理后水质明显好转,但是氨氮和总磷均超过地表水Ⅴ类标准限值,补水水质较差、河口水闸导致水力停留时间较长及感潮河段水动力不足是造成水环境难以彻底改善的主要原因;福田河有机污染综合指数呈现下降趋势,2005年河流为严重污染,2014年中游为中等污染,下游仍为严重污染;福田河水生生物耐污种减小、清洁种并未明显增加,生态系统恢复较为缓慢,但已经有正向演替的趋势。     

碳纤维改性及其在富营养化水体的挂膜实验

目前关于活性碳纤维处理污水的试验大多集中在小型处理装置系统的碳纤维吸附试验,作者发现其挂膜效果与其在自然水体差别很大。本文研究了碳纤维的改性方法,通过将碳纤维活化改性,并进行挂膜试验确定最佳活化条件,研究碳纤维固化技术,研制成不同类型的碳纤维净水产品。为了验证改性碳纤维净水产品的可行性,将改性前后的碳纤维分别在塑料桶、金鱼缸、地埋雨污处理系统、东湖、排水渠、官桥湖等不同水体观测其生物挂膜的生物相结构。并应用于武汉东湖主湖建立自主产品1000m2面积的示范工程,同时与日本苏恩公司碳纤维示范工程进行了富营养化示范工程的比较研究。试验结果显示：试验场水域经过4天的处理,示范区水质从劣Ⅴ类上升为IV类水质,同样实现了刚毛藻藻场和沉水植物的自我修复,达到了日本相关产品的富营养化控制功能。该产品达到了快速高效净化湖泊水质控制富养化目的,其性价比更优,为其在湖泊富营养化控制治理提供了可能。     

城市黑臭河道水体治理基本思路的探讨

随着经济的快速发展和城市化进程的加快,我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出,耗氧性有机污染物和氮磷营养盐含量居高不下,甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象.因此,解决城市河流的污染、恢复河流的生态和社会功能问题仍然是城市可持续发展过程中急需解决的关键任务之一.本文结合本公司治理黑臭河道的相关经验,从工程治理措施以及长效管理两个方面展开探讨.     

瀛湖水环境问题调查研究

2011年,国家水质良好湖泊生态环境保护试点工作启动。为编制《瀛湖湖泊生态环境保护试点实施方案》,2012年6月以来对安康市瀛湖开展了多次实地调查。调查研究显示瀛湖水环境存在三大问题:一是湖区水质存在恶化趋势;二是湖区渔业资源遭到严重破坏;三是湖泊水体营养物质含量较高,存在水华风险。根本原因是,入湖污染负荷增加逐渐超过湖库的环境容量,湖内水生生态系统结构失调进一步加剧了这一问题。最后针对瀛湖当前存在的水环境问题和制约水环境改善的因素,结合目前国内外湖泊保护经验,提出了相应保护建议。     

城市河流水体污染变化特征及其对降雨的响应关系——以新凤河流域为例

降雨径流携带的非点源污染是驱动河流水体污染变化的主要自然要素,其中降雨对河流水污染的非线性影响机制一直是水文与环境交叉学科研究的难点,降雨强度的大小对污染物排放的影响存在显著差异。新凤河是中国首都北京市的重要生态廊道之一,河道水质受降雨影响剧烈,为了探索降雨对城市河流水体污染变化特征的影响,本研究基于北京市典型黑臭水体新凤河出口断面2015-2019年长序列水质和降雨资料,分析了水质变化及其对降雨的响应关系和不同降雨强度下的污染输出特征,科学阐明了不同降雨强度下的河流污染非线性响应规律。结果表明：(1)流域出口水质由劣Ⅴ类改善到Ⅲ～Ⅳ类,拐点出现在2017-2018年,其与降雨的相关关系直接反映了流域污染由点源主控变为非点源主控;(2)COD、氨氮和TP平均浓度在中雨和大雨强度下较高,暴雨和特大暴雨中较低,随着降雨强度的增大,组分浓度先上升后下降;(3)不同降雨强度下的降雨量与水质浓度呈现显著的二次函数关系,水质变化取决于降雨起稀释作用或冲刷作用。研究旨在从学术上揭示城市型河流污染物与流域气象要素的响应关系,为其他城市河流的非点源污染防治提出科学参考。     

乌梁素海夏季不同介质间氮元素迁移规律的研究

TN是乌梁素海水体富营养化的指示性污染因子之一,富集于水体、沉积物和水生植物中,不同季节TN在这3个介质间迁移转换,在一定程度上起到调控水体富营养化程度的作用。为了揭示从夏季初至夏季末湖水水质变化情况,以及氮素在水体、挺水植物芦苇和沉积物各介质间的迁移转换规律,2013年5月和8月分别在乌梁素海湖区采集了水、挺水植物芦苇和沉积物试样,测定其TN含量。分析结果显示:8月份不仅芦苇生物量比5月份高出2.9倍,而且芦苇试样氮含量平均值也高出4.2倍,与此同时,水体中的TN平均浓度从5月份的3.511mg/g降低至8月份的2.019mg/g,沉积物中的TN平均浓度也从5月份的2.02mg/g降低至8月份的1.42mg/g。表明在夏季芦苇生长期中,水体和沉积物中的部分营养元素氮显著地向芦苇迁移并转换,至5月和8月采样期,芦苇从水体和沉积物中移出的氮总量分别为5 221.08t和61 053.56t。     

嘉陵江四川中下游段水质时空变化特征及影响因素分析

使用单因子指数法和内梅罗污染指数法分析2016年～2020年嘉陵江四川段中下游10个自动监测断面的水质状况，并使用Spearman相关系数法进行水质时空变化特征及影响因素分析。结果表明，琼江大安2017年为IV类水质，最大超标因子为TP,超标倍数为1.23;西充河彩虹桥2018年为IV类水质，最大超标因子为NH₃-N,超标倍数为1.60;其余断面均未出现超标。2017年大安断面内梅罗污染指数为1.00,轻度污染，最大污染因子是TP;2018年彩虹桥断面内梅罗污染指数为1.33,轻度污染，最大污染因子是NH₃-N;其余断面均为清洁。西充河彩虹桥断面各年月际内梅罗污染指数呈下降或平稳趋势，琼江大安断面先上升后下降至平稳趋势，嘉陵江沙溪、巴河江陵、渠江团保岭、渠江赛龙、涪江百顷均有平稳或上升趋势。2016年～2020年各年份Spearman相关系数(r_s)为-0.9～0.3,|r_s|≤W_p,各监测断面年际水质变化平稳。     

面向水环境改善的浅丘水网区生态环境需水研究

湖北省江汉平原汉江以北的浅丘水网区随着地区经济社会迅速发展,入河污染负荷日益增多,加上浅丘水网区水体流动性差,区域内河湖水环境质量不容乐观,主要河湖水体水质基本处于Ⅳ类到劣Ⅴ类。从水环境改善角度出发,将一江三河水网区众多河湖划分为骨干河流、小支流、城市湖泊、农村湖泊四类基本单位,并以此为基础构建了一江三河水网区多单元多流域生态环境需水耦合模型,分析了模型构建关键技术,从系统角度研究一江三河水网区以改善水环境质量为目标的生态环境需水。     

苏州湖泊水源地水质时空变异特征

基于多元统计方法分析了苏州市太湖、阳澄湖、尚湖和傀儡湖等9个湖泊水源地2006-2017年12年间17个水质指标的时空变异特征,结果表明:9个水源地水质状况总体处于轻度污染状态;富营养程度年际呈上升趋势,年内呈季节变化特征,汛期(多为轻度富营养)高于非汛期(多为中营养);水质聚类和判别分析表明,9个水源地在汛期(7-10月)和非汛期(1-6月和11、12月)水质存在明显差异,且从空间尺度上可分为昆山、常熟及太湖不同区域;基于主成分分析的3组水源地污染源解析表明,昆山区域以富营养污染为主,常熟区域以有机污染及农业面源污染为主,太湖区域以内外源复合的氮素污染为主。分析结果可为湖泊水源地的水质保护及污染控制提供参考。     

屋面径流污染特性及回用分析

以天津市某大学SBS(改性沥青)屋面为研究对象,2018年8-9月考察了3次典型降雨事件中屋面径流中污染物随降雨历时的出流规律和影响因素、各降雨事件的事件平均浓度(EMC)以及初始冲洗效果强度。研究表明,初期径流水质较差,污染较严重,随时间的延长,各污染物质量浓度逐渐降低并趋于平稳,且降雨量越大、屋面污染总负荷越高,雨水对屋面的冲刷作用越强,降低趋势和初始冲洗效果越显著;结合各污染物EMC分析可知,3次降雨事件中COD污染最严重,均超出了《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准,TP污染较轻,最小质量浓度可达0.08 mg/L(降雨事件Ⅰ和降雨事件Ⅲ),同时其他指标也达到湖泊、水景类水质标准,可作为景观类用水水源。     

人工湿地集成工程的水质水生态效应研究

为了定量研究人工湿地集成工程的水质水生态作用,以深圳市洪湖公园人工湿地集成工程为例,系统监测了2006-2014年的人工湿地进出水水质、湖泊水质,以及湖泊水生生物状况,结果表明:人工湿地工程出水水质较好,除NH3-N外,主要水质指标均可以达到地表水Ⅲ类标准;人工湿地出水经过洪湖公园内的多水塘系统、水生植物系统后,水质得到进一步的改善,浮游植物种类呈现下降的趋势,浮游动物和底栖动物物种数明显增加、结构呈现复杂化趋势;湖体内水生生物多样性指数呈现一定的时间差异性和空间差异性。     

乌梁素海水环境综合评价

从湖泊水环境理论出发,以灌区的草型湖泊乌梁素海为研究对象,用基于监测样本信息的主成分分析确定权重的模糊综合评价方法,从水质、富营养状况和水生生态3方面对2006-2008年6月份乌梁素海各功能区水环境指标的均值进行综合评价,定量地评价出各功能区的水质级别。综合评价的结果为:农业用水区的水质为4.416级,景观娱乐用水区的水质为3.635级,渔业用水区的水质3.122级,混合区的水质4.762级,得出乌梁素海大部分水体已处于富营养状态。     

三种漂浮植物对水体净化效果比较研究

研究三种漂浮植物对水体的净化效果,对生长有凤眼莲、浮萍及槐叶萍的静止水体进行长期监测,结果表明:漂浮植物对改善水体透明度意义不大;植物在生长过程中,一旦盖度达到100%,对水质无明显改善水质作用,其中水体DO含量降低,水体TN、TP、IMn等主要水质指标较对照水体有所上升;因此,静态富营养化水体在生态修复过程中,使用漂浮植物作为净化物种时,应根据物种要严格控制其盖度,可选择地通过人工打捞的方式,从水体中取走植株固定的氮磷等元素,达到脱氮、除磷,控制水体富营养化的目的。