治理重金属污染河流底泥的生物淋滤技术

治理重金属污染河流底泥的生物技术是指利用生物体来消除或降低重金属毒性的方法,包括微生物修复、植物修复和植物.微生物联合修复,具有成本低、去除效率高、脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注.本文介绍了近10年来生物技术在治理重金属污染河流底泥方面的研究成果,着重介绍了日益受关注的生物淋滤技术,从微生物学、分子生物学和生物表面活性剂等方面的发展作了详细描述,展望了生物修复在河流底泥重金属污染应用中的前景.     

持久性有毒物污染底泥修复技术进展

评述了底泥中持久性有毒污染物的危害。在分析持久性有毒污染物污染底泥修复技术现状及面临问题的基础上 ,指出浅水湖泊持久性有毒污染物污染底泥修复的发展方向是植物 -微生物联合修复 ,水库、深水湖泊等持久性有毒物污染底泥修复的发展趋势为物理化学 -生物协同修复 ,修复目标是在环保疏浚、生态清淤的基础上 ,实现持久性有毒污染物污染底泥的无害化和资源化处置     

城市河流水污染防治技术应用和研究

我国的城市河流和湖泊污染情况是非常严重的,城市河流水有不同程度的富营养化问题。目前,在城市河流污染环境下,需要完善城市管线网络,并建设污水处理厂,具体的水污染防治技术措施有:底泥疏浚、人工增加氧气、引水排水水质改善、植物修复、湿地水净化技术等河流强化净化技术。能够应对不同的城市的污水状况,使得城市河流水污染的情况得到了有效的控制,促进城市河流的健康发展。     

城市河道底泥污染生物修复技术研究

城市河道受污染底泥对水体产生大的二次污染,为有效的控制底泥污染物的释放和开发有效的水体治理技术方法,本研究利用人工模拟河道在连续流条件下,对河道污染底泥的生物修复及其对水体生物修复的影响进行了试验研究。研究结果表明:采用曝气增氧和投加底泥生物修复制剂联合处理的方式能达到好的底泥生物修复效果,能有效的提高底泥的生物降解活性(G值),削减底泥氮磷污染物的释放量,底泥G值与底泥氮、磷污染物释放量呈显著负相关性:单独采用曝气增氧和投加土著微生物制剂联合实施的生物修复方法对河道污染水体均具有良好的修复效果,但底泥的生物修复将对河道水体生物修复的效果产生大的影响。底泥生物修复后,对水体进行生物修复的处理效果更加显著,在相同实验条件下,对水体COD、氨氮的最大去除率由65.0%和16.30%提高到72.0%和41.0%,水体生物修复的周期由13 d缩短为6 d。     

原位生物技术对城市重污染河道底泥的治理效果

以扬州市典型城市内河河道为例研究了人工曝气、生态砖覆盖、生物填料覆盖、低位植物浮床(简称低位浮床)等原位生态处理技术对河道底泥污染释放及其对上覆水污染负荷贡献的治理效果.研究结果表明:经不同原位生态处理后,1)底泥中氨氮的释放速率下降50.3％-89.64％,平均为59.27％;底泥污染释放对上覆水氨氮负荷贡献量的去除率为36.59％-82.67％,平均为53.33％;2)底泥中总氮的释放速率下降20.96％-88.94％,平均为42.32％;底泥总氮释放对上覆水污染负荷贡献量的污染去除率为38.00％-67.06％,平均为54.96％;3)底泥中总磷的释放速率下降27.49％-91.00％,平均为55.31％;底泥总磷释放对上覆水总磷污染负荷贡献量的去除率为67.14％-98.46％,平均为84.33％;4)底泥中CODMn的释放速率下降11.84％-79.32％,平均为41.16％;底泥上覆水中CODMn的释放速率下降-1.25％--70.74％,平均为29.83％.研究还发现,原位生态处理技术在运行中对底泥污染治理的效果受该技术对底泥的扰动程度的影响,在进行集成应用的时候,对底泥扰动较大的技术应与对底泥扰动较小的技术相间应用,以减少工程技术运行中对底泥扰动造成的污染爆发式释放,达到更好的整体处理效果.     

生态修复工程条件下污染河流水质模拟和应用

生态工程是改善河流水质的重要手段,利用数学模型可以有效模拟水环境治理和预测生态修复工程效益.本文根据实际河流资料,应用WASP水质模型进行建模和验证,模拟和评估了河流的主要化学参数,进而研究了人工湿地和曝气复氧对河流水质的生态改善作用.结果表明: WASP水质模拟结果与实测水质数据拟合良好,可以对不同生态修复情景方案进行预测分析.合理减排、人工湿地、曝气复氧均可以降低河流水体中的污染物浓度、有效改善水质.在人工湿地系统中增加曝气复氧装置,将进一步提升河流水体的生态修复效率.以吉林省伊通河曝气条件下的人工湿地工程为例,分析了其生态修复效率.结果表明: 夏季的污染物去除效果最好,可能的原因为夏季气温较高,水体中的微生物活性较强.本研究对于污染河流环境的生态修复工程设计和运行具有指导意义.     

湖南省主要水系底泥重金属污染特征及其生态风险评价

为全面了解湖南省主要水系底泥中重金属含量及其潜在生态风险,在湖南省内的湘、资、沅、澧以及洞庭湖5个主要水系共采集了75个位点的底泥样品,分析了重金属元素含量和来源分布特征,并采用地累积指数法、内梅罗指数法和潜在生态风险指数法对其污染程度和潜在生态风险进行评价。结果表明,As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn的平均含量分别为32.87、7.59、78.09、70.69、1182.60、85.64 mg/kg和482.44 mg/kg。湘江和洞庭湖的污染相对严重,底泥中重金属含量明显高于资江、沅江和澧水;相关性分析表明多种重金属具有相同污染来源;地累积指数评价结果显示,湖南省主要水系底泥中Cd为重污染水平,Zn为中度污染,Cu、Mn和Pb均为轻度污染,而As和Cr污染程度为清洁;内梅罗指数法评价结果表明,除Cr为轻度污染外,湖南省主要水系底泥中其他6种重金属污染均为重污染级别;潜在生态风险评价结果显示,湖南省总体潜在生态风险属于中等级别,各水系潜在生态风险大小顺序为洞庭湖>资江>湘江>澧水>沅江,重金属Cd的潜在生态风险级别为很强,其他重金属元素都属于轻微级别。     

广州市河涌水环境原位治理生物修复技术

针对广州市河涌治理的紧迫性、复杂性以及传统治理方法的缺陷与不足,本文介绍了一种利用生物修复技术原位治理广州黑臭河涌污染的方法。该方法通过河道曝气增氧、投放微生物菌剂、底泥生物修复和设置生物巢系统等步骤和措施,控制和消除河涌外源和内源污染,净化河涌水质,提高水体自净能力,达到消除黑臭、消除河道底泥的目的。本方法无须在河道中兴建构筑物,也无须清疏河道底泥,普遍适用于截污、清淤的河涌,以及受潮汐影响流态变化复杂的河道进行原位治理,恢复水体正常生态功能,为众多的城镇黑臭河涌提供了切实可行、经济方便的治理方法。     

《国际微生物生态学会会刊》:科学家揭示微生物消减底泥污染物作用机制

<正>广东省微生物所研究员许玫英发现,微生物驱动的硝酸盐还原过程在复合污染底泥修复中发挥重要作用。相关成果3月27日在线发表于自然出版集团所属《国际微生物生态学会会刊》。据了解,虽然近年来大部分水域已实现沿岸截污,但水环境质量并未得到明显改善。这主要是水体底泥污染未能得到有效控制所致。许玫英团队在珠江三角洲某典型污染河涌进行了长达28个月的研究,总结出复合污染河涌水体和沉积物中典型污染物的分布特点、变化规律及其与水     

溴代阻燃剂污染底泥与未污染底泥中细菌群落结构之比较分析

【目的】通过免培养的分子生物学方法,比较受溴代阻燃剂污染严重的河流底泥和与未污染水库底泥中细菌多样性差异,解析二者间细菌群落结构,为污染河流的治理与生物修复提供相关的理论依据。【方法】从中国贵屿溴代阻燃剂污染区练江底泥样品和未污染水库底泥样品中分别提取微生物总DNA,用细菌通用引物27F和1500R扩增16S rRNA基因,构建16S rRNA基因文库。用HhaⅠ和HinfⅠ2种限制性内切酶对克隆子进行扩增产物rDNA的限制性酶切分析(ARDRA),挑取不同的操作分类单元OUT中的克隆进行测序并构建系统发育树,比较代表克隆子的基本分类类群和生物多样性构成。【结果】未污染水库底泥中细菌群落组成主要包括变形细菌门(Proteobacteria)的α、β、γ和δ4个亚门、浮霉菌门(Planctomycetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和厚壁菌门(Firmicutes)。优势菌是酸杆菌,占文库克隆的30.2%。污染河流底泥中细菌群落组成包括变形细菌门(Proteobacteria)的α、β、δ和ε4个亚门、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿菌门或拟杆菌门(Chlorobi orBacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、待定菌群candidatedivision OP01、candidate division OP08和candidate division WS3的相似菌。优势菌是ε-变形细菌和绿弯菌,占文库克隆的44.9%。【结论】受溴代阻燃剂污染河流底泥中的细菌群落具有较高水平的多样性,与未污染底泥有显著区别,主要体现在ε-变形细菌和绿弯菌在细菌群落中具有优势地位。这种优势种群的改变可能与污染物的过度富集具有一定的相关性,对于我们进一步探索和了解溴代阻燃剂的微生物修复具有一定的指导意义。     

河流生态系统健康及其评价

概括了河流生态系统健康概念的涵义,详细介绍了以着重藻类、无脊椎动物、鱼类为主要指示生物的河流生态系统健康的评价方法,并就其评价管理将这些方法分为预测模型法（predictive models）和多指标法（multimetrics两大类,提出了河流健康评价方法的发展方向,以及我国应尽快开展的研究工作。     

河湖生态系统生态用水优化研究——以滇池流域为例

生态需水是河流与湖泊生态系统健康的重要基础。湖泊流域的河流与湖泊生态系统之间存在密切的水量联系,目前对流域内生态用水的研究多为单一生态系统生态需水简单相加,忽略了河流和湖泊之间复杂的水量联系。基于河湖复合生态系统之间的水量联系构建了河湖生态系统生态用水优化模型,并以滇池为例分析了河湖生态系统生态用水规律。结果表明：湖泊流域中单一河流或湖泊生态需水计算结果不能满足复合生态系统的生态用水要求,需要综合考虑河流和湖泊之间的水量联系;在当前水质状况下,牛栏江每年的调水量不能满足滇池流域的生态用水要求;滇池流域水体污染对流域内生态用水影响较大,随着水体污染程度的下降,流域生态用水量和调水量呈指数下降,河流生态用水呈线性下降。     

Microbial ecology of the watery ecosystems of Evros river in North Eastern Greece and its influence upon the cultivated soil ecosystem

The aim of the present study was to evaluate the microbial ecosystem of cultivated soils along the Evros river in NE Greece. Evros river together with its derivative rivers constitute the capital source of life and sustainable development of the area. Along this riverside watery ecosystem systematic agro-cultures were developed such as wheat, corn and vegetable cultures. The evaluation of the ecosystem microbial charge was conducted in both axes which are the watery ecosystem and the riverside cultivated soil area. Considerable discrimination of water quality was observed when considering chemical and microbiological parameters of the Evros river ecosystem. Ardas river possesses a better water quality than Evros and Erythropotamos, which is mainly due to the higher quantities that these two rivers accumulate from industrial, farming and urban residues leading to higher degree of pollution.An increased microbial pollution was recorded in two of the three rivers monitored and a direct relation in microbial and chemical charging between water and cultivated-soil ecosystems was observed. The protection of these ecosystems with appropriate cultivated practices and control of human and animal activities will define the homeostasis of the environmental area.     

河流生态学研究中的几个热点问题

近年来河流生态系统成为湖沼学研究的重点,很多新理论、新方法被应用到研究中．文章综述了国内外的相关研究,并着重从河流连续、河流的生态需水量、河流生态系统的服务价值与健康评价、河流的生态系统管理以及流域生态学等几个热点方向作了详细论述．作者认为,今后河流生态学的研究应在流域尺度上展开,结合河流健康及生态系统服务评价进行河流生态系统可持续管理研究将是近期河流生态学的重点问题之一．鉴于我国的实际情况,作者建议应该尽快开展相关领域的研究．     

The factors limiting growth and survival of brown trout, Salmo trutta m.fario L. introduced to different types of streams

Fingerlings of brown trout ( Salmo trulta m. fario L.) were introduced to sections of different types of streams situated in natural catchments and those modified by Man's activity. At stations where environmental conditions were modified by such forms of impact as pollution, flow variability and impoundment, trout did not survive 5 months. In the natural river sections mortality rates increased downstream along the river continuum and were associated with increased predation. Growth rates in the upper reaches were primarily restricted by abiotic factors—temperature and trophic status: however, they were to a large extent modified by density-dependent regulation and intraspecific competition. The influence of the abiotic/biotic regulatory process, expressed as fish metabolic performance, is discussed as a framework for the determination of the carrying capacity of the riverine ecosystem.     

Study of the potential relationship between the morphology of infectious somatic coliphages and their persistence in the environment

The proportions of different morphological types of infectious somatic coliphages were determined in faecally polluted freshwaters. Myoviridae, followed by Siphoviridae, were the most frequently isolated morphological types in raw sewage, treated sewage and river water collected a few metres downstream from a sewage outfall. However, in river water collected further downstream from the pollution point, in river water after 'in situ' inactivation experiments and in chlorinated raw and treated sewage significant changes in the proportions of the different somatic coliphage morphological types occurred. In all cases, Siphoviridae, especially those with flexible and curled tails, became more abundant to the detriment of Myoviridae.     

粤港澳大湾区水生态修复及展望

水是生态系统物质循环和能量流动的重要纽带,水生态系统修复在区域生态系统修复中起到关键作用。粤港澳大湾区剧烈人类活动对江河湖库生态系统造成破坏和干扰,江河湖库污染严重,水生物减少,导致流域水生态服务功能退化甚至丧失;从生态修复科学内涵出发,判断湾区水生态系统健康状况已处于非生物控制跃迁阈值之下;针对该形势,从工程建设、水环境治理、空间规划和管理机制四个方面,梳理湾区近期开展的与水生态修复相关的水生态文明建设、水污染防治行动计划、水生态空间划定和推进河长制等工作,并对其中用到的技术、指标和制度进行条理;然后以茅洲河流域综合治理和广东万里碧道作为水生态修复的点、面代表,从水生态修复的整体目标、采用的技术措施、效果评价的指标体系和管理制度方法等方面分析当前的工作现状;总结湾区现状水生态修复工作,认为湾区水生态系统的非生物修复阶段基本结束;基于生态系统修复理论结合湾区江河湖库生态系统特点,提出适合湾区的水生态修复框架,讨论水生态系统修复面临的问题和未来工作的展望,为大湾区水生态修复提供直接依据。     

Prognostic radioecological mathematical model of the Yenisei river

A one-dimensional mathematical model of the Yenisei river ecosystem including hydrological, ecosystem and radioecological blocks has been developed. The model was used to evaluate contribution of different processes (transfer by water masses, dilution, radioactive decay, bioaccumulation) into self-purification of the river water from a radiation pollution and calculate pollution density of ecosystem components (bacteria, phyto-, zooplankton, phyto-, zoobenthos, detritus) with 137Cs and 32P.     

浑河河水及其沿岸地下水污染特征

选择沈阳地区重要河流浑河及其沿岸地下水进行定量分析,研究并探讨了包括无机物和有机物在内的水质综合污染特征。结果表明,浑河河水中氨氮、硝氮、亚硝氮和酚超过了地表水环境质量标准,最大超标倍数分别为15.8、1.5、82.4和1.8倍,检测出的11种卤代烃、氯苯和六六六等有机物均未超标。浑河沿岸地下水中氨氮、硝氮、亚硝氮、化学需氧量、酚和铅超过地下水质量标准,超标率分别为31.6%、10.5%、26.3%、36.8%、47.4%和26.8%,检测出的4种卤代烃和六六六等有机物均未超标。河水及其沿岸地下水中的污染物,尤其是有机污染物种类和浓度高值基本出现在城西的谟家—大祝断面之间。浑河水质主要受城市工业废水、居民生活污水排放的影响,沿岸地下水的污染来源包括工业生产或农村居民生活造成的地表污染物垂直入渗式的点源污染、浑河水侧向渗透补给式的线源污染以及农药化肥使用产生的面源污染,而有机污染物主要通过点源污染地下水。浑河各区段的使用功能、包气带岩性及沿岸水源地开采井布局等因素都为受污染的河水对沿岸几百米范围内的浅层地下水的补给提供了条件,造成浅层地下水的污染,对当地生态系统及人类健康构成潜在威胁。     

汉江中下游水生植物群落及演替

水生植物是河流生态系统的重要组成部分, 研究河流水生植物群落组成及演替对于河流生态系统健康诊断具有重要意义。该研究采用野外生态学研究方法, 于2013年9月和2014年6月2次对汉江中下游12个典型代表性江段的水生植物群落的组成、分布和生物量等进行调查。调查结果表明, 现阶段汉江中下游的主要水生植物共有69种, 隶属28科49属, 其中优势种主要是穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)、竹叶眼子菜(P. malaianus)、芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)等。结合早期的研究表明, 汉江中游江段沉水植物优势群落变化明显; 下游则呈现出由沉水植物群落向挺水植物群落演替的格局。挖沙和污染等人类干扰以及水位波动、河流底质和植物繁殖策略等自然因素可能是导致汉江中下游水生植物优势种变化和群落演替的主要因素。该研究结果可为汉江中下游的水生植物多样性保护和生态修复提供科学依据。