光照对底泥中氮、磷动态变化的影响研究

采集大亚湾底泥,在室内模拟0~23 W不同光照条件,研究其对沉积物中氮、磷释放的影响,得出如下结论:光照主要是通过浮游植物和藻类的光合作用来影响上覆水p H及其他物理化学性质,从而影响上覆水中氮、磷的赋存形态。当水体中营养盐的浓度充足时,光照能够明显加强水体富营养化的程度。     

杏子河沉积物中石油污染物释放实验研究

以延安市安塞县境内杏子河中游主河道水体沉积物为研究对象,研究石油类污染物对上覆水体的二次污染规律。研究表明,在实验条件下,沉积物中石油污染物达到释放平衡的时间为16~18 d,上覆水体二次污染的质量浓度分别达到2.8 mg/L和3.5 mg/L;通过释放前后沉积物的石油含量对比发现,沉积物表层10 cm厚度对水体的污染贡献最大,是造成水体二次污染的主要源头。根据沉积物组分分析,杏子河沉积物中共检测出11种烷烃,7种多环芳烃。通过释放前后峰面积比较发现,碳原子数在12和17之间的烷烃容易进入水体,成为杏子河石油污染物的主要组成部分。另外,杏子河多环芳烃污染的主要组份是苊、芴、异丙基萘、菲、蒽、苯并[a]芘。     

昆明地区双酚A的多介质环境归趋研究

采用修正后Ⅰ级多介质逸度模型研究了典型内分泌干扰物双酚A(BPA)在昆明地区各环境介质间的分配行为。结果表明,4个主要环境介质对BPA的容纳能力由大到小为土壤(逸度容量Z=1.53×109mol/(m3·Pa)、沉积物(Z=5.50×108mol/(m3·Pa))、水体(Z=1.42×105mol/(m3·Pa))、大气(Z=2.41×10-2mol/(m3·Pa))。昆明环境中残留的BPA主要存在于土壤中,约占总量的55.02%;虽然水体对BPA的容纳能力远低于土壤和沉积物,但废水排放是BPA的主要环境来源,因此,水体中残留BPA仍占较高比例(18.94%);环境残留的BPA在沉积物中的分配比例约占26.01%;而在大气中分配比例几乎可忽略,仅占0.03%。介质间迁移过程主要为水体向沉积物的迁移,因此,Ⅰ级多介质逸度模型可以描述和预测BPA在昆明地区各主要环境介质中的环境归趋。     

黑土对四溴双酚A的吸附热力学特征

为了探明四溴双酚A(TBBPA)在黑土中的吸附行为,采集吉林松源农田表层(0~20 cm)的黑土样品,研究了p H值、离子强度(Ca Cl2)、温度等条件对黑土吸附0.1~10 mg/L TBBPA的影响。结果表明,TBBPA在黑土中的吸附过程可以分为快速吸附阶段(0~4h)和慢速吸附阶段(4~48 h),并于48 h时达到吸附平衡。Linear方程(R2大于0.940)能更好地描述黑土对TBBPA的吸附过程。p H值、离子强度和温度对TBBPA在黑土中的吸附都有明显影响,黑土对TBBPA的吸附量随p H值增加而减小,随离子强度增加而增大,随温度升高而减小。15℃、25℃和35℃时的自由能变分别为-7.77k J/mol、-10.54 k J/mol和-15.20 k J/mol,表明TBBPA在黑土中的吸附属于物理吸附,是放热反应,而且自由能变为负值表明吸附反应能自发进行。     

碳纳米管对水中低浓度红霉素的吸附特性研究

采用多壁碳纳米管对自然水体中低浓度红霉素进行吸附试验,测定了其动力学曲线和吸附等温线,并计算了热力学参数,考察了p H值、离子强度和腐殖酸对吸附过程的影响。结果表明:碳纳米管对红霉素的吸附在前40 min为快速吸附阶段,200 min时基本达到吸附平衡,动力学曲线符合准二级动力学模型;Freundlich模型能够更好地拟合吸附试验数据,热力学参数表明多壁碳纳米管对红霉素的吸附为自发吸热过程;吸附活化能Ea表明多壁碳纳米管与红霉素之间的强吸附作用是以化学吸附为主的过程,碳纳米管表面含氧官能团含量决定平衡吸附量;离子强度对吸附有明显的影响;p H值在5~9时,提高溶液p H值有利于提高对红霉素的吸附量;适量的腐殖酸使碳纳米管对红霉素的吸附量显著增加。     

一株DDT降解菌的鉴定及其生物学特性

利用DDT为唯一碳源筛选、纯化得到DDT降解菌株DT1,通过形态特征、生理生化特性及系统发育分析鉴定为假单胞菌属细菌(Pseudomonas sp.)。通过单因子试验及差异显著性分析得到菌株DT1的最佳生长条件为37℃、初始p H值8.0、DDT初始质量浓度20mg/L、最适Na Cl质量浓度1 mg/L。通过正交试验优化菌株DT1的降解能力,最优方案为温度37℃、p H值9.0、DDT初始质量浓度30 mg/L,可将DDT降解率提高到60.85%。影响其降解能力的环境因素从主到次依次为温度、p H值、DDT初始质量浓度。     

沉积磷在不同pH水平下的释放与转化规律

为了探讨沉积磷在不同pH条件下的转化及释放行为,有效控制内源磷向水体释放,一定程度上缓解因内源污染导致的水体富营养化问题,采用室内模拟的方法,考察了pH值对沉积物中不同形态磷元素释放与转化的影响.实验研究了在不同pH水平下,沉积物中内源磷的相互转化及向水体释放的总磷(TP)、总溶解磷(TSP)、溶解反应磷(SRP)、总反应磷(TRP)、溶解水解磷(SHP)等5种形态磷的含量.结果表明,受试沉积物样品TP含量为760 mg/kg,属于中等富营养化水平; pH值是影响内源磷释放的重要因素,pH在5～9之间,沉积物中5种形态磷的释放水平较低; 酸性范围内,pH=3的极端酸性条件下,沉积磷释放量最大,在连续38 d的释放时间内,TP最大释放量可达1.47 mg/kg; 在pH=11的极端碱性条件下,能大幅提高沉积磷的释放量,其中TP释放量最高达14.27 mg/kg; 对于同一pH值,除SHP外 ,其余4种形态磷的释放量随时间的变化趋势大体一致,不同pH值对沉积磷形态含量之间的转化影响不明显; SHP受沉积物吸附表面积动态变化影响较明显.     

磺胺抗生素在河流沉积物中的吸附特性研究

地表水环境是抗生素污染物的重要汇。磺胺类抗生素是地表水环境中重要的抗生素类污染物,对生态系统及人类健康构成严重威胁。磺胺类抗生素在水-土界面的迁移、扩散研究对维护水环境及人类健康有重要意义。采用OECD Guideline批量平衡法,通过对磺胺嘧啶(SD)在河流沉积物中吸附过程、吸附机理及不同阳离子影响的研究,探讨了SD在水-土界面的环境行为。结果表明,SD在各断面沉积物中的吸附动力学过程均最适于用Elovich方程描述。SD在各断面沉积物中的吸附行为最适宜用Freundlich方程描述。SD在沉积物中的吸附量与沉积物的有机质质量比及阳离子交换量显著相关(p0.05)。不同价态阳离子的竞争吸附能力为价态越高,竞争能力越强,从小到大为M+(Na+、K+)、M~(2+)(Ca~(2+)、Mg~(2+))。     

太湖水动力扰动对有机物释放影响的试验

为了解浅水湖泊在不同水动力扰动下水体营养盐及有机物释放量的变化,在实验室进行了连续长时间的不同风浪条件下水土界面扰动试验,以确定不同风速引起的沉积物再悬浮对水体有机物的影响。结果表明,扰动促进了沉积物中颗粒态有机质(POM)的再悬浮,但随扰动强度加大,颗粒物中有机质的比例反而降低,而溶解态营养盐及有机质并未受到明显影响。利用三维荧光光谱(EEMS)并结合平行因子分析法(PARAFAC)解析有机物(DOM)的荧光特征,共识别出2类5个荧光组分,分别为类蛋白荧光组分C1(280 nm,322 nm)、C3(235 nm,353 nm)、C5(270 nm,300 nm)和类腐殖质荧光组分C2(275 nm,383 nm)、C4(260 nm/335 nm,443 nm)。在试验过程中类蛋白组分所占比重接近80%,表现出明显的内源释放特征。同时,a355在对照组和试验组也无显著差异。研究表明,不同水动力扰动促进颗粒态有机物再悬浮,但对溶解态有机质的浓度和组分变化影响并不显著。此次室内模拟试验是水体有机物对水动力扰动响应的初步研究,原位观测需考虑更多影响因子。     

重庆园博园龙景湖水体中无机硫分布特征及有机质的影响

龙景湖是一个新建的人工深水湖,夏秋季节由于H2S等产生的黑臭问题严重阻碍了园区的发展。对龙景湖沉积物、孔隙水和上覆水的无机硫、有机质进行了研究。结果表明:上覆水和孔隙水中硫酸盐(SO2-4)质量浓度分别为10.20~76.87 mg/L、7.13~20.45 mg/L,总有机碳(TOC)质量浓度分别为89.00~164.08 mg/L、12.81~116.20 mg/L,上覆水中溶解性硫化物质量浓度为16.32~64.21 mg/L;沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)质量比为100.90~311.83 mg/kg,铬还原硫化物(CRS)质量比为106.01~471.53 mg/kg,元素硫(ES)质量比为57.87~351.63 mg/kg。上覆水中SO2-4和S2-沿深度方向分别增加和减少,沉积物中3类还原态硫(AVS、CRS、ES)沿深度方向均先增加后减少,且质量比从大到小为CRS、AVS、ES。上覆水中TOC充足,SO2-4(X)与TOC(Y)的质量浓度成反比(Y=-0.637X+147.73),SO2-4是硫酸盐还原过程的控制因素;孔隙水中SO2-4与TOC的质量浓度成正比(Y=3.1385X+14.061),TOC含量和生物有效性为SO2-4还原过程的控制因素。研究表明,原龙景水库、凌云桥等位置SO2-4还原性最强,是湖水夏秋季节产生黑臭问题的潜在位置。     

重金属在淀山湖沉积物上的吸附研究

本文以淀山湖沉积物作为研究对象 ,研究了 Cu、Zn、Pb和 Cd在淀山湖沉积物上的等温吸附和沉积物对重金属吸附的影响因素。结果表明 ,重金属 Cu、Zn、Pb和 Cd在淀山湖沉积物上的等温吸附符合 L angmuir模型 ,淀山湖沉积物对重金属饱和吸附量的大小顺序为 Zn>Cu>Pb>Cd。淀山湖沉积物的组成对重金属吸附有较大的影响 ,其中沉积物中粘粒对 Cu、Zn、Pb和 Cd的吸附最强。沉积物中有机质对 4种重金属也有较强的吸附 ,特别对 Zn的吸附最强。碳酸盐对 Zn的吸附较弱 ,而对 Cu、Pb和 Cd有较强的吸附。 p H值对重金属吸附也有较大的影响 ,吸附量随着 p H值的升高而增大。温度对吸附的影响则较小     

释氧复合剂的制备及其性能研究

以过氧化钙(CaO2)为氧源、活性炭颗粒(GAC)为填充材料、聚乙烯醇(PVA)为包埋载体,制备了一种新型释氧复合剂(简称复合剂)用于沉积物修复。通过复合剂释氧试验,分析了PVA质量分数、CaO2和GAC比例、GAC粒径及固化温度对复合剂释氧过程的影响,并对复合剂在沉积物存在条件下的释氧效果进行了研究。结果表明:复合剂能够满足沉积物氧消耗(SOD)需求,PVA包埋及GAC的添加能有效控制CaO2与水的反应速率,延长释氧时间。含混合粒径GAC的复合剂释氧过程相对稳定,释氧时间为粉末态CaO2的6倍,固化温度为60℃时能使PVA获得更好的包埋效果。在沉积物模拟复氧试验中,当复合剂投加量为200 g/m2时,30 d内上覆水溶氧维持在1.3 mg/L以上,氧化还原电位(ORP)由-116mV上升至144 mV。这表明复合剂能显著改善沉积物表面溶氧状态,提高沉积物-水界面氧化还原电位,有利于水体自净。     

贵州西部煤矿区不同类型河流沉积物重金属含量及生态风险评价

通过对典型煤矿区的河流表层沉积物进行调查与采样分析,探讨不同类型河流沉积物重金属质量比的变化及对水生态环境的影响。结果表明,受矸石堆场排水、矿井排水和洗煤排水的影响,煤矿区污染河流的沉积物可分为砂质沉积物、黄色泥质沉积物和黑色泥质沉积物。黄色泥质沉积物中Fe、Cd、Hg的平均质量比分别是黑色泥质沉积物的4.46倍、2.19倍、1.59倍,是砂质沉积物的2.36倍、2.43倍、1.59倍;而黄色泥质沉积物中Cr的平均质量比分别是黑色泥质沉积物和砂质沉积物的1.20倍和8.5%;黄色泥质沉积物中Pb、As的平均质量比分别是黑色泥质沉积物的22.62%和45.85%,是砂质沉积物的47.21%和88.84%。3种沉积物之间Fe和Pb的平均质量比差异较大,其次为Cd和As,再次为Hg、Zn、Mn。通过对沉积物重金属进行潜在生态风险指数(RI)分析、覆水释放与隆线溞生物毒性试验,发现3种沉积物重金属都具有很强的生态风险,其强度从大到小表现为黄色泥质沉积物、黑色泥质沉积物、砂质沉积物。     

汞在胶州湾北部沉积物上的吸附特征研究

为研究胶州湾北部沉积物汞吸附的特征,于2012年5月中旬在位于胶州湾北部的红岛贝类养殖滩涂采集沉积物样品,选取两种理化性质差异较大的沉积物。采用F732-V型冷原子吸收测汞仪对沉积物中的总汞质量比进行测定。结果表明,在两种汞质量浓度条件下,有机质质量比和CEC值较高的沉积物最大汞吸附量与有机质质量比和CEC值较低的沉积物最大汞吸附量的比值在106%~143%。用Langmuir、Freundlich、Temkin等温吸附方程对试验数据进行拟合,其中Freundlich(r=0.917~0.945)、Temkin(r=0.909~0.932)等温吸附方程的拟合程度较高。pH值对两种沉积物的汞吸附量有明显影响,当pH值约为7时,两种沉积物的汞吸附量均最大;pH7时,两种沉积物的汞吸附量随pH值增加而递增;pH7时,两种沉积物的汞吸附量随pH值增加而减小。     

不同环境条件下黑土对四溴双酚A的吸附动力学特征

采集吉林省松源农田的黑土样品,研究四溴双酚A在黑土中的吸附动力学特征,并探讨了pH值、离子强度(CaCl_2)、温度等不同环境条件对吸附动力学的影响。结果表明,四溴双酚A在黑土中的吸附过程可以分为快速吸附阶段(0~4 h)和慢速吸附阶段(4~48h),并于48 h达到吸附平衡。黑土对四溴双酚A的吸附符合拉格朗日准二级动力学方程和内扩散模型,表明该吸附过程以化学吸附为主,而吸附过程的限速步骤为颗粒间扩散。pH值等环境条件对吸附有明显影响,当pH值在6~9时,随pH值降低,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快且平衡吸附量增加;离子强度(CaCl_2)为0.001 mol/L、0.01 mol/L、0.1 mol/L时,离子强度增大,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快但平衡吸附量减小;温度为15℃、25℃、35℃时,随着温度升高,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快且平衡吸附量增加。     

不溶性腐殖酸对环丙沙星吸附的研究

制备了两类不溶性腐殖酸(IHA),采用批平衡吸附试验方法探讨了水体中环丙沙星在IHA上的吸附特性.结果表明,两类IHA对环丙沙星的吸附行为均可用Freudlich等温方程描述,但钙型IHA对环丙沙星的吸附能力远强于铝型IHA.同时考察了IHA投加量、吸附时间、离子强度以及pH值对吸附的影响.在pH=5.5,环丙沙星质量浓度为15 mg/L时,钙型IHA对环丙沙星的吸附率可达95.3％,比铝型IHA吸附率高2.13倍;吸附进行24h后基本达到平衡;随着溶液中离子强度的增加,环丙沙星在钙型IHA表面的吸附量逐渐减小,吸附以阳离子交换作用为主;在pH=5.0～9.0的范围内,钙型IHA对环丙沙星的吸附系数逐渐减小,但并非呈线性下降关系.     

超高石灰铝法处理酸性矿井水的实验研究

酸性矿井水成分复杂、产量大,是严重的矿山环境问题,也是处理难度大的污废水体。采用超高石灰铝法,通过分别投加Ca O和Na Al O2对实验室配置的模拟酸性矿井水进行处理。实验分析溶液p H值、药剂投药比、初始浓度以及反应温度等因素对氯离子和硫酸根去除率的影响。结果表明,当Cl-的质量浓度为2 500 mg/L,SO2-4质量浓度为1 500 mg/L时,搅拌温度40℃,投加Ca O和Na Al O2的量分别为4.0 g和1.0 g,滴加Na OH调节p H值为10,搅拌15 min,Cl-,SO2-4去除率分别为87.9%,96.0%。     

邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解菌的分离鉴定及降解特性

采用梯度压力驯化法从河流沉积物中筛选到一株能够以邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl Phthalate,DMP)作为碳源和能源生长的菌株,命名为THF-2,对其进行16S r DNA扩增、T/A克隆后测序,菌株THF-2被鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。研究了温度、初始p H值和表面活性剂对菌株THF-2降解DMP的效果,测定了邻苯二甲酸酯(PAEs)对菌株THF-2生长的影响,进而分析了菌株对不同质量浓度DMP的降解效果。结果表明,菌株在15~20℃对DMP具有良好的降解效果,最适温度为20℃;在p H=4~8范围,随p H值升高,DMP降解率增大,最佳p H值条件为8.0。在最适条件下,经过72h培养,菌株THF-2对质量浓度500 mg/L的DMP降解率达89.5%。不同表面活性剂对THF-2降解DMP的影响存在差异。添加质量分数1%非离子表面活性剂曲拉通X-100和吐温80,对THF-2降解DMP有一定的促进作用,但差异不显著(p0.05);当曲拉通X-100和吐温80添加质量分数为2%和3%时,降解作用受到抑制,降解率与添加量呈显著负相关(r=-0.98,p0.05)。添加离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)会抑制THF-2对DMP降解作用。DMP降解试验表明,当DMP质量浓度为100~500 mg/L时,THF-2对DMP的降解符合一级动力学方程模型,降解半衰期为13.92~27.08 h。因此,菌株THF-2可应用于低温地区及低温条件下DMP的生物处理。     

活性污泥对菲的吸附性能及其吸附模型研究

取MBR膜生物反应器的活性污泥,探讨该活性污泥对菲的吸附性能和吸附模型。考察了污泥质量浓度、温度等对污泥吸附性能的影响,并分别用Langmuir和Freundlich吸附模型进行了拟合。结果表明,随污泥质量浓度增加,对菲的去除率增大,而污泥的吸附量下降;污泥质量浓度为100 mg/L时污泥的平衡吸附量为2.51 mg/g,约为500 mg/L时的3倍。温度为35℃时,污泥对菲的吸附去除率可以达到60.3%。相比于Langmuir吸附等温线模式,活性污泥对菲的吸附过程更符合Freundlich吸附等温线模式;且其吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数ka2为0.091 4 g/(mg·min)。该吸附过程活化能为6.63 kJ/mol;ΔG0,ΔH=21.30 kJ/mol,表明该过程为自发吸热反应。     

乙二胺四乙酸合钴吸收一氧化氮的研究

采用乙二胺四乙酸合钴对NO气体进行络合吸收实验,以实现湿法脱硝。试验初步研究Co2+EDTA络合吸收NO的反应条件,主要影响因素包括氧含量、p H值、反应温度和吸收剂浓度。研究结果表明,有氧存在时,Co2+EDTA具有一定的脱除NO能力。在50℃时,鼓泡反应装置中当氧质量分数为10%,溶液p H=9.0时,以0.01 mol/L的Co2+EDTA作为吸收液与NO进行反应,脱硝率可达到74%以上,并可维持一定时间的脱硝作用。