九龙江流域丰枯水期表层水体氮污染特征及其来源解析

为探明九龙江流域表层水体氮污染分布特征及其污染来源,于2020年7月(丰水期)和2021年1月(枯水期)开展九龙江全流域表层水体多点多断面原位观测,利用正定矩阵因子分析模型(positive matrix factorization, PMF)对不同水期全流域表层水体氮污染来源及贡献率进行解析,耦合相关性统计分析方法研究不同水期流域表层水体氮污染的关键驱动因子。结果表明,九龙江流域表层水体氮污染存在明显的水期分异特征,ρ(TN)为0.72～13.14 mg·L^-1,丰水期ρ(TN)为1.39～10.95 mg·L^-1,枯水期为0.72～13.14 mg·L^-1。硝态氮(NO₃^--N)、氨氮(NH₄⁺-N)、亚硝态氮(NO₂^--N)和溶解性有机氮(DON)浓度均表现为丰水期大于枯水期,但颗粒态氮(PN)浓度则表现为枯水期大于丰水期。丰水期氮污染以NO₃^-     

三亚河营养盐时空分布及富营养化研究

为了解三亚河营养盐污染状况,于2018年6月—2019年5月对三亚河流域进行逐季调查,分析水体中氮磷营养盐的时空分布特征及影响因素,评估河流富营养化状况,并进一步估算三亚河营养盐入海通量.结果表明,三亚河水体中营养盐浓度季节变化显著,三亚河水体中DIN的浓度范围为0.028—2.096 mg·L^-1,平均浓度为(0.700±0.279)mg·L^-1,冬季>秋季>夏季>春季,NO₃^--N和NH₄⁺-N是水体中DIN的主要存在形式.DIP浓度范围为0.007—0.442 mg·L^-1,平均浓度为(0.140±0.066) mg·L^-1,夏季>春季>冬季>秋季.空间分布上,N、P营养盐均呈现出上游及入海口河段浓度低,中下游河段浓度高的特点.河段环境特征、人为活动、降雨、潮汐作用是影响三亚河营养盐分布的主要因素.综合富营养盐指数(EI)结果显示,各季节三亚河上游及入海口河段均处于中富营...     

硝酸钙投加频次对污泥生物调理效果的影响

在接种了反硝化菌的剩余污泥中投加硝酸钙药剂,利用反硝化菌消耗NO₃^-进行反硝化作用去除污泥中易生物降解的有机物,利用Ca²⁺的中和、架桥作用,改善污泥的脱水性能.固定NO₃^-总投加浓度为100 mg·g^-1 TS,在6 d的时间内,按1次、2次、3次、6次的投加频次向污泥中投加硝酸钙.结果表明,1次投加对污泥脱水性能的提升最显著,较对照组而言,污泥CST降低了65.0%,SRF降低了73.2%,污泥脱水性能明显改善;投加硝酸钙后,污泥胞外聚合物中蛋白质含量大幅降低,S层、L层蛋白质分别从13.47 mg·L^-1、11.66 mg·L^-1降低至0.52 mg·L^-1、1.43 mg·L^-1;投加硝酸钙的污泥Zeta电位更趋于电中性.研究还发现,一次性投加硝酸钙产生了更多NO₂^-,有利于污泥结合水,即微生物细胞质的释放.释放出的有机碳被反硝化菌用作碳源,又增强了反硝化效果,从而促进了污泥EPS的破坏与降解,从而改善了污泥的脱水性能.     

低碳氮比废水好氧颗粒污泥系统稳定性及微生物种群多样性研究

低碳氮比(C/N)废水处理是含氮废水处理中的难题之一.本实验在C/N为4:1和2:1(COD和NH₄⁺-N浓度分别为400 mg·L^-1和100 mg·L^-1,400 mg·L^-1和200 mg·L^-1)条件下,考察好氧颗粒污泥系统对低碳氮比废水的处理效果、长期运行稳定性,研究C/N对好氧颗粒微生物结构变化的影响.研究结果表明,在C/N为4:1的废水中接种活性污泥培养好氧颗粒污泥,形成的颗粒沉降性能良好,MLSS为4.94 g·L^-1,SVI30为40 mL·g^-1,COD去除率90%以上,氨氮去除率接近100%.降低碳氮比,即C/N为2:1后,好氧颗粒的物理及硝化性能无明显变化,MLSS为11.38 g·L^-1,SVI₃₀/SVI₅维持在1左右,COD去除率大于85%,氨氮去除率98%.碳氮比降低使颗粒微生物多样性减少,其中陶厄氏菌受影响较小,而硝化功能菌出现更替:噬氢菌、食酸菌、里德拜特氏菌消失,鞘氨醇单胞菌、束缚杆菌等成为优势菌种.实验表明,该低碳氮比条件下好氧颗粒污泥系统能够稳定运行,且具有优良的处理性能.     

活性污泥-悬浮生物膜系统处理低C/N污水深度脱氮性能

通过农业废弃物玉米芯悬浮生长生物膜的载体,构建了活性污泥-悬浮生物膜混合系统,以SBR工艺运行方式对低浓度低C/N污水的深度脱氮性能进行了研究.探究了挂膜启动阶段系统脱氮效果;在工艺稳定运行后,考察了温度、HRT、DO、进水C/N、进水pH等参数对工艺脱氮性能的影响.经过24 d挂膜后,结合污染物去除情况及镜检显示生物膜挂膜成功.运行结果表明,以预处理后的生活污水作为模拟原水,控制反应温度为26—30℃,HRT=8 h,COD/TN为(4.0±0.1),DO=(2.2±0.1) mg·L^-1,进水pH=(8.0±0.1)的条件下,系统达到最佳运行条件,COD、NH₄⁺-N、TN平均去除率分别为70.2%、94.8%和80.8%,平均出水COD、NH₄⁺-N、TN浓度分别为14.89 mg·L^-1、0.57 mg·L^-1和2.40 mg·L^-1.好氧阶段DO浓度对TN去除率有一定的影响,当好氧阶段DO浓度为(2.2...     

电极生物膜自养脱氮系统中的电化学作用

设计构建三维电极生物膜反应器,成功启动后稳定运行,在全自养条件下能较好地处理低碳氮比含氮废水.结果表明,在进水不含有机碳源,电流强度为30 mA,电流密度为0.012 mA·cm-2,运行周期24 h的实验条件下,反应器处理进水氨氮浓度为30 mg·L-1的废水时,氨氮转化率达到了90.3%,总氮去除率为70.0%;处理进水硝态氮浓度为30 mg·L-1的废水时,硝态氮去除率达到了82.7%.在考察电极生物膜反应器脱氮性能的同时,探讨系统中纯电化学作用的脱氮能力.结果显示电极生物膜处理氨氮废水的系统中,纯电化学脱氮作用为系统总脱氮能力的10%左右;而处理硝态氮废水的电极生物膜系统中,无电化学还原去除NO-3-N作用.     

阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化降解毒死蜱

以空气扩散阴极、纯铂阳极和紫外灯构建了阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化的体系,并系统地研究了电流密度、阳极SO42-浓度以及毒死蜱初始浓度对毒死蜱降解效果的影响.结果表明,当阴极/阳极的电流密度为45/450 mA·cm^-2,阳极SO42-浓度为1.0 mol·L^-1,毒死蜱初始浓度为25 mg·L^-1时,反应60 min后毒死蜱降解率可达99%.对阴极产物的红外分析结果表明,毒死蜱降解后结构中的吡啶环和PS被破坏,产生亚硝氮和正磷酸盐,毒性得到减弱.通过对比阴阳极成对耦合紫外光复合体系与阴极耦合紫外光复合体系、阳极耦合紫外光复合体系的电流效率,发现阴阳极成对耦合紫外光复合体系的电流效率是阴极耦合紫外光复合体系的2倍,是阳极耦合紫外光复合体系的4倍.     

g-C3N4-MoS2/WSe2自偏压系统构建与不同类型污染物同时去除性能研究

由于工业化进程的不断推进,染料与重金属废水被非法排入自然水体,水体污染问题日益严峻.为实现两种污染物的同时去除,本文通过调控合成MoS₂/WSe₂（MW）异质结复合催化材料,提高其催化活性.黑暗条件下,以MoS₂、WSe₂以及MW为阳极材料,g-C₃N₄为阴极材料组建自偏压燃料电池系统,实现在降解有机染料的同时,去除水体中的重金属离子.通过调控参数,探究影响染料与重金属去除的因素.研究表明,影响重金属和有机染料去除效果的因素有pH、电解质溶液浓度、重金属溶液浓度.当溶液pH=5,电解质溶液浓度为0.1 mol·L^-1,铜离子浓度为4 mg·L^-1时,重金属的去除率为64.3%.当溶液pH=5,电解质溶液浓度为0.2 mol·L^-1,铜离子浓度为2 mg·L^-1时,有机染料罗丹明B的去除率为99.5%.该系统在无外加光照条件下,实现不同类型污染物同时去除,并产生约240 ...     

Co-Cu双金属氧化物活化过一硫酸盐去除水中磺胺甲噁唑

采用钴铜双金属氧化物(Co-Cu)为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的磺胺甲噁唑(SMX).使用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌和元素组成进行表征.考察了催化剂和PMS浓度、无机阴离子和富里酸(FA)对Co-Cu/PMS体系降解SMX的影响.结果表明,当pH为7.0时,在催化剂用量为50 mg·L^-1,PMS浓度为0.5 mmol·L^-1条件下,50 mg·L^-1的SMX在30 min内去除率为95.6%,增加PMS浓度或提高催化剂用量均可加快SMX的降解速率.水中FA与HCO₃^-对SMX的去除率有一定的抑制作用,而Cl^-和SO₄^2-对反应无影响.淬灭实验与电子顺磁共振(EPR)结果显示,硫酸根自由基(SO₄^·-)和单线态氧(¹O₂)为Co...     

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.     

多孔钛板负载Pd-Cu催化还原水中硝酸盐氮的研究

研究了多孔钛板负载Pd-Cu(1:1)催化剂作为阴极,利用电化学反应器脱除水中的硝酸盐氮,在pH值为6.4,电极板的电流密度为2.3mA·cm-2的条件下,以0.1g·1-1无水硫酸钠作为支持电解质,反应4h后,硝酸盐氮的去除率可以达到36%,出水浓度已接近饮用水标准,然而在此催化剂负载比例下对副产物氨氮的选择率非常高.反应在300mA,pH值为6.4时脱硝效果最高.在合适的浓度下,NO3-占优势地位,受竞争吸附影响小,同时电极板吸附位未达到饱和时,电催化反硝化反应符合表观一级反应动力学.另外,溶液的传质对反硝化没有显著影响;进水口的外露形成的水流跌落有利于NH3的逸出,反应溶液中的NH4 -N副产物减少,但是硝酸盐氮的去除效果受到影响.     

膜生物反应器（MBR）处理不同浓度高硫酸盐有机废水污泥性质和膜污染研究

针对食品加工过程中产生的高SO₄^2-的高浓度有机物废水,采用膜生物反应器(MBR)工艺对其进行处理研究,分别考察了1.6%和2.6%SO₄^2-浓度下反应器运行性能、污泥性质和膜污染变化情况.经过110 d的运行时间对比发现,1.6%SO₄^2-浓度下MBR获得的最大有机负荷为1.0kg·(m³·d)^-1 COD,其化学需氧量(COD)、氨氮和总氮的去除率分别为97.2%、92.5%和89.5%.2.6%SO₄^2-浓度下微生物受到的抑制更强,其获得的最大有机负荷仅为0.5 kg·(m³·d)^-1 COD,其COD、氨氮和总氮的去除率分别为96.3%、82.6%和80.7%.此外,SO₄^2-浓度为1.6%的反应器在更高的膜运行通量下,膜污染速率反而比2.6%系统更慢.进一步分析其污泥性质发...     

垃圾渗滤液生化出水电化学处理技术

以垃圾渗滤液生化出水为研究对象,利用Ti/RuO_2阳极、铁网双极电极及Cu-Zn阴极组成的Ti/RuO_2-Fe-Cu/Zn电化学体系进行电化学降解研究,讨论了电流密度、氯离子浓度和初始pH值对反应的影响及双极电极的作用.研究结果表明,当电流密度为100 m A·cm-2、初始氯离子浓度为2840 mg·L-1及初始pH值为8.5时,污染物的降解效率最高,电解4 h时,CODCr、NH+4-N、TN和TOC的去除率可分别达到94.12%、99.55%、94.17%和61.65%;在Ti/RuO_2-Fe-Cu/Zn电化学体系中,铁网电极的存在不仅可以强化有机物去除,并且可以有效抑制硝酸盐的积累,提升TN的去除能力;三维荧光分析表明,电解3 h,类蛋白质类物质和类腐殖质类物质荧光强度分别降低53.41%和71.02%,有机物矿化度升高.     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子沉降特征

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_2.5的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_2.5的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_2.5中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_2.5样品,分析并计算PM_2.5中Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg2⁺、Ca2⁺、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_2.5中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^-3)>夏季((23.16±8.75)μg·m^-3).其中SO₄^2-和NO₃^-浓度和占PM_2.5主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO₃^-和SO₄^2-垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_2.5的沉降特征有明显影响.     

紫外/过二硫酸盐对组胺H2受体拮抗剂的降解特性及自由基模拟

研究了基于硫酸根的高级氧化技术UV/过二硫酸盐(UV/PDS)对水体中组胺H₂受体拮抗剂(HRAs)的降解,并选取HRAs中的典型物质西咪替丁(CMTD)为目标污染物.采用竞争动力学方法得到了HRAs和·OH及SO₄-·反应的二级速率常数,k_·OH/HRAs为(2.8—14.6)×10⁹ L·mol^-1·s^-1,k_SO4^-·/HRAs为(0.81—8.10)×10⁹ L·mol^-1·s^-1.研究在实验基础上建立了UV/PDS的自由基拟稳态模型,模拟结果表明,UV/PDS对污染物的降解,其间接光解起主要作用,体系中·OH和SO₄^-·是间接光解的主导自由基.在(0.1—0.5) mmol·L^-1 PDS投加量下,·OH和SO₄^-     

内蒙古典型旱区盐湖盆地浅层地下水污染风险评价

为明晰内蒙古阿拉善盟吉兰泰盐湖盆地浅层地下水污染特征及评估地下水饮水安全风险等级,采集了盐湖盆地研究区土壤表层(0—10 cm)样品56个,地下水样品127个,检测分析土壤中重金属元素Cu、As、Pb含量及水样中Cr、Hg、As、F^-、NO₂^-、NO₃^-含量.运用地下水风险评价概念模型,将地下水脆弱性、地下水污染物容量及土壤毒性污染物潜在生态危害评价有机结合,对地下水污染风险展开评价.借助ArcGIS软件进行克里格插值绘图,探析盐湖盆地浅层地下水风险的空间分布特征.结果表明:盐湖盆地地下水脆弱性指数范围为4.80—5.30属于中等脆弱性,吉兰泰盐湖东南部和吉兰泰镇西北部脆弱性高于其他区域;地下水样品中重金属Hg的含量在《地下水质量标准》中Ⅲ类水水质标准范围内,其他元素均有超标现象,其中F^-超标率最高,为62.20%,Cr、As、F^-、NO₂^-、NO₃^-     

Fe2+耦合热活化过硫酸盐降解土壤中四溴双酚A

有效降解和去除土壤中四溴双酚A(TBBPA)是土壤环境化学研究热点.本文研究了Fe²⁺耦合热活化过硫酸盐体系(Fe²⁺/热/PS)对土壤中TBBPA的降解,并考察温度、Fe²⁺始浓度、PS浓度、初始pH值、无机阴离子(Cl^-、HCO₃^-)浓度以及金属离子(Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺)浓度的影响.结果表明,Fe²⁺/热/PS降解TBBPA的效果远高于同等条件下单一热活化和Fe²⁺活化的情况;提高温度和PS浓度能够促进土壤TBBPA的降解;而过量的亚铁离子会导致TBBPA去除率下降,Fe²⁺与PS的最佳摩尔比为0.5:1;Fe²⁺耦合热活化PS体系具有较宽的pH应用范围,在酸性条件下更有利于降解;温度55℃、Fe²⁺浓度25 mmol·L^-1、PS浓度50 mmo...     

高效离子色谱脉冲安培法同时测定饮用水中痕量硫化物及氰化物

本文建立同时分析饮用水中痕量硫化物及氰化物方法,优化后的离子色谱条件:Thermo Scientific Dionex IonPac^TM AS7(2 mm×250 mm,Analytical),100 mmol·L^-1 NaOH-250 mmol·L^-1 NaAc为淋洗液,流速0.3 mL·min^-1,柱温30℃,工作电极为Ag金电极,参比电极为Ag/AgCl参比电极,波形:S/CN标准电位波形,检测器箱温控30℃.结果表明,采用该方法、稳定性良好,连续进样5针,RSD均小于0.28%;标曲线性关系良好,R≥0.9992;方法灵敏度高,硫化物0.05μg·L^-1,氰化物0.16μg·L^-1,检测结果准确,加标回收均大于91.2%,故本方法适用于饮用水中硫离子及氰根定量分析.     

表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)辅助合成Bi2MoO6光催化剂协同PMS降解AO7

采用CTAB辅助水热法合成钼酸铋(Bi₂MoO₆,BMO)微球,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS),在可见光下降解废水中的偶氮染料金橙Ⅱ(AO7).利用X射线衍射(XRD),傅里叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)对催化剂进行了表征,并通过降解实验测试其催化性能.结果表明,合成的催化剂具有良好的吸附、催化降解AO7的性能.在中性条件下,催化剂投加量0.3 g·L^-1,AO7浓度0.1 mmol·L^-1,PMS浓度1 mmol·L^-1,可以在30 min内完全降解AO7.研究了催化剂含量、pH、共存阴离子等对AO7降解效果的影响.通过自由基消除实验,探索了0.10CTAB-BMO/光/PMS体系中存在的活性物种(h⁺、·O₂^-、¹O₂、·OH和SO₄...     

UV/H2O2对盐酸林可霉素的光催化降解及生物毒性分析

本文以盐酸林可霉素(LCM)为研究对象,探究其在UV/H₂O₂降解作用下的降解情况,探讨了H₂O₂浓度、初始pH值和有机物等影响因素对LCM的影响及机制.实验结果表明,当H₂O₂浓度为50 mg·L^-1,pH=7.3,LCM浓度为10 mg·L^-1,反应30 min后,LCM去除率达到98%,且反应过程遵循准一级动力学.利用高效液相色谱串联飞行时间质谱仪(LCMS-TOF 5600+)鉴别出其在UV/H₂O₂降解过程中主要产物的分子结构式,进而推导出可能的降解路径.利用TEST对降解过程中的产物进行毒性预测,结果表明,中间产物的毒性高于母体,对水质安全保障造成潜在风险.