2017, 33(6):1-8. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.01
摘要:概述典型人工纳米材料释放到水环境中可能发生的团聚、沉降、溶解等行为及其影响因素(包括pH值、离子强度、天然有机物、无机胶体、水动力条件等)。这些水环境条件通过静电作用、位阻效应、桥联作用与溶解离子络合作用等影响纳米颗粒的行为。分析当前研究的不足,认为应开展自然环境条件下的纳米材料行为研究,例如更低浓度的纳米材料环境行为、纳米材料与天然胶体之间的相互作用等,为进一步研究和预测人工纳米材料在水环境中的归趋提供理论依据。
刘静玲 , 李毅 , 史璇 , 尤晓光 , 孙斌 , 陈楠楠
2017, 33(6):9-19. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.02
摘要:为了解海河流域典型河流沉积物粒度参数空间分布规律,对海河典型河流的表层沉积物进行采集并利用Mstersize2000激光粒度仪进行粒度分析。结果表明,海河典型河流沉积物平均粒径差异显著,分选状况总体较差;山区水系与平原水系相比,沉积物平均粒径减小,呈集中分布,水动力减弱;山区自北向南变化明显,水系沉积物平均粒径减小,分布集中化,分选状况变差,由极正偏-正偏,向对称方向变化,峰度向平坦方向趋近,水动力减弱,符合粒径自然变化规律;平原区水系沉积物粒径参数表明南北变化不明显,因受较多支流、河流-湖泊-洼淀湿地等复杂系统和人为干扰强烈的影响,南北无显著变化规律。总的来说,海河流域河流受人为干扰强度较大,河流沉积物源较为复杂,栖息地物理完整性差。
2017, 33(6):20-26. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.03
摘要:针对城市河流强人为干扰特征,从横向完整性、纵向完整性和垂向完整性3个维度选择了10个评价指标,引入信息熵对传统的灰色聚类评价方法进行改进,构建城市河流物理完整性评价指标体系。利用该方法对北京市凉水河物理栖息地完整性开展了评价,结果表明在监测的21个采样点中评价结果为好、较好、一般和较差的比例分别为19.1%、23.8%、33.3%和23.8%,造成凉水河物理栖息地完整性较差的指标依次为生态流量满足率、纵向连通性指数和河流蜿蜒度。导致凉水河物理栖息地完整性较差的突出原因为生态流量满足率低、闸坝较多及土地利用不合理,其中闸坝出现的周期性与物理栖息地变差的周期性相一致。
2017, 33(6):27-31. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.04
摘要:运用改进的模糊综合评价模型和灰关联分析模型对南水北调受水区——北京市的水资源短缺风险进行评价,运用组合权重方法确定评价指标的权重。结果表明:从2001—2014年,北京市水资源短缺风险总体呈下降趋势并趋于稳定,水资源短缺状况从较高风险降低为临界风险和较低风险,反映出近年来北京市政府对水资源的管理和调控已显现出成效;2012年以后,水资源短缺风险又呈升高趋势,应当对未来几年的水资源短缺风险进行密切关注并尽快采取措施,以降低北京市的水资源短缺风险,保障北京地区供用水安全。
2017, 33(6):32-37. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.05
摘要:根据干旱风沙河道生态修复目标,结合水库的防洪、兴利、生态调度,建立了多目标水库生态调度模型,研究漳河岳城水库的生态调度。结果表明:枯水年岳城水库向下游河道生态供水0.277×108m3,平水年岳城水库向下游河道生态供水0.327×108m3,丰水年可以满足下游生态需水量2.66×108m3。
2017, 33(6):38-46. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.06
摘要:开展了水资源及水资源安全的基础理论,沿海城市水资源安全的内涵、外延及其特征等的研究与辨析,综述了水资源安全保障或发展的相关理论、技术手段或方法、政策与对策等方面的研究与实践进展;分析评估了华东沿海城市水资源特性、现状及安全保障问题;以上海水资源安全保障为例,研究提出了新时期及未来华东沿海城市水资源安全保障或发展的战略体系与框架,该框架体系包括目标层、体系层、战略层、战术层和保障层等。
2017, 33(6):47-54. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.07
摘要:从水资源资产负债表构建、水资源资产负债表会计要素的确定和水资源价值计量方法等方面梳理和分析了目前国内外关于水资源资产负债表的研究进展,提出我国水资源资产负债表编制过程中需要解决的关键问题,认为未来应进一步明确水资源资产和水资源负债的界定、确立统一的水资源资产价值量核算方法,全面分析水资源资产负债表的要素及表式,深入研究水资源资产负债表勾稽关系和评级指标,以期为我国水资源资产负债表的理论和应用研究提供一定的参考。
2017, 33(6):55-59. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.08
摘要:将已建防洪业务应用系统和其他相关数据作为数据源,采用科学的数据组织处理方法,围绕黄河防洪调度综合决策会商支持系统会商主题定制出满足防汛会商需要的丰富信息,最终将各类防汛信息和相关应用系统的计算成果以形象直观的形式展现给会商决策者,辅助领导和专家进行判断。该系统已应用于防洪、防凌、调水、调沙及水资源调度管理工作中,发挥了重要作用。
2017, 33(6):60-64. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.09
摘要:运用灰色关联分析方法构建区域产业结构与用水结构之间相互作用的灰色关联度模型及耦合度模型,揭示皖江城市带产业结构与用水结构之间耦合的主要因素,并分析产业结构与用水结构耦合度的时序变化和空间差异。结果表明:皖江城市带产业结构与用水结构之间的关联度基本都在0.5以上,属于中等关联。产业结构与用水结构耦合度表现出明显的阶段性,大致呈倒U形,根据数值变化可以划分为3个阶段:磨合型(2005—2006年)、拮抗型(2007—2009年)、初级协调型和磨合型(2010—2014年)。皖江城市带各城市的耦合协调类型不尽相同:合肥、芜湖属于初级协调型;马鞍山、铜陵属于磨合型;滁州、宣城、池州属于拮抗型;安庆、六安属于失调型。
2017, 33(6):65-73. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.10
摘要:以Science Citation Index Expanded(SCI-E)在线数据库为基础,研究了1993—2012年来全球范围内有关农村饮用水的文献报道,并对研究的内容、趋势以及主题进行了系统的分析和评价。自1991年开始,与农村饮用水相关的文献报道迅速增加,这表明大众对水质安全的关注度逐渐提升。对作者关键词(author keywords)、附加关键词(keywords plus)、题目(title)及摘要(abstract)的统筹分析表明,砷和硝酸盐是当前农村饮用水中研究最多的污染物,且在未来10年内依然是持续关注的对象。印度及孟加拉国的饮用水中砷浓度严重超标,因此也成为农村饮用水研究最热门的区域。根据文献计量分析的结果,风险评价、水处理以及水体污染是当前的研究热点,消毒和吸附是当前研究最多的处理方法。
章双双 , 潘杨 , 李一平 , 卢绪川 , 徐垚 , 王晨 , 施国健
2017, 33(6):74-78. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.11
摘要:以昆山市内蓬朗污水处理厂深度处理后的尾水回用于城市景观水体夏驾河为例,以环境流体动力学模型(environmental fluid dynamic code,EFDC)构建的夏驾河三维非稳态水量模型为基础,考虑经济、社会、环境等多方面的效益,构建目标函数,研究6种设计情景下尾水回用的综合效益,确定污水处理厂尾水回用的最佳运行方案。结果表明,从经济、社会、环境效益最大化的角度出发,昆山市夏架河尾水回用最优方案为:出水口选为距太仓塘4.5 km处,排水方向为吴淞江,回用流量为3.4万m3/d。尾水回用于景观水体可以有效改善水体交换,蓬朗污水处理厂尾水入河位置及回用量流量直接影响夏驾河换水周期以及夏驾河水质的好坏。
2017, 33(6):79-86. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.12
摘要:利用基于闭路QCLAS-EC激光分析仪的涡度相关法对湖南省岳阳市郊区的一片蔬菜地的实际蒸散发、水汽通量以及潜热通量进行了连续两年的野外观测,并对原始观测数据进行处理,计算蒸散量,以分析研究区域实际蒸散量的年际尺度周期变化趋势和季节变化规律。结果表明,实验区域全年蒸散量在730~803 mm之间;季节变化大,8月达到全年最高水平3.5 mm/d,而1月只有0.4 mm/d。整个研究区域实测蒸散量变化规律是:春夏季较高,秋冬季较低;种植季较高,非种植季较低;每天的正午以及下午较高,夜晚较低。此外,利用高分辨率的实测工具观察不同的农业活动对实际蒸散的影响,发现种植引起蒸散发上升,收割引起蒸散发下降,并且收割使蒸散发下降的幅度要明显高于种植使蒸散发上升的幅度;灌溉对蒸散发有促进作用但是作用较小,施肥对蒸散发的影响目前尚不明确。
2017, 33(6):87-91. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.13
摘要:以FeCl3·6H2O为Fe源,采用水热法制备了Fe掺杂锐钛型TiO2(A-TiO2)光催化剂。以溴甲酚绿为降解对象,考察溴甲酚绿的初始浓度、催化剂用量、掺Fe量等因素对自制催化剂可见光催化降解反应的动力学方程的影响。结果表明:在40 W白炽灯照射下,当溴甲酚绿初始浓度为10 mg/L(pH=7)、催化剂的用量为0.6 g/L、掺Fe量为4%(摩尔分数)、室温下反应时间为3 h时,溴甲酚绿的降解率最大为76.05%。溴甲酚绿光催化降解曲线符合一级反应动力学方程,于上述最佳条件下其表观反应速率常数k达到最大值,为0.389 7 h-1。
2017, 33(6):92-95. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.14
摘要:采用热分解法制备了Ti/SnO2电极,以苯酚为目标污染物,研究苯酚废水在电极上电解的最佳条件、电解一定时间后的电压以及电极的寿命。结果表明,在电流密度为190 A/m2和pH值为2的条件下,苯酚溶液初始质量浓度为70 mg/L,电解350 min后,苯酚和COD的降解效率最高,分别为96.80%和40%,苯酚被降解为中间产物,没有被彻底矿化为CO2和H2O,此时的电压为8 V。在25℃,0.5 mol/L的H2SO4水溶液中、恒流500 A/m2条件下对电极的寿命测试,电极寿命仅仅为8 h,寿命较短。
2017, 33(6):96-101. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.15
摘要:为研究镉胁迫对铜绿微囊藻的生长和生理特征影响,评估氮、磷在减缓镉胁迫中作用,将处于指数生长期的铜绿微囊藻接种于不同的镉胁迫浓度和3种营养盐水平下96 h。结果表明,当镉浓度小于10 μmol/L,随着氮、磷浓度增大,藻的生物量、比生长速率、叶绿素a、可溶性蛋白、可溶性糖的浓度和超氧化物歧化酶活性随之增加,然而在镉浓度为10 μmol/L时铜绿微囊藻的这些指标含量基本相同,但类胡萝卜素只有在镉浓度为10 μmol/L时才会出现明显的降低。
2017, 33(6):102-108. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.16
摘要:开展了覆铁石英砂(iron-oxide coated sand,IOCS)对水体中不同价态As的固化机理和影响因素的实验研究。结果表明:IOCS对As的吸附去除效率随IOCS表面Fe浓度的升高而增大,吸附量和固液分配系数均随反应时间的增加而增加,准二级反应模型能更好地描述As在IOCS表面的吸附行为。等温吸附实验结果表明:Freundlich的拟合效果较好,指数1/n随着IOCS表面铁浓度的增大而减小,说明经高浓度铁盐处理过的IOCS对于As具有更强的约束能力。此外,不同浓度的IOCS对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附容量均随着反应温度的升高而升高,但温度对As(Ⅲ)的吸附效果的影响相对于As(Ⅴ)更显著。经各浓度铁盐处理过后的IOCS在不同pH值条件下吸附去除As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的效果明显好于未经处理的砂质介质,但都呈现吸附量随pH的升高而下降的变化趋势。
2017, 33(6):109-113. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.17
摘要:研究臭氧-生物活性炭工艺在间歇性运行时炭层中生物量的保持方法以及不同保存方式对该工艺重新运行净化效能的影响。结果表明,臭氧-生物活性炭工艺在停止运行后对生物活性炭柱采用浸泡保存时,活性炭层中的水质发生了很大的变化,活性炭层中的生物量发生了下降。同时周期性的换水能够延缓活性炭柱在浸泡保存时生物量的下降速度。在臭氧-生物活性炭工艺重新运行期间,周期换水减少生物量的下降虽然对浊度和UV254的去除效果影响不大,但是能够使得臭氧-生物活性炭工艺在短时间内对CODMn和NH3-N的去除率接近活性炭工艺在保存之前对其的去除率。
2017, 33(6):114-120. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.18
摘要:在实验室小环境下模拟大型水库及水库的分层环境,在水库温度分层条件下进行异重流实验,研究不同出水口位置条件下由水温分层引起的间层流现象,并探究分层环境下,出水口不同位置水库异重流运动的普遍规律及泥沙分布特性。结果表明:当入流泥沙浓度确定,出水口分别位于上、中、下层时,异重流的厚度、分离点深度、水跃高度和行进时间等参数数值差异较小;当入流泥沙浓度确定,上层出水口形成的间层流厚度基本沿程不变,中、下层出水口的间层流会因卷吸作用而卷吸周围清水导致间层流厚度局部增加;出水口位置确定,入流泥沙浓度基本不影响排沙比;入流泥沙浓度确定,上层出水口的排沙比远远大于中层和下层的排沙比。
2017, 33(6):121-124. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.19
摘要:基于2011年长江下游大通水文站的逐日流量以及南京、镇江、江阴、天生港、徐六泾、共青圩6个潮位站的逐日高潮、低潮资料,研究海洋潮汐从河口向河段上游传播过程中的潮汐特征变化规律。结果表明,各潮位站25 h滑动平均的潮位变化与流量呈现相同的变化趋势,南京和镇江两个潮位站的水位变化最为明显,江阴、天生港、徐六泾的水位变化相对较小,共青圩潮位站的潮位基本不随径流发生相应的变化趋势;各潮位站之间均有一定的相关性,且相邻两个潮位站之间的水位相关性较高;随着潮位站之间距离的增大,水位的相关性呈现出明显的下降趋势;低水位的传播延迟时间均大于高水位的传播延迟时间;随着站点与入海口距离的增大,涨潮历时出现逐渐减小、落潮历时逐渐增大的变化趋势。
2017, 33(6):125-132. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.20
摘要:以昆山主城及周边区域为研究对象,在合理确定水质改善目标的基础上,依托流域、区域水文水力资料,宏观确定引排格局、引水水源和水量,结合已有规划和现状工况设计活水畅流方案情景,并通过MIKE11水动力水质数学模型进行微观模拟验证和决策分析,提出活水畅流工程建设布局及调度方案,旨在对其他平原河网地区开展引调水改善城市水环境提供借鉴。
2017, 33(6):133-141. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.21
摘要:结合层次分析法和“模加和”法,分析了荆南三口地区在三峡水库运行前后的水环境承载力变化情况。结果表明:(1)三峡水库运行前,荆南三口地区的水环境承载力取值在0.24~0.36之间,属弱可承载等级,承载状态极为脆弱。空间上,华容的承载水平最高,在0.30以上;南县最低,小于0.29。(2)三峡水库运行后,华容、安乡、南县的水环境承载力值分别由2003年的0.32、0.38、0.27增至2014年的0.42、0.40、0.40。2007年前,安乡的水环境承载力高于华容和南县,地区间差异较大。2007年以后华容的承载水平略具优势,随着南县承载水平的提高,各分区间的差距缩小。(3)与三峡水库运行前的水环境承载力相比,荆南三口地区三县的承载水平均有所提升:华容县由0.32增至0.42,安乡由0.24增至0.40,南县由0.26增至0.40,但并无大的改善,水环境仍处于脆弱状态。(4)三峡水库运行下,荆南三口水沙量大幅下降,成为限制三口地区水环境承载力提升的关键要素。
2017, 33(6):142-146. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.22
摘要:提出基于投影寻踪函数和云模型的水质综合评价模型,选取太湖流域20个样本盐度、氯化物、氨氮、溶解性固体4类具有代表性的农业灌溉水质监测数据,在综合其投影值及隶属度基础上,计算农业灌溉水质的等级区分粒度。结果表明,投影寻踪模型计算值平均绝对误差仅为0.125 2级,达到了较好的水质评价精确度,同时利用云模型计算各个监测指标得到的最大综合确定度所属级别与经验等级一致。
2017, 33(6):147-154. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.23
摘要:介绍了水体中氟西汀的来源及归趋,阐述了该物质在不同水环境介质中的赋存状态,以及其在水生生物体内的累积规律和不同的生态毒理效应。最后,基于目前的研究现状提出了未来氟西汀研究中亟待解决的关键问题。
吕军 , 汪雪格 , 刘伟 , 王彦梅 , 魏春凤 , 吴计生
2017, 33(6):155-160. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.24
摘要:基于松花江流域拦河建筑物现状,采用阻隔系数法,评价主要干支流的纵向连通性。结果表明:松花江干流和嫩江纵向连通性指数分别为0.21和0.27,连通性评价等级为良,第二松花江连通性指数为0.62,连通性评价等级为中等。嫩江支流中连通性最好的是嫩江,成为冷水性鱼与嫩江尼尔基以下河段交流的唯一通道;而甘河、雅鲁河、绰尔河和讷谟儿河连通性评价等级为良,洮儿河、霍林河和乌裕尔河连通性评价等级为劣。第二松花江支流中伊通河和饮马河拦河坝众多,鱼类洄游受阻,连通性等级为劣。松花江干流支流牡丹江、拉林河受梯级水电站开发影响,其评价指数为劣;倭肯河、汤旺河受河流沿岸灌区渠首闸坝、水库及水电站建设影响,评价等级为差,这些支流目前濒危珍稀鱼类已绝迹,也极少见到冷水性鱼类。整个流域内未建设过鱼设施,对鱼类洄游和种群交流产生阻隔,提出了补建和新建过鱼设施,必要时开展增殖放流的措施。建议对没有预留生态流量的拦河建筑物进行改造或者利用现有设施泄放生态流量,对预留生态流量的调整水库调度方案保证其下泄流量满足不同时间、空间鱼类生存需求。
于忆潇 , 郭琼 , 高燕 , 王楚楚 , 宋晓骏 , 杨柳燕
2017, 33(6):161-166. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.25
摘要:为有效回收大型水生植物发酵液中磷,选择挺水植物西伯利亚鸢尾(Iris sibirica L.)和圆币草(Hydrocotyle vulgaris)进行发酵试验,分析不同pH值下发酵液中磷回收的效率和纯度,探索羟基磷酸钙(hydroxyapatite,HAP)结晶法回收水生植物发酵液中磷酸盐的可能性。结果表明:西伯利亚鸢尾和圆币草发酵液中钙磷摩尔数比分别为2.7和10,镁磷比分别为1.4和1.6,适合采用HAP法回收磷酸盐。不同水生植物发酵液调节pH值回收磷曲线相似,在pH为8.5时西伯利亚鸢尾和圆币草发酵液磷酸盐回收率分别达到89%和91%,产生的羟基磷酸钙沉降性能良好。X射线荧光光谱分析分析结果表明pH为8.5时沉淀物中P2O5质量分数超过25%,羟基磷酸钙为主要成分。pH调节超过8.5后沉淀物中碳酸钙含量会随着pH上升而不断增加,影响羟基磷酸钙的纯度,因此,回收磷酸盐适合的pH值为8.5。
2017, 33(6):167-174. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.26
摘要:采集城市内河水样,分别采用曝气增氧、碳源添加、生物投菌和综合修复等技术,在实验室进行水质修复模拟实验,并以水质参数、微生物多样性及丰度为鉴定指标,分析不同修复技术对城市河流水质的修复效果及其对河流微生物群落结构的影响。结果表明,曝气、生物投菌和综合修复技术可以提高河流微生物群落结构多样性,水体微生物群落以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)为主;而使用碳源添加技术的水样,河流微生物的多样性下降明显,变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度达到了93%;水质修复方面,曝气增氧技术和生物投菌技术都仅能降低水体COD质量浓度,无法降低水体TN及NH+4-N质量浓度;碳源添加和综合修复技术,对水体TN和NH+4-N的去除效果明显,但投加碳源的河流水体中的COD质量浓度显著上升;相关性分析结果表明,影响水体微生物群落结构的主要环境因子为COD和DO。
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