Shan Baoqing

Chemical oxygen demand, nitrogen and phosphorus removal by subsurface wetlands with Phragmites vegetation in different models

To improve the removal efficiency of subsurface wetlands vegetated mainly by Phragmites, pilot‐scale gravel‐based wetlands were used to treat sewage characterized by chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) pollution. For Phragmites vegetation, COD, TP and TN removal loads of wetland vegetation with Phragmites australis–Typha angustata–Scirpus validus as main species reached 0.517 g m−2 d−1, 0.277 g P m−2 d−1 and 0.023 g N m−2 d−1. The COD removal loads in pilot‐scale and medium‐scale (260 m2 in area) wetlands with Phragmites‐monoculture vegetation were 0.62–0.64 g m−2 d−1, while that of P. australis–T. angustata–S. validus wetland reached 0.974 g m−2 d−1. Thus, the preferable poly‐culture model for Phragmites wetland vegetation was P. australis, T. angustata, S. validus and Zizania latifolia with stem density ratio of 8:1:5:1. After harvest, nitrogen and phosphorus standing stocks of wetland vegetations ranged only 2.2–9.93 g N m−2 and 5.39–13.5 g P m−2, respectively, as both the above ground biomass and the nitrogen and phosphorus contents of the wetland vegetation harvested in late autumn were low.

低密度聚乙烯(LDPE)膜对内分泌干扰物的动态富集研究

低密度聚乙烯膜（Low-Density Polyethylene，LDPE）在有机物原位被动采样中具有使用简便、耗用量少、成本低廉的优点，但在内分泌干扰物（Endocrine Disrupting Chemicals，EDCs）被动采集方面鲜见应用，有关其平衡分配系数（KLDPE）也不十分清楚.基于此，本文选取7种EDCs，包括双酚A（BPA）、壬基酚（4-NP）、辛基酚（4-t-OP）、雌酮（E1）、β17-雌二醇（E2）、三氯生（TCS）和三氯卡班（TCC），室内模拟LDPE原位动态富集过程，探究了环境因素（温度、pH）对LDPE富集效果的影响，并确定了不同EDCs在LDPE上的富集参数（KLDPE）.研究发现，溶液温度升高可以加速LDPE膜对EDCs的吸附，在过低温度条件下（实验设置为4℃），EDCs较难达到膜-水分配平衡；溶液pH对于不同EDCs的影响不尽相同，这可能是因为不同pH条件下EDCs在溶液中形态差异明显，进而影响其在LDPE膜-水之间的分配平衡；7种EDCs的KLDPE实测值均低于各自的经验理论值，这主要由于经验理论值计算过程中未考虑达到分配平衡时有机物从LDPE膜上的解吸附过程，且只考虑了EDCs在膜-水两相之间的平衡.上述结果表明，为提高被动采样测定环境样品中EDCs的准确性，在尽量与实际条件相似的室内条件下获取KLDPE实测值是非常必要的.

官厅水库主要入库河流 (洋河) 表层沉积物重金属污染特征及风险水平

洋河是官厅水库重要的入库河流，而水体沉积物污染将直接影响水库水质安全.因此，采集了洋河水系表层沉积物，研究了6种重金属的污染特征及风险水平.结果表明，洋河水系表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量均值分别为0.34、59.91、30.64、30.85、39.51和129.27 mg·kg-1.源解析表明，Cd、Pb和Zn主要来源于人为活动（富集系数EF>1.5），Cr、Cu和Ni主要来源于自然过程.洋河水系表层沉积物单元素潜在生态风险顺序为Cd> Pb> Cu> Ni> Cr> Zn，其中，Cd表现为强生态风险，特别是在支流清水河段呈现极强生态风险，其他5种重金属在流域尺度上表现为生态风险较小；6种重金属综合潜在生态危害指数均值为143.70，处于轻微风险等级.洋河水系表层沉积物中重金属无生物毒性或生物毒性发生率较低，但清水河段和干流中游段生物毒性发生率相对较高.

官厅水库典型入库河流(洋河)表层沉积物重金属赋存形态特征

官厅水库曾是北京市重要的饮用水源地之一，洋河作为官厅水库重要入库河流，沉积物污染直接影响水库的水质安全.以洋河水系表层沉积物为研究对象，利用BCR三步连续提取法分析沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn形态特征，并基于重金属形态的评价方法（次生相原生相分布比值法-RSP和风险评估指数法-RAC），评价了洋河水系表层沉积物中重金属的污染程度与风险水平.结果表明，在整体研究区域，6种重金属均以残渣态（B4态）为主，在次生相中（除B4以外的其他3种形态），Cd、Cu、Ni、Pb和Zn均以可还原态（B2态）为主，Cr以可氧化态（B3态）为主.在空间分布上，Cd在干流中游段和支流清水河段以B2态为主；Zn在干流中游段以B2态和弱酸提取态（B1态）为主，在支流清水河段以B2态为主.RSP结果表明，洋河水系表层沉积物中Cd和Zn为轻度污染，Cr、Ni、Cu和Pb无污染.但Cd和Zn在支流清水河段均为重度污染等级，其可能主要来源于区域化工原料及化学品制造行业.RAC结果表明，整体上洋河水系表层沉积物中Cd和Zn对水环境构成中等风险，Ni和Cu构成了低风险，而Cr和Pb基本无风险.

基于 31 P-NMR与SMT方法的海河流域典型河流沉积物中磷形态特征研究

利用液相31P核磁共振分析方法和SMT分级方法,对比研究了海河流域典型人工河流子牙新河和滏阳新河、自然河流子牙河表层沉积物中磷形态.结果发现,两条河流沉积物中TC、TN、TP含量均很高,且相关性显著,污染较重且具有同源性.沉积物中总磷在568.2~9171.9 mg·kg-1之间,其中以HCl-P为主,占总磷的25.5%~81.8%之间,其次为NaOH-P,所占比例为9.3%~55.5%.使用31P-NMR技术在沉积物中共检测到7类磷化合物:正磷酸盐(Ortho-P)、磷酸单酯(Mono-P)、磷脂(Lipid-P)、DNA磷(DNA-P)、焦磷酸盐(Pyro-P)、膦酸盐(Phon-P)及多聚磷酸盐(Poly-P).Ortho-P和Mono-P分别为总磷和有机磷的主要组成成分,含量分别在113.8~6226.1 mg·kg-1和27.0~1991.9 mg·kg-1之间.子牙河、子牙新河和滏阳新河两条河流在沉积物磷组成方面存在很大的差异子牙新河和滏阳新河沉积物中总磷明显高于子牙河.