张家口市河流筑坝与硬化的生态系统健康影响研究

研究筑坝与硬化对河流生态系统健康的影响,为人工改造河流的生态修复和管理优化提供科学依据。以张家口市清水河—洋河干流5个不同程度筑坝与硬化的河段为研究对象,构建了包括河道结构、河床底质、水文特征、水质参数和水生生物5类指标的河流生态系统健康指数(RHI),评估了筑坝与硬化对河流健康的影响。结果表明,河道轻微疏浚或具拦砂坝河段的生态系统健康等级为好(RHI 30~40),具溢流堰河岸硬化河段为中等健康(RHI 20~30),筑坝和河床河岸全硬化的河段生态系统健康等级为差(RHI 10~20)。筑坝与硬化改变河流物理结构,进而影响河床底质组分和水文特征,其与RHI的变化显著相关(P<0.05),是损害河流生态系统健康的主要原因;此外,总磷、有机质污染及较低的水生生物多样性对河流的健康均有不利影响,仅在夏季植物大量生长和污染物质被稀释时,RHI有所提高。为了改善河流生态系统的健康状况,需要恢复自然的河岸和缓冲带,改善河流水动力,并加强外源污染控制。     

底泥生物氧化对黑臭河道上覆水体影响的研究

利用人工构建的模拟河道,研究了静态底泥氧化技术以及动态条件下不同底泥状态对上覆水体的影响.结果表明,污染底泥和上覆水体互相影响,底泥会向上覆水体释放污染物,上覆水体也会向底泥沉积污染物,底泥能在其表层形成一个氧化层,抑制底泥污染物向上覆水体释放.底泥氧化对上覆水体中污染物的去除有较大影响,能促进上覆水体污染物的去除,上覆水体中污染物的去除效果明显好于底泥未氧化的模拟河道.     

大清河水系保定段城市河道浮游植物群落结构及水质评价

分别于2012年5、7、9、11月对大清河水系保定段城市河道的7个样点进行4次采样,调查浮游植物的群落结构并对水质进行评价。结果表明,在保定段城市河道中共鉴定出浮游植物7门、140种(属);其中,绿藻门69种,蓝藻门15种,硅藻门3种,裸藻门4种,隐藻门21种,金藻门24种,甲藻门4种。浮游植物种类数量变化规律为:5月>7月>9月>11月,位于上游清水桥采样点的浮游植物多样性均大于其他采样点。各点浮游植物密度均超过1000个/mL,水体达到富营养化程度。利用理化指标进行水质评价,大清河水系在流入保定市区之前水体处于中营养状态,流出保定市区时水体处于重度富营养状态。浮游植物密度指数评价结果与理化指标评价结果基本一致,而Shannon-Wiener物种多样性指数和Pielou均匀度指数的评价结果与理化指标评价结果存在明显的差异。讨论了生物指数法对于城市河道水质评价的适用性。     

污泥改良沙土中重金属及营养元素的迁移转化

为探究城市污水厂离心脱水污泥改良沙土对重金属及营养成分迁移转化的影响,利用掺混量为15%的污泥改良沙土作为0—20 cm土层土壤,通过饱和淋洗的方式分析了重金属及营养成分在土层中含量及形态转化,揭示了土层中重金属及营养成分迁移转化规律。结果表明:从重金属总量来看,试验淋洗10次后,土壤表层Cu,Pb,Zn,Cr滞留率较高,分别为78.57%,78.72%,86.35%,76.61%,Ni滞留率较低,为40.37%。但随着淋融次数的增加,重金属都存在一定淋失或向下层土壤迁移的风险;从重金属形态来看,各重金属Ni,Zn,Cr,Cu,Pb活性系数（MF）分别为1.657,0.531,0.265,0.113,0,由此可以得出,Ni,Zn在土壤环境中性质不稳定,Cr,Cu性质较为稳定,Pb最为稳定;改良沙土中氮磷营养元素在淋洗后含量下降,氮的流失率为39.36%,磷的流失率为18.67%,氮素较磷素易发生流失,下层沙土氮提升量高于磷。     

皂角苷对几种生活污泥中和的去除

为探讨皂角苷对污泥中Cu和Zn去除的机制,采用化学淋洗的方法研究皂角苷浓度（0~7%）、pH（2~6）、振荡时间（0~48 h）、温度（10、25、40℃）和提取次数（1~4次）对四种生活污泥中Cu和Zn去除率的影响,分析去除前后重金属的形态,并监测去除过程中浸出液pH的变化。结果表明,单次淋洗条件下,皂角苷对Cu的去除率大于Zn;皂角苷溶液的pH对Cu的去除没有显著影响,而Zn的去除率在pH下降到2时明显增加;Cu经过6~12 h的振荡就能达到最大去除,Zn则需要经过较长时间的振荡（48 h）才能达到较好去除;提高振荡温度,Cu的去除率降低而Zn的增加;随着提取次数的增加,Cu和Zn的去除率均增加,Cu的去除以第1次提取为主,Zn的4次提取均有较好效果,用3%的皂角苷溶液连续4次提取后,Cu和Zn的累积去除率最大分别达到32.61%和39.32%;增加振荡时间、提高振荡温度、增加提取次数以及降低皂角苷溶液pH均能降低浸出液的pH。经过3%的皂角苷溶液的提取,污泥中各形态Cu的含量均减少,其中66%以上的酸溶态被去除;而Zn的酸溶态含量减少不明显,可还原态、可氧化态和残渣态均有所降低,但以残渣态的减少为主。     

玉米秸秆与污泥的腐解物对盐碱地化学指标的影响

为探索发酵后的玉米秸秆对内蒙古地区盐碱化土壤化学性质(有机质、ESP,pH值、EC、土壤代换性Na~+)的影响,在实验室条件下以污泥作为接种物,将玉米秸秆在不同发酵的条件下以不同梯度的秸秆还田量施加到盐碱化土壤中,以施加未发酵的玉米秸秆为对照。结果显示:(1)施加玉米秸秆对土壤的部分化学性质有着一定的改善,且发酵后的玉米秸秆比未发酵的玉米秸秆效果要好;(2)当玉米秸秆与污泥的配比为2∶1且秸秆还田量为75%时,土壤的有机质含量上升幅度最大,土壤的ESP、pH值、土壤代换性Na~+降低幅度最大;(3)施加玉米秸秆对土壤的EC作用不明显,反而使EC的含量有所上升,施用发酵后的玉米秸秆尤为明显。综合考虑,在本试验条件下针对该土壤最佳参数为:玉米秸秆与污泥配比为2∶1,发酵后的玉米秸秆还田量为75%。     

用傅里叶数与优化法分析污泥过热蒸汽干燥有效扩散系数

为进一步研究污泥薄层在过热蒸汽干燥中湿分扩散机理与有效扩散系数,根据干燥法测定有效扩散系数计算时往往忽略物料湿含量变化对有效扩散系影响,该文采用傅里叶数法和优化法分别计算2、4、6和10 mm厚度污泥薄层,在120~280℃过热蒸汽温度下的有效扩散系数,分析有效扩散系数与过热蒸汽温度、薄层厚度之间的关系。计算分析结果表明:采用傅里叶数法和优化法得出的有效扩散系数数值基本一致,能更为精确反应污泥薄层过热蒸汽干燥有效扩散系数值及变化特性;傅里叶数法和优化法算得4 mm厚度污泥在120~280℃过热蒸汽干燥有效扩散系数分别为2.52×10-10~2.93×10-9 m2/s与2.75×10-10~3.32×10-9 m2/s;2、4、6和10 mm厚度污泥在160℃过热蒸汽干燥时2种方法计算的有效扩散系数分别为3.84×10-10~2.28×10-9 m2/s与4.40×10-10~2.72×10-9 m2/s;有效扩散系数随着过热蒸汽温度、薄层厚度增大而逐渐增大,并成线性关系。通过多元线性回归得到2种方法计算的有效扩散系数与干燥温度、薄层厚度简化的表达式,决定系数分别为0.9982、0.9956。计算结果可为污泥薄层过热蒸汽干燥湿分扩散过程与有效扩散系数的变化分析提供参考。     

兰州市城市污水处理厂污泥中重金属形态分布特征与潜在生态风险评价

通过现场调查采样及室内分析,研究了兰州市七里河安宁污水处理厂和雁儿湾污水处理厂污泥中重金属的形态分布特征,并对其进行了潜在生态风险评价。结果表明,污泥总体呈高有机质、高全N和有效P、高微量营养元素,且Cu、Zn、Cd、Pb、Ni5种重金属的含量均低于污泥农用控制标准,具有很好的农用价值。污泥中Zn、Cd、Pb主要以有机结合态和残渣态存在,而Cu、Ni可交换态所占比例较高,分别为14.95%和14.41%,不稳定态所占比例分别为41.12%和31.04%,表现出较高的生物活性和可利用性。七里河和雁儿湾污泥中重金属的潜在生态风险属于低度风险;Cd、Cu是污泥中重金属潜在生态风险的主要贡献者,在污泥处理处置时应引起高度重视。     

长江三角洲地区污泥中多环芳烃的污染研究

To ascertain the contaminated conditions of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in sludge and to evaluate the risk of application of this sludge for agricultural purposes, 44 sludge samples obtained from 15 cities in the Yangtze River Delta area of China were investigated using capillary gas chromatography/mass spectrometry （GC/MS） after ultrasonic extraction and silica gel cleanup. PAHs＇ contents ranged from 0.0167 to 15.4860 mg kg^-1 （dry weight, DW） and averaged 1.376 mg kg^-1, with most samples containing 〈 1.5 mg kg^-1. Pyrene （PY）, fluoranthene （FL）, benzo[b]fluoranthene （BbF）, indeno[1,2,3-cd]pyrene （IND）, benzo[a]pyrene （B[a]P）, and benzo[g,h,i]perylene （BghiP） were the most dominant compounds, ranging from 0.1582 to 0.2518 mg kg^-1. Single PAH, such as naphthalene （NAP, 2-benzene rings）, phenanthrene （PA, 3-benzene rings）, PY （4-benzene rings）, and FL （3-benzene rings）, had high detection rates （76.1%-93.5%）. The distribution patterns of PAHs were found to vary with the sludge samples; however, the patterns showed that a few compounds with 2- and 3-benzene rings were commonly found in the samples, whereas those with 4-, 5-, and 6-benzene rings were usually less commonly found. All the 44 sludge samples were within the B[a]P concentration limit for sludge applied to agricultural land in China （〈 3.0 rag kg^-1）. The probable sources of PAH contamination in the sludge samples were petroleum, petroleum products, and combustion of liquid and solid fuel. The concentrations and distributions of the 16 PAHs in sludge were related to sludge type, source, and treatment technology, together with the physicochemical properties.