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2020年 第38卷 第10期
2020, 38(10): 1-6.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010001
摘要:
为探究半干旱区地表水化学特征及物质来源，以白洋淀流域为研究对象，利用Piper三线图和Gibbs水岩模型，对地表水的主要离子组成特征及其来源进行分析。结果表明：白洋淀流域地表水pH为7.56~8.23时，呈弱碱性，且溶解性总固体（TDS，100~650 mg/L）在流域的不同空间区域表现为淀区 > 下游 > 上游。白洋淀流域地表水阳离子以Na+和Ca2+为主，离子总量占比76.60%；阴离子以HCO3-为主，约占阴离子总量61.52%。地表水的水化学类型为HCO3-Ca型（上游水体）...
为探究半干旱区地表水化学特征及物质来源，以白洋淀流域为研究对象，利用Piper三线图和Gibbs水岩模型，对地表水的主要离子组成特征及其来源进行分析。结果表明：白洋淀流域地表水pH为7.56~8.23时，呈弱碱性，且溶解性总固体（TDS，100~650 mg/L）在流域的不同空间区域表现为淀区 > 下游 > 上游。白洋淀流域地表水阳离子以Na+和Ca2+为主，离子总量占比76.60%；阴离子以HCO3-为主，约占阴离子总量61.52%。地表水的水化学类型为HCO3-Ca型（上游水体）...
2020, 38(10): 7-13.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010002
摘要:
准确把握土壤-植被-大气系统（简称"SPAC"）中水分的运输和耗散规律是区域水资源可持续管理的重要前提。以白洋淀湿地为研究区，结合现场实测和模型模拟方法，探讨台田地下水埋深变化对芦苇SPAC系统中的水分运移耗散影响。结果表明：1）随着地下水埋深的增加，芦苇蒸散发（ETa）开始下降，ETa下降的地下水埋深阈值在100 cm左右；随着地下水埋深的降低，生长季0~120 cm土壤剖面由水分亏损转为盈余，亏盈转换的地下水埋深阈值在60 cm左右，并且亏损量与地下水埋深呈正相关。2）相同的地下水埋深变化对...
准确把握土壤-植被-大气系统（简称"SPAC"）中水分的运输和耗散规律是区域水资源可持续管理的重要前提。以白洋淀湿地为研究区，结合现场实测和模型模拟方法，探讨台田地下水埋深变化对芦苇SPAC系统中的水分运移耗散影响。结果表明：1）随着地下水埋深的增加，芦苇蒸散发（ETa）开始下降，ETa下降的地下水埋深阈值在100 cm左右；随着地下水埋深的降低，生长季0~120 cm土壤剖面由水分亏损转为盈余，亏盈转换的地下水埋深阈值在60 cm左右，并且亏损量与地下水埋深呈正相关。2）相同的地下水埋深变化对...
2020, 38(10): 14-20.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010003
摘要:
以白洋淀流域为研究对象，选取唐河、沙河、白沟引河3条支流上游4个水文站1959—2016年的日径流数据，采用改进退水常数后的数字滤波法中的Chapman-Maxwell法对4个子流域的日径流进行基流分割，利用水文气象要素异常值法划分干旱时期，分析水文干旱（径流干旱与基流干旱）对极端气象干旱过程的响应规律。结果表明：1）白洋淀年降水量呈减少趋势，线性倾向率为1.81 mm/a2。在1979年发生减少突变，突变后降水量减少8%；并检测到白洋淀流域发生极端气象干旱，持续时间从1996年8月至2011年...
以白洋淀流域为研究对象，选取唐河、沙河、白沟引河3条支流上游4个水文站1959—2016年的日径流数据，采用改进退水常数后的数字滤波法中的Chapman-Maxwell法对4个子流域的日径流进行基流分割，利用水文气象要素异常值法划分干旱时期，分析水文干旱（径流干旱与基流干旱）对极端气象干旱过程的响应规律。结果表明：1）白洋淀年降水量呈减少趋势，线性倾向率为1.81 mm/a2。在1979年发生减少突变，突变后降水量减少8%；并检测到白洋淀流域发生极端气象干旱，持续时间从1996年8月至2011年...
2020, 38(10): 21-25.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010004
摘要:
为探究博斯腾湖流域生态环境综合状况，基于2000—2018年博斯腾湖大小湖的水质、水量、生物数据，利用模糊综合评价法评估了该流域的水系现状，分析了博斯腾湖大小湖与开都河的水量状况，并初步提出了水系的优化调控方法。研究结果表明：2000—2018年开都河径流量、博斯腾湖大小湖水位总体上呈现先减小后增大的趋势，2014年后，博斯腾湖流域的水量开始盈余；博斯腾湖流域水系生态需水保障程度整体较差，呈现先恶化后逐渐恢复的趋势。针对博斯腾湖水系连通现状，提出了增加路径、原位加强、节点调控3种博斯腾湖水系网络...
为探究博斯腾湖流域生态环境综合状况，基于2000—2018年博斯腾湖大小湖的水质、水量、生物数据，利用模糊综合评价法评估了该流域的水系现状，分析了博斯腾湖大小湖与开都河的水量状况，并初步提出了水系的优化调控方法。研究结果表明：2000—2018年开都河径流量、博斯腾湖大小湖水位总体上呈现先减小后增大的趋势，2014年后，博斯腾湖流域的水量开始盈余；博斯腾湖流域水系生态需水保障程度整体较差，呈现先恶化后逐渐恢复的趋势。针对博斯腾湖水系连通现状，提出了增加路径、原位加强、节点调控3种博斯腾湖水系网络...
2020, 38(10): 26-32,60.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010005
摘要:
近年来，博斯腾湖小湖水位大幅波动引发了湖区生态环境问题，基于最低生态水位的湖泊水量盈缺分析对小湖水量调度和生态保护有积极意义。基于1991—2019年达吾提闸实测小湖水位数据，结合湖盆DEM数据和遥感NDVI数据，分别采用年保证率设定法、湖泊地形分析法和曲线相关法计算小湖区最低生态水位；并利用其他水文、气象和农业活动和湖区水量调控数据，使用主成分分析法解析小湖缺水的主要驱动因子。结果表明：博斯腾湖小湖最低生态水位为1047.18 m，多年平均满足率为31.03%。1991—1998年、2005—...
近年来，博斯腾湖小湖水位大幅波动引发了湖区生态环境问题，基于最低生态水位的湖泊水量盈缺分析对小湖水量调度和生态保护有积极意义。基于1991—2019年达吾提闸实测小湖水位数据，结合湖盆DEM数据和遥感NDVI数据，分别采用年保证率设定法、湖泊地形分析法和曲线相关法计算小湖区最低生态水位；并利用其他水文、气象和农业活动和湖区水量调控数据，使用主成分分析法解析小湖缺水的主要驱动因子。结果表明：博斯腾湖小湖最低生态水位为1047.18 m，多年平均满足率为31.03%。1991—1998年、2005—...
2020, 38(10): 33-40.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010006
摘要:
通过二维水动力水环境数值模拟方法，研究了杭州湾河口地区多种水功能区并存情况下余姚污水厂污水排放对水环境的影响，分析了CODMn、NH3-N、TP的包络范围、平面分布特征和对各水功能区的影响。研究表明：污染物单增量正常排放时，污染带形态沿水流方向呈瘦长型；等浓度污染带包络面积大潮大于小潮，最大值显著大于平均值，事故工况污染面积大于正常工况；叠加其他污染源和环境本底正常排放时，排放口混合区面积为0.20 km2，满足要求；根据多功能区环境影响评价方法，满足最严格的水质管理目标，对海洋功能区划、一类海...
通过二维水动力水环境数值模拟方法，研究了杭州湾河口地区多种水功能区并存情况下余姚污水厂污水排放对水环境的影响，分析了CODMn、NH3-N、TP的包络范围、平面分布特征和对各水功能区的影响。研究表明：污染物单增量正常排放时，污染带形态沿水流方向呈瘦长型；等浓度污染带包络面积大潮大于小潮，最大值显著大于平均值，事故工况污染面积大于正常工况；叠加其他污染源和环境本底正常排放时，排放口混合区面积为0.20 km2，满足要求；根据多功能区环境影响评价方法，满足最严格的水质管理目标，对海洋功能区划、一类海...
2020, 38(10): 41-46.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010007
摘要:
北方平原区中小河道生态退化问题突出，筛选适宜的生态治理技术，有利于提高河道生态修复的针对性与科学性。归纳总结了5大类，共21项河道生态治理技术，建立包括技术可行性、经济合理性、治理效果3要素、9个指标的指标体系，提出基于综合指数的筛选方法，确定"极适宜、适宜、较适宜、不适宜"四级筛选标准，筛选出生态治理技术，为河道生态治理提供支撑。
北方平原区中小河道生态退化问题突出，筛选适宜的生态治理技术，有利于提高河道生态修复的针对性与科学性。归纳总结了5大类，共21项河道生态治理技术，建立包括技术可行性、经济合理性、治理效果3要素、9个指标的指标体系，提出基于综合指数的筛选方法，确定"极适宜、适宜、较适宜、不适宜"四级筛选标准，筛选出生态治理技术，为河道生态治理提供支撑。
2020, 38(10): 47-52.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010008
摘要:
随着社会经济的快速发展，水资源矛盾日益突出。因此，做好水资源矛盾协调具有重要意义。在分析河流水资源矛盾的基础上，构建了我国水资源矛盾协调框架。以晋江流域为例，确定晋江流域的水资源矛盾类型为水质型和过程型，分析计算水生态刚性需水、刚弹性需水和弹性需水背景下，采用多目标优化方法，确定协调水质型和过程型矛盾的调水方案。水资源矛盾协调框架可为水资源矛盾管理提供理论依据和技术支持。
随着社会经济的快速发展，水资源矛盾日益突出。因此，做好水资源矛盾协调具有重要意义。在分析河流水资源矛盾的基础上，构建了我国水资源矛盾协调框架。以晋江流域为例，确定晋江流域的水资源矛盾类型为水质型和过程型，分析计算水生态刚性需水、刚弹性需水和弹性需水背景下，采用多目标优化方法，确定协调水质型和过程型矛盾的调水方案。水资源矛盾协调框架可为水资源矛盾管理提供理论依据和技术支持。
2020, 38(10): 53-60.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010009
摘要:
湖泊水位波动的幅度、频率、持续时长、规律性等是影响湖泊水生植被状况、水资源调配的关键因素。以往研究主要通过选取部分水位变化指标来识别主要的生态影响。而要维持湖泊生态健康进行合理水位调控，需要综合水位变化的多指标，从整体上分析湖泊植物对湖泊水位变化的响应特征。以洪泽湖为例，基于IHA/RVA法，重点分析了南水北调东线一期工程后洪泽湖水位变化对挺水植物的影响。结果表明：南水北调东线一期工程后洪泽湖3，5，7，9月月平均水位以及最小30 d平均水位等指标发生较大改变，对挺水植物面积的影响是最显著的，其...
湖泊水位波动的幅度、频率、持续时长、规律性等是影响湖泊水生植被状况、水资源调配的关键因素。以往研究主要通过选取部分水位变化指标来识别主要的生态影响。而要维持湖泊生态健康进行合理水位调控，需要综合水位变化的多指标，从整体上分析湖泊植物对湖泊水位变化的响应特征。以洪泽湖为例，基于IHA/RVA法，重点分析了南水北调东线一期工程后洪泽湖水位变化对挺水植物的影响。结果表明：南水北调东线一期工程后洪泽湖3，5，7，9月月平均水位以及最小30 d平均水位等指标发生较大改变，对挺水植物面积的影响是最显著的，其...
2020, 38(10): 61-67.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010010
摘要:
为了评估人类超采地下水以及侵占河流生态需水给水资源可持续性带来的风险，将黄淮海流域作为研究区，在利用非稳态Budyko模型以及水量平衡公式的基础上，结合生态需水核算结果及各产业用水数据，选取蓝水可持续性指数BlWSI，基于蓝水消耗量（CBWU）、不可再生地下水抽取量（NRGWA）以及地表过度取水量（SWOA）对流域开展水资源可持续性评价。结果表明：表征蓝水资源可持续性的BlWSI指标在黄淮海流域存在明显的时空差异性。其中，黄河流域的水资源可持续性程度最低，海河流域次之，淮河流域可持续性程度最高。...
为了评估人类超采地下水以及侵占河流生态需水给水资源可持续性带来的风险，将黄淮海流域作为研究区，在利用非稳态Budyko模型以及水量平衡公式的基础上，结合生态需水核算结果及各产业用水数据，选取蓝水可持续性指数BlWSI，基于蓝水消耗量（CBWU）、不可再生地下水抽取量（NRGWA）以及地表过度取水量（SWOA）对流域开展水资源可持续性评价。结果表明：表征蓝水资源可持续性的BlWSI指标在黄淮海流域存在明显的时空差异性。其中，黄河流域的水资源可持续性程度最低，海河流域次之，淮河流域可持续性程度最高。...
2020, 38(10): 68-75.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010011
摘要:
为识别农业区湿地水环境中重金属的污染水平、空间分布特征和风险传递效应，采集了三江平原七星河湿地水体、沉积物和鱼类样品，并测定了Cu、Cr、Cd、Zn和Ni 5种重金属的含量。结果表明：水体和沉积物中重金属的平均含量由高到低依次为Zn （28.0） > Cr （4.5） > Cu （3.2） > Ni （2.6） > Cd （0.1）（水体，μg/L）和Zn （139.4） > Cr （81.9） > Ni （45.7） > Cu （24.4） > ...
为识别农业区湿地水环境中重金属的污染水平、空间分布特征和风险传递效应，采集了三江平原七星河湿地水体、沉积物和鱼类样品，并测定了Cu、Cr、Cd、Zn和Ni 5种重金属的含量。结果表明：水体和沉积物中重金属的平均含量由高到低依次为Zn （28.0） > Cr （4.5） > Cu （3.2） > Ni （2.6） > Cd （0.1）（水体，μg/L）和Zn （139.4） > Cr （81.9） > Ni （45.7） > Cu （24.4） > ...
2020, 38(10): 76-82.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010012
摘要:
河流生态流量管理对于保护下游生态系统具有非常重要的作用。在水库生态调度的研究中，为了给不同流量时期提供不同生态流量，下游生态流量管理越来越复杂化。人们倾向于采用更复杂的生态流量管理来改善生态水文情势。然而，除了生态流量管理，水库入流类型也会影响生态水文情势，进而影响生态流量管理效果。因此，研究不同入流类型对生态流量管理效果的影响，有助于在考虑水库调度成本的情况下，在水库生态调度之前更好地选择生态流量管理方案。通过分析全球径流，总结出3种入流类型。为了对比不同的生态流量管理方案，采用了4种通用生态...
河流生态流量管理对于保护下游生态系统具有非常重要的作用。在水库生态调度的研究中，为了给不同流量时期提供不同生态流量，下游生态流量管理越来越复杂化。人们倾向于采用更复杂的生态流量管理来改善生态水文情势。然而，除了生态流量管理，水库入流类型也会影响生态水文情势，进而影响生态流量管理效果。因此，研究不同入流类型对生态流量管理效果的影响，有助于在考虑水库调度成本的情况下，在水库生态调度之前更好地选择生态流量管理方案。通过分析全球径流，总结出3种入流类型。为了对比不同的生态流量管理方案，采用了4种通用生态...
2020, 38(10): 83-89.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010013
摘要:
为探究水文模型参数敏感性及模型不确定性对径流模拟的影响，运用SWAT模型对挠力河流域地表径流过程进行了数值模拟，利用SUFI-2方法评价模型参数敏感性及不确定性对模拟结果的影响，选取决定系数（R2）与Nash-Sutcliffe效率系数（ENS）对模型精度进行评价。敏感性分析结果表明：对挠力河流域径流模拟影响最大的4个参数是CN2（SCS径流曲线数）、SLSUBBSN （平均坡长）、SOL_BD （土壤湿密度）和SOL_K （土壤饱和导水率），表明SCS径流曲线数、土壤与地形地貌是影响挠力河流域...
为探究水文模型参数敏感性及模型不确定性对径流模拟的影响，运用SWAT模型对挠力河流域地表径流过程进行了数值模拟，利用SUFI-2方法评价模型参数敏感性及不确定性对模拟结果的影响，选取决定系数（R2）与Nash-Sutcliffe效率系数（ENS）对模型精度进行评价。敏感性分析结果表明：对挠力河流域径流模拟影响最大的4个参数是CN2（SCS径流曲线数）、SLSUBBSN （平均坡长）、SOL_BD （土壤湿密度）和SOL_K （土壤饱和导水率），表明SCS径流曲线数、土壤与地形地貌是影响挠力河流域...
2020, 38(10): 90-96.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010014
摘要:
为判断湖泊水生态健康子系统发展趋势、诊断病态因子，引进了五元减法集对势，建立生态子系统与物理化学子系统的合成矩阵得到湖泊水生态健康状态，从而提出了基于风险矩阵和五元减法集对势的湖泊水生态健康动态诊断评估方法，并应用于安徽省瓦埠湖。结果表明：瓦埠湖水生态健康状态1980—2015年呈变差趋势，2012年为微病态，2015年略有好转。五元减法集对势识别出瓦埠湖水生态健康的病态因子主要有底栖动物、浮游动物、叶绿素、COD、TN、TP和透明度，为改善瓦埠湖水生态健康的重要指标。上述风险矩阵和五元减法集对...
为判断湖泊水生态健康子系统发展趋势、诊断病态因子，引进了五元减法集对势，建立生态子系统与物理化学子系统的合成矩阵得到湖泊水生态健康状态，从而提出了基于风险矩阵和五元减法集对势的湖泊水生态健康动态诊断评估方法，并应用于安徽省瓦埠湖。结果表明：瓦埠湖水生态健康状态1980—2015年呈变差趋势，2012年为微病态，2015年略有好转。五元减法集对势识别出瓦埠湖水生态健康的病态因子主要有底栖动物、浮游动物、叶绿素、COD、TN、TP和透明度，为改善瓦埠湖水生态健康的重要指标。上述风险矩阵和五元减法集对...
2020, 38(10): 97-102,113.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010015
摘要:
再生水具有就近易得、水量大且稳定等突出优点，已成为景观水体的重要补给水源。但再生水中含有氮、磷等营养物质，景观回用过程中可能会加剧藻类水华爆发风险。在藻类生长的早期阶段，采用紫外线处理有可能将再生水中藻类生物量控制在低风险范围，从而预防再生水景观回用水体中发生水华。以深圳市某污水处理厂二级出水为再生水回用景观水体的典型样品，考察了紫外线（254 nm波段）对典型微藻斜生栅藻的生长抑制效果，采用流式细胞术、调制荧光技术等方法，研究了不同紫外剂量对斜生栅藻的生长抑制效果，以及对藻细胞膜完整性和光合活...
再生水具有就近易得、水量大且稳定等突出优点，已成为景观水体的重要补给水源。但再生水中含有氮、磷等营养物质，景观回用过程中可能会加剧藻类水华爆发风险。在藻类生长的早期阶段，采用紫外线处理有可能将再生水中藻类生物量控制在低风险范围，从而预防再生水景观回用水体中发生水华。以深圳市某污水处理厂二级出水为再生水回用景观水体的典型样品，考察了紫外线（254 nm波段）对典型微藻斜生栅藻的生长抑制效果，采用流式细胞术、调制荧光技术等方法，研究了不同紫外剂量对斜生栅藻的生长抑制效果，以及对藻细胞膜完整性和光合活...
2020, 38(10): 103-107.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010016
摘要:
基于马赛菌属脱氮Massilia neuiana的模式菌株PTW21进行研究，探讨其异养硝化-好氧反硝化脱氮能力。菌株PTW21具有高效异养硝化和好氧反硝化能力，对NH4+-N和NO2--N去除率均超过90%。同时，菌株PTW21具有同步硝化反硝化能力，且反硝化效率高于硝化效率，但当有NH4+-N存在时，会优先利用NH4+-N，再利用NO2--N，存在硝化-反硝化竞争抑制现象。同步硝化反硝化时，菌株PTW21可以去除95%以上的NH4+-N和NO2--N。Massilia neuiana的研究丰...
基于马赛菌属脱氮Massilia neuiana的模式菌株PTW21进行研究，探讨其异养硝化-好氧反硝化脱氮能力。菌株PTW21具有高效异养硝化和好氧反硝化能力，对NH4+-N和NO2--N去除率均超过90%。同时，菌株PTW21具有同步硝化反硝化能力，且反硝化效率高于硝化效率，但当有NH4+-N存在时，会优先利用NH4+-N，再利用NO2--N，存在硝化-反硝化竞争抑制现象。同步硝化反硝化时，菌株PTW21可以去除95%以上的NH4+-N和NO2--N。Massilia neuiana的研究丰...
2020, 38(10): 108-113.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010017
摘要:
针对低温污水生物脱氮效率低问题，采用有机高分子复合硬性颗粒（OPCRP）-SBMBBR反应器处理低温污水，与传统SBR反应器对比，通过Miseq高通量测序技术分析了2套反应器中活性污泥的细菌菌群多样性及组成结构丰度差异，揭示高效处理低温污水优势脱氮菌群。结果表明：在水温（6.5±1）℃条件下，OPCRP-SBMBBR反应器出水脱氮效果及污泥沉降速率均明显提高；投加填料有助于提高活性污泥系统内硝化反硝化菌多样性和相对丰度，即优势氨氧化菌（AOB）、亚硝酸盐氧化菌（NOB）、厌氧反硝化菌总相对丰度分...
针对低温污水生物脱氮效率低问题，采用有机高分子复合硬性颗粒（OPCRP）-SBMBBR反应器处理低温污水，与传统SBR反应器对比，通过Miseq高通量测序技术分析了2套反应器中活性污泥的细菌菌群多样性及组成结构丰度差异，揭示高效处理低温污水优势脱氮菌群。结果表明：在水温（6.5±1）℃条件下，OPCRP-SBMBBR反应器出水脱氮效果及污泥沉降速率均明显提高；投加填料有助于提高活性污泥系统内硝化反硝化菌多样性和相对丰度，即优势氨氧化菌（AOB）、亚硝酸盐氧化菌（NOB）、厌氧反硝化菌总相对丰度分...
2020, 38(10): 114-119.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010018
摘要:
传统粉末态除磷材料颗粒过细，从而导致其难与水分离，这极大限制了其在实际工程中的应用。以热处理颗粒态凹凸棒黏土为载体（1~2 mm），采用氯化铁（FeCl3）活性负载的方法制备颗粒态吸附磷材料，并详细研究了吸附材料除磷的最佳改性条件、反应时间、影响因素及其效率。结果表明：2 mol/L氯化铁溶液改性的凹凸棒达到最佳改性条件，且磷的吸附能较好地被朗格缪尔方程模拟，其最大吸附量为4.27 mg/g，是原状黏土固磷容量的2倍左右。铁改性凹凸棒土除磷效率受pH值的影响较大，当水体pH值从4提高到11，去除...
传统粉末态除磷材料颗粒过细，从而导致其难与水分离，这极大限制了其在实际工程中的应用。以热处理颗粒态凹凸棒黏土为载体（1~2 mm），采用氯化铁（FeCl3）活性负载的方法制备颗粒态吸附磷材料，并详细研究了吸附材料除磷的最佳改性条件、反应时间、影响因素及其效率。结果表明：2 mol/L氯化铁溶液改性的凹凸棒达到最佳改性条件，且磷的吸附能较好地被朗格缪尔方程模拟，其最大吸附量为4.27 mg/g，是原状黏土固磷容量的2倍左右。铁改性凹凸棒土除磷效率受pH值的影响较大，当水体pH值从4提高到11，去除...
2020, 38(10): 120-127.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010019
摘要:
生物滞留系统对氮、磷营养盐、重金属与病原菌等溶解性污染物的去除常受系统本身特性和环境因素的影响而高度变异，甚至发生淋洗现象。虽然国内外对生物滞留系统控污能力进行了大量优化研究，并提出了相关技术措施，但这些措施往往仅针对单一污染物，尚未从多目标污染物去除的角度提出生物滞留系统的综合优化途径。因此，以生物滞留系统对溶解性污染物的去除途径为主线，结合去除特性的影响因素分析，分别从植物、填料、构型及运行方式等方面综合探析了生物滞留系统对多目标污染物去除的优化途径，以期提出综合优化措施，实现生物滞留系统对...
生物滞留系统对氮、磷营养盐、重金属与病原菌等溶解性污染物的去除常受系统本身特性和环境因素的影响而高度变异，甚至发生淋洗现象。虽然国内外对生物滞留系统控污能力进行了大量优化研究，并提出了相关技术措施，但这些措施往往仅针对单一污染物，尚未从多目标污染物去除的角度提出生物滞留系统的综合优化途径。因此，以生物滞留系统对溶解性污染物的去除途径为主线，结合去除特性的影响因素分析，分别从植物、填料、构型及运行方式等方面综合探析了生物滞留系统对多目标污染物去除的优化途径，以期提出综合优化措施，实现生物滞留系统对...
2020, 38(10): 128-133,139.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010020
摘要:
旅客列车集便器废水中含有一定量生物难降解的磺胺甲恶唑（SMX）抗生素，使用光芬顿法对集便器废水中残留的抗生素进行催化降解，并对其机理进行分析。制备反应催化剂氧基氯化铁（FeOCl），并利用XRD、SEM、XPS等表征手段证明制备的FeOCl具有典型的长方体形状、层片状结构；实验模拟并对比7种不同催化条件下旅客列车集便器废水中SMX的降解效果，得出最优降解条件为H2O2浓度为8 mmol/L，FeOCl粉末投加量为0.2 g/L，SMX初始浓度为0.1 mmol/L；在最优条件下定量分析了体系中H...
旅客列车集便器废水中含有一定量生物难降解的磺胺甲恶唑（SMX）抗生素，使用光芬顿法对集便器废水中残留的抗生素进行催化降解，并对其机理进行分析。制备反应催化剂氧基氯化铁（FeOCl），并利用XRD、SEM、XPS等表征手段证明制备的FeOCl具有典型的长方体形状、层片状结构；实验模拟并对比7种不同催化条件下旅客列车集便器废水中SMX的降解效果，得出最优降解条件为H2O2浓度为8 mmol/L，FeOCl粉末投加量为0.2 g/L，SMX初始浓度为0.1 mmol/L；在最优条件下定量分析了体系中H...
2020, 38(10): 134-139.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010021
摘要:
从气含率、循环液速、停留时间分布等方面研究三相气升式内环流反应器的性能。结果表明：气含率随着表观气速、固含率的增大而增大；在低气速下，固含率对气含率的影响较大；在高气速下，固含率对气含率的影响比较小。在大量实验数据的基础上通过拟合得到预测气含率的经验关联式，且预测值与实验值吻合较好。基于推动力与阻力平衡建立了预测反应器循环液速的数学模型；用脉冲示踪法得到反应器的停留时间分布函数曲线，并通过计算得到了平均停留时间、停留时间分布方差、无因次方差等，得知此反应器接近全混流型反应器。
从气含率、循环液速、停留时间分布等方面研究三相气升式内环流反应器的性能。结果表明：气含率随着表观气速、固含率的增大而增大；在低气速下，固含率对气含率的影响较大；在高气速下，固含率对气含率的影响比较小。在大量实验数据的基础上通过拟合得到预测气含率的经验关联式，且预测值与实验值吻合较好。基于推动力与阻力平衡建立了预测反应器循环液速的数学模型；用脉冲示踪法得到反应器的停留时间分布函数曲线，并通过计算得到了平均停留时间、停留时间分布方差、无因次方差等，得知此反应器接近全混流型反应器。
2020, 38(10): 140-145.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010022
摘要:
持久性有机污染物（POPs）具有持久性生物累积性、半挥发性和长距离迁移的性质，广泛位于土壤、废水和污泥中。我国目前面临的POPs污染问题日益严峻。由于超临界水修复技术具有快速、高效、无毒等优点，在POPs修复方面具有较好的应用前景。从超临界水特性、国内外超临界水修复技术等方面系统分析了国内外超临界水修复的研究现状、超临界水修复技术的优缺点和适用性，提出了超临界水修复关键技术及装备系统，以期为其发展和提升提供参考。
持久性有机污染物（POPs）具有持久性生物累积性、半挥发性和长距离迁移的性质，广泛位于土壤、废水和污泥中。我国目前面临的POPs污染问题日益严峻。由于超临界水修复技术具有快速、高效、无毒等优点，在POPs修复方面具有较好的应用前景。从超临界水特性、国内外超临界水修复技术等方面系统分析了国内外超临界水修复的研究现状、超临界水修复技术的优缺点和适用性，提出了超临界水修复关键技术及装备系统，以期为其发展和提升提供参考。
2020, 38(10): 146-150,155.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010023
摘要:
对北京地区27家汽修企业进行调研，选取2家典型汽修企业进行气袋采样-GC-MS-FID采集及分析，定量分析其VOCs的排放特征，并计算其臭氧生成潜势（OFP）。结果表明：使用不同漆料的汽修企业排放特征不同，水性漆企业非甲烷总烃的排放浓度为0.62~36.49 mg/m3，油性漆企业的排放浓度为0~100.39 mg/m3；水性漆排放的VOCs以烷烃为主，占比高达57.16%，丙烷（39.65%）和甲苯（11.41%）是首要污染物；卤代烃（55.51%）是油性漆企业的主要VOCs排放物种，主要组分...
对北京地区27家汽修企业进行调研，选取2家典型汽修企业进行气袋采样-GC-MS-FID采集及分析，定量分析其VOCs的排放特征，并计算其臭氧生成潜势（OFP）。结果表明：使用不同漆料的汽修企业排放特征不同，水性漆企业非甲烷总烃的排放浓度为0.62~36.49 mg/m3，油性漆企业的排放浓度为0~100.39 mg/m3；水性漆排放的VOCs以烷烃为主，占比高达57.16%，丙烷（39.65%）和甲苯（11.41%）是首要污染物；卤代烃（55.51%）是油性漆企业的主要VOCs排放物种，主要组分...
2020, 38(10): 151-155.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010024
摘要:
为优化循环流化床半干法脱硫脱硝反应器喷枪布置形式，以某火电厂的循环流化床同时脱硫脱硝反应塔为研究对象，对其高压水喷枪布置形式进行模拟研究。通过模拟和实际运行相结合的研究方式，得到了更合理的喷枪布置形式：喷枪数量选择4只且呈环形布置；喷枪头伸入距离为0.5~0.7 m，同时保证喷雾最大液滴粒径<150 μm，以此保证液滴在反应器内的均匀分布及液滴的完全蒸发，实现循环流化床半干法反应器的平稳运行及高效脱硫脱硝。
为优化循环流化床半干法脱硫脱硝反应器喷枪布置形式，以某火电厂的循环流化床同时脱硫脱硝反应塔为研究对象，对其高压水喷枪布置形式进行模拟研究。通过模拟和实际运行相结合的研究方式，得到了更合理的喷枪布置形式：喷枪数量选择4只且呈环形布置；喷枪头伸入距离为0.5~0.7 m，同时保证喷雾最大液滴粒径<150 μm，以此保证液滴在反应器内的均匀分布及液滴的完全蒸发，实现循环流化床半干法反应器的平稳运行及高效脱硫脱硝。
2020, 38(10): 156-161,46.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010025
摘要:
我国低浓度煤层气资源丰富，但利用率低，且大部分直接排放到环境中，不仅造成了资源浪费，也加重了大气温室效应，因此，对低浓度煤层气进行变压吸附富集分离研究具有节能和环保的双重意义。采用双塔真空变压吸附装置进行低浓度煤层气变压吸附富集分离的研究，实验采用活性炭和碳分子筛混合吸附剂，考察了吸附压力、半周期、吸附塔高径比和混合吸附剂配比等参数对CH4分离效果的影响，并确定了最优工艺条件分别为180 kPa、90 s、7和2。该研究结果可为低浓度煤层气资源化利用提供参考。
我国低浓度煤层气资源丰富，但利用率低，且大部分直接排放到环境中，不仅造成了资源浪费，也加重了大气温室效应，因此，对低浓度煤层气进行变压吸附富集分离研究具有节能和环保的双重意义。采用双塔真空变压吸附装置进行低浓度煤层气变压吸附富集分离的研究，实验采用活性炭和碳分子筛混合吸附剂，考察了吸附压力、半周期、吸附塔高径比和混合吸附剂配比等参数对CH4分离效果的影响，并确定了最优工艺条件分别为180 kPa、90 s、7和2。该研究结果可为低浓度煤层气资源化利用提供参考。
2020, 38(10): 162-168,127.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010026
摘要:
常规除尘器无法有效去除PM2.5，而声波能有效增加颗粒物之间的碰撞、团聚，使PM2.5粒径增大，是一种非常有前景的除尘预处理技术。主要研究了声波频率、声压级、初始浓度及停留时间对声波团聚效率的影响，发现在低频声波作用下效果更好，而纯声波作用下最佳团聚效率为44.84%。并对粉尘进行扫描电镜分析，对比了实验前后的粉尘形态，验证了声波对气溶胶颗粒的团聚作用。利用喷雾作为辅助手段，可以进一步提高团聚效率，降低声波团聚的能耗。在相同情况下，添加喷雾可以使团聚效率从43.07%增加到66.48%，说明喷雾...
常规除尘器无法有效去除PM2.5，而声波能有效增加颗粒物之间的碰撞、团聚，使PM2.5粒径增大，是一种非常有前景的除尘预处理技术。主要研究了声波频率、声压级、初始浓度及停留时间对声波团聚效率的影响，发现在低频声波作用下效果更好，而纯声波作用下最佳团聚效率为44.84%。并对粉尘进行扫描电镜分析，对比了实验前后的粉尘形态，验证了声波对气溶胶颗粒的团聚作用。利用喷雾作为辅助手段，可以进一步提高团聚效率，降低声波团聚的能耗。在相同情况下，添加喷雾可以使团聚效率从43.07%增加到66.48%，说明喷雾...
2020, 38(10): 169-176.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010027
摘要:
为了研究钢渣对油泥热解产物的影响，以京津冀地区典型罐底油泥为研究对象，利用固定床反应器、热重分析仪对油泥热解条件及反应特性进行研究，通过单因素实验和响应面实验设计考察了热解终温、升温速率、停留时间和钢渣添加量等对热解产物产率的影响，采用气相色谱（GC）、气质联用（GC-MS）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）等对热解气体、热解回收油和热解焦表征，并对反应后固体残渣采用磁选的方式回收钢渣及分析物相组成（XRD）。热重分析（TG）表明：添加钢渣有利于油泥失重率增加。热解动力学计算表明，油泥单...
为了研究钢渣对油泥热解产物的影响，以京津冀地区典型罐底油泥为研究对象，利用固定床反应器、热重分析仪对油泥热解条件及反应特性进行研究，通过单因素实验和响应面实验设计考察了热解终温、升温速率、停留时间和钢渣添加量等对热解产物产率的影响，采用气相色谱（GC）、气质联用（GC-MS）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）等对热解气体、热解回收油和热解焦表征，并对反应后固体残渣采用磁选的方式回收钢渣及分析物相组成（XRD）。热重分析（TG）表明：添加钢渣有利于油泥失重率增加。热解动力学计算表明，油泥单...
2020, 38(10): 177-182,52.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010028
摘要:
为了实现全固废材料在盐渍土固化中的资源利用，选用电石渣、粉煤灰和矿渣组成一种盐渍土固化剂，对其固化盐渍土的28 d抗压强度进行试验研究，采用投影寻踪回归（PPR）对试验高维数据进行分析，建立28 d抗压强度PPR计算模型，验证了模型的精度和稳定性，最后采用该模型进行仿真计算，探索各影响因素与固化盐渍土抗压强度的关系。研究结果表明：该PPR计算模型具有较高精度和较好的稳定性，各影响因子对抗压强度贡献权重系数顺序为火山灰质材料掺量 > 矿渣占比 > 硫酸盐含量 > 电石渣掺量；仿真...
为了实现全固废材料在盐渍土固化中的资源利用，选用电石渣、粉煤灰和矿渣组成一种盐渍土固化剂，对其固化盐渍土的28 d抗压强度进行试验研究，采用投影寻踪回归（PPR）对试验高维数据进行分析，建立28 d抗压强度PPR计算模型，验证了模型的精度和稳定性，最后采用该模型进行仿真计算，探索各影响因素与固化盐渍土抗压强度的关系。研究结果表明：该PPR计算模型具有较高精度和较好的稳定性，各影响因子对抗压强度贡献权重系数顺序为火山灰质材料掺量 > 矿渣占比 > 硫酸盐含量 > 电石渣掺量；仿真...
2020, 38(10): 183-189.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010029
摘要:
超高温自发热已被应用于剩余污泥好氧堆肥，然而该技术对生活垃圾好氧堆肥过程的影响尚不清晰。此外，固氮剂过磷酸钙（CS）对超高温自发热好氧堆肥处理生活垃圾的影响也不明确。以生活垃圾为研究对象，建立空白组（R1）和添加CS （R2）的生活垃圾超高温自发热堆肥体系，探究了CS影响下生活垃圾超高温自发热过程中温度、含氧量、含水率、温室气体释放、溶解性COD及腐熟指标的变化规律，分析CS对生活垃圾堆肥后微生物群落特征的影响。结果表明：实验组温度最高为80.3℃，高于空白组，且最低含氧量、含水率均低于R1。实...
超高温自发热已被应用于剩余污泥好氧堆肥，然而该技术对生活垃圾好氧堆肥过程的影响尚不清晰。此外，固氮剂过磷酸钙（CS）对超高温自发热好氧堆肥处理生活垃圾的影响也不明确。以生活垃圾为研究对象，建立空白组（R1）和添加CS （R2）的生活垃圾超高温自发热堆肥体系，探究了CS影响下生活垃圾超高温自发热过程中温度、含氧量、含水率、温室气体释放、溶解性COD及腐熟指标的变化规律，分析CS对生活垃圾堆肥后微生物群落特征的影响。结果表明：实验组温度最高为80.3℃，高于空白组，且最低含氧量、含水率均低于R1。实...
2020, 38(10): 190-195,215.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010030
摘要:
研究了垃圾焚烧飞灰螯合稳定化处理过程中螯合剂的加药量、体系的含水率以及搅拌时间对飞灰中各种重金属浸出浓度的影响；随后研究了飞灰螯合产物在自然环境下、紫外线光照下和35℃下重金属的浸出行为，同时对比了大分子DTC和小分子SDD的螯合性能。结果表明：当螯合剂的加药量达到3%时，飞灰中常见的6种重金属的浸出浓度都低于GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值；提高含水率有利于螯合反应的进行，对Pb、Zn和Cd，加大螯合时的含水率都可以降低浸出液中的重金属浓度；当搅拌时间超过2 mi...
研究了垃圾焚烧飞灰螯合稳定化处理过程中螯合剂的加药量、体系的含水率以及搅拌时间对飞灰中各种重金属浸出浓度的影响；随后研究了飞灰螯合产物在自然环境下、紫外线光照下和35℃下重金属的浸出行为，同时对比了大分子DTC和小分子SDD的螯合性能。结果表明：当螯合剂的加药量达到3%时，飞灰中常见的6种重金属的浸出浓度都低于GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值；提高含水率有利于螯合反应的进行，对Pb、Zn和Cd，加大螯合时的含水率都可以降低浸出液中的重金属浓度；当搅拌时间超过2 mi...
2020, 38(10): 196-201.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010031
摘要:
为了解脱水技术对后续污泥土地利用的影响，以3种典型脱水污泥为研究对象，分别与土壤等质量混合作为栽培基质用于黑麦草盆栽试验，通过植物种植后复合基质的有机质含量、pH、容重、孔隙率等理化性质的分析以及黑麦草生长状况的观测，研究经过不同脱水工艺的污泥对土壤改良效果的影响。采用土柱溶淋实验模拟1年降水，研究电解脱水污泥对环境的风险。结果表明经过电解脱水、机械压滤脱水后的污泥对土壤持水、保水能力有较好的效果；选用电解脱水污泥作为土壤改良剂，模拟1年自然降水后，对渗滤液中Cu、Cr、Cd、Pb、Ni等重金属...
为了解脱水技术对后续污泥土地利用的影响，以3种典型脱水污泥为研究对象，分别与土壤等质量混合作为栽培基质用于黑麦草盆栽试验，通过植物种植后复合基质的有机质含量、pH、容重、孔隙率等理化性质的分析以及黑麦草生长状况的观测，研究经过不同脱水工艺的污泥对土壤改良效果的影响。采用土柱溶淋实验模拟1年降水，研究电解脱水污泥对环境的风险。结果表明经过电解脱水、机械压滤脱水后的污泥对土壤持水、保水能力有较好的效果；选用电解脱水污泥作为土壤改良剂，模拟1年自然降水后，对渗滤液中Cu、Cr、Cd、Pb、Ni等重金属...
2020, 38(10): 202-206,227.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010032
摘要:
通过田间试验，分析了萍乡市2 hm2 Cd污染稻田中土壤理化性质、微生物和酶活性的空间差异性及相关性特征。结果表明：糙米Cd变异系数大于土壤有效态Cd和总Cd，且晚稻变异性大于早稻，属于中等变异性。土壤pH和容重变异系数较小，有机质、阳离子交换量、速效钾、有效磷和碱解氮变异系数为22.82%~35.60%，属于中等变异性；除过氧化氢酶变异性较小外，土壤酶活性、机械组成和微团聚体变异系数为10.54%~38.21%，属于中等变异性；土壤微生物（52.59%~84.64%）变异性较强，表现为细菌 &...
通过田间试验，分析了萍乡市2 hm2 Cd污染稻田中土壤理化性质、微生物和酶活性的空间差异性及相关性特征。结果表明：糙米Cd变异系数大于土壤有效态Cd和总Cd，且晚稻变异性大于早稻，属于中等变异性。土壤pH和容重变异系数较小，有机质、阳离子交换量、速效钾、有效磷和碱解氮变异系数为22.82%~35.60%，属于中等变异性；除过氧化氢酶变异性较小外，土壤酶活性、机械组成和微团聚体变异系数为10.54%~38.21%，属于中等变异性；土壤微生物（52.59%~84.64%）变异性较强，表现为细菌 &...
2020, 38(10): 207-215.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010033
摘要:
表面活性剂在土壤及地下水修复中起作用主要依赖于其在地下多孔介质中的迁移能力，因此深入研究表面活性剂在地下多孔介质中的迁移行为对其在修复领域中的有效应用具有重要意义。通过综述表面活性剂在地下多孔介质中迁移行为的国内外研究进展，深入剖析了表面活性剂迁移所涉及的主要过程、相关迁移模型以及影响因素，指出了现阶段表面活性剂迁移行为研究中存在的不足，并对后续研究重点进行了展望，以期为土壤及地下水修复过程提供相关的理论指导。
表面活性剂在土壤及地下水修复中起作用主要依赖于其在地下多孔介质中的迁移能力，因此深入研究表面活性剂在地下多孔介质中的迁移行为对其在修复领域中的有效应用具有重要意义。通过综述表面活性剂在地下多孔介质中迁移行为的国内外研究进展，深入剖析了表面活性剂迁移所涉及的主要过程、相关迁移模型以及影响因素，指出了现阶段表面活性剂迁移行为研究中存在的不足，并对后续研究重点进行了展望，以期为土壤及地下水修复过程提供相关的理论指导。
2020, 38(10): 216-221.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010034
摘要:
以市政污泥为原料、纳米零价铁（nZVI）为添加剂，采用热解法制备污泥生物炭，考察了nZVI添加量、热解温度和升温速率对生物炭中Zn、Cu、Pb形态分布及其生态风险的影响。结果显示：高nZVI添加量、高热解温度及低升温速率可提高稳定态（BCR法） Zn、Cu和Pb的含量；高nZVI添加量可促使Zn、Cu和Pb向可氧化态转化，而高热解温度和低升温速率有利于残渣态Zn、Cu和Pb的生成；最优nZVI添加量、热解温度和升温速率分别为2000 mg/kg，800℃和4℃/min。此外，当nZVI添加量为8...
以市政污泥为原料、纳米零价铁（nZVI）为添加剂，采用热解法制备污泥生物炭，考察了nZVI添加量、热解温度和升温速率对生物炭中Zn、Cu、Pb形态分布及其生态风险的影响。结果显示：高nZVI添加量、高热解温度及低升温速率可提高稳定态（BCR法） Zn、Cu和Pb的含量；高nZVI添加量可促使Zn、Cu和Pb向可氧化态转化，而高热解温度和低升温速率有利于残渣态Zn、Cu和Pb的生成；最优nZVI添加量、热解温度和升温速率分别为2000 mg/kg，800℃和4℃/min。此外，当nZVI添加量为8...
2020, 38(10): 222-227.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010035
摘要:
以黄壤、红壤、紫色土和黑土为供试土壤，研究改性纳米二氧化钛对土壤中砷的稳定化效果。采用溶胶-凝胶法制得活性炭负载纳米二氧化钛（ACT）和铁改性活性炭负载纳米二氧化钛（ACTI），并将粒径为100 nm的纳米二氧化钛（T-100）和活性炭（AC）作为对照材料。将改性纳米二氧化钛按照不同质量比添加到供试土壤中，稳定化14 d后，采用生物有效性简化提取法（simple bioavailability extraction test，SBET）研究改性纳米二氧化钛对不同类型土壤中砷的稳定化效果。结果表明...
以黄壤、红壤、紫色土和黑土为供试土壤，研究改性纳米二氧化钛对土壤中砷的稳定化效果。采用溶胶-凝胶法制得活性炭负载纳米二氧化钛（ACT）和铁改性活性炭负载纳米二氧化钛（ACTI），并将粒径为100 nm的纳米二氧化钛（T-100）和活性炭（AC）作为对照材料。将改性纳米二氧化钛按照不同质量比添加到供试土壤中，稳定化14 d后，采用生物有效性简化提取法（simple bioavailability extraction test，SBET）研究改性纳米二氧化钛对不同类型土壤中砷的稳定化效果。结果表明...
2020, 38(10): 228-233.
doi: 10.13205/j.hjgc.202010036
摘要:
电极转换下，以Capsicum annuum L.为对象探讨电动力强化的植物修复高浓度砷污染土壤效果。结果表明：对照组土壤pH降低，实验组升高。对照组土壤中砷浓度从（524.1±5.6） mg/kg降低为（500.5±8.3） mg/kg，实验组不同区域土壤砷浓度分别为（179.8±10.6），（674.9±5.43），（512.8±7.3） mg/kg。相较于对照组，实验组植物对砷的吸收量分别增加了-18.1%、282.8%和170.3%。对照组、实验组区域1、2、3的土壤和根际土壤砷浓度之比...
电极转换下，以Capsicum annuum L.为对象探讨电动力强化的植物修复高浓度砷污染土壤效果。结果表明：对照组土壤pH降低，实验组升高。对照组土壤中砷浓度从（524.1±5.6） mg/kg降低为（500.5±8.3） mg/kg，实验组不同区域土壤砷浓度分别为（179.8±10.6），（674.9±5.43），（512.8±7.3） mg/kg。相较于对照组，实验组植物对砷的吸收量分别增加了-18.1%、282.8%和170.3%。对照组、实验组区域1、2、3的土壤和根际土壤砷浓度之比...
