城市排污河水环境及生物修复技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李亚男 著

图书标签:

• 城市水污染
• 河水污染
• 生物修复
• 生态修复
• 环境工程
• 水环境治理
• 污水处理
• 生态学
• 环境科学
• 水质改善

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122314659

版次：1

商品编码：12332979

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-05-01

用纸：胶版纸

页数：143

正文语种：中文

编辑推荐

本书内容包含了作者以及课题组近年来的研究成果，内容具有很大的连续性和系统性。

内容简介

本书将城市排污河道作为城市生态复合系统的子系统，通过水质试验监测确定主要控制的氮、磷营养盐和有机污染物排放强度、时空分布特征及污染水平，解析氮、磷营养盐和有机污染物的污染情况，提出氮磷营养盐和有机污染物的控制方法与途径，以及区域内主要污染物减排限排途径调控策略。本书还对城市排污河道及重点污染源附近沉积物中重金属、有机质的污染状况进行全面分析评价，并针对排污河道疏浚底泥，进行了多种生物修复技术的对比实验研究，最终提出适合该排污河道复合污染沉积物的生物修复技术。

本书适合于环境工程、环境科学、给排水科学与工程和城市规划等相关专业的高校师生、科研人员阅读参考，对城市河湖水生态系统建设和水环境管理具有重要参考价值，对拓宽视野、丰富知识结构、培养具有跨学科或专业交叉渗透知识结构的人才具有重要作用。

作者简介

李亚男，太原理工大学环境科学与工程学院，讲师，研究方向为环境生物修复技术，参与多项科研项目，包括国家基础研究计划973-06专题、国家自然科学基金项目，以及山西省自然科学基金青年基金项目、山西省留学回国人员择优基金项目等，主讲《城市水生态》课程。

内页插图

目录

第1章 绪论 001
1．1城市河流污染001
1．1．1我国城市河流水环境现状及趋势001
1．1．2城市河流水体污染来源002
1．1．3城市河流水体污染物004
1．1．4主要研究方法及研究现状005
1．2城市河流底泥污染修复技术010
1．3生物修复技术012
1．3．1植物修复技术及研究现状012
1．3．2植物修复辅助措施及研究现状014
1．3．3厌氧微生物修复技术及研究现状017

第2章 南排污河的水环境现状及水质评价 020
2．1南排污河概况020
2．1．1南排污河现状020
2．1．2南排污河面临的主要问题020
2．1．3主要污染源分析021
2．2水质监测资料024
2．2．1采样区域和样品采集024
2．2．2样品分析025
2．3水质监测结果027
2．3．1数据统计方法027
2．3．2排污河污染物的时空分布特征028
2．4南排污河水质评价032
2．4．1水质评价标准的确定032
2．4．2水质评价方法的选择033
2．4．3改进的主成分分析法的水质评价结果038
2．4．4与其他评价方法的比较042
2．5水中污染物间的相关关系分析044
2．5．1相关关系分析044
2．5．2水中污染物间的相关关系分析045
2．6南排污河水污染控制方法045
2．7本章小结046

第3章 北排污河的水环境现状及水质评价 048
3．1北排污河概况048
3．1．1北排污河现状048
3．1．2主要污染源分析048
3．2水质监测资料050
3．2．1采样区域和样品采集050
3．2．2样品分析051
3．3水质监测结果052
3．3．1数据统计方法052
3．3．2排污河污染物的时空分布特征052
3．4北排污河水质评价056
3．4．1水质评价标准的确定056
3．4．2改进的主成分分析法的水质评价结果057
3．4．3与其他评价方法的比较062
3．4．4两种评价方法的比较064
3．5水中污染物间的相关关系分析064
3．5．1线性相关与回归分析064
3．5．2一元多重回归模型065
3．5．3水中污染物间的相关关系分析065
3．6北排污河水污染控制方法070
3．7本章小结070

第4章 南排污河沉积物中污染物风险及生物有效性 072
4．1材料与方法072
4．1．1采样区域和样品采集072
4．1．2样品分析73
4．1．3沉积物污染评价方法075
4．2河道沉积物污染状况分析077
4．2．1重金属累积水平077
4．2．2重金属毒性水平079
4．2．3重金属的形态分布及有效性079
4．2．4重金属与其他污染物的相关性081
4．3重点污染源污染特征分析082
4．3．1剖面分布082
4．3．2化学形态分析083
4．4本章小结085

第5章 重金属有机物复合污染沉积物异位生物修复技术 087
5．1试验材料088
5．1．1供试沉积物088
5．1．2植株的选择088
5．1．3供试微生物菌群089
5．2试验方法089
5．2．1盆栽试验089
5．2．2样品分析090
5．3结果与讨论091
5．3．1沉积物变化091
5．3．2植物对重金属的吸收和累积112
5．4本章小结119

第6章 有机污染物的厌氧微生物修复技术 121
6．1甲苯和苯甲酸厌氧代谢121
6．1．1代谢路径121
6．1．2bamA在环境中的应用和研究方法124
6．2材料与方法125
6．2．1甲苯和苯甲酸降解富集菌液的建立125
6．2．2样品采集和化学分析126
6．2．3DNA的提取126
6．2．416Sr RNA基因分析126
6．2．5bamA基因分析127
6．3结果与讨论128
6．3．1富集菌液观察128
6．3．2微生物菌群结构分析129
6．3．3bamA基因多样性分析131
6．3．4讨论136
6．4本章小结137

参考文献 139��

精彩书摘

河流是城市生态复合系统的重要组成部分，随着社会经济及城市建设的发展，城市河道空间及其结构被大规模、广泛地人工改造，改变了城市河流系统的自然连通性、生态多样性，影响了水体的水环境自净能力，导致城市河湖功能日益萎缩。尤其是随着入河污染物的增加，一些城市河流变为城市的排污河道，致使城市河流水质污染，城市水环境不断恶化，城市河湖水生态系统日益退化，进而影响了城市社会经济的可持续发展，成为当今全球性的生态环境问题。为了实现城市河湖水生态系统的良性循环以及城市社会经济的可持续发展，城市河湖水生态系统修复成为目前我国城市水环境综合治理的重要内容。

本书将城市排污河道作为城市生态复合系统的子系统，也作为渤海湾污染的重要陆源污染源，一方面从排污河道水体入手，通过一年三期的水质试验监测，确定主要控制的氮、磷营养盐和有机污染物排放强度、时空分布特征及污染水平，结合区域优先控制污染物清单和重点污染源以及现场和历史资料调研，解析氮、磷营养盐和有机污染物的污染情况，同时提出一些具体的、针对性的氮磷营养盐和有机污染物的控制方法与途径，以及区域内主要污染物减排限排途径调控策略。另一方面从排污河道沉积物入手，对城市排污河道及重点污染源附近底泥中重金属、有机质的污染状况进行全面分析评价；并针对排污河道疏浚底泥，进行了多种生物修复技术的对比试验研究，最终提出适合该排污河道复合污染沉积物的生物修复技术。

本书内容包含了笔者以及课题组近年来的研究成果，内容具有连续性和系统性。这些研究工作先后得到了焦化污染土壤的微生物修复（山西省自然科学基金青年基金项目，编号2015021119）、异养硝化.好氧反硝化苯酚降解功能菌株的代谢特性研究（国家自然科学基金青年基金项目，编号51408396）、异养硝化.好氧反硝化菌脱氮同时降解苯酚机制研究（山西省高等学校科技创新项目，编号2016146）、Diaphorobacter细菌基于关键酶基因的同步硝化反硝化机制研究（山西省回国留学人员科研资助项目，编号2016.034）、菠菜对农田土壤中镉的吸收及对食物链上段人类的潜在危险（广东省科技计划项目，编号2017B030314092）的支持。此外，在本书编写的过程中，受到了岳秀萍博士、王国英博士、马小丽博士、王孝维博士、刘吉明博士、周爱娟博士、汪素芳博士、赵博玮博士的帮助，在此表示衷心的感谢。同时也要感谢研究生王艺霏、王建伟、刘瑾、付婧怡、段志辉、栗婧、张静、陶艳对书稿的校核。

本书对城市河湖水生态系统建设和水环境管理具有重要参考价值，以期为给排水科学与工程、环境工程、环境科学和城市规划等相关专业的相关工程技术人员、科研人员以及管理人员提供支持。

李亚男

2017年12月

城市水体污染治理与生态修复：现代技术应用与前沿探索 图书简介 本书聚焦于当前城市水环境中普遍存在的污染问题及其应对策略，深入探讨了传统与新兴的水污染控制技术，并着重阐述了基于生态学原理的生物修复技术在改善受损水体质量方面的应用潜力与实践经验。全书结构严谨，内容涵盖了从污染源识别、水质模拟到末端治理的全过程，旨在为环境工程、水资源管理、城市规划等领域的专业人士及研究人员提供全面而深入的参考资料。 第一部分：城市水环境污染的现状、成因与影响评估 本部分系统梳理了现代城市化进程中对水环境造成的复杂影响。重点分析了非点源污染、生活污水处理的深度不足以及工业废水排放对地表水和地下水造成的复合型污染特征。 1. 城市水系统的水文与水质特征： 探讨了城市化对区域水循环模式的改变，如硬化地面增加的地表径流，以及这对污染物在城市水系中迁移和转化的影响。详细描述了城市河流、湖泊及人工水体中常见的污染物种类，包括营养盐（氮、磷）、重金属、持久性有机污染物（POPs）以及新兴污染物（如微塑料和药物残留物）。 2. 污染源解析与风险评估： 提供了对城市点源与非点源污染的量化分析方法。介绍了污染物负荷估算模型，特别关注了暴雨径流事件中非点源污染物的集中释放机制。此外，书中还包含了水环境健康风险评估的理论框架，用于衡量特定污染物浓度对生态系统和人类健康的潜在威胁。 3. 水生态系统健康指标体系： 阐述了评价城市水体生态健康状况的多维度指标体系，涵盖物理化学指标（如溶解氧、生化需氧量、浊度）、生物学指标（如底栖动物群落结构、藻类生物量、水生植物多样性）以及生态毒理学指标。通过对这些指标的综合分析，实现对水体生态系统的功能状态进行准确诊断。 第二部分：传统与强化水处理工艺的优化与集成 本部分详细介绍了用于削减城市污水和地表径流中污染物的工程技术，强调了在当前严格的排放标准下，对现有工艺进行深度强化和集成创新的必要性。 1. 城市污水深度处理技术： 重点分析了传统活性污泥法在去除氨氮、总氮和总磷方面的局限性。系统介绍了多种强化脱氮除磷技术，包括A/O/A（厌氧/好氧/缺氧）组合工艺、内循环反硝化除磷（IEPR）技术、以及利用特定微生物群落实现磷的超量积累（EBPR）的实践案例。讨论了膜生物反应器（MBR）在提高出水水质、节约占地方面的优势及其面临的膜污染控制难题。 2. 难降解污染物的高级氧化技术（AOPs）： 针对传统生化法难以去除的内分泌干扰物（EDCs）和某些抗生素，详细阐述了臭氧氧化、Fenton/类Fenton反应、紫外光催化（UV/TiO2）等高级氧化技术的反应机理、运行条件优化及其在实际水厂中的应用案例，评估了其对有机物的矿化效率和副产物生成的控制策略。 3. 雨水径流污染控制工程： 阐述了源头削减、过程控制和末端处理相结合的城市低影响开发（LID）技术。详细介绍了雨水花园、生物滞留带、渗透沟、绿色屋顶等LID设施的结构设计参数、水文水质模拟以及污染物截留效率。讨论了分散式与集中式处理设施的协同作用机制。 第三部分：水体生态修复技术：理论基础与工程应用 本部分是本书的核心内容之一，专注于利用自然界的自净能力和生物介质来恢复受损水体的生态功能，强调可持续性和低能耗的修复理念。 1. 湿地生态修复系统： 深入剖析了人工湿地在处理城市面源污染和污水尾水中的应用。区分并详细介绍了表面流湿地（SF）和潜流湿地（SS）的设计原理、植被选择（如芦苇、香蒲、菖蒲）与水力负荷的匹配关系。探讨了湿地系统中，植物-微生物协同作用对重金属的固定、营养盐的吸收及有机物的降解机制。同时，关注了人工湿地在提高生物多样性方面的生态价值。 2. 生物基质与吸附材料的生态修复： 探讨了新型生物吸附材料在水体净化中的潜力。包括生物炭（Biochar）的制备及其对水体中重金属、有机污染物的高效吸附性能研究。分析了不同碳化温度和改性方法对生物炭表面性质（如比表面积、官能团）的影响及其在修复底泥污染中的应用前景。 3. 生物增殖与生态调控技术： 讨论了通过外加有益微生物制剂（如高效降解菌群）来加速水体中有机物和内源污染的分解过程。阐述了通过引入或培育特定水生生物群落（如滤食性贝类、有益藻类）来改善水体透明度、控制水华爆发的生态调控策略。特别强调了底泥原位修复技术，如覆盖、固化和微生物强化降解在控制内源营养释放方面的作用。 第四部分：水环境模拟、智能监测与可持续管理 本部分展望了水环境治理的未来趋势，侧重于利用现代信息技术提升监测、预警和管理决策的科学性与智能化水平。 1. 水环境过程的数学模拟： 介绍了用于模拟城市水系中污染物迁移、转化和沉积的常用模型（如水动力模型、水质模型）。通过实例展示如何利用这些模型预测不同气候情景或工程措施下水质的变化趋势，为优化调控方案提供科学依据。 2. 智能传感与实时监测网络： 探讨了基于物联网（IoT）的水质自动监测系统。介绍了新型光学传感器、电化学传感器在实时、在线监测关键水质参数方面的应用，以及如何集成遥感、无人机技术对大尺度水体污染事件进行快速响应和评估。 3. 综合水资源管理（IWRM）的城市实践： 强调了将水环境治理纳入城市韧性规划的必要性。讨论了跨部门协作、公众参与机制在实现长期水环境质量目标中的关键作用，并对未来城市水生态基础设施的绿色化、系统化发展方向进行了展望。 本书内容详实，图表丰富，既具有坚实的理论基础，又紧密结合工程实践，是从事水环境科学研究与城市水务管理工作的专业人士不可或缺的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受是，它真的把“排污河水”这件事的复杂性给“掰开了揉碎了”讲清楚了。我以前总觉得，河水脏了，就该处理。但这本书让我明白，这个“脏”字背后，隐藏着千丝万缕的联系。它会从源头上分析，这个城市的工业到底排放了什么？生活污水又带来了哪些“惊喜”？雨水冲刷下来的又是什么？然后，这些污染物到了河里，又会发生什么？是堆积在河底，还是被微生物消耗，抑或是随着水流扩散？书中对化学指标的解读，不再是枯燥的数字，而是与实际的水体变化联系起来，让我能理解为什么某些河段会散发出刺鼻的气味，为什么会有厚厚的淤泥。它还深入探讨了这些污染物对河流生态系统的长期影响，比如，重金属的富集、有毒物质的累积，这些都会对水生生物造成毁灭性的打击。书中对于水体动力学和污染物迁移扩散的阐述，也让我明白，治理一个点，并不意味着整个河流就干净了，污染物可能会在其他地方聚集，形成新的问题。这种对河流“生命体征”的全方位解析，让我对“河水环境”有了更系统、更立体的认知。

评分☆☆☆☆☆

这本书在解读城市排污河水环境问题时，给我带来了全新的思考维度。它不仅仅关注水体本身的污染程度，而是将整个城市系统置于一个宏大的视角下进行审视。它会详细分析城市化进程中，土地利用方式的改变如何影响了地表径流，进而将污染物带入河流。书中对城市水文循环的解析，让我明白了为什么在降雨量大的时候，河水的污染程度会急剧升高。更重要的是，它强调了“源头控制”的重要性，指出只有从城市规划、工业生产、生活污水处理等各个环节入手，才能从根本上解决排污河水的问题。书中对于一些创新性的治理理念的介绍，也给我留下了深刻的印象，比如，如何利用雨水花园、绿色屋顶等措施来减少雨水径流带来的污染。它让我意识到，治理河水环境，不仅仅是技术层面的问题，更涉及到城市的可持续发展和居民的生活方式。这种从宏观到微观，从理论到实践的全面阐述，让我对城市排污河水治理的复杂性和重要性有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来了一种前所未有的视角，它并非是简单地罗列技术名词，而是将城市排污河水环境的复杂性娓娓道来。我一直以为，治理污染无非就是加药、曝气，再不济就是挖泥清淤，但这本书让我看到了更深层次的问题。它详细剖析了城市化进程对河流生态系统造成的压力，从工业废水的化学成分分析，到生活污水中富含的营养盐对藻类爆发的影响，再到雨水径流带来的地表污染物。更让我印象深刻的是，书中不仅仅是指出问题，而是深入探讨了这些问题是如何相互关联、相互加剧的。例如，它会详细讲解在某个特定区域，由于地形和城市布局的影响，污染物更容易集聚，进而导致底栖生物种群的急剧减少，这种连锁反应的描述，让我对河流的健康状况有了更直观的理解。它让我意识到，治理并不仅仅是“清洁”河水，更是一场复杂的生态系统重建。书中对不同类型污染物的溯源分析，也给了我很大的启发，让我明白要解决问题，首先要找准根源，而不是头痛医头，脚痛医脚。这种对问题的细致解剖，让我对“环境”二字有了更深刻的认识，它不再是一个抽象的概念，而是由无数具体因素交织而成的动态系统。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对于“生物修复”这个词，不再停留在字面意思的理解，而是体会到了它背后蕴含的智慧和潜力。书中不仅仅是介绍了各种微生物或者植物的名字，而是深入地解释了它们是如何工作的。比如，某些微生物如何分解复杂的有机污染物，将其转化为无害的物质；植物又是如何通过根系吸收水中的重金属，或者通过叶片释放氧气，改善水体环境。让我印象深刻的是，书中还提到了“生态工程”的概念，将各种生物修复技术有机地结合起来，形成一个协同作用的整体。它不再是单一的技术应用，而是对整个生态系统的“因势利导”。书中对于不同生物修复技术的适用范围、优缺点以及在实际应用中可能遇到的挑战，都进行了详细的分析。它也强调了“因地制宜”的重要性，不同的河流水质、污染类型，需要采取不同的修复策略。这种细致的分析，让我看到了生物修复技术的成熟度和其在环境保护中的重要地位。它不再是一个“听起来很美”的概念，而是真正能够解决实际问题的有效手段。

评分☆☆☆☆☆

我曾以为“生物修复”听起来像是科幻小说里的情节，但读完这本书，我对这个概念有了颠覆性的认识。它不再是遥不可及的理论，而是充满了现实应用的可能性。书中对不同微生物群落（例如，厌氧菌、好氧菌、硝化菌、反硝化菌等）在降解有机物、去除氮磷等营养盐方面的作用，进行了细致入微的阐述。我尤其被书中关于“植物修复”的章节所吸引，它详细介绍了各种水生植物（如芦苇、香蒲、浮萍等）是如何通过吸收、转化、吸附等方式来净化水质的。书中还列举了许多实际案例，例如，某个城市如何利用人工湿地系统，成功地将工业废水的氮磷含量降低到国家标准以下，这让我看到了生物修复技术在实际工程中的巨大潜力。它不再是简单地“种几棵草”，而是通过对生态系统的精妙设计和对生物功能的深入理解，来实现对污染物的有效控制。书中对于不同修复技术（如，微生物修复、植物修复、生物膜法等）的优缺点分析，也为我提供了更全面的技术视野，让我能够根据不同的水质状况和污染类型，选择最适合的生物修复方案。这种理论与实践相结合的阐述方式，让生物修复技术不再显得神秘，而是变得触手可及。