微污染水源表面流人工湿地生源性水质突发恶化和功能衰退演变机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51879082
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1007.环境污染治理与修复
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Part slightly polluted rivers and lakes in China have the functions of life drinking water. Using surface flow constructed wetlands for their water quality maintenance and promotion is a common and effective means. However, after a long-term operation most large constructed wetlands emerge function degradation such as decline in treatment efficiency, increase in operation cost and even paroxysmal deterioration in water quality. So how to maintain constructed wetlands operating steady and efficiently is the key technical problems to be solved. In this research, field observation in situ, laboratory experiment and mathematical model are combined to distinguish characterization and physical characteristics of paroxysmal deterioration of water quality in SFCW for micro-polluted water; to investigate ascertain long term evolution process of the decline of purification performance; to clarify short-term mechanism of paroxysmal deterioration of water quality under the drive of hydrodynamic conditions, plant and sediment in SFCW; to study transport mechanism of characterization elements such as dissolved oxygen, pollutants and odor-causing microbes in the atmosphere-water-sediment multi interface; and to explore the dominant influencing factors of the decline of pollutants removal in SFCW’s different operation periods. A multi-factor coupling simulation technology including meteorological, hydrology and sediment transport is expected to reenact the evolution of the decline of SFCW function and predict the paroxysmal deterioration of water quality event. In addition, the ways and consequences of the paroxysmal deterioration of water quality in SFCW will be evaluated and optimal adaptive control measures are proposed to protect the long-term effective operation of SFCW. The results are supposed to have significant technical recommendations for the scientific design, construction and operation management of constructed wetlands in China.
我国部分微污染河湖承担了生活饮用水源的功能,利用表面流人工湿地进行其水质维护和提升是常用的有效手段,而多数大型人工湿地长期运行后陆续出现处理效率下降、运维成本增加,甚至生源性水质突发性恶化等功能衰退的系列问题,如何保持人工湿地持续稳定高效运行是亟待解决的关键技术难题。本项目将室内外实验和数学模拟相结合,研究微污染水源表面流人工湿地生源性水质突发恶化表征现象,探索水动力-植物-底质复合驱动下水质突发恶化的短期骤变机理和水质净化功能衰退的长期演变过程;解析特征元素在大气-水体、水体-底泥、氧化-还原界面的运移机制,探索湿地水质净化功能衰退的诱变因子与灾变机制;开发水动力-植物-底质耦合的人工湿地污染物运移数学模型,反演与预测人工湿地生源性水质突发恶化现象和水质净化功能衰退的全过程,提出保障表面流人工湿地长效运行的适应性调控措施,预期成果以期为我国表面流人工湿地的建设和长效运维提供技术支撑。

结项摘要

饮用水水源地水质安全保障已经成为我国社会经济可持续发展中迫切需要解决的关键问题。利用表面流人工湿地对微污染水源进行水质提升和维护是我国常用的有效措施,然而运行年限不断增长,表面流人工湿地出现了由底泥污染累积,植物疯长倒伏、根系腐烂变质等原因造成的人工湿地水质净化能力显著下降等功能衰退的系列问题,成为微污染水源表面流人工湿地保障水源地供水安全亟待研究和解决的关键技术难点。本项目将室内实验、野外监测和数学模拟相结合开展微污染水源表面流人工湿地生源性水质恶化和功能衰退演变机理研究。具体为(1)利用典型表面流人工湿地在水质恶化的前、中、后时期湿地进水水源的水位-水量-水质立体观测数据,研究人工湿地不同水文特征以及微污染的水质特性条件下湿地出水水质的变化规律以及湿地内部污染物迁移转化过程,揭示微污染水源水位-水量-水质特征对水质恶化的影响机理。(2)利用表面流人工湿地长序列水质和底泥观测数据,定量表征湿地底泥污染物垂向累积特征及氧化层理化性质,明确湿地底泥与上覆水污染物的短期动态交换通量,揭示湿地长期运行条件下底泥污染程度及污染物释放规律。(3)构建表面流人工湿地水动力-植物-底质耦合模型,从优化湿地运行效率的角度出发,模拟不同运行条件对湿地净化效果的影响并进行对比分析,获取改善水质的有效途径。以上研究成果可为我国表面流人工湿地的建设和长效运维提供理论基础和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
表面流湿地沉积物再悬浮及其对湿地净化效果的影响
  • DOI:
    10.18307/2019.0613
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    湖泊科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦文凯;李一平;杜观超;陈红卫;高旭;李峰东;朱立琴
  • 通讯作者:
    朱立琴
Evaluation of the optimization effect of a combined constructed wetland with micro-polluted water sources
人工湿地与微污染水源联合优化效果评价
  • DOI:
    10.1016/j.jwpe.2022.103139
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    JOURNAL OF WATER PROCESS ENGINEERING
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Zhu Liqin;Zhang Haikuo;Li Yiping;Sun Wei;Zhu Yimeng;Song Congqing;Wang Ling;Du Guanchao
  • 通讯作者:
    Du Guanchao
大型表面流人工湿地长期运行下底泥污染特性及氧化层甄别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    湖泊科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张雪;姜翠玲;朱立琴;杜观超;高旭;陈红卫;李峰东;张海阔;秦文凯;朱伊梦;李一平
  • 通讯作者:
    李一平
表面流人工湿地长期运行后的底泥营养盐累积特征与释放规律
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.201809147
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱伊梦;姜翠玲;朱立琴;杜观超;高旭;陈红卫;李峰东;张海阔;张雪;秦文凯;李一平
  • 通讯作者:
    李一平
Long-term assessment on performance and seasonal optimal operation of a full-scale integrated multiple constructed wetland-pond system
全面综合多重人工湿地-池塘系统的性能和季节优化运行的长期评估
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2022.161219
  • 发表时间:
    2023-01-16
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Pu, Yashuai;Li, Yiping;Song, Congqing
  • 通讯作者:
    Song, Congqing

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芍陂水利工程保护与发展的战略思考
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  • 发表时间:
    2019
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    --
  • 作者:
    朱立琴;王黄莫楠;郑大俊
  • 通讯作者:
    郑大俊
基于 HYDRUS-1D 模拟的变水头入渗条件下 VG 模型参数敏感性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张海阔;姜翠玲;李亮;朱立琴
  • 通讯作者:
    朱立琴
大纵湖大型底栖生物群落结构及水质生物学评价
  • DOI:
    10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.01.005
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    人民长江
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许静波;张加雪;徐明;唐春燕;李一平;朱立琴;王琴
  • 通讯作者:
    王琴

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  • 批准年份:
    2022
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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