MBfR处理水中氧化性污染物的研究进展

水中的无机阴离子、重金属离子和有机化合物等氧化性污染物在环境中稳定存在且难降解，不仅污染环境，同时也会对人体造成危害.作为一种新型的膜处理技术，氢基质膜生物膜反应器（MBfR）由于其独创性、经济性和对氧化性污染物较好的处理效果而引起了人们的极大关注.本文以MBfR为研究对象，系统介绍了反应器构型和工作原理，详细讨论了MBfR处理水中典型氧化性污染物的实验研究和中试应用现状，针对现有研究的不足，展望了MBfR的发展趋势.     

颗粒物态和气态共存污染物采样方法研究

为了提高对颗粒物态和气态共存污染物的分离采样能力,进行污染物的采样系统优化设计,提出一种无线传感器网络技术下颗粒物态和气态共存污染物采样系统设计方案。构建颗粒物态和气态共存污染物采样系统的总体构架,系统功能结构包括颗粒物态和气态共存污染物的信息采集模块、总线控制模块、颗粒物态和气态共存污染物检测模块、无线传感器模块与人机接口模块等,采用DSP集成信号处理器进行颗粒物态和气态共存污染物数据采集和实时信息处理,提高颗粒物态和气态共存污染物监测的智能控制能力。     

基于甲烷氧化菌的地下水硝酸盐还原效能及功能微生物研究

地下水中污染物成分复杂,来源广泛,针对地下水中的硝酸盐污染物,利用生物膜反应器,开展了基于甲烷氧化菌的地下水硝酸盐还原效能、功能微生物和代谢途径分析。研究发现,在进水ρ(NO^-₃-N)为10 mg/L时,系统对硝酸盐的最高去除率达到98.83%,实现硝酸盐的有效去除。通过溶解性有机物(dissolved organic matter, DOM)组分变化分析发现出水中DOM主要是类色氨酸蛋白质类物质。宏基因组分析结果表明,生物膜反应器甲烷氧化系统中的好氧甲烷氧化菌主要为Methylocystis(5.25%)、Methylomonas(2.73%),厌氧甲烷氧化菌主要为Methylomirabilis(0.0016%)、Methanoperedens(0.0016%),硝酸盐还原菌主要为Lysobacter(9.72%)、Opitutus(2.74%)、Hyphomicrobium(2.01%)。利用KEGG数据库对系统中微生物的功能进行注释,识别出多种相关功能基因(40种甲烷代谢相关的功能基因和19种氮代谢相关的功能基因)以及较完善的甲烷代谢...     

TiO2半导体光催化氧化技术处理气相污染物研究进展

光催化氧化技术是一种新兴的污染治理技术，它的研究已涉及到饮用水的深度处理，高浓度难降解有机废水处理，气相污染物净化等许多领域。本文主要阐述了在TiO2作为催化剂的条件下，光催化氧化技术处理气相污染物的氧化机理及其影响因素，气相光催化氧化反应器设计及该技术在降解农药挥发物、大气中有毒有害气体、室内装璜产生的有毒气体等许多领域的应用现状和前景展望。     

三价铁及其络合物光化学行为的研究进展

天然水体中,铁在氧化态与还原态、颗粒态与溶解态之间的循环有很重要的环境意义,对于天然水相的光化学氧化还原具有重要贡献。铁及其络合物具有很好的光化学反应活性,加速了天然水体环境中污染物的迁移转化速率。     

微生物对砷的氧化还原竞争

滤池被广泛运用于饮用水厂中,前期研究发现某水厂生物滤池处理含砷地下水时,一方面三价砷可被生物氧化锰氧化为五价砷,另一方面滤池系统中存在的微生物砷还原酶可促使五价砷还原为三价砷,而滤池表面存在的这种微生物竞争关系会影响滤池的稳定性及处理效率.为探讨其内在机制,本研究选取1株锰氧化模式菌(Pseudomonas sp.QJX-1)和1株砷还原模式菌(Brevibacterium sp.LSJ-9),考察在Mn2+、As(As3+、As5+)共存时,两菌株对空间、营养物质以及对砷氧化/还原的竞争关系.结果表明,不同的反应时间,Mn、As质量浓度/价态不同,三价及五价砷体系中,Pseudomonas sp.QJX-1生成的锰氧化物在砷的氧化还原反应中占主导地位,即能迅速氧化本身存在的As3+(三价砷体系)和砷还原菌产生的As3+(五价砷体系),最终两体系中砷都主要以As5+的形式存在.PCR及RT-PCR结果表明,反应过程中锰氧化菌功能基因(cum A)抑制了砷还原酶(ars C)的表达,锰氧化菌16S rRNA表达量始终比砷还原菌高两个数量级,即锰氧化菌在生长竞争过程中占优势.实验结果表明滤池的水力停留时间是决定出水中砷价态的一个重要因素.     

基于硫酸自由基的高级氧化技术研究及应用进展

由于硫酸自由基(SO4-.)具有很高的氧化还原电位,过硫酸盐(S2O82-)活化高级氧化技术作为一种新型氧化技术在环境工程领域具有巨大应用潜能。介绍了热活化、光活化、过渡金属离子三种活化过硫酸盐产生SO4-.的方式,在环境保护方面的现状研究与应用进展,主要涉及受有机污染土壤和地下水的修复、难降解有机废水和废气的处理,阐述了SO4-.高级氧化技术处理各种有机污染物的机理,指出了基于SO4-.的高级氧化技术在处理应用中存在的局限性和未来发展方向。     

污水除磷技术

磷的氧化态和还原态都不可能成为气态，一般只能通过化学或者生物学的方法将其作为一种固体收集，除磷技术中，一是利用沉淀反应，或结晶，吸附等作用，二是利用微生物的作用。前者包括化学凝聚法。离子交换法，吸附法和结晶法等，后者包括生物法，Phostrip法，Bardenpho法和Phoredox法。     

水固液微界面氧化还原反应过程与污染物控制研究

本文介绍了3个反应体系,包括铁锰复合氧化物氧化吸附除砷体系、铁氧化物包覆零价铁光芬顿催化和负载型多价态锰氧化物臭氧催化体系,通过固液微界面不同的氧化还原反应,实现了对水中砷和难降解有机污染物的高效去除.重点介绍了不同氧化还原反应对污染物转移转化的作用机制,说明了水体中固液微界面氧化还原反应,对污染物的转移转化起着重要作用.     

微米炭介导下4-硝基氯苯的还原-氧化耦合修复

针对土壤和地下水中难以去除的污染物4-硝基氯苯(4CNB),本文提出了微米级活性炭(MAC)介导的先还原后氧化的耦合修复工艺.通过序批实验、密度泛函分析、电子顺磁共振分析等手段研究了MAC表面性质、温度对强化硫化物还原4CNB的影响,探究了4CNB还原-氧化反应机理.结果表明在MAC介导下,4CNB可能发生了热力学有利的双电子还原过程,并且MAC对污染物的吸附富集作用减轻硫化物对过硫酸盐氧化过程的影响,高效去除了难以被硫化物还原和过硫酸盐氧化的4CNB.MAC强化下,4CNB还原速率相比单独硫化物作还原剂时提高8～82倍,35℃以上反应4h其降解率超99%.当4CNB还原为4-氯苯胺(CAN)后在炭表面经自由基氧化和过硫酸盐直接氧化去除.本研究提出了一种新的微米炭介导的4CNB还原-氧化耦合修复路线,为利用热处理工艺余热,实现低能耗、低成本修复4CNB污染土壤和地下水提供了新的思路.     

不同氧化还原电位条件下稻田土壤中15N标记硝态氮的反硝化作用

氧化还原状况是影响土壤中反硝化作用的主要环境因子之一通过不同氧化还原条件下１５Ｎ标记硝态氮反硝化作用的培养试验，结合１５Ｎ气态损失的直接测定方法．研究了反硝化作用发生的氧化还原条件，可为进一步阐明稻田土壤中硝化－反硝化作用氮素损失发生机制提供直接依据．结果表明，氧化和还原条件下均能进行硝态氮的反硝化作用；在４周的培养试验期间，直接测得的氧化（Ｅｈ－２９０－３３０ｍＶ）和还原（Ｅｈ－１１４－４２ｍＶ）条件下的１５Ｎ气态损失分别占加入量的６０．２３±８．０４％和８３．８９±４．７９％．但是，氧化条件下反硝化作用速率明显减缓，外加的硝态氮的半衰期延长，显示了溶解Ｑ２对反硝化作用的抑制作用对反硝化作用进程的模型研究表明速率常数及相应的半衰期作为土壤反硝化作用潜在能力的衡量指标可能优于传统的土壤反硝化势表征方法（反硝化作用百分率），而１５Ｎ示踪－质谱计法直接测定与模型研究相结合则有可能对土壤及其他环境中的反硝化作用作出更恰当的评价．     

地下水位上升过程硝态氮(硝酸盐)污染变化规律研究

地下水水位上升会造成包气带外源污染物的输入,如硝态氮,同时引起浅层地下水水环境变化.为了研究水位上升过程对硝态氮(硝酸盐)的影响,选取北京市通州区代表性介质,建立室内砂槽实验,探究水位上升过程硝态氮的二维迁移转化规律.实验结果表明:随着地下水位上升,砂槽从上至下,从左至右,溶解氧和氧化还原电位含量均逐渐降低,地下水逐渐向还原环境转变.浅层地下水通过对包气带污染物的浸溶,硝态氮和铵态氮含量存在明显的分层特征,埋深越小,其硝态氮和铵态氮的含量越高.地下水位上升过程的侧向径流,有利于硝酸盐在地下水中的迁移转化,侧向水流方向下游,铵态氮存在升高的风险.因此,地下水位上升对硝态氮的影响不容忽视.     

气态污染物的非平衡等离子体处理技术

近年来利用等离子体技术对气态污染物的氧化分解研究受到了广泛的关注。本文介绍了等离子体概念、分类及产生方法，简述了非平衡等离子体技术对气体污染物的降解原理，较全面地介绍了等离子体技术在脱硫、脱硝以及降解挥发性有机物（VOCs）等方面的研究。最后指出了今后等离子体处理废气的应用研究方向。     

高铁酸盐在饮用水处理中的研究进展

随着水生态环境污染问题的加重和人们对饮用水安全的日益重视,亟需研发更高效、低碳、能够适用于复杂污染水体的水处理工艺。作为一种绿色多功能的水处理药剂,高铁酸盐在饮用水处理中具有广阔的应用前景。主要综述了近年来高铁酸盐Fe(Ⅵ)在饮用水处理领域的研究进展,重点介绍了Fe(Ⅵ)的氧化特性和反应机制,以及Fe(Ⅵ)还原生成的铁(氢)氧化物颗粒的吸附特性,阐述了强化Fe(Ⅵ)氧化和吸附效能的调控策略,综合讨论了Fe(Ⅵ)在氧化去除有机污染物、控制消毒副产物生成、去除水中重金属离子、强化混凝和缓解膜污染等方面的处理效果和作用机制,并对Fe(Ⅵ)在饮用水处理中的应用前景和发展趋势进行了展望。     

地下水氯代烃污染修复技术研究进展

氯代烃作为重要的化工原料被广泛应用,使用过程中的跑冒滴漏已使其成为地下水中最常检测出的有毒有害污染物之一,严重影响人体健康与生态环境安全.为更清楚地了解地下水中氯代烃污染特点与修复技术发展现状,首先对地下水中氯代烃迁移转化特征进行梳理,分析并总结氯代烃多相态、多介质赋存状态以及影响其迁移转化的因素;其次,归纳阐述不同赋存状态下氯代烃适用的修复技术,包括试验研究与实际场地修复方面的研究进展以及修复过程中存在的问题;最后,结合当前研究现状,对氯代烃修复技术的发展方向进行展望.调查研究表明,PRB技术墙体新介质、缓释氧化剂及污染物靶向修复材料的开发、高抗性且生存能力强的工程菌培育以及修复技术之间的联用将是地下水氯代烃污染治理的发展方向;同时,在修复技术的选择与联用上,必须遵循技术与场地水文地质条件相适应的修复思路.      

多孔饱和含水介质三氯乙烯污染的微米零价铁修复实验

三氯乙烯是分布较普遍且难以降解的一类土壤与地下水污染物,零价铁作为一种氯代烃污染修复材料一直备受关注,而微米零价铁(mZVI)可否成为高效材料应用于污染修复工程,则需要进一步研究。实验构建了受三氯乙烯(TCE)污染的砂柱,考察研究mZVI目数、投加量及介质粒径对三氯乙烯去除效果的影响。结果表明:mZVI对三氯乙烯的短期去除效果明显,去除率达到99%。mZVI目数与TCE去除率呈正相关,在砂柱孔隙水TCE初始浓度为105 μg/L时150 g的Fe0投加量能够表现很强的去除效果,同时细砂(<0.075 cm)介质要比粗砂(0.075~0.15 cm)还原去除速率高。mZVI还原修复过程引起的水环境变化主要体现在氧化还原电位平均下降170 mV,从氧化态转化至还原态。研究结果显示,mZVI在土壤与地下水污染修复中具有广阔应用前景,对土壤与地下水有机氯代烃污染治理具有借鉴价值。     

微波技术处理气态污染物的应用研究进展

对微波技术在处理气态污染物方面的应用研究进行综述,简要介绍了微波加热的机理和特征,重点阐述了微波在处理氮氧化物、硫氧化物和挥发性有机物污染气体方面的应用,并对微波技术在处理气态污染物方面应用的研究方向和前景进行展望。     

不同氧化还原电位条件下稻田土壤中15N标记硝态氮的反硝化作用

 氧化还原状况是影响土壤中反硝化作用的主要环境因子之一通过不同氧化还原条件下¹⁵N标记硝态氮反硝化作用的培养试验，结合¹⁵N气态损失的直接测定方法．研究了反硝化作用发生的氧化还原条件，可为进一步阐明稻田土壤中硝化－反硝化作用氮素损失发生机制提供直接依据．结果表明，氧化和还原条件下均能进行硝态氮的反硝化作用；在4周的培养试验期间，直接测得的氧化（Eh₇－290－330mV）和还原（Eh₇－114－42mV）条件下的¹⁵N气态损失分别占加入量的60.23±8.04％和83.89±4.79％．但是，氧化条件下反硝化作用速率明显减缓，外加的硝态氮的半衰期延长，显示了溶解O₂对反硝化作用的抑制作用对反硝化作用进程的模型研究表明速率常数及相应的半衰期作为土壤反硝化作用潜在能力的衡量指标可能优于传统的土壤反硝化势表征方法（反硝化作用百分率），而¹⁵N示踪－质谱计法直接测定与模型研究相结合则有可能对土壤及其他环境中的反硝化作用作出更恰当的评价．     

零价金属还原技术处理氯代有机物的研究进展

氯代有机化合物是一类常见的环境污染物,由于其水溶解度低,生物反应活性低,用常规的物化及生物处理方法难以将其去除.零价金属还原技术是近几年发展起来的环境污染物治理技术,是很有应用前景的一种非生物降解技术,文章阐述了零价金属还原技术在还原降解氯代有机物方面的应用,包括氯代烷烃、氯代烯烃、氯代芳香族化合物以及有机氯农药等,并提出了该技术存在的一些值得思考的问题,探讨了零价金属还原技术的发展方向.     

低碳氮比猪场废水短程硝化反硝化-厌氧氨氧化脱氮

针对低碳氮比猪场废水传统脱氮法碳源不足的问题,采用SBBR反应器进行短程硝化反硝化-厌氧氨氧化联合脱氮.实验表明,短程硝化反硝化预处理可为厌氧氨氧化创造良好的进水条件;经预处理的猪场废水厌氧氨氧化脱氮效果显著,氨氮、亚硝态氮和总氮的平均去除率分别为91.8%、 99.3%、 84.1%,废水中残留有机物未对厌氧氨氧化效果产生明显影响,氨氮、亚硝态氮、硝态氮平均变化量之比为 1∶1.21∶0.24.色质联用分析结果显示,猪场废水中有机物成分在厌氧氨氧化反应前后未发生明显变化,主要化合物为酯类和烷烃类物质;特殊功能菌种检测结果表明,实验条件下的微生物系统是一个厌氧氨氧化菌与硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌共存的系统,厌氧氨氧化菌是该系统主要脱氮功能菌.