给水管网生物膜对铸铁管道腐蚀速率、腐蚀产物组成及其释放的影响

给水管网是最重要的社会基础设施之一.目前以铸铁和钢管为主的铁质管材在给水管网中仍普遍存在,而这类管材与水接触不可避免的会发生腐蚀现象.腐蚀对给水管网的危害是多方面的,包括:直接对管材产生破坏作用,增加更新维护的成本;管道内壁腐蚀产物的累积影响水的输送能力;腐蚀破坏作用导致管网密闭性降低,造成大量优质水资源漏失;另外,密闭性降低的管网在负压条件下容易引起外界污染物入侵;管内腐蚀产物的释放以及腐蚀层上附着的微生物严重影响管网输配过程的水质安全.然而,给水管网内部的腐蚀以及腐     

六六六(α-HCH)在水、冰和雪中的光化学反应

研究了紫外光作用下六六六(α-HCH)在水、冰和雪3种介质中的光化学反应,考察了α-HCH的光化学反应动力学、产物和机理.结果表明,在水、冰和雪中,α-HCH均可以发生光化学反应,且反应均符合一级动力学方程.光化学反应速率大小顺序为雪>水>冰.在水和冰中,α-HCH均生成了异构化产物β-HCH和γ-HCH,异构化机理是α-HCH分子中的氯原子改变原来的构像;由于雪中α-HCH的光化学反应较快,因此在雪中未检测到异构化产物.在3种介质中,α-HCH的光解产物均为二氯苯和五氯环己烯,其机理为氯化氢或氯原子的脱除反应.     

饮用水给水管网铁腐蚀产物中的细菌群落及其在末梢死水中的发生

正饮用水给水管网中的微生物会导致供水系统水质恶化,一直备受关注.管网中的细菌通常以两种形式分布,即水中的游离细菌及固着于管壁的生物膜.这些细菌在管网中的生长有可能导致病原菌爆发,固着于管壁的微生物可通过代谢活动而加速管道内壁的电化学腐蚀过程,而生物膜的脱落伴随着金属元素的释放则会产生有颜色的出水(国内供水行业俗称黄或红水、黑水),因此,给水管网中的微生物状况是影响饮用水水质的重要     

计算研究取代基对仲胺与CO_2反应动力学过程的影响

本文选取取代的二乙醇胺(DEA)为模型化合物,利用量子化学方法研究了5种不同电负性的取代基(—CH_3、—NH_2、—OH、—OCH_3、—F)分别在DEA氮原子的α和β位取代对仲胺与CO_2不同反应路径之间的动力学竞争的影响.研究表明,从动力学方面来看,胺与CO_2反应生成氨基甲酸盐是最可行的反应通道,其次是生成碳酸氢盐,而生成氨基甲酸难以实现.3条反应路径的动力学竞争顺序和伯胺是相同的.研究发现,反应能垒E_a除与胺的p K_a值相关外,还与胺的分子结构特性相关,比如:分子内氢键的形成会影响E_a.在将来的理想胺溶液的设计过程中,要综合考虑胺的p K_a值及胺的微观结构对胺与CO_2反应的动力学的影响.     

室内泳池水中8种芳香族氯/溴代消毒副产物的生成

消毒是泳池水处理过程中一项重要的工艺,而在消毒过程中消毒剂会与水中的有机质和无机离子发生反应生成消毒副产物(DBPs).近年来泳池水DBPs引起人们越来越多的关注.本研究以8种高毒性芳香族氯/溴代DBPs(2,4,6-三氯苯酚、2,4,6-三溴苯酚、3,5-二氯水杨酸、3,5-二溴水杨酸、3,5-二氯-4-羟基苯甲醛、3,5-二溴-4-羟基苯甲醛、2,6-二氯-4-硝基苯酚、2,6-二溴-4-硝基苯酚)为研究对象,评估了它们在5个室内泳池水及其消毒源水自来水中的浓度水平,测定了各类水质参数,并对水质参数与8种芳香族氯/溴代DBPs的浓度进行了相关性分析.结果表明,泳池水中自由余氯、氯胺、Br~-、I~-、各形态氮(总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮)、DOC及UV_(254)等指标均普遍高于其源头自来水,且不同消毒方式的泳池水在这些水质参数上也呈现出一定的差异.在5个泳池水中,8种芳香族氯/溴代DBPs均有检出(检出限在0.08—0.64 ng·L~(-1)之间),且各泳池水中芳香族Cl-DBPs浓度明显高于Br-DBPs.无论是芳香族Cl-DBPs还是Br-DBPs,在臭氧和氯联合消毒的泳池水中的浓度均要低于只用氯消毒的泳池水.不同月份8种芳香族氯/溴代DBPs浓度差异较大,但它们在泳池水中的浓度均低于自来水中的浓度.水质参数中Br~-和I~-浓度与多种芳香族氯/溴代DBPs的生成呈显著正相关.     

可见光照射下α-FeOOH光催化降解有机污染物的研究

以α-FeOOH为光催化剂,酸性桃红(SRB)为目标化合物,研究了可见光照射下光催化剂对SRB的降解,结果表明:在可见光(λ＞420nm)照射下, SRB 浓度为1.2×10-5 mol·l-1,H2O2浓度为1.5×10-3 mol·l-1,α-FeOOH 为0.16 g·l-1,pH=7.05时,SRB的降解效果最好,红外光谱分析表明,SRB降解产物为羧酸及胺类化合物.另外,采用苯甲酸荧光分析法间接测定体系中自由基的含量,表明此光催化降解过程主要涉及·OH历程.     

滇池湖泊生态系统水动力学模拟

针对滇池富营养化状况,依据滇池生态环境建设规划,在以前研究工作的基础上,综合考虑湿地植物、底泥、水域条件变化,根据水动力学原理建立了垂向平均的二维生态系统水动力学模型,模拟了滇池现有水体、拆除防浪堤水域扩展后水体和滇池湿地建成后总水体3种情况的流场和浓度场,以及入滇河道达标排放后的水质浓度场,分析了湿地植物和水域扩展对滇池流场的影响,以及水域扩展、湿地植物、入湖河流达标排放对滇池水质的影响。结果表明,水域拓展对滇池流场的影响是局部的,湿地植物对滇池流场的影响主要发生在湿地区域。水域拓展对滇池水质具有一定影响,TN、TP平均质量浓度由2.08和0.19 mg.L-1(现有水体)降至1.69和0.16 mg.L-1;人工湿地建设对滇池水体TN、TP浓度影响较大,湿地建成后平均质量浓度降至0.76和0.05 mg.L-1,基本达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准;人工湿地建设完成并且入滇池河流达标排放后,TN、TP平均质量浓度分别降至0.17和0.01 mg.L-1,水质明显改善。因此,人工湿地建设及入滇池河流的达标排放对滇池生态环境的改善具有重要作用。     

基于WNMM模型的潮土地区农田水氮优化管理

应用农田水氮管理模型(water and nitrogen management model,WNMM)模拟潮土水氮运移过程,以建立针对该地区气候环境和土壤性质的田间水氮优化管理方案.利用田间试验对WNMM模拟结果进行了校验,结果表明该模型能较好地模拟潮土地区的土壤水氮运移过程,农田蒸散量、土壤含水量和硝态氮含量的模拟值与实测值在α=0.01水平上相关显著,误差范围也令人满意.根据土壤实时水氮含量数据,建立了按作物生长亏缺动态调整灌溉、施氮的优化农田水氮管理方案.在多年平均气象条件下,与传统管理模式相比,优化管理模式不仅能为作物生长提供更好的土壤水肥条件,而且每年可节约灌溉水163.5 mm、氮肥130 kg·hm-2,减少土壤水渗漏264.6 mm、氮素淋失71.1 kg·hm-2.     

污泥在水热反应中的颗粒相转变规律及预热堵塞成因分析

本实验研究了不同温度条件下,污泥固体在水热反应中的颗粒相形态变化过程,以及有机质在固、液相间的转化规律,并根据实验结果对污泥预热堵塞过程及成因进行分析.结果表明,蛋白质和糖是水溶液中的主要大分子中间产物,当温度大于260℃时,污泥固体极不稳定,有机质快速溶出,同时固相沉降比(SV)迅速降低.在反应初期,固体颗粒脱水速度大于有机质降解速度,造成颗粒出现团聚、固结现象,这可能是污泥预热堵塞的主要原因.当温度低于220℃时,固相有机物分解缓慢并持续溶出到液相中,蛋白质和糖在溶液中持续累积.该条件下,颗粒相形态不会快速变化,从而较长时间内保持其絮体特征.     

氚水对蚕豆根尖的诱变效应

通过蚕豆根尖细胞微核率的变化来研究氚水β射线的对蚕豆根尖的诱变效应,探索微核率作为测定氚水引起细胞损伤指标的可能性.将蚕豆根尖置于不同活度的氚水中培养24 h后,收获蚕豆根尖细胞得到与氚水作用后细胞微核率并将实验结果进行回归方程拟合,得到HTOβ射线的最佳回归方程是Y=0.90+4.64x,细胞微核剂量-效应关系符合线性拟合方程.得到相对60Coγ射线,氚水(HTO)β射线诱发微核的相对生物效应(Relative biological effectiveness RBE)值在0.57—1.43之间.在所研究的较低剂量范围0—2 Gy以内,HTOβ射线对生物体的作用更加明显;微核的产生主要是由于在低剂量情况下HTOβ射线在一个电离辐射径迹上使两个染色单体各产生一个损伤的效率更高.     

湖泊沉积物孔隙水溶解性有机质组成与光谱特性

应用紫外-可见光谱和荧光光谱分析乌梁素海沉积物孔隙水中溶解性有机质(DOM)的组成和来源信息,揭示不同来源污染物对孔隙水DOM结构及地球化学行为的影响.研究结果表明,类蛋白物质含量相对较高的区域,其污染相对较重;沉积物孔隙水DOM的生物指数BIX值都大于0.6,预示沉积物孔隙水中DOM微生物来源贡献较大;在类蛋白荧光物质较高的区域,DOM的腐殖化程度相对较低,其结构相对简单,稳定性较弱;腐殖化指数HIX254分析结果也表明,受污程度较高的区域,DOM的腐殖化程度较低;紫外吸收光谱的斜率能够反映沉积物孔隙水中类腐殖酸的变化,而光谱斜率S350—400比S275—295更能够反应沉积物孔隙水中类腐殖酸的变化,随着S350—400升高,DOM中类蛋白物质的含量呈下降趋势,类腐殖酸含量逐渐增加.     

2016—2022年太湖胥口湾水质变化及对水温、水位的响应

明确太湖胥口湾水质特征及对环境变化的响应有利于维系区域水资源安全。研究追踪2016—2022年胥口湾水质变化趋势,分析了水质指标对水温和水位的响应。结果显示,胥口湾水质环境总体稳定,且总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)浓度和COD_Mn均呈下降趋势。但胥口湾水温年均值呈现快速上升趋势,上升幅度大于0.086℃·a^-1,对该区域生态稳定性形成威胁。冗余分析显示,虽然水温和水位对胥口湾水质环境波动的贡献率低于5%,但水温变化显著影响了水质环境(P<0.01),而水位波动不能有效解释水质变化过程。尽管如此,TN、NH₃-N浓度及COD_Mn、pH值对高水温(>30℃)较为敏感,而高水位(>3.8 m)显著影响了NH₃-N、TN、TP和叶绿素a浓度。总体而言,胥口湾水环境总体稳定趋好,但受水位尤其是水温影响较大。研究结果可为极端天气下水质管理提供借鉴。     

环糊精的Fenton氧化特性及产物分析

环糊精因其具有包合增溶特性,单独或与高级氧化技术(如Fenton氧化)耦合可应用于有机污染物的土壤污染修复,然而环糊精的稳定性不清楚.本研究考察了环糊精在Fenton体系中的降解动力学及转化产物,评估了环糊精的稳定性.结果表明,β-环糊精(β-CD)在Fenton体系中反应速率随着过氧化氢浓度的升高而线性增加,符合二级动力学过程.环糊精与羟基自由基反应的绝对速率常数在酸性条件下(p H=3)分别为3.9×10~9L·(mol·s)~(-1)(β-CD和甲基β环糊精),6.5×10~9L·(mol·s)~(-1)(羟丙基β环糊精),7.2×10~9L·(mol·s)~(-1)(γ-环糊精),中性条件下(p H=7)为2.9×10~9L·(mol·s)~(-1)(β-CD),3.1×10~9L·(mol·s)~(-1)(MCD),3.2×10~9L·(mol·s)~(-1)(HPCD),3.3×10~9L·(mol·s)~(-1)(γ-CD),显示环糊精在酸性条件下降解加快,且绝对速率常数的种类差别较大,而在中性条件下比较稳定,且种类之间差别不大.产物质谱分析表明,环糊精空腔骨架上的羟基被氧化,生成了含有醛基和羧基氧化产物;反应前后总有机碳含量无明显差别,表明环糊精及产物的空腔结构稳定,未被开环破坏.     

燃煤电站CFB锅炉飞灰热处理中汞释放特性

为考察循环流化床锅炉飞灰的汞释放特性,本文以某循环流化床CFB锅炉燃煤发电机组飞灰为样品,通过热处理实验和程序升温热解实验考察温度和时间对飞灰样品汞释放特性的影响以及热处理前后飞灰中汞的种类及其释放规律,并结合一级动力学方程、Elovich动力学方程、Freundlich动力学方程和抛物线扩散动力学方程对该过程进行具体分析.热处理实验结果表明,飞灰汞释放速率与热处理的温度和时间密切相关.温度为200℃以下时飞灰中汞的释放率最大不超过0.2,当温度达到300℃以上时,飞灰中汞的释放率不低于0.935.程序升温热解实验表明,飞灰中汞化合物种类包括HgCl_2、Hg_2Cl_2、HgO、HgSO_4、HgS (黑)和HgS (红),其中HgS (黑)和HgS (红)是飞灰中汞的主要赋存形态.动力学方程拟合结果表明,Elovic动力学方程适用于描述飞灰汞释放过程,各实验条件下拟合值与实验值的相关系数R~2均大于0.95,这说明该过程受多个反应机制控制且反应中活化能变化较大.     

城市污水管网中有机与无机氮源对水质转化的影响作用

全文通过建立两套长度为1200 m的城市污水管道收集系统,系统对比研究了城市污水管网中有机氮、无机氮对城市污水水质的转化规律与影响机制.结果表明,两种条件下污水中COD含量均随沿程逐渐降低,总磷含量基本保持不变,但以有机氮作为氮源,管道系统中蛋白质含量随沿程减少,NH_3-N由最初的零逐渐增加,NO_2-N含量低于0.05 mg·L~(-1),NO3-N基本没有;以无机氮作为氮源,管道系统中NH_3-N含量随沿程逐渐减少,蛋白质由最初的零逐渐增加,NO_2-N含量低于0.05 mg·L~(-1),NO_3-N未检测出.通过测定两系统中分子量分布和三维荧光光谱随沿程的变化以及出水氨基酸的种类,研究了造成水质变化的原因.结果表明,两系统中主要有机物均为蛋白类和腐殖质类物质,相对分子质量主要集中在小分子区间,大分子区间响应值较小,但以有机氮作为氮源,系统内荧光强度减弱,主要以组氨酸、精氨酸、苏氨酸为主,共12种氨基酸;以无机氮作为氮源,系统内荧光强度增加,主要以丝氨酸、精氨酸、异亮氨酸为主,共8种氨基酸.为了更深程度的了解系统内氮类物质的转化原因,对两系统内生物膜进行FISH分析,发现系统内存在发酵菌、水解酸化菌等说明在微生物的作用下使得氮类营养物质发生改变,进而引起系统内水质发生改变.     

饮水砷中毒病区水砷形态变化特征

水源水经水管传输后,其砷形态的含量及其百分比变化特征研究较少.因此,本文选择内蒙古某饮水型砷中毒病区为研究区,分析饮用的水源水日际和日内总无机砷含量(iAs)、以及水源水传输到用户端的末梢水和储存水的无机砷形态含量(iAs~Ⅲ、iAs~Ⅴ).结果发现,水源水iAs~Ⅲ、iAs~Ⅴ和iAs的平均含量分别为32.19、64.58、96.77μg·L~(-1),末梢水iAs~Ⅲ、iAs~Ⅴ和iAs的平均含量分别为100.11、63.09、163.21μg·L~(-1),而储存水iAs~Ⅲ、iAs~Ⅴ和iAs的平均含量分别为14.72、126.41、141.12μg·L_(-1).水源水的iAs~Ⅴ和iAs含量日内具有明显的变化,iAs含量在日际间无明显的差异,而iAs~Ⅲ和iAs~Ⅴ含量在日际间存在较为明显的变化.此外,水源水、末梢水和储存水的iAs~Ⅲ占总无机砷的比例分别为33.26%、61.33%和10.43%,而iAs~Ⅴ占总无机砷的比例分别为66.74%、38.67%和89.57%.该结果表明,饮水砷形态的转化可能受到水与空气接触时间、气温、气压和水温等因素的影响,且水源水在水管传输过程中可能导致末梢水和储存水的iAs含量增加.因此,饮水砷的暴露评估应关注不同形态的砷暴露以及饮水类型的砷暴露.     

南海北部沿岸近江牡蛎有机氯杀虫剂含量与食用安全性分析

于2008—2010年每年春季,在南海北部沿岸23个观测站分别采集成体近江牡蛎(Crassostrea rivularis),测定了牡蛎有机氯杀虫剂含量,并探讨了有机氯杀虫剂残留对牡蛎食用安全性的影响。结果表明,牡蛎有机氯杀虫剂平均含量(μg.kg-1,以湿质量计)高低依次为:DDTs 4.68(含量范围1.53～9.77)>硫丹2.58(nd～17.6)>氯丹1.12(nd～11.2)>三氯杀螨醇0.514(nd～4.42)>甲氧氯0.300(nd～2.66)>异狄氏剂0.229(nd～4.82)>环氧七氯0.182(nd～1.65)>异狄氏剂醛0.159(nd～1.16)>艾氏剂0.138(nd～1.72)>BHCs 0.130(nd～0.727)>狄氏剂0.095(nd～0.237)>七氯0.056(nd～0.531)。除异狄氏剂醛和硫丹外,其他杀虫剂含量明显低于澳大利亚、俄罗斯、欧盟、加拿大、日本和中国的水产品、畜禽肉中有机氯杀虫剂残留限量;硫丹含量低于澳大利亚和加拿大的限量,但少数牡蛎样本中硫丹含量略高于欧盟的限量,接近或超过日本的限量。经食用牡蛎而进入人体的α-BHC、β-BHC、γ-BHCp、p...     

珠江八大入海口表层沉积物中DDTs和HCHs残留调查

于2010年8月-2011年5月4次采集珠江八大人海口表层沉积物,采用气相色谱-电子捕获（GC—ECD）法分析沉积物中DDTs（p,P’-DDE、P,P’-DDD、0,P’-DDT、P,P-DDT）和HCHs（α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH）的污染现状。结果显示,珠江8大人海口表层沉积物中DDTs总含量介于1．02—3．08μg·kg-1之间（以干质量计,下同）,平均值为1．91μg·kg-1;HCHs总含量介于0．21—0．41μg·kg-1之间,平均值为0．31μg·kg-1。DDTs平均含量大于HCHs,其中P,P。DDT对污染的贡献最大,含量范围为ND～7．66μg·kg-1,平均值为2．12μg·kg-1。大部分样点伽（α-HCH）／w（γ-HCH）比值小于3,说明研究区α-HCH大都被降解,或者林丹正取代工业HCHs成为珠江口水环境中HCHs输入的主要来源;甜（DDT）／w（DDD＋DDE）比值大于2,表明沉积物中除早期农药残留外,仍然有新的DDTs类农药输入。     

KMnO_4存在下利用水热法由牛粪制备水热炭及其吸附Pb(Ⅱ)性能

以牛粪为生物质原料,在水溶液和KMn O4溶液中分别制备出牛粪水热炭(HC)和改性牛粪水热炭(MHC),对其灰分、元素组成、形貌、表面基团和织构性质进行了表征,并采用批量吸附实验研究了KMn O4改性对牛粪水热炭吸附Pb(Ⅱ)性能的影响.结果表明,KMn O4改性使牛粪水热炭的灰分和氧含量升高,碳、氢、氮的含量降低,芳香性和极性增强,并使比表面积和孔体积显著提高;在p H=4.0—7.0范围内,MHC对Pb(Ⅱ)的吸附率均高于未改性的水热炭;对Pb(Ⅱ)的吸附过程均遵循准二级动力学模型,KMn O4改性可改善吸附动力学性能;未改性的牛粪水热炭对Pb(Ⅱ)的吸附符合Freundlich等温方程,而MHC的吸附遵循Langmuir等温方程,其饱和吸附量随温度的升高而增大,25℃时其饱和吸附量为82.25 mg·g-1.对MHC吸附过程的ΔGθ、ΔHθ和ΔSθ的计算结果表明,该过程是自发的且固液界面自由度降低的放热过程.     

磁性阳离子水凝胶的合成及其对六价铬的吸附去除

本文通过自由基聚合反应合成了一种带永久正电荷的磁性阳离子水凝胶,评价了该水凝胶对水体中六价铬的吸附去除效果.结果表明,磁性阳离子水凝胶具有较强的热稳定性和磁性,水凝胶中的磁性粒子γ-Fe2O3约占总质量10%,红外光谱测试表明水凝胶表面含有酰胺基和季铵基团.在pH 3—12,磁性阳离子水凝胶具有较好的化学稳定性,其表面...