云贵高原湖泊沉积物一水界面铁、锰、硫体系的研究进展

通过对云贵高原湖泊沉积物一水界面铁、锰、硫体系的研究 ,揭示了湖泊铁、锰循环受氧化还原边界层、沉积物一水界面等多重界面的控制 ;湖水中硫酸盐的浓度制约着其扩散的物理过程 ,进而影响着硫酸盐还原作用 ;硫酸盐还原对铁、锰循环产生亚扩散层屏蔽效应 ;铁、锰循环伴随有微量金属元素的沉积后再迁移现象 ;沉积物一水界面为认识湖泊污染问题、有效地解决湖泊铁、锰的季节性污染等提供了科学依据。     

外源硫酸盐对武汉南湖表层沉积物磷形态的作用

采用室内模拟实验,选取武汉市南湖表层沉积物及相应上覆水,研究了硫酸盐的输入对沉积物磷形态的影响.结果表明,硫酸盐输入水体后提高了沉积物磷的迁移活性,导致上覆水中总磷(TP)、溶解性正磷酸盐(SRP)含量升高,上升幅度随硫酸盐输入量的增加而增加.硫酸盐扩散到沉积物后,先是生成酸可挥发性硫(AVS),进而转变成铬还原硫.硫酸盐输入提高了沉积物pH值,而使Eh降低.沉积物不同磷形态对外源硫酸盐的响应有所差异,二钙磷(Ca2-P)含量随输入硫酸盐浓度的增加而增加,含量最高的铁磷(Fe-P)为800mg/kg左右,占总磷的51.4%~56.6%,受硫酸盐的影响极显著(P<0.01),在沉积物中含量降低而向上覆水中释放.上覆水中溶解性铁和TP、SRP均呈显著正相关.硫酸盐对沉积物中闭蓄态铁磷(O-Fe-P)也产生显著影响(P < 0.05),总体而言是促进其释放.     

九龙江河口表层水体及沉积物中甲烷的分布和环境控制因素研究

利用静态顶空法在2009年7月测定了九龙江河口表层水体和沉积物孔隙水中甲烷浓度以及相关的环境参数,并对甲烷浓度分布特征和控制因素进行了相关的分析.结果显示56个河口表层水的甲烷浓度在10.7～456.7 nmol.L-1之间,饱和度远超过大气平衡甲烷浓度,由河口上端向中下端逐渐减小.4个站位(B1、B2、B3和B4站位)孔隙水中平均甲烷浓度(分别为2 212、447、28和5μmol.L-1)从河口上端向下端快速减小,与水体甲烷浓度水平变化趋势基本一致.B1～B4站位孔隙水中硫酸盐的浓度依次增大,其平均值分别为0.13、0.64、5.3和16.3 mmol.L-1.九龙江河口表层水和孔隙水中甲烷浓度变化趋势,表明河口上端沉积物中产甲烷菌降解有机质产生甲烷,并以扩散的形式通过沉积物-水界面进入上部水体,导致河口上端甲烷浓度增加;而在河口下端海相区随着孔隙水中硫酸盐浓度增加,沉积物中产甲烷过程逐渐受到硫酸盐还原过程的抑制,河口下端孔隙水和表层水甲烷浓度相应降低.B2和B3站位孔隙水中甲烷浓度随着深度增加分别由43和10μmol.L-1增加至1 051和57μmol.L-1,结合总有机碳(TOC)和硫酸盐在沉积柱剖面上的变化趋势,表明大量甲烷在沉积物硫酸盐-甲烷过渡带中被厌氧氧化,这进一步抑制了沉积物中甲烷的释放强度.九龙江河口沉积物中甲烷的产生过程除有机质以外还受到孔隙水中硫酸盐浓度的控制,而水体甲烷主要来源于河口上端盐度相对较低且富有机质的红树林潮间带湿地的释放.     

泸沽湖沉积物－水界面扩散作用对上覆水体基本化学组成的影响

通过云南泸沽湖－－半封闭深水湖泊湖水和沉积物孔隙中Ｃａ＾２＋、Ｋ＾＋、Ｎａ＾＋、ＨＣＯ３等基本组分及ＰＨ等剖面分布的研究，结果表明，这些基本组分可以自底部沉积物向上覆体扩散迁移，定量地估算了扩散通量及其对上覆水体的影响程度，说明湖泊沉积物－水界面作用在控制整个水体水化学基本组成中的起着重要的作用。     

泸沽湖沉积物－水界面扩散作用对上覆水体基本化学组成的影响

通过云南泸沽湖──半封闭深水湖泊湖水和沉积物孔隙水中Ｃａ２＋、Ｋ＋、Ｎａ＋、ＨＣＯ等基本组分及ｐＨ等剖面分布的研究,结果表明,这些基本组分可以自底部沉积物向上覆水体扩散迁移。定量地估算了扩散通量及其对上覆水体的影响程度,说明湖泊沉积物－水界面作用在控制整个水体水化学基本组成中起着重要的作用。     

南水北调东线湖泊硫酸盐污染现状与成因分析——以东平湖为例

南水北调东线的河流型湖泊水质是整个东线水质的重要保障.然而，东平湖面临硫酸盐无法稳定达标问题，其浓度分布对评价东平湖污染现状及成因分析具有重要意义.通过测定东平湖及其上游汇水河流的地表水、湖泊上覆水、地下水硫酸盐浓度，以及土壤和沉积物硫酸盐含量，探讨了东平湖流域硫酸盐来源、污染成因和治理对策.结果表明：东平湖流域上游河水硫酸盐浓度超标并不明显，而大部分湖水硫酸盐浓度均高于250 mg·L^-1，均值达326.4 mg·L^-1；东平湖硫酸盐污染来源可分为外源污染、内源污染，其中，南水北调东线来水和大汶河流域均对东平湖硫酸盐有一定贡献；各类排污向东平湖流域排放水溶性硫酸盐总量约为48000 t·a^-1，其中，混合污/废水和工业企业废水约占水溶性硫酸盐排放总量的94%；土壤硫酸盐含量受人类活动影响强烈，土壤盐渍化对东平湖湖水硫酸盐浓度升高有一定影响；内源污染中，沉积物的硫酸盐主要集中在靠近如今水产养殖禁养水域，也表明了水产养殖的长期影响，其累积硫酸盐缓慢释放会造成局部水体硫酸盐含量升高，并在相当长时间内影响东平湖水质.本研究对东...     

滇池沉积物氮内源负荷特征及影响因素

研究了滇池沉积物间隙水氮浓度垂向分布特征,根据Fick扩散定律定量估算了沉积物-水界面氮扩散通量,并探讨了其影响因素.结果表明:滇池沉积物间隙水溶解性总氮(DTN)主要以氨态氮(NH4+-N)形式存在,占其总量的72.30%,其浓度随深度增加而升高;其次为溶解性有机氮(DON),占其总量的24.59%,其浓度随深度的增加先升高后降低,最后趋于稳定;硝态氮(NO3--N)所占比例较低,浓度随深度的增加而降低.滇池沉积物-水界面NH4+-N扩散通量分布范围为12.73~59.74mg/(m2·d)[均值30.18mg/(m2·d)],全湖年均氨氮释放量为3305.04t,其中草海、外海北部、东北部及南部湖区扩散通量较大,达35mg/(m2·d),全湖呈由北向南逐渐降低的空间分布特征;全湖年均DON释放量为1147.55t,其全湖分布特征与氨氮一致;NO3--N扩散通量分布范围为-2.70~0.27mg/(m2·d)[均值-0.50mg/(m2·d)],总体表现为由上覆水向沉积物扩散.与我国其他湖泊相比,滇池具有较大沉积物氮内负荷,其沉积物-水界面NH4+-N扩散通量较高,对湖泊水体氨氮浓度贡献较大,且其与沉积物总氮、有机质、可交换态氮和可交换态氨氮含量呈显著正相关,即滇池沉积物NH4+-N释放主要受其可交换态氮,特别是可交换态中氨氮含量影响;同时,滇池沉积物DON潜在释放风险也较大,且与沉积物C/N有关.     

淡水湖泊沉积物中有机硫的固定作用及C/S比值的意义

本文通过取自阿尔卑斯山边缘湖泊(苏黎世湖和日内瓦湖)的两个沉积柱的对比分析,阐明了硫在淡水沉积物中的固着途径。尽管这两个湖泊中湖水硫酸盐浓度相差三倍以上,但固定在沉积物中的硫含量是相等的。沉积硫的最大浓度达1％(干重),与现代近海岸海相沉积物的硫含量相似。也表现在C_(有机)/S_总 比值上,该比值较低,为2.5～8。 对硫储体的分析表明,有机硫化合物是沉积硫的主要成分,在苏黎世湖和日内瓦湖中分别占总硫的80％和60％。最大的单个硫储体是硫酯,占总沉积硫的40％～60％。在沉积物氧化-还原转换带中,由于边界层微生物的作用而形成了大量的有机硫化合物。这可能意味着硫在次氧化带中的快速循环。由于水体中SO_4~(2-)浓度低,故硫酸盐还原带很厚。硫酸盐还原带同硫化物氧化微生物群落[如贝氏硫细菌(Beggiatoa)]的活动可能会导致沉积物-水界面附近的硫储体的彻底再循环。循环过程中带入的还原硫对沉积黄铁矿的形成不起作用,因此这些沉积物中的C_(有机)/S_(黄铁矿)比值较高。如果在成岩作用后期有机结合硫未能完全转换进入到黄铁矿中,C_(有机)/S_(黄铁矿)比值则可作为古沉积环境盐度的一个灵敏指标。     

外源硫酸盐介入下沉积物磷释放、解磷微生物及磷酸酶活性的变化

人类生产活动导致湖泊水体硫酸盐浓度日益增加,硫酸盐与沉积物中磷之间的关系引起关注.该研究以武汉东湖水和沉积物为研究对象进行实验室模拟,研究为期近一年且温度变化的条件下外源硫酸盐对沉积物释磷及微生物的作用.结果表明,硫酸盐输入使沉积物pH和氧化还原电位(E h)总体呈降低趋势.外源硫酸盐促进了沉积物磷的释放,输入硫酸盐(S500)与对照(CK)之间的上覆水存在显著差异(p0.01),S500的上覆水中总磷浓度最高值达0.33 mg·L-1,为对照的2倍.湖泊沉积物中有机磷解磷菌的数量高于无机磷解磷菌,上层沉积物解磷菌的数量和沉积物总磷的含量之间呈负相关.S500的沉积物中磷酸二酯酶活性高于磷酸单酯酶活性,且不同分层沉积物磷酸单酯酶活性和磷酸二酯酶活性之间的正相关性达到显著水平.温度升高,磷酸酶的活性逐渐增强,促使沉积物内源磷释放量增加.     

贵阳市水库中硫酸盐还原菌及铁还原菌对甲基汞分布的影响

微生物在汞的甲基化过程中起着关键作用,但关于野外微生物活动对甲基汞分布的影响研究较为缺乏.通过对贵阳市不同污染类型水库中硫酸盐还原菌(SRB)、铁还原菌(DIRB)、甲基汞(MeHg)及相应水质参数分布规律研究,探讨了水库中SRB和DIRB活动在汞甲基化及其分布中所起的作用.在水库上覆水体中,SRB与甲基汞呈显著正相关关系(r=0.398,p0.015,n=37),表明在上覆水体中,SRB为主要的汞甲基化细菌.在污染严重且差异明显的沉积物中,两种微生物对甲基汞分布的影响各不相同.在受矿山酸性废水污染的阿哈水库,由于其过高的SRB含量及其硫酸盐还原活动,导致夏季沉积物表层硫离子大量积累,严重抑制了汞的甲基化过程,使得沉积物孔隙水表层甲基汞明显低于其它两个水库,也低于阿哈水库上覆水体甲基汞含量.在红枫水库,沉积物表层适宜的SRB活动促进了汞的甲基化,硫酸盐还原物硫离子和孔隙水甲基汞存在显著相关性(r=0.674,p0.001,n=31);在百花水库,由于沉积物曾受到严重汞污染,甲基汞峰值主要受到沉积物总汞的影响,和两种微生物活动及其产物均未表现出显著相关性.     

钛白生产副产硫酸亚铁的综合利用

对钛白粉生产中的副产物硫酸亚铁进行综合利用 ,以微生物为催化剂 ,在常温常压下用空气为氧化剂氧化硫酸亚铁 ,经水解、聚合反应生成聚合铁。制得的聚合铁酸度低 ,盐基度高 ,对低温低浊水有独特的处理效果     

微生物法处理含硫酸盐酸性矿山废水

论述了微生物法处理含硫酸盐酸性矿山废水的基本原理和工艺过程，对硫酸盐还原菌利用的基质碳源，硫酸盐还原的反应器类型和反应器内载体介质类型进行了综述。     

生物处理含硫酸盐废水生成单质硫的研究进展

介绍了目前国内外生物处理含硫酸盐废水生成单质硫常用微生物,包括光合细菌、无色硫细菌和脱氮硫杆菌,对其脱硫原理及发展前景进行了分析;同时综述了两相厌氧吹脱与沼气脱硫联合工艺、两相厌氧与硫化物氧化联合工艺、同步脱硫脱氮工艺处理硫酸盐生成单质硫的原理及研究现状,并分析了各自的优缺点。     

复合聚合硫酸铁反应动力学研究

在工艺研究的基础上，研究了聚合硫酸铁氧化过程的动力学行为，建立了相应的动力学模型，由实验数据回归了模型参数，并进行了统计学检验，获得了聚铁合成氧化反应的动力学方程。     

七水硫酸亚铁治理利用的研究

研究用七水硫酸亚铁联产硫酸钾、氯化铁红、氯化铵 ,液体二氧化碳的工艺 ,该工艺不产生二次污染。研究结果表明 :35～ 45℃的氧化反应温度 ,550～ 650℃的煅烧温度、大的氧化相界面积是保证铁红质量的恰当条件。     

脱硫反硝化处理硫酸盐废水的预处理工艺

应用厌氧附着生长反应器对富含硫酸盐和有机物的废水进行预处理,以利于后续脱硫反硝化工艺的运行。当进水pH值为7.5时,硫酸盐和有机物的去除分别可达91.5%和90.5%,硫化物生成率可达47.8%。当HRT在7.7 h时,硫酸盐去除率高达95.79%,有机碳去除率为80%左右,硫化物生成率可达58.82%。结果表明,利于后续脱硫反硝化工艺的硫酸盐还原预处理条件为:HRT为7.7~10.2 h,进水pH为7.5~8。     

硫酸盐在厌氧生物过程中的行为 Ⅰ.抑制作用及其影响因素

采用半连续实验方法，研究了中温条件下不同硫酸盐负荷在两种不同实验基质中对厌氧体系产生的影响和抑制作用规律。结果表明，在两种基质中硫酸盐对厌氧体系的抑制作用表现出相同的规律，在一定ＣＯＤ负荷下，ＳＯ４＾２－负荷小于０．１０－０．３０ｇ／（Ｌ·ｄ），对厌氧体系产生轻度抑制；ＳＯ４＾２－负荷大于１．５ｇ／（Ｌ·ｄ）时，会产生重度抑制作用；当ＣＯＤ／ＳＯ４＾２－≥１，体系中ＳＯ４＾２－累积浓度大于８０００     

太平洋上空硫酸盐的分布和来源

我国首次南极考察(1984年11月—1985年3月)在太平洋和南极半岛周围海域收集了31个海洋气溶胶样品。采用离子色谱法分析气溶胶中硫酸盐、火焰原子吸收法分析钠离子,结果表明,太平洋海洋气溶胶中非海盐源硫酸盐含量自北纬向南纬明显降低。在北太平洋主要是由于陆源污染源的硫酸盐在风系作用下经长距离传输而进入海洋上空;而在南太平洋,特别是南极半岛海域大气中非海盐源硫酸盐,可能主要来自海洋生物活动的产物。利用通量计算模式,估算了南极半岛海域生物源输入大气的硫通量为0.065gS/m~2·a。     

除铊硫酸盐还原菌固定化的优化和表征

采用海藻酸钠和聚乙烯醇等为包埋剂,用包埋法对SRB细菌进行固定化,以固定化小球处理含铊废水的能力和失重率为主要参考指标,通过正交试验确定固定化硫酸盐还原菌(SRB)的最佳比例,并通过研究溶胀度和处理能力来评估该材料的性能。研究发现固定化SRB的最佳包埋比例为:聚乙烯醇为6%,二氧化硅为3%,海藻酸钠为0.5%,活性炭为2%,菌液含量为35%,饱和硼酸中氯化钙为2%。固定化SRB对KCl和Fe Cl3溶液有较强的敏感度,和未包埋细菌空白小球相比,固定化SRB对含铊废水有较强的处理能力,最大处理量能达到207.35 mg/g。通过电镜扫描发现,固定化SRB表面和内部布满密集的微孔,对含铊废水处理起到关键的作用。     

AQS对Shewanella oneidensis MR-1还原含Cd聚合硫酸铁絮体的影响

考察了一种典型的溶解性腐殖质蒽醌-2-磺酸钠(disodium anthraquinone-2-sulfonate,AQS)存在时,典型异化铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1在厌氧条件下还原含镉聚铁絮体的过程。结果表明:AQS的存在促进了含Cd絮体中Fe(Ⅲ)的还原,也促进了Cd~(2+)的释放。相比无AQS体系,存在AQS的体系中,Fe~(2+)和Cd~(2+)达到最高浓度的时间均有所缩短,最高浓度也更高;且低浓度AQS的促进效果明显高于高浓度AQS;AQS的存在没有改变二次矿物的种类,仍是针铁矿和磁铁矿,但降低了矿物的结晶度,且AQS浓度越高,改变越明显。存在AQS的体系中,菌体结合的Cd~(2+)更多,且镉的直接释放和间接释放风险均增大,低浓度AQS体系中镉的直接释放风险更大。