热活化过硫酸钠氧化去除水中邻苯二甲酸酯

邻苯二甲酸酯(PAEs)主要用作塑料产品制造和加工的增塑剂,是全球关注的新兴污染物之一.本研究以邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为目标污染物,研究了在不同污染物初始浓度、过硫酸钠活化温度及浓度、助溶剂添加量对过硫酸钠氧化去除水中邻苯二甲酸酯的影响及机理.结果表明,在实验条件下,邻苯二甲酸酯初始浓度与去除率呈反比,反应温度、过硫酸钠浓度和pH与邻苯二甲酸酯的去除率呈正比.在80℃,过硫酸钠浓度为84 mmol·L^-1,助溶剂的添加量为30%时,DBP的降解率达到了100%,DEHP的降解率达到了92.8%. GC/MS分析表明,在高温活化过硫酸钠的条件下,邻苯二甲酸和邻苯二甲酸酐是DBP降解的主要产物,脱烷基化和羟基化是DBP降解的主要机理.本研究为过硫酸钠去除环境介质中的邻苯二甲酸酯提供了理论和实践依据.     

BTEX在河流渗滤系统中的降解行为实验模拟研究

河流渗滤是一种自然净化过程,污染河水通过该过程在河流沉积层中发生各种物理、化学和生物作用,使得污染物浓度降低,河水水质得到净化,从而达到增加地下水开采量的目的。本项研究通过淋滤实验,利用自行设计的土柱实验装置和人工配制的淋滤液,模拟了BTEX污染河水在下渗通过河流渗滤系统的过程中发生的降解行为。实验历时48 d,获得了该过程中BTEX各组分和电子受体的质量浓度变化历时曲线,得出的结论包括：污染河水中的BTEX在通过河流渗滤系统时将发生两种环境行为—吸附和降解。其中,吸附作用对于BTEX的净化效果较为有限,当吸附达到饱和之后,在存在电子受体的情况下,BTEX能够发生厌氧微生物降解,降解作用能够更有效的去除BTEX污染物。其中去除效率最高的是间二甲苯,在以NO3-为电子受体的情况下平均去除率为85.5%,在以SO42-为电子受体的情况下平均去除率为82.4%,其次是乙苯、甲苯,去除率最差的是苯,在两种电子受体的系统中平均去除率分别为68.5%和63.5%。由于吸附作用的影响,微生物降解相对于BTEX浓度变化存在一个滞后期,BTEX各组分的土壤-水吸附分配系数Kd越大,总的降解效率也就越低。通过河流渗滤系统这一自然净化过程,可以有效地去除浓度较高的BTEX混合污染,各组分平均去除效率都超过了60%,最高去除率均超过了80%。对于持续不断入渗的污染河水,当土壤吸附达到饱和、微生物活性受到抑制,去除效率会大大降低,从而使BTEX穿透河流沉积层进入含水层,对地下水产生危害。     

CaO_2/Fe~(2+)活化过硫酸钠对石油类污染土壤的修复效果

本文探讨了利用过氧化钙活化过硫酸钠氧化修复实际污染场地长期高浓度石油类(TPH)污染土壤的可行性.研究了过氧化氢、过氧化钙、过氧化钙/Fe~(2+)等活化方法对TPH降解效率的影响.结果表明,对于TPH污染较重的土壤(浓度15000 mg·kg-1),过氧化钙较过氧化氢活化过硫酸钠降解的效果更好,使用过氧化氢活化方法,TPH最高降解率仅为25.6%,而当过氧化钙/过硫酸钠的用量(物质的量之比)为1/5时,反应7 d,TPH去除率达到67.4%,反应不需要添加额外的活化剂.当Fe~(2+)/过氧化钙/过硫酸钠的用量为1/2/5时,反应7 d,TPH降解率为82.1%,较不添加Fe~(2+)高14.6%,反应后体系呈中性.进一步增加过氧化钙的用量,TPH去除率和体系p H均增加.研究表明,Ca O_2/Fe~(2+)活化过硫酸钠氧化修复石油类污染土壤效果较好,考虑到实际场地后续利用的可行性,Fe~(2+)/过氧化钙/过硫酸钠的用量为1/2/5较为合适.     

玉米修复芘污染土壤的初步研究

采用60d室内盆栽试验,研究了玉米CT38(ZEAMAYSL.)对多环芳烃芘污染土壤的修复作用.结果表明,无论种植玉米土P系列、无植物对照土M系列(无植物且添加叠氮化钠的灭菌土)和对照土W系列(无植物未灭菌土)中芘的可提取浓度都随着时间的推移逐渐减少,种植玉米加快了土壤中可提取态芘浓度的下降.在芘处理浓度为10—100mg.kg-1的污染土壤中,种植玉米CT38的土壤中芘的去除率达81.9%—89.3%,分别比无植物对照土M系列和对照W系列中芘的去除率高67.5%—70.9%和26.2%—47.0%.玉米也可积累少量芘,但积累量所占芘去除量的比例不足0.3%,植物吸收不是芘去除的主要机理.种植玉米增强了土壤中脱氢酶和脲酶等酶活性,从而促进了植物-根圈微生物体系对芘的生物降解.     

植物对水溶液中乐果的降解及影响因素分析

通过气相色谱分析,建立浓度换算标准曲线,研究了三种水生植物水葱、香蒲和石菖蒲对水溶液中乐果的降解效果,并进一步探讨了水葱对乐果降解的动力学过程和各因素对乐果去除的贡献。结果表明,三种植物对乐果去除能力由大到小依次为:水葱,香蒲,石菖蒲。水葱10天内对乐果的去除率为58%,香蒲和石菖蒲组对乐果的去除率分别为39%和33%。乐果的自然降解和挥发、植物吸收和微生物降解作用对乐果去除的贡献率约为:20%、40%、30%。水体的pH升高能够加速乐果的降解,营养盐质量浓度的下降不利于植物去除乐果。     

蚯蚓驱动的滨海盐碱农田土壤中多环芳烃生物降解的机制研究

滨海盐碱地是中国重要的耕地资源,而人类活动等加重了滨海盐碱地的多环芳烃（PAHs）污染。微生物降解是去除土壤PAHs污染的重要手段。外源微生物的低环境适应性限制了其实际应用,诱导强化土著微生物原位修复具有重要意义。以较难降解的三环芳烃-蒽为多环芳烃代表,湛江市轻度滨海盐碱土为污染研究对象,赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）为受试生物,设置4组处理（灭菌对照,SS;灭菌土壤加蚯蚓,SE;自然对照,OS;自然土壤加蚯蚓,OE）。比较不同时间段各处理土壤中蒽的降解效率、理化性质和培养结束时土壤微生物群落结构,明确蚯蚓对粤西地区滨海农田土壤蒽降解的强化效果、降解功能微生物种群和关键环境因子的贡献率。结果表明：蚯蚓能够影响滨海盐碱土壤中蒽的降解,并且加速其降解。在OS中蒽降解率为40.7%,而SS中蒽的降解率仅为17.7%。土壤中蒽的降解以生物降解为主（23.0%）,而不是非生物降解（17.7%）。OE处理的降解效率最高为62.1%,SE处理的降解效率为50.4%。蚯蚓强化非生物降解和肠道菌群作用共同的效果（32.7%）高于蚯蚓强化土著微生物降解的效果（21.4%）。同时,蚯蚓影响了土...     

广州大坦沙污水处理厂挥发有机物的去除及其向空气中的排放

对广州大坦沙污水处理厂各工艺阶段污水中挥发性有机物(VOCs)的测试表明,进水中主要有害VOCs为苯系物和卤代烃;进水和出水比较,苯 甲苯、乙苯、二甲苯(合称BTEX) 的去除率接近100%,污水中几种主要卤代烃的去除效率范围为79%—89%.VOCs主要的去除作用发生在生物反应池,特别是厌氧阶段,本研究还对污水处理厂几种典型挥发有机物排放到周围空气中的量进行了理论估计,计算表明卤代烃进入空气中的比例高于BTEX.     

石油污染土壤的微生物修复及土壤微生物活性变化

为快速有效地测定石油污染土壤中功能性微生物的活性变化,分别以石油烃、正十六烷烃、多环芳烃为自定义碳源,应用Biolog法研究油污土壤生物修复过程中石油烃、烷烃、多环芳烃降解菌的代谢活性.结果显示,向油污土壤中投加混合降解菌群进行生物强化修复处理,可以有效去除土壤中的石油烃,修复13周土壤中石油烃去除率达到42.3%;生物刺激和自然修复对土壤石油烃的去除率分别为28.3%和20.5%.Biolog测定结果表明,生物强化法修复初期的土壤微生物群落对石油烃、烷烃两种碳源的代谢能力较强,而生物刺激法修复后期的土壤微生物群落对烷烃有较强的代谢能力;不同处理的土壤微生物群落比较偏好、利用率较高的碳源是石油烃,其次是烷烃,而对多环芳烃几乎不利用;土壤中石油烃、烷烃降解菌的活性越大,土壤微生物对石油烃的去除效率越高.上述研究结果说明,通过利用Biolog法测定土壤微生物活性变化可有效指示土壤中石油烃的去除效果.     

岩溶石灰土微生物丰度的影响因素及其指示意义

应用荧光定量PCR技术检测广西两种典型石灰土(黄色石灰土和红色石灰土)不同层位(0~10、10~20、20~40、40~60、60~80和80~100 cm)土壤细菌与真菌丰度的变化规律,以揭示影响土壤细菌、真菌丰度的关键因子并利用其剖面特征指示土壤质量。结果表明:细菌丰度与土壤类型呈显著正相关(F=4.413,P=0.041),与土层呈极显著正相关(F=7.225,P=0.000);真菌丰度与土壤类型在0.05水平上无显著相关性,与土层呈显著正相关(F=2.732,P=0.030)。RDA结果显示,土壤有机碳、全氮和速效磷对微生物丰度影响的解释率分别为31.8%、27.2%和21.1%,3种土壤因子累计解释率为80.1%,说明3种土壤因子是影响微生物丰度的主要因子。由于两种石灰土的微生物丰度受土壤有机碳、全氮以及速效磷等土壤因子影响显著,而研究区土层间土壤因子差异性强于土壤类型,所以微生物丰度表现出对土层的响应强于土壤类型。细菌丰度与土壤有机碳、速效磷、全氮的相关性强于真菌丰度,说明细菌对环境变化更为敏感,可作为指示土壤质量的指标。此外,细菌在石灰土土壤演化与养分循环过程中也具有重要作用。     

UV-254 nm活化过硫酸盐降解麻黄碱的影响因素和机理

采用UV-254 nm活化过硫酸盐高级氧化技术去除水中污染物麻黄碱(EPH),并研究了其降解动力学过程和降解机理.考察了过硫酸盐(PS)投加量、EPH的初始浓度、不同pH值及不同离子(HCO~-_3、NO~-_3、Cl~-)对降解效果的影响.结果表明,UV-254 nm活化过硫酸盐工艺能有效去除实验条件下的EPH,其氧化降解反应符合二级动力学方程.EPH去除率随着PS投加量的增加而增大.pH对降解反应有较大的影响,在pH=7的条件下,反应速率最快,表观反应动力学常数(k_(obs))为0.467 min~(-1).进一步研究表明,HCO~-_3、NO~-_3和Cl~-对EPH的降解都存在抑制作用,在相同浓度下,其抑制程度依次为Cl~- NO~-_3 HCO~-_3.通过UPLC-MS/MS鉴定了麻黄碱降解的中间体,并提出了可能的降解机理和转化途径.     

光伏产业清洗剂废水低温生物处理

光伏产业清洗剂废水冬季生物处理难稳定达标.操作参数调控与工艺的优化组合对微生物活性的提高及清洗剂废水稳定达标处理的实现具有重要意义.本研究通过实验室摇瓶试验以COD(Chemical Oxygen Demand)去除率、COD去除速率等为表征指标探究不同温度以及低温下p H、C/N(COD/NH_4~+-N)及处理工艺等对该废水生物处理效果的影响.结果显示,10℃下清洗剂废水生物处理效果受到明显抑制,21.5 h时COD去除率仅为49.7%,较30℃下降31.0%;偏碱性条件更利于该废水的处理.p H 8条件下COD去除率较p H为5.5时提高57.2%;初始C/N在8:1到32:1之间更利于该废水的处理.清洗剂废水在生物处理后期均出现降解停滞现象.进一步比较不同工艺下清洗剂废水的低温(15℃)处理效果,在15℃、p H 7-8和C/N 16:1条件下,相比活性污泥法,接触氧化法可将COD去除率提高7.5%左右;而两段式接触氧化法可将第二段处理中的COD去除率提高16.6%左右,最终出水达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)中的一级标准.本研究通过两段式接触氧化实现了清洗剂废水的有效处理,但是该废水的降解动力学及两段式接触氧化体系中的微生物低温降解机理还有待进一步的研究和验证.(图4表3参19)     

生态沟渠净化稻田排水动力学分析和生物相特征

本研究以太湖流域常见的菱角、水葫芦、梭鱼草、圆币草等水生植物和人工水草、塑料立体弹性填料为生态强化载体,构建"水生植物-载体生物膜-菌藻"复合型生态系统,研究了稻田排水中的氮、磷等营养元素的去除特性,构建氮、磷污染物的降解动力学模型,并调查了沟渠内"微生物-藻类"生物相特征.结果表明,生态沟渠运行期间,随着水稻进入不同的生长阶段,系统内氮、磷等营养元素的去除率都呈普遍下降趋势,总磷、氨氮、总氮、硝态氮平均去除率分别达到87.1%、92.3%、77.5%、88.6%,其中氨氮的去除率最高,化学需氧量(CODMn)的去除效果并不显著,各实验周期的污染物降解趋势均符合一级动力学降解模型.经生物相分析揭示:随着复合生态系统运行延续,系统内微生物、藻类的种类及Shannon-Weiner index等多样性指数呈不断增长趋势,表明复合生态系统水质改善后更适于多种类细菌与藻类生存与繁殖;复合生态系统中的菌、藻、水生植物及其表面附着的生物膜对污染物的去除具有协同作用,强化了生态沟渠的自净能力.     

喀斯特小流域石灰土硫形态和硫酸盐还原菌分布特征

用土壤硫形态连续提取和微生物学方法分析了石灰土中总硫、SO_4~(2-)、总还原态硫(TRIS)、有机硫含量以及硫酸盐还原菌(SRB)类群和数量,目的是阐明西南酸沉降地区土壤中硫化物积累和SRB的分布特征。有机硫是主要的硫形态,SO_4~(2-)是主要的无机硫形态。石灰土中检出脱硫叶菌属和脱硫弧菌属-脱硫微菌属类群。石灰土剖面中SRB数量与TRIS含量增大的深度对应SO_4~(2-)-S含量降低的深度,指示石灰土中存在SO_4~(2-)异化还原反应。石灰土较高pH值和较低的黏粒含量不利于SO_4~(2-)吸附,生物滞留后剩余SO_4~(2-)主要通过淋溶迁移出石灰土剖面。有机硫是石灰土中大气酸沉降输入SO_4~(2-)的主要硫滞留方式,在硫沉降输入通量显著降低后,石灰土中有机硫矿化在较长时期内可能导致大量SO_4~(2-)输入流域水体,与SO_4~(2-)淋溶输出有关的流域土壤和水体物理化学组成变化应予以关注。     

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）在两种微生物环境中的降解性能

以西安花园土和昆明农田腐殖土浸提液作为降解介质,对聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的降解行为和两种土壤中不同微生物对PBS的作用进行了研究.结果表明,PBS膜在昆明腐殖土中降解两个月后的质量损失达到42%,其降解效果大约是西安花园土的9倍.在花园土壤中,真菌对PBS的降解起着主要作用,而腐殖土中,放线菌对PBS的降解起着主要...     

多通道网状电极电化学预处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液

反渗透(Reverse Osmosis,RO)因出水水质好、运行成本低等优势常用于垃圾渗滤液的处理,但产生的RO浓缩液具有COD高、色度高、盐分高、难降解等特点,其处理存在效果差、能耗和成本均较高等问题.本工作采用氧化钌/氧化铱涂层电极(RuO2/IrO2-Ti)的钛网为阳极,以304不锈钢电极为阴极,设计制作了6通道的电化学反应器,通过电化学氧化处理RO浓缩液,研究考查了电流密度、循环流速、比电极面积等参数对COD去除效果的影响,分析了电化学氧化去除难降解有机物并同时脱盐的过程机理与能耗.结果表明,在电流密度32.89 mA·cm^-2,循环流速0.46 cm·s^-1,比电极面积65.10 m²·m^-3的条件下,电化学氧化处理RO浓缩液3 h,COD去除率可达68.0%,TOC去除率可达40.6%,脱盐率可达72.1%,去除单位质量COD能耗仅为常规的板状电极电化学反应器的25.5%.本工作可为垃圾渗滤液RO浓缩液的预处理提供新思路.     

有机磷酸酯阻燃剂降解方法的研究进展

有机磷阻燃剂(OPFRs)已取代溴代阻燃剂广泛应用于各行业,并很容易通过挥发、磨损等方式进入各环境介质中.目前,已在水体、土壤等环境介质中检测到了OPFRs的存在.本文总结了目前已有的OPFRs在环境中的降解方式,据其原理主要可分为化学法和生物法,化学法主要包含Fenton/类Fenton氧化法、紫外-双氧水法(UV/H2O2)、光催化法、过硫酸盐活化法和水解光解等,能够产生大量具有强氧化性的自由基(·OH、SO4·-等)破坏烃链使其降解.但该方法容易受到实际水体中的复杂成分影响,导致效果降低.生物法则是利用不同的细菌将OPFRs作为碳源或磷源在生长过程中将其消耗或和微生物体内的特异性酶发生酶促反应从而降解.通过总结归纳目前OPFRs的降解方法,了解现有方法存在的优点和缺点,为高效去除OPFRs提供理论基础.     

苯噻菌酯在土壤中的降解、吸附和迁移特性

采用室内模拟试验方法,研究了苯噻菌酯在东北黑土、江西红壤和南京黄棕壤中的降解、吸附和迁移特性.结果表明,苯噻菌酯在3种不同土壤中的降解顺序为东北黑土南京黄棕壤江西红壤,半衰期分别为32.8、37.9、51.7 d,属于中等降解农药.随着土壤含水量(20%—80%)增加,苯噻菌酯的降解速率加快.苯噻菌酯在灭菌土壤中降解速率明显减慢,渍水条件下降解速率加快,说明土壤中微生物,特别是厌氧微生物是影响苯噻菌酯降解的重要因素.此外,土壤中有机质和氧化物能促进苯噻菌酯的降解.3种土壤对苯噻菌酯的吸附均较好地符合Freundich方程,吸附系数Kd值分别为171.33、102.41和135.89,属于较易吸附农药.苯噻菌酯在土壤中移动性较差,属于难淋溶农药.     

催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中难降解有机物的研究

研究了Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Cu(Ⅱ)作用下,均相催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中高浓度的腐殖质.分析催化剂用量、溶液pH值对腐殖质催化臭氧氧化降解的影响.结果表明,与单纯臭氧氧化比较,催化臭氧氧化对UV254和色度去除率无明显改善,但可明显提高以TOC和CODCr表征的有机物去除率;当投加催化剂过量时,以TOC和CODCr表征的有机物去除率虽降低,但仍有促进作用.但Fe2 的过量投加将明显抑制UV254和色度的去除效果.在碱性条件下,催化臭氧氧化法具有更好的去除效果.三种催化剂催化效果为Cu(Ⅱ)＞Mn(Ⅱ)＞Fe(Ⅱ).采用Cu(Ⅱ)催化臭氧氧化处理实际渗滤液生化处理出水,对CODCr,色度和UV254都显示出较好的去除效果.     

粉煤灰渗滤系统处理城市非点源污染物效果评估

对粉煤灰介质渗滤系统处理城市非点源污染物的效果进行了研究.吸附实验表明粉煤灰对氨氮和磷酸盐具有良好的吸附能力.渗滤系统对雨水径流污染处理采用室内小试的方式进行,在70 d内共模拟33次雨水负荷,期间渗滤装置对溶解有机碳(DOC)的平均去除率为88.1%,总氮(TN)的平均去除率为41.0%,氨氮(NH0-N)平均去除率为95.5%,总磷(TP)去除率为81.0%,符合城市非点源污染控制的实践要求.污染物去除主要以吸附过程为主,有机物、氨氮、磷的去除主要发生在渗滤柱表层的0—10 cm,硝化-反硝化主要发生在0—40 cm之间.滤层高度可以从130 cm适当减小为100 cm.吸附动力学表明粉煤灰对氨氮的吸附在3 h达到平衡,对磷酸盐的吸附平衡时间为6 h.微生物对渗滤系统的影响需要进一步研究,随着运行时间的延长,微生物效应将得以体现,污染物的去除效果可能会进一步提高.     

双塞头固定化细胞反应器降解TCE

为探究固定化细胞对三氯乙烯(TCE)的生物降解特性及机理,以优选的活性炭纤维为固定化材料,构建双塞头固定化细胞反应器;利用填埋场覆盖层富集筛选的高效混合菌SWA1为生物介质开展细胞固定化及TCE生物降解研究;运用扫描电镜,荧光定量PCR和高通量测序技术分别考察TCE降解前后固定化微生物微观结构、关键酶表达丰度和混合菌群落结构变化.结果显示:(1)该固定化细胞反应器对微生物具有良好的固定化效果,且微生物可维持较高活性(甲烷氧化速率为0.6μmol g~(-1) d~(-1));(2)在TCE初始浓度为18 mg/L时,反应1 d降解率为94.1%,降解过程中有8.7μmol有机氯转化为氯离子;(3)反应器中TCE降解关键酶为甲烷单加氧酶和苯酚羟化酶,TCE降解后优势菌属为Anaerolineaceae_unclassified(0.6%-19.9%)和甲基孢囊菌属Methylocystis(0-15.8%).该双塞头固定化细胞反应器能高效去除氯代烃类污染物,可为含氯有机废水高效生物治理的工程应用提供参考.