连续式两相厌氧消化的产气潜能

为了考察连续式两相厌氧消化过程及产酸相、产甲烷相最佳水力停留时间和产气潜能,并与序批式单相厌氧消化实验比较,采用生活垃圾、粪便、餐厨垃圾、污泥混合物料为消化原料,进行中温连续式两相厌氧消化和序批式单相厌氧消化实验。结果表明,单相厌氧消化产气潜能为242 m~3·t~(-1)TS,两相厌氧消化产气潜能达到380m~3·t~(-1)TS以上,提高了57.6%。两相厌氧消化最佳水力停留时间为14d,比单相厌氧消化的水力停留时间缩短了一半,并且连续式两相厌氧消化过程比单相厌氧消化具有更高的运行稳定性。     

利用沉水植物生长期收割进行富营养化水乍生态管理的实地研究

在以再生水为补水水源的圆明园玉玲珑水域进行沉水植物收割实验，自2011年4—12月问每隔半个月监测-次水质。结果表明，通过在生长期收割沉水植物，玉玲珑水体TP、SRP、TN、NH4-N、NO3--N和COD的平均浓度可维持在0．1、0．04、0．86、0．1、0．32和18mg／L左右，水质保持在Ⅲ类至Ⅳ类地表水之间；与之对照的不收割沉水植物的玉玲珑进水口水域，9月沉水植物开始死亡腐烂，TP、SRP、TN、NH4＋-N最高分别可达0．5、0．1、2．4和0．60mg／L；作为对照的另-以挺水植物为主的水域，水质普遍劣于有大量沉水植物生长的水域，TP、SRP、TN、NH4＋-N最高分别可达1．2、0．60、6．1和0．61mg／L。圆明园的实地实验表明，沉水植物有很强的净化水质作用，通过生长期收割，能够进-步强化其水质净化作用，可以作为-项对富营养化水体进行生态管理的有效措施进行推广。     

纳米TiO2水悬浮液对大肠杆菌生长的影响

为了考察纳米TiO2(<100nm)水悬浮液对典型环境微生物--革兰氏阴性菌大肠杆菌生长的影响,制备并表征了水中分散的平均粒径和含量分别为74.3nm、1.5 mg·L-1(样品1)和82.2nm、3.1 mg·L-1(样品2)的2种纳米TiO2水悬浮液,并在有、无紫外光照条件下进行细菌培养实验.实验结果显示,在无紫外光照条件下,2个样品对大肠杆菌的生长均有抑制作用,在大肠杆菌生长稳定期,样品1和样品2分别使OD600值平均下降0.03和0.11;单独紫外光照可对大肠杆菌生长产生抑制作用,使OD600值平均下降0.04,而同样紫外光照剂量下样品2可使OD600值平均下降0.18,显示出纳米TiO2对大肠杆菌生长的协同抑制作用.     

Zn(Ⅱ)在δ-MnO2和γ-MnOOH两种矿物上吸附的初始溶质浓度效应

研究了在Zn(Ⅱ)总量一定的情况下,不同的初始溶质浓度和吸附动力学过程对吸附等温线及吸附不可逆性的影响.将总量一定的吸附质Zn(Ⅱ),分批次(1次,3次,15次)加入到2种不同的吸附剂体系(δ-MnO2和γ-MnOOH)中,得到吸附等温线.实验结果表明,对于Zn(Ⅱ)-δ-MnO2吸附可逆体系,吸附-解吸等温线及可逆性随着Zn(Ⅱ)加入批次的增加未见明显变化;而对于Zn(Ⅱ)-γ-MnOOH吸附不可逆体系,吸附等温线随着Zn(Ⅱ)加入批次的增加显著升高,吸附量变大,吸附不可逆性降低.这主要是由于在两种矿物上的微观吸附状态不同所导致的,而这种差异是受吸附动力学过程影响的,这是传统吸附热力学所不能解释的,但是符合亚稳平衡态吸附(MEA)理论的预测.     

水环境中铜离子有害性的DNA表征方法

利用琼脂糖凝胶电泳法研究了铜离子对超螺旋X174 RF DNA结构的影响. 铜离子浓度为10^-3 mol/L 和10^-4 mol/L 时,与DNA作用24h后,可直接使质粒DNA的超螺旋结构完全转化为其它结构. 低浓度铜溶液(10^-6 mol/L) 与DNA作用24h后,52%的超螺旋结构发生了转化. 48h时,69%的超螺旋结构转化为其它结构. 在铜离子浓度一定的条件下,随着二者相互作用时间的延长,DNA超螺旋结构逐渐开环,断裂直至完全消失. 作用时间一定的条件下,铜离子浓度越高,越容易开环断裂,形成其它结构. 铜离子浓度、铜离子与DNA作用的时间以及DNA各种结构百分含量之间具有一定的剂量-效应关系. 通过测定DNA超螺旋结构的这种变化有可能发展一种相对于同一标准的比较污染物环境有害性的方法.     

黄河沉积物磷形态沿程分布特征

应用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT),分析了黄河干流从源头到渤海整个沿程中21个表层沉积物样品的磷形态沿程变化规律和分布特征,并分析了沉积物中磷的来源和释放潜力.研究结果表明,沉积物中总磷(TP)含量范围在594.4～956.9mg·kg-1,最小值和最大值分别出现在三门峡和兴县.无机磷(IP)含量范围在475.2～944.2mg·kg-1,占TP的81.17%～96.74%.有机磷(OP)含量范围在27.3～108.0mg·kg-1,占TP的3.26%～18.83%.TP分布主要受IP控制.在IP中,钙结合态磷(HCI-P)是主要部分,含量范围在445.6～891.7mg·kg-1,占IP的94.16%～98.81%;铁/铝结合态磷(NaOH-P)含量范围在10.1～37.2 mg·kg-1,仅占IP的1.19%～5.84%.黄河沉积物向上覆水体释放磷的潜力不大.黄河沉积物中NaOH-P含量与活性态(Fe+Al)含量有显著的正相关关系,但玛多和兴海的沉积物具有特殊性.不同地点黄河沉积物的磷形态分布情况与区域磷污染状况及其地质环境条件有关.     

内蒙古段黄河沉积物对磷的吸附特征研究

研究了黄河干流内蒙古段6个地理位置的沉积物对磷的吸附行为, 并分析了沉积物组成及其理化性质与磷吸附特征的关系. 结果表明, 沉积物对磷的最大吸附量为43.64～85.46 　mg/kg, 吸附能力较弱. 各沉积物的吸附/解吸平衡磷浓度(EPC₀)范围在0.000 3～0.019 8　mg/L, 与可解吸的内源磷含量正相关, 与地理位置没有表现出相关性. 本研究条件下, 在石嘴山、乌拉特前旗、清水河断面, 沉积物对磷表现为“源"; 在乌海、临河、包头断面表现为“汇", 但释放量和吸附量不大. 内蒙古段黄河沉积物对磷吸附的Langmuir吸附常数K)与阳离子交换量(CEC)、有机质含量、粘土含量均呈正相关, 与平均粒径呈负相关. 活性态Fe含量与最大吸附量显著正相关, 是沉积物对磷的主要持留因素.     

黏土絮凝沉降铜绿微囊藻的动力学及其作用机理

研究了26种天然黏土矿物凝聚沉降铜绿微囊藻的动力学过程在投加量为0.7 g·L^-1时按平衡除藻率和除藻速率将26种黏土分成3类.第1类矿物(滑石、三氧化二铁、海泡石、四氧化三铁、高岭土等)的8 h平衡除藻率大于90%,去除50%藻细胞所需时间t₅₀＜30 min,去除80%藻细胞所需时间t₈₀＜2.5 h第2类黏土(轻质页岩、陶土、凹凸棒、累托土、伊利土等7种)的8 h平衡除藻率为50%～80%,t₅₀＜2.5 h,t80＞5 h.第3类黏土(铁矾土,云母,沸石、浮石、硅藻土、高钾长石和石英等14种)的8 h平衡除藻率低于50%,t₅₀>>8 h.当投加量逐步降低到0.2～0.1 g·L^-1时,25种黏土矿物的8 h平衡除藻率均降到60%以下,只有第1类黏土中的海泡石仍接近90%.与黏土相比,在0.02～0.2 g·L^-1投加量下单独使用聚合氯化铝(PAC)时的8 h平衡除藻率均低于40%.进一步对海泡石进行电性改性后发现,虽然黏土颗粒表面电位的提高(pH 7.4时,Zeta电位由-24.0 mV提高到+0.43 mV)可以显著加快海泡石的除藻速率,但其平衡除藻率并没有显著提高.在分析了本研究中的凝聚机理后提出:架桥网捕作用可能在黏土-藻凝聚过程中发挥了十分关键的作用,增强黏土对藻细胞的架桥网捕作用可能是今后进一步提高除藻效率、大幅度降低投加量的一个重要方向.     

纳米二氧化钛和单壁碳纳米管对普通小球藻生长的抑制效应(Effects of Nano-TiO2 and Single-Walled Carbon Nanotubes on the Growth of Chlorella vulgaris)

纳米材料独特的理化性质使其得到了广泛的应用,但其可能带来的生物安全性问题引起了社会各界的广泛关注.采用污染物藻类毒性测试的标准实验方法,研究了纳米二氧化钛(nano-TiO2)和单壁碳纳米管(SWCNTs)对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长的抑制效应.结果表明,在0.01～500mg·L-1浓度范围内,nano-TiO2对普通小球藻的生长没有明显的抑制现象,而SWCNTs却对普通小球藻的生长存在明显的抑制效应,其96h半效应浓度(96h-EC50)为261.5mg·L-1.光学和电子显微镜观察发现,与nano-TiO2相比,SWCNTs能够发生凝聚并吸附大量的普通小球藻细胞,因此严重抑制了普通小球藻的正常生长.     

壳聚糖改性粘土对水华优势藻铜绿微囊藻的絮凝去除

研究了壳聚糖改性对粘土絮凝去除铜绿微囊藻的影响.经壳聚糖包覆改性后的海泡石在投加总量仅为11 mg/L时,0.5h即可去除80%的藻细胞,2h去除率达到90%.不同粘土改性后絮凝除藻能力均有大幅度提高,原来除藻能力相去甚远的不同粘土,包括一般的黄土,改性后除藻能力被提升到相近的水平,投加量11 mg/L,可去除铜绿微囊藻90%以上.改性粘土和一般絮凝剂一样有一最佳投加量(本研究为11 mg/L),低于或超过此最佳值,絮凝除藻效果均下降.