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中国环科院卢少勇研究员特约专栏:低污染水及其污染物来源、净化与利用

2021-09-24  昵称37581...

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低污染水及其污染物来源净化与利用特约专栏

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低污染水的定义、水质净化与资源化利用

卢少勇 1,国晓春 1,王宇娜 1,2,万正芬 1

1.湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室,国家环境保护洞庭湖科学观测研究站,国家环境保护湖泊污染控制重点实验室,湖泊生态环境研究所,中国环境科学研究院

2.北京化工大学化学工程学院

摘要:“低污染水”这一概念被提出后,即在洱海、星云湖、抚仙湖和太湖等湖泊的水污染防治中得以应用。近年来,关于低污染水的内涵不断得到丰富。本文综述了低污染水的定义与类型、发展脉络、在水体保护中的定位、处理技术和回用等。最后针对低污染水的特点对其处理技术和管理体系等进行了展望,为今后对低污染水的深入研究与资源化利用提供了总体思路。

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人工湿地对低污染水中氮去除的研究进展效果、机制和影响因素

王宇娜 1,2,国晓春 2,卢少勇 2*,刘晓晖 2,王晓慧 1

1.北京化工大学化学工程学院

2.湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室,国家环境保护洞庭湖科学观测研究站,国家环境保护湖泊污染控制重点实验室,湖泊生态环境研究所,中国环境科学研究院

摘要:低污染水类型多样,水体性质复杂,主要包括低污染河水、污水厂尾水、城镇地表径流、农田径流排水(含农村分散性生活污水)4类,具有量大面广、可生化性差、部分水碳氮比(C/N)低等特点。人工湿地是净化低污染水的有效手段,不同类型湿地对低污染水的污染物净化效果不同。本文探讨了不同类型人工湿地净化低污染水中氮的效果,并总结了人工湿地处理低污染水的微生物机制,分析了不同因素(pH、溶解氧、温度、C/N、植物、基质)对人工湿地低污染水水质净化的影响及优化方法,以期为人工湿地净化低污染水的工程实践提供理论参考。

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风车草对低污染水体氮磷的净化效能

张云潇 1,2,徐佳敏 2,卢少勇 2*,李锋民 1,张亚茹 2,王永强 2,3,刘晓晖 2,4

1.中国海洋大学环境科学与工程学院,近海环境污染控制研究所

2.湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室,国家环境保护洞庭湖科学观测研究站,国家环境保护湖泊污染控制重点实验室,湖泊生态环境研究所,中国环境科学研究院

3.哈尔滨工业大学环境学院

4.清华大学环境学院

摘要:为探讨湿地水生植物对低污染水体中氮磷的去除效果,以挺水植物风车草为研究对象,研究其对低污染水中氮、磷削减的日变化规律,及温度对净化效果的影响,并探究了系统中溶解性有机物的变化。结果表明:风车草对低污染水的氮、磷去除过程符合一级动力学方程,常温下(24~30 ℃)对 TN、TP去除的一阶反应速率常数分别为 0.4493、0.5028,70 h后对 TN、TP的去除率高达 82.87%、72.40%,日变化率分别为 48.52%、40.31%,而低温(4~8 ℃)下风车草对氮、磷的去除效果明显受到抑制且根系活力显著降低;系统中溶解性有机物组分(紫外类腐植酸和类色氨酸)含量随时间延长而增加,相关性分析表明二者均利于水中氮磷的去除。研究表明,风车草对低污染水体中氮磷具有较好的净化效果,且其净化效能受温度的影响。

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利用整合分析方法探究我国不同土地利用类型区域河流硝酸盐的来源

张金兰 1,蔺祖弘 1,白文荣 2,郇正来 1,张婷婷 1,林爱军 1,肖勇 1*

1.北京化工大学化学工程学院

2.北京市北运河管理处

摘要:为揭示我国不同土地利用类型区域河流中硝酸盐来源,本研究收集了我国 42个流域旱季、雨季的 利用整合分析方法探究我国不同土地利用类型区域河流硝酸盐的来源NO3--N浓度数据,以及δ15N-NO3和 δ18O-NO3的特征值,并开展整合分析。结果表明,旱季河流的NO3--N、NH4+-N和 Cl-浓度均显著高于雨季(P<0.05),其反应比 lnR分别为 0.20、0.54和 0.14。整合分析表明,雨季河流中硝酸盐主要来自氮肥(相对比率 RR=0.81),而旱季硝酸盐主要来自污水和粪便(RR=1.04)。我国不同土地利用类型区域河流硝酸盐的来源差异显著,其中城市用地主要受污水与粪便影响(RR=1.10),农业用地雨季受氮肥源(RR=0.77)、土壤氮源(RR=0.86)和污水与粪便源(RR=0.94)的共同影响。农业城市混合用地具有城市和农业用地的特征,旱季和雨季分别受污水粪便源(RR=1.23)和氮肥源(RR=0.58)的影响,而农林用地受人类活动影响较小。本研究为不同土地利用类型区域河流硝酸盐溯源提供了方向,为河流硝酸盐污染的控制提供了科学依据。

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杞麓湖径流区不同湿地沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价

浦江 1,2,张翠萍 2,刘淑娟 2,3,杨小燕 4,赵斌 2,李淑英 2,陆轶峰 1*,王媛媛 5,周元清 2*

1.云南大学生态与环境学院

2.玉溪师范学院污染控制与生态修复研究中心

3.云南农业大学动物科学技术学院

4.云南农业大学资源与环境学院

5.玉溪市抚仙湖保护开发投资有限责任公司

摘要:为了解杞麓湖农业径流区低污染水所致湖滨带湿地重金属空间分异特征及潜在危害,采集湖滨带农业径流区 32个不同类型湿地(河流湿地 n=13、人工湿地 n=10、湖泊湿地 n=9)的表层沉积物,检测重金属 Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni和 Hg含量,利用 ArcGIS反距离权重插值法(IDW)分析 7种重金属空间分布特征,采用 Hakanson潜在生态风险指数法评价杞麓湖农业径流区湿地重金属污染。结果表明:不同类型湿地 7种重金属污染程度存在差异,平均含量由高到低依次为河流湿地>人工湿地>湖泊湿地,各重金属平均含量由大到小依次为 Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>Cd>Hg,除 Pb外,其余 6种重金属平均含量均超过云南省土壤背景值,Cd超背景值样点比例高达 100%。单因子污染指数表明重金属 Cd和 Hg呈重度污染,存在危害风险;农业径流区潜在生态风险指数介于 112~1241,平均 264,属中度风险水平;重金属含量分布存在明显空间差异,北部高于南部、西部高于东部,含量分布高值区与潜在生态风险评价结果一致。相关性分析表明 Cu、Ni、Cr和 Zn污染源主要是农业活动;Pb来源主要与道路交通有关,还受工业活动影响;Cd主要受农业活动和工业活动影响。研究表明,杞麓湖农业径流区不同类型湿地重金属污染存在空间差异,Cd和 Hg污染严重,生态风险高值区出现在西北部和西南部。

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