污染物的降解能力与湖泊纳污能力综述
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污水中有机污染物的降解技术研究进展随着工业与城市化的发展,水污染问题日益严重,而有机污染物是其中的重要成分之一。
有机污染物是指含有碳和氢元素的化合物,具有复杂的结构和多样的种类,其毒性、生物降解性、迁移和转化机理的不同,导致了有机污染物的研究和治理具有较大的难度。
在水处理领域,有机污染物的降解技术被广泛研究和应用。
目前,常用的有机污染物降解技术主要包括生物法、物化法和等离子体法。
1.生物法生物法是指利用微生物对有机污染物进行降解的技术,其优点是成本低、降解效率高、无二次污染等特点。
常用的生物法主要包括好氧生物处理、厌氧生物处理、生物膜反应器和活性污泥法等。
好氧生物处理是指利用好氧微生物对有机污染物进行氧化降解的过程,其可将COD(化学需氧量)降至较低水平。
厌氧生物处理则是指利用厌氧微生物对有机污染物进行脱氢降解的过程,其COD去除效率尚高于好氧生物处理。
生物膜反应器是在液态废水与生物膜之间建立一道气液界面,使水流通过生物膜反应器时,污染物能够降解与去除。
而活性污泥法则是指在搅拌反应器中,通过与活性污泥的接触,将有机污染物进行氧化降解,从而实现污染物去除的目标。
2.物化法物化法是指利用物理、化学等方法对有机污染物进行处理的技术,其成本和降解效率相对于生物法较高,但二次污染问题也较为严重。
常用的物化法主要包括氧化法、还原法、吸附法和离子交换等。
氧化法是指利用氧化剂将有机污染物进行氧化降解的过程,常用氧化剂有臭氧、过氧化氢和二氧化氯等。
还原法则是利用还原剂将有机污染物进行还原降解的过程,其中常用还原剂有紫外光、还原酶和微生物等。
吸附法则是指利用吸附剂将有机污染物从水中吸附到材料表面上,以达到有机污染物的去除和回收。
离子交换则是利用正、负离子之间的吸附作用将有机污染物从水中去除,包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂等。
3.等离子体法等离子体法是指利用等离子体对有机污染物进行处理的技术,常用等离子体有非平衡等离子体和低温等离子体,以达到降解和去除水体中有机污染物的目的。
水污染治理技术综述一、概述水是人类赖以生存的重要资源,然而,随着工业化和城市化的不断发展,水污染问题日益突出。
水污染对人类健康和生态环境造成巨大威胁,因此水污染治理技术显得尤为重要。
本文将就水污染治理技术进行综述,从物理、化学和生物等多个角度进行探讨。
二、物理处理技术物理处理技术主要包括沉淀、悬浮物分离和过滤三个方面。
1. 沉淀:通过控制流速和沉降时间,利用重力作用使悬浮物质沉淀于底部,达到去除固体颗粒、悬浮物和重金属离子的目的。
2. 悬浮物分离:通过离心、气浮和电浮等方式将悬浮物从水中分离出来,常用于对微细悬浮物的去除。
3. 过滤:常见的过滤方式有砂滤、活性炭过滤和膜过滤等,能有效去除水中的悬浮物和有机污染物。
三、化学处理技术化学处理技术可通过添加化学药剂改变水质,从而去除污染物。
1. 氧化法:利用氧化剂对水中的有机污染物进行氧化分解,常用的氧化剂有臭氧、高锰酸盐和过氧化氢等。
2. 沉淀法:通过加入沉淀剂,使难以分解的有机污染物与沉淀剂发生反应生成不溶于水的沉淀物质,从而达到去除的目的。
3. 吸附法:利用吸附剂吸附水中的有机污染物,常见的吸附剂有活性炭、陶瓷颗粒和离子交换树脂等。
四、生物处理技术生物处理技术采用微生物的代谢活动分解和转化污水中的有机物质。
1. 活性污泥法:通过人工添加和培养污泥微生物来分解有机污染物,可以同时去除氮、磷等营养元素。
2. 生物膜法:在固定化载体上生长的微生物代谢降解有机污染物,常用的载体有生物滤料、生物膜和填料等。
3. 植物净化法:利用植物的吸收能力和根际微生物的作用来净化水体,常见的方法有人工湿地和水生植物培养等。
五、智能监控技术智能监控技术结合现代信息技术,能够实时监测和分析水质数据,提供数据支持和决策参考。
1. 基于传感器网络的水质监测:通过分布式传感器节点实时监测水质参数,利用无线通信技术将数据传输到中控主节点。
2. 水质数据处理与预警系统:通过数据的采集、处理和分析,建立智能预警系统,提前发现异常情况并采取相应的措施。
水污染治理技术及效果分析水污染是当前全球面临的严峻问题之一,因为水是人类生活和发展的基础,而水污染不仅会带来健康问题,还会对生态环境造成严重破坏。
为了解决水污染问题,科学家和工程师们不断研发和改进水污染治理技术。
本文将分析一些常见的水污染治理技术及它们的效果。
一、自然净化技术1.湿地净化技术:湿地被称为“自然的过滤器”,它可以通过植物的吸收与降解、颗粒过滤、沉淀等作用净化水体中的有机污染物、重金属等。
湿地净化技术适用于处理生活污水、农田排水等。
效果分析:湿地净化技术经过长期的研究和应用,已经证明在去除氨氮、总氮、总磷、化学需氧量(COD)和悬浮物等方面具有较好的效果。
湿地生态系统具有稳定性和自我修复能力,能够提供多种生态服务功能。
2.人工湿地技术:人工湿地技术是在湿地的基础上人为构建湿地来实现水污染的治理。
与自然湿地不同,人工湿地是通过设计和管控来模拟自然湿地的生态系统功能。
效果分析:人工湿地技术可以有效去除水体中的有机污染物、悬浮物、重金属和营养物质等,具有较好的净化效果。
同时,它也能够提供生态服务功能,例如净化水体、改善水生态环境、增加观赏和生态旅游等。
二、物理化学净化技术1.生物滤池技术:生物滤池是一种常见的污水处理设施,通过填充材料上的生物膜和微生物的降解作用来去除水中的有机物质、氨氮等。
效果分析:生物滤池技术在治理生活污水和工业废水方面取得了良好的效果。
它能够高效去除水中的污染物,并且运行成本相对较低。
2.活性炭吸附技术:活性炭具有较大的比表面积和吸附性能,可以吸附水中的有机污染物、色素、氯化物和重金属等。
效果分析:活性炭吸附技术在饮用水处理和废水处理中都得到了广泛应用。
它能够高效去除水中的有害物质,并且具有较好的吸附、再生和回收性能。
三、高级氧化技术高级氧化技术是指利用强氧化剂产生的自由基来降解水中的有机污染物。
常见的高级氧化技术包括臭氧氧化、紫外光臭氧联用技术、氢氧化物自由基技术等。
洋河水库流域纳污能力及消减量分析陈平【摘要】[Objective]The aim of the study was to analyze pollution receiving capacity and reduction for Yanghe reservoir watershed.[Method]Based on statistical analysis of the Yanghe River reservoir watershed pollutant load,according to the mathematical model of waterenvironment,combined pollution,water quality status and water quality management objectives of watershed sub basin control unit,the annual average and 50% guarantee rate and 75% guarantee rate under the condition of water pollution indexes of sub basins(TN,control unitTP,COD,NH3-N)and the reduction of pollutant carrying capacity was calculated.[Result]The pollution receiving capacity of mean annual precipitation were the largest,the water environmental capacity ofTN,TP,COD,NH3-N were respectively 428.26,144.19,1 845.28,182.56 t/a;the maximal quantity of pollutant reduction were reservoir and Xiyanghe watershed,they would be the key area for watershed pollution management.[Conclusion]The study can provide a theoretical basis for prevention and mitigation of non-point pollution in Yanghe reservoir basin.%[目的]分析洋河水库流域纳污能力及消减量.[方法]在统计分析洋河水库流域污染物负荷量的基础上,根据水环境数学模型,结合流域内各个子流域控制单元的污染状况、水质现状和水质管理目标,计算多年平均、50%保证率和75%保证率水量条件下各个子流域控制单元的主要污染指标(TN、TP、COD、NH3-N)水体纳污能力及消减量.[结果]多年平均水量条件下TN、TP、COD、NH3-N的水环境容量分别为428.26、144.19、1 845.28、182.56 t/a;库区和西洋河支流的污染物消减量最大,为今后重点污染治理的区域.[结论]该研究可为洋河水库流域面源污染防治及消减提供理论依据.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)020【总页数】5页(P81-85)【关键词】污染物负荷;纳污能力;消减量;控制单元;洋河水库流域【作者】陈平【作者单位】天津大学建筑工程学院暨港口与海洋工程教育部重点实验室,天津300072;河北省水利水电勘测设计研究院,天津 300250【正文语种】中文【中图分类】X26近年来,随着我国经济社会的快速发展,出现了资源的不合理开发利用及能源过度消耗等问题,导致污染物排放量急剧增加。
《人工湿地去污机理及其国内外应用现状》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速,水体污染问题日益严重,已经成为影响人类生存环境和健康的重要问题。
为了有效解决水体污染问题,人工湿地作为一种新兴的生态修复技术,逐渐受到广泛关注。
人工湿地通过模拟自然湿地的生态过程,利用物理、化学和生物的综合作用,实现对污水的净化处理。
本文将详细介绍人工湿地的去污机理及其在国内外应用现状。
二、人工湿地的去污机理人工湿地是一种利用自然生态系统的物理、化学和生物过程进行污水处理的技术。
其去污机理主要包括以下几个方面:1. 物理净化机制人工湿地通过沉淀、过滤等物理作用,去除污水中的悬浮物、有机物等。
湿地中的填料层、植物根系等对污水进行拦截、吸附,有效降低污染物的浓度。
2. 化学净化机制人工湿地中的化学过程主要包括氧化还原反应、中和反应等。
湿地中的植物、微生物等通过分泌酶等物质,与污水中的有机物发生化学反应,将有机物分解为无机物,从而实现污染物的去除。
3. 生物净化机制人工湿地中的生物过程是去污的主要机制。
湿地中的植物、微生物等形成了一个复杂的生态系统,通过吸收、同化、降解等方式,将污水中的营养物质、重金属等有害物质转化为无害物质。
其中,植物的作用尤为显著,它们通过根系吸收污水中的营养物质,同时为微生物提供生长环境。
三、国内外应用现状1. 国内应用现状近年来,我国在人工湿地领域的研究和应用取得了显著成果。
国内的人工湿地主要应用于城市污水处理、工业废水处理、农村生活污水处理等方面。
在城市建设方面,人工湿地被广泛应用于城市园林、生态公园等建设中,起到了美化环境、净化水质的作用。
在工业废水处理方面,人工湿地能够有效去除废水中的重金属、有机物等污染物,降低废水对环境的危害。
在农村生活污水处理方面,人工湿地能够解决农村污水排放问题,改善农村环境。
2. 国外应用现状国外在人工湿地领域的研究和应用起步较早,已经形成了较为成熟的技术体系。
湖泊污染现状及治理方法湖泊污染是指由于污水流入使湖泊受到污染的现象。
当汇入湖泊的污水过多而超过湖水的自净能力时,湖水发生水质的变化,使湖泊环境严重恶化,出现了富营养化、有机污染、湖面萎缩、水量剧减、沼泽化等环境问题。
近20 年来, 随着我国经济的快速发展, 对湖泊资源的开发、利用规模和速度都大大加强, 影响了湖泊的自然进化过程, 对湖泊生态系统造成严重的破坏。
随着我国社会经济和城市化进程的快速发展, 湖泊水环境污染问题日益突出。
根据全国水资源综合规划评价成果, 全国84 个代表性湖泊营养状况评价结果表明: 全年有44 个湖泊呈富营养化状态, 占评价湖泊总数的52.4%, 其余湖泊均为中营养状态。
湖泊保护与污染治理已成为我国环境保护的重点, 加大污染源控制在一定程度上遏制了污染和生态环境恶化的势头,但根据国家的经济发展和未来规划, 湖泊污染和退化的形势不容乐观。
湖泊的主要污染问题及特征如下:1.富营养化导致湖泊富营养化的污染源、途径非常多, 包括城市生活污水、工业废水、污水处理厂排放物、地表径流、农业生产排水、大气干湿沉降等。
湖泊富营养化是湖泊污染最常出现的一种状况。
富营养化是湖泊水体由于接纳过多的氮、磷等植物营养盐物质、使湖泊生产力水平异常提高的过程, 表现为藻类及其他生物异常繁殖, 水体透明度和溶解氧含量下降, 导致水质恶化, 影响了湖泊的供水、养殖和娱乐等功能。
水生植物的大量繁殖, 还加速湖泊的淤积、沼泽化过程。
2.湖泊有毒有机物污染工业污染源是有机物污染来源, 包括工业“三废”排放、农业中各种农药的大量使用、生活废水的直接排放。
这些有机物通过地表径流、大气—水体交换、大气干湿沉降和地下水渗入而进入湖泊。
进入湖泊的有机物由于物理、化学及生物过程而迁移、转化。
生物迁移和转化是湖泊系统中有毒有机污染物产生环境危害的重要方式, 这些物质具有疏水性, 可以在生物脂肪中富集。
因此, 即使湖泊中含量很低, 也可以通过水生食物链, 造成持续性的毒性作用, 甚至通过食物链为害人体健康。
污染物的降解能力与湖泊纳污能力综述吴超 (南昌工程学院)摘要:湖泊作为封闭、半封闭的水体,具有与河流不同的水力特性和自净规律。
它具有纳污吐清的功能,不仅是农业、养殖业、以及生活用水的主要水源,同时还具有维持生物多样性,调节气候,蓄纳洪水,调节地表径流,净化水质等功能。
湖泊生态系统通过吸附、植物的吸收、沉降等作用阻截悬浮物而使水体得到改善。
但是随着经济的发展,城镇人口不断增加,工业废水、生活污水的排放量也日益增加,大量营养物不断流入湖泊,湖泊已成为接纳污水的天然大水体,面临着严重的污染问题。
1.污染物的降解定义与降解系数定义污染物的降解分为三种:(1)有机化合物分子中的碳原子数目减少,分子量降低。
(2)高分子化合物的大分子分解成较小的分子。
(3)塑料降解:高分子聚合物达到生命周期的终结,使聚合物分子量下降、聚合物材料(塑料)物性下降。
典型表现是:塑料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等。
塑料的老化、劣化就是一种降解现象。
但一般塑料要降解为对环境无害经(少害化)的碎片或变成CO2和水,回归自然循环,需经历几十年、上百年的时间。
降解系数:单位的生物量在单位时间内可以降解掉的污染物量。
如污染物降解系数为0.2(/天),表示单位的生物量在一天时间内可以降解掉的污染物量为0.2。
2.污染物的降解过程及降解系数污染物进入水体后,立即受到水体的平流输移、纵向离散和横向混合作用,同时与水体发生物理、化学和生物生化作用,是水体中污染物浓度逐渐降低,水质逐渐转好,这就是污染物在水中的稀释降解过程。
在这一过程中,大多数有毒污染物经过各种物理化学和生物作用转化为低毒或无毒的化合物;一些不稳定的化合物转变成稳定的化合物;重金属等污染物随着吸附作用而逐渐沉淀,进入底泥;而一些复杂的有机物,逐步氧化分解为较简单的化合物。
污染物的稀释降解过程是连续不断的,其浓度呈逐渐下降趋势,并且在整个自净过程中,初期水体中的溶解氧会因参加反应急剧下降,而随着自净过程的进行,水中的溶解氧在降低到一定程度后,缓缓上升,恢复到原有水平。
《垂直潜流人工湿地中污染物去除机理研究》篇一一、引言垂直潜流人工湿地是一种以人工构筑和控制的生态系统,具有较好的处理能力和可持续的环保优势。
本论文针对垂直潜流人工湿地中的污染物去除机理进行深入研究,通过对污染物的生物-物理-化学反应的细致考察,分析各要素的作用,从而更好地了解该湿地的性能及潜力。
二、垂直潜流人工湿地的构造及工作原理垂直潜流人工湿地主要由基质、植物、水体等组成。
水在基质中以垂直潜流的形式通过植物根部和基质间的缝隙进行流动。
通过植物的吸收作用、基质的吸附作用和微生物的生物化学反应,对污水中的有机物、营养元素等污染物进行去除。
三、污染物去除机理1. 物理吸附和沉降作用垂直潜流人工湿地中,基质层可以吸附水中的悬浮物,以及一些不能被生物降解的大分子物质。
基质的砂粒和微小的微生物也能为水中有机物和颗粒物质的沉降提供物理场所。
这些作用共同保证了人工湿地的初级净化功能。
2. 植物对污染物的吸收和分解在垂直潜流人工湿地中,植物发挥着至关重要的作用。
通过根系生长的根茎对水中营养物质的吸收,减少了水中的营养物浓度。
同时,植物体内部具有生物分解能力,可以将吸收的部分有机物分解为二氧化碳和水等无害物质。
3. 微生物的生物化学反应微生物是人工湿地系统中最主要的污染物分解者。
它们利用各种生物化学反应将有机物转化为二氧化碳、水和生物细胞等物质。
其中,异养菌能直接利用有机物进行新陈代谢,而自养菌则通过光合作用或化学作用将无机物转化为有机物。
这些反应在垂直潜流人工湿地中发挥着重要作用。
四、结论垂直潜流人工湿地在污染物去除过程中具有显著的物理、化学和生物过程相互作用的特点。
物理过程主要包括基质的吸附和沉降作用;植物对污染物的吸收作用则是化学过程和生物过程的重要纽带;微生物的生物化学反应则是主要的污染物质分解方式。
通过综合分析,我们得出了以下几点结论:(1)垂直潜流人工湿地的净化过程是多因素、多途径共同作用的结果。
通过优化配置人工湿地系统中的各个因素(如植物种类、基质种类、光照等),可以有效提高污染物的去除效果。
研究水体中不同污染物的降解机制水是生命之源,然而,随着人类活动的不断增加,水体污染问题日益严重。
水体污染不仅对人类健康造成威胁,还对生态环境产生负面影响。
因此,研究水体中不同污染物的降解机制显得尤为重要。
一、有机污染物的降解机制1. 生物降解有机污染物在水体中主要通过微生物的降解来去除。
微生物通过吸附、吞噬或分解有机污染物,将其转化为无害物质。
例如,水体中的细菌和藻类可以降解有机物,还可以分解有机物中的氮、磷等营养物质,减少水体中的富营养化问题。
2. 光解降解光解降解是指有机污染物在光照条件下发生光化学反应,从而降解为无害物质。
光解降解主要依赖于紫外线辐射的作用,通过紫外线的能量激发有机污染物的分子结构,使其发生断裂,从而实现降解。
例如,水中的苯等芳香烃类物质可以通过紫外线的作用发生光解降解。
3. 化学降解化学降解是指通过添加化学物质来使有机污染物发生化学反应,从而降解为无害物质。
化学降解可以分为氧化降解和还原降解两种方式。
氧化降解是通过添加氧化剂,如过氧化氢、高锰酸钾等,使有机污染物发生氧化反应,从而降解为无害物质。
还原降解则是通过添加还原剂,如亚硫酸钠、亚硝酸钠等,使有机污染物发生还原反应,从而降解为无害物质。
二、无机污染物的降解机制1. 吸附降解无机污染物在水体中可以通过吸附作用与水中的悬浮物、沉积物等发生结合,从而降低其浓度。
吸附降解是一种物理过程,通过吸附作用可以将无机污染物从水体中转移到固体表面,从而实现降解。
例如,水中的重金属离子可以通过吸附作用与沉积物结合,从而降低其浓度。
2. 沉淀降解沉淀降解是指无机污染物在水体中与其他物质结合形成沉淀,从而降低其浓度。
无机污染物在水体中与水中的离子、悬浮物等发生反应,形成不溶于水的沉淀物质,从而实现降解。
例如,水中的磷可以与钙离子结合形成磷酸钙沉淀,从而降低水体中磷的浓度。
3. 氧化还原反应无机污染物在水体中可以通过氧化还原反应发生降解。
氧化还原反应是指物质的电子转移过程,通过给予或接受电子来实现物质的转化。
水污染治理技术及效果分析随着人口增长、城市化进程加速和工业化程度不断提高,水污染问题已经成为了我国面临的十分严重的环境问题之一。
水污染不仅会影响水生态平衡和水资源利用,还会危害人类的健康和生命财产安全。
因此,水污染治理一直是我国环保工作的重点和难点之一。
现在,我们将针对水污染治理技术及效果进行分析。
一、水污染治理技术1. 活性污泥法活性污泥法是一种常见的生物处理技术,它通过加入适量的氧气和微生物,将污水中的有机物和氨氮等进行生物降解和转化,并将含有有机和无机物质的溶解性污物转化为好氧微生物的细胞质和次生污泥颗粒,以达到净化水质的目的。
这种技术广泛应用于城市污水处理厂,通过控制溶解氧、温度、进水浓度等因素,可实现不同级别的处理效果。
2. 生物膜法生物膜法是一种新兴的水处理技术,实质上是一种联合工艺,它将生物处理和物理化学过程结合起来,可以在较小的空间内高效净化大量的污水,被广泛应用于水厂、化工、纺织、制药等生产过程中的废水处理。
3. 光催化氧化法光催化氧化技术是一种通过光化学反应将有机物质或污染物氧化分解为二氧化碳和水的方法,可使用太阳光、紫外线、可见光等不同波长的光源,通常使用的光催化材料主要为钛酸银、金、银等金属氧化物,通过将光源照射到材料表面,促进光催化材料表面产生的电子和空穴的反应,从而降解水污染物质。
4. 植物净化法植物净化法是利用植物自身的吸收和吸附能力对水环境中有害的物质进行吸附和转化,从而达到净化水质的目的。
植物净化法因其环保、经济、易操作等特点,被广泛运用于水体、矿业渣沟、农村生活污水等领域。
二、水污染治理效果1. 污水处理能力和处理水质指标污水处理能力是衡量污水处理站的核心指标,处理能力越高意味着水净化的整体效率越高。
处理水质指标主要有COD、BOD、NH3-N、TP等指标,通过对这些指标的监测,可以了解处理站的水净化水平和净化效果。
2. 水生态环境水生态环境是反映水质生物组成和水域自然状态的指标,例如溶解氧、浊度、藻类和植物等。
污染物的降解能力与湖泊纳污能力综述吴超 (南昌工程学院)摘要:湖泊作为封闭、半封闭的水体,具有与河流不同的水力特性和自净规律。
它具有纳污吐清的功能,不仅是农业、养殖业、以及生活用水的主要水源,同时还具有维持生物多样性,调节气候,蓄纳洪水,调节地表径流,净化水质等功能。
湖泊生态系统通过吸附、植物的吸收、沉降等作用阻截悬浮物而使水体得到改善。
但是随着经济的发展,城镇人口不断增加,工业废水、生活污水的排放量也日益增加,大量营养物不断流入湖泊,湖泊已成为接纳污水的天然大水体,面临着严重的污染问题。
1.污染物的降解定义与降解系数定义污染物的降解分为三种:(1)有机化合物分子中的碳原子数目减少,分子量降低。
(2)高分子化合物的大分子分解成较小的分子。
(3)塑料降解:高分子聚合物达到生命周期的终结,使聚合物分子量下降、聚合物材料(塑料)物性下降。
典型表现是:塑料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等。
塑料的老化、劣化就是一种降解现象。
但一般塑料要降解为对环境无害经(少害化)的碎片或变成CO2和水,回归自然循环,需经历几十年、上百年的时间。
降解系数:单位的生物量在单位时间内可以降解掉的污染物量。
如污染物降解系数为0.2(/天),表示单位的生物量在一天时间内可以降解掉的污染物量为0.2。
2.污染物的降解过程及降解系数污染物进入水体后,立即受到水体的平流输移、纵向离散和横向混合作用,同时与水体发生物理、化学和生物生化作用,是水体中污染物浓度逐渐降低,水质逐渐转好,这就是污染物在水中的稀释降解过程。
在这一过程中,大多数有毒污染物经过各种物理化学和生物作用转化为低毒或无毒的化合物;一些不稳定的化合物转变成稳定的化合物;重金属等污染物随着吸附作用而逐渐沉淀,进入底泥;而一些复杂的有机物,逐步氧化分解为较简单的化合物。
污染物的稀释降解过程是连续不断的,其浓度呈逐渐下降趋势,并且在整个自净过程中,初期水体中的溶解氧会因参加反应急剧下降,而随着自净过程的进行,水中的溶解氧在降低到一定程度后,缓缓上升,恢复到原有水平。
污染物的稀释降解过程主要是水体对污染物进行物理作用、化学作用和生物作用的共同结果。
物理作用主要包括水体对污染物的稀释、吸附、沉淀、凝聚等方面,例如高浓度废污水进入水体后,首先会受到水体的混合、稀释,水量越大或径污比越大,稀释效果越好;污染物同时也会被水体中的悬浮物如泥沙所吸附、沉淀,致使污染物浓度下降;化学作用是污染物与水体组份发生化学反应,使污染物浓度降低,化学作用主要包括氧化、还原、分解等方面。
例如水体中亚硝酸盐等一些还原性污染物会在氧的作用下,逐步氧化至硝酸盐;一些重金属离子如Fe、Pb等,在碱性水环境条件下(如黄河水体的PH值一般在8.0左右,呈弱碱性),会和水中的OH-结合产生沉淀,使水中重金属离子浓度下降;水体的生化作用是污染物被水体中各种微生物所分解的过程,如水中的好氧微生物会在氧的作用下,把一些有机物分解成无机物,如二氧化碳、水,把氨转化为硝酸盐,使水体得到净化。
在水体实际纳污能力计算中,为了反映污染物的稀释降解过程,常引入污染物综合降解系数这一参数。
将污染物受水体的物理、化学和生物等作用通过综合降解系数来反映,其反映了污染物自净过程的快慢程度,一般情况下其精度能够满足水资源保护规划与管理的要求。
3.污染物综合降解系数的影响因素污染物的稀释降解过程是个复杂、多变的过程,因此反映污染物自净过程的综合降解系数受诸多因素影响,其中较为重要的有:水温、污染物的浓度梯度、水文特征、河道状况等。
3.1 水温的影响污染物受纳水体的温度直接影响到污染物的自净过程中各种化学、生化作用的进行,例如水温的提高可以加剧污染物的分解、氧化反应、微生物的活性,有利于污染物的降解。
因此,在同等条件下,水温较高的水域的综合降解系数要高于水温较低的水域。
水温对综合降解系数影响较大,一般来说,对于北方河流,夏季的降解系数要比同河段冬季的降解系数高出1~2倍,这也是有些河流枯水期水质恶化的一个重要原因。
3.2 污染物浓度梯度的影响污染物由于组成成分不同,其自净快慢程度也是不相同的,并且同一种污染物进入水体的浓度梯度不同,或水体中该污染物的浓度梯度不同,其自净的快慢程度也不尽相同。
一般说来,若浓度梯度较大,即污染物在水体中的浓度较高,污染物就较易于同水体发生作用,其物理、化学、生化作用速度较快,程度较高,那么其自净相对较快,反之低浓度污染物的自净就相对较慢。
同时,污染物在其自净过程中,自净降解的速度是呈动态变化的,一般来说,污染物进入水体的初期,自净速度较快,随着自净程度的提高,污染物浓度的下降,其自净速度也是越来越慢的,最终达到一定的平衡。
3.3 水文特征的影响河流的水文特征包括流量、流速、河宽、水深、含沙量等方面。
一般来说,河流的流量越大,那么径污比也越大,也越有利于污染物的混合稀释,自净程度相对就较快;受纳水体中若含沙量较高,那么泥沙对污染物的吸附能力较大,其自净程度就相对清水河流较高,需要注意的是泥沙对污染的吸附情况很复杂,如泥沙粒径大小、所带电荷及污染物的种类都对吸附有影响,这需要针对具体情况具体分析;河面较窄、水深较浅相对有利于污染物的尽快、充分的混合稀释,因此其自净速度较快。
3.4 河道状况的影响我国河流众多,河道情况也千差万别,如峡谷性河道、平原冲击性河道、宽浅游荡性河道,有的河道较为顺直,有的相对弯曲,有的河道两岸有控导工程,有的就是自然河道。
一般来说,有利于污染物快速扩散混合稀释的河道,如弯曲性河道、建有控导工程的河道、宽浅游荡性河道,污染物的自净速度相对较快,其降解系数也相对较大。
4 综合降解系数的确定方法如何较准确的确定污染物综合降解系数,直接影响到水体能力计算结果的准确、合理性,通常综合降解系数的确定有以下几种方法:4.1 资料类比分析利用国、内外有关河流已有的研究成果,与研究河流的实际情况进行类比分析确定耗氧系数K1。
4.2 降解综合模式法在有条件的情况下,可选择适当的污染物,进行示踪试验,选择比较顺直、稳定均匀河段,对于非持久性污染物,采用一维稳态稀释,降解综合模式计算公式为:C(x) = C0 * Exp [- K L/v * 86400]式中,K——污染物降解系数;C0——排放污水或入流支流与上游来水稀释后的混合浓度;L——河道沿程距离;V——河道水流流速;4.3 利用常规监测资料估算一般情况下,河流均设有水质监测站并拥有年限较长的水质监测资料,这些水质监测站布设较为合理、能够比较全面的代表河流水质状况和污染物稀释降解情况,选择模型化较好的河段(如河道顺直、水流平稳、没有排污口、支流汇入等),利用监测资料并结合河流的水力学同期测值进行耗氧系数的推算。
这样经过大量统计资料推算求得的数值具有较好的归纳、概括性,能够代表河段水体中污染物的降解特性。
实际工作中为了较准确的求出河段的综合降解系数,一般都是利用常规监测资料进行推算。
有条件时进行试验,用示踪试验进行降解系数的确定,若试验次数较少,由于具有一定的随机性,对其代表性要进行分析。
亦可结合国内外有关资料列比分析,最终确定合适的河段水体综合降解系数。
.5.水体纳污能力:指在给定水域的水文、水动力学条件、排污口位置及排放方式情况下,满足水功能区划确定的水质标准的污染物最大排放量,定义为该水域在上述情况下所能容纳的污染物总量。
水体的纳污能力由稀释容量、迁移容量、自净容量三部分组成,分别反映污染物在水体中迁移转化的物理稀释与自然净化作用。
一般情况下,稀释容量大于自净容量,在径污比大于10~20倍的水体,可仅计算稀释容量,而对于北方径流量较小的河流,由于径污比较小,对于可降解污染物而言,自净容量在水资源保护中就显得尤为重要。
5.1湖泊水体的特点及自净水体自净的机理,包括沉淀、稀释、混合、挥发、氧化还原、分解化合、吸附、凝聚、离子交换等物理化学过程,以及厌氧和好氧生物同化作用。
各种过程可同时或连续发生,并相互影响和交织地进行。
湖泊与河流具有不同的水流特性,因而水体自净的主要机理与因素不同。
湖泊水流流速缓,基本上保持水平面静止,竖向方向的水体流动主要是由于温度差造成的。
所以流入的废水不易在其中进行混合、稀释和扩散,因此,湖泊污染往往具有污染物质来源和种类复杂而且易于引起局部严重污染的特点。
6.以鄱阳湖为例观察枯水期水体特征鄱阳湖水域各水化学参数结果见表1.表1显示;鄱阳湖水域PH为中性偏碱、总体透明度较低、溶氧饱和度较高(抚河入湖口和三江口除外)、叶绿素a含量较低、湖泊流域各采样点的水化学特征明显不同。
如:4号修河入湖口水体的透光度最高,电导率和叶绿素a的含量最低;6号饶河入湖口水体的溶氧、电导率以及叶绿素a的含量较高,该地水体的PH最低,鄱阳湖南北主湖区的透光度明显低于各河入湖口等。
这与鄱阳湖是一过水性吞吐型湖泊有关。
6.1鄱阳湖氮、磷含量分布鄱阳湖湖水TN、TP含量存在着空间变化特征,各水域TN含量空间波动程度大,空间分布很不稳定,可能是鄱阳湖渔业极其发达所致。
TP 含量波动大,除饶河外,由入江口的湖口向主湖区递减。
鄱阳湖下游靠近长江口一带,鄱阳湖南北主湖区以及修河、赣江北支、饶河地区采砂业发达,采砂搅动底泥致使沉积物中的磷释放到水体中,可使得这几个样地的水体总磷含量升高。
7.结论(1)鄱阳湖流域表层水体总氮,总磷浓度较高,达富营养化水平,且湖泊水体质量受总氮、氨态氮、总磷和PH的影响大。
(2)鄱阳湖主湖区、五湖入湖口以及碟形湖等样地水体理化参数及氮、磷含量存在着明显的空间差异。
其中饶河入湖口污染最严重,修河入湖口污染程度次之,南矶山碟形湖水体污染最小。
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