北京市东南郊再生水灌区地下水多环芳烃污染风险评估

为研究污染物随再生水进入地下环境后其迁移衰减情况及对地下水的潜在危害性,以Multi-cell模型为基础,结合污染物质量守恒、在水土中吸附再分配、生物降解等机理,针对地下水污染风险评估构建了计算污染物随水在土壤剖面的垂向迁移衰减一维模型,并以北京通州大兴再生水灌区为研究区域,以再生水中持久性有机污染物多环芳烃萘和菲为研究对象,根据当地钻孔资料及灌溉水水质、地下水水质资料,应用该模型进行试算。结果表明,经过多年连续灌溉后,通州大兴大部分地区进入潜水含水层的萘、菲浓度较低,整体污染风险较低,仅在通州区潞城镇等个别地区萘、菲浓度较高,应引起重视;由于大兴区整体包气带较厚,其污染风险低于通州区。土壤粘土层是萘、菲积累的主要层位,其吸附容量远大于细砂等粗颗粒介质,在土壤表层低环多环芳烃迁移性更强。应用这一模型,能够较为宏观地掌握通州大兴再生水灌区不同区域地下水中多环芳烃萘和菲的污染风险差异。     

4种沉水植物对再生水中氮磷的去除速率和耐受范围

【目的】研究4种沉水植物对再生水中氮、磷的去除速率和耐受范围,为以再生水作为补水的景观水体沉水植物的选择提供依据。【方法】以野外选取的伊乐藻(Elodea canadensis)、罗氏轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、菹草(Potamogeton crispus)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)4种沉水植物作为供试材料,设置含不同质量浓度TN和TP的再生水,测定有这4种沉水植物的再生水体中TN和TP质量浓度的变化,构建TN和TP质量浓度与培养时间的回归方程,并在回归方程的基础上,研究4种沉水植物对再生水中的氮、磷的去除规律。【结果】在有4种沉水植物的再生水体中,TN和TP质量浓度均随着培养时间的延长呈负指数衰减变化,沉水植物的净化能力不仅与其种类有关,而且与TN和TP初始质量浓度相关。罗氏轮叶黑藻对TN的去除能力最强,金鱼藻最低;伊乐藻对TP的去除能力最强,金鱼藻最小。菹草对氮素的耐受范围较宽,金鱼藻最窄;伊乐藻对磷素的耐受范围最宽,金鱼藻较窄。【结论】当再生水体中TN初始质量浓度为5~15mg/L、TP初始质量浓度为0.5~1.5mg/L时,罗氏轮叶黑藻和伊乐藻对氮磷营养盐的去除速率较高,可作为维持和改善再生水景观水体水质的先锋植物。     

再生水灌溉对玉米根际土壤特性和微生物的影响

本研究采用盆栽试验方法,以清水灌溉为对照,分析了不同水质再生水在不同灌溉模式下对玉米根际土壤特性的影响.结果表明,在土壤理化性质方面,再生水灌溉情况下,玉米土壤pH值和电导率(EC)与对照均无显著差异,但pH、EC与灌溉用水pH、EC呈正相关.在土壤营养方面,与对照相比,后期灌三级再生水情况下有效磷、全钾和全氮含量、前期灌二级再生水情况下有效磷和有机质含量均显著增高,这与玉米收获期鲜重和于重测定结果一致,说明前期灌二级再生水和后期灌三级再生水均抑制了根系对养分的吸收,导致玉米生物量下降.在土壤微生物方面,再生水灌溉不同程度地促进了土壤微生物数量的增加;与前期灌二级再生水相比,后期灌二级再生水促进了土壤微生物生长.     

再生水灌溉对草坪草生长和土壤的影响

随着城市绿地与人争水的问题日益突出,再生水作为替代水资源在草坪草上的应用日益广泛。本试验于2003-2005年用3种类型灌溉水(清水、“清水+再生水”、再生水)处理5种草坪草(草地早熟禾、高羊茅、结缕草、野牛草和山麦冬),从观赏品质和生长指标方面进行耐污性评价,并分析再生水对土壤的影响。结果表明:本研究使用的再生水对所供测试绿化草种的颜色、覆盖度、质地和均匀性无不良影响,再生水灌溉条件下,高羊茅表现出了最强的综合耐污能力,其次是结缕草和野牛草。灌溉水类型对于草坪草的生长指标的影响具有种的特异性。再生水灌溉和“清水+再生水”交替灌溉提高了土壤的阳离子交换量(CEC)和总孔隙度,有利于土壤物理性状的改善。     

北京东南郊再生水灌区土壤PAHs污染特征

采用Eijkelkamp土壤采样器对北京东南郊再生水灌区进行了3个钻孔剖面采样,同时采集了灌溉用水及地下水样品,并采用气相色谱-质谱联用仪对16种多环芳烃(PAHs)进行定量分析。结果表明,表层土壤中有14种PAHs检出,浓度在0.4～53.1μg·kg-1之间,∑PAHs平均含量为206.7μg·kg-1,达到了土壤污染临界值;表层以下PAHs的检出种类和含量显著减少,以中、低环的萘、菲、芴、荧蒽、芘为主,∑PAHs仅占表层的3.8%～12.0%,从剖面PAHs含量变化可以判断,低环PAHs较易迁移,迁移性强弱顺序为萘、芴>菲>芘、荧蒽;污灌区表土中PAHs组成与大气降尘接近,但与再生灌区有明显差异,这种差异主要由于灌溉用水不同所造成;再生水灌区表土以下土壤剖面检出的PAHs与再生水中的PAHs一致,说明再生水灌溉是导致土壤剖面PAHs污染的主要原因,同时地下水中检出的PAHs种类也与土壤剖面基本一致,但含量较高,可能是早期污水灌溉所造成。     

再生水灌溉对作物和土壤的影响

由于水资源短缺问题日益严峻,处理废水作为新的水资源加以利用是有效手段之一。农业灌溉用水占据了水资源利用的巨大比重,尤其对于水资源利用效率低的发展中国家,再生水灌溉也就成为缓解水资源压力的有效节水技术。以往的研究主要集中于再生水灌溉对单独某种作物的影响,现在从再生水灌溉对作物产量、品质的影响,再生水灌溉对土壤的影响以及再生水灌溉存在的问题,总结了再生水在草本作物和木本作物灌溉中应用的优劣,并提出几点建议,以期再生水灌溉对农业生产的节水增产更加高效。     

再生水灌溉调控对氮素渗漏流失影响及增产效应

再生水利用被认为是解决21世纪水资源短缺问题的有效途径之一.本文通过大田试验,研究了再生水连续灌溉下水稻各个生育期渗漏水中NH4+-N、NO3--N的动态淋失变化.结果表明:氮素淋失主要集中在分蘖期和拔节孕穗期,其中两个时期的NH4+-N负荷占总负荷的49.1％ ～69.9％,NO3--N占总负荷的42.3％ ～73....     

再生水灌溉对稻田重金属分布的影响

以南方稻田为研究对象,以再生水安全灌溉调控为目标,基于田间试验,研究了不同灌溉水源(农村生活污水一级处理水R1、二级处理水R2、生态塘净化水R3和河道清水R4)、不同灌溉调控(低水位W1、中水位W2和高水位W3)对土壤-作物典型重金属(镉Cd、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn)质量比变化的影响,分析了农村生活再生水灌溉调控对土壤重金属生态风险.研究表明,农村生活污水再生灌溉稻田Cd, Pb质量比略有升高,Cr, Cu, Zn含量下降;水稻植株各部分器官重金属质量比按植株器官排序从大到小依次为茎,稻米≈叶,重金属组成从大到小依次为Zn, Cr, Pb, Cd,相对灌溉水源,水位调控对水稻植株各部分器官重金属质量比累积影响较小,再生水灌溉条件下水稻籽粒重金属质量比并未明显增加,符合稻谷污染物的限量要求;农村生活污水再生灌溉稻田Cd生态风险系数最高,Cu和Pb次之,Cr和Zn风险系数较低,R3水源灌溉下土壤重金属污染潜在生态风险最低,总体上,再生水灌溉并未对土壤造成严重污染,但长期进行再生水灌溉是否会造成重金属污染风险持续增加有待研究.