亚临界水处理模拟有机-矿质复合体形成机制探讨

为模拟地质吸附剂中的有机质矿化腐殖化及有机-矿质复合体的形成过程,采用亚临界水处理技术,通过控制压力反应釜的温度、压力和反应时间对商用腐殖酸、高岭土及有机-矿质复合体进行处理,并通过比表面积全分析、傅里叶红外光谱（FTIR）、特定波长可见吸光度比值（E₄/E₆）、X射线衍射（XRD）和¹³C核磁共振（¹³C-NMR）等表征手段尝试探讨不同处理条件下有机质、粘土矿物及二者复合体的各自变化特征及机制.结果表明,升温增压不仅导致腐殖酸比表面积显著增加,而且分子量变大,芳化度由59.52%增加到70.90%,其主要原因是游离羧基和链烃在升温增压条件下实现了成环、聚合过程,使其结构更加复杂,化学稳定性提高.高岭土在升温增压的过程中脱水,形成结晶更加完整的有序结构.腐殖酸与高岭土形成有机-矿质复合体的过程中存在多重作用,首先高岭土优先选择腐殖酸分子中的芳香组分进行插层,至形成较为致密的内层结构,其次,补丁在外围的游离羧基、烷氧和链式结构在高温高压的作用下成环、聚合形成疏松的外层空间.高岭土、腐殖酸及二者的复合体的变化趋势分别与天然环境中粘土矿物及有机质的矿化腐殖化进程和方向相一致.     

污水渗滤土地处理系统中的堵塞问题

堵塞问题是污水渗滤土地处理系统经常遇到的.从理论方面对悬浮物截留、吸附及微生物生长所造成的堵塞进行了讨论,并用实例进行了验证.结果表明,不管是悬浮物截留、吸附,还是微生物的生长,所造成的堵塞状况都呈现出随滤层厚度增加按负指数形式递减的趋势.系统内部是否会发生堵塞与原水的成分组成、渗滤介质的有关参数、微生物的活性等都密切相关.对于污水渗滤土地处理系统来说,微生物的生长一般不会导致系统内部产生堵塞,而悬浮物的截留、吸附常常会造成系统表层比较严重的堵塞.     

浅层地下水氯代烃污染的天然生物降解

对我国北方某城市的浅层地下水进行了有机污染调查,局部地区发现了严重的氯代烃污染.PCE和TCE对地下水的污染程度远远大于CF和CT,是主要污染物,最高浓度分别为487.55μg/L和63.74μg/L.本文根据所掌握的资料,结合氯代烃天然条件下生物降解判定方法,对研究区地下水氯代烃生物降解衰减可能性进行研究.结果表明,该市地下水氯代烃污染区浅层地下水环境、Eh、pH值、生物降解的间接标志NO₃^-浓度变化,以及PCE和TCE生物降解中间产物等均有助于证实氯代烃生物降解转化的存在.多数点为Eh小于100mV的还原环境,将综合污染评价分级中1、2级,3、4级和5级所对应的NO₃^-/Cl^-值求平均分别为0.804,0.754和0.596,在所有检出DCE的点中,cis-1,2-DCE的百分比均超过了DCE总量的80%.室内模拟实验进一步说明,氯代烃污染区地下水环境中,氯代烃完全可能产生共代谢生物降解转化,因此,确认PCE存在向TCE的生物降解转化,能够更加合理地解释这一地区TCE和PCE的污染现状.     

地下水水化学特征对纳米乳化油稳定性的影响

原位强化土著微生物修复地下水污染的应用中,纳米乳化油的迁移性和分散性制约其修复效果,其中地下水水化学特征引起的纳米乳化油聚集和失稳可能是阻碍修复效率的重要影响因素.据此,本文选取常见的HCO3-Na、HCO3-Ca、SO4-Na的3种典型地下水化学类型,配制不同含盐量的水化学溶液,探讨水化学类型及含盐量对纳米乳化油稳定...     

北京平原区地下水污染源识别与危害性分级

地下水污染源的有效识别与分级对地下水污染风险源识别和地下水污染防控区划具有重要意义.本研究通过对北京市平原区主要污染源进行解析,构建了以特征污染物属性与污染物排放量计算污染源危害性的量化计算方法.运用ARCGIS 9.3软件实现了北京市平原区的污染负荷空间分布和污染物属性的叠加分析,得到地下水污染源识别与危害性分级.结果表明,该方法能够较为细致准确地反映出污染源的危害性分级,识别结果表明工业污染源对北京平原区地下水污染贡献最大,其次是城镇居民区和垃圾场.     

地下水中两种典型抗生素复合对反硝化作用的影响

选取氟喹诺酮类抗生素中的环丙沙星（CIP）与洛美沙星（LOM）作为典型抗生素代表,选择乙酸钠为碳源,采用批实验方法开展室内模拟试验,探究了CIP与LOM在单独作用和联合作用下对反硝化进程的影响.在此基础上,通过测定反硝化菌数量、活性和反硝化酶活性等指标变化探究其影响机理.实验结果表明,与空白组体系相比,LOM （100μg/L）组、CIP （100μg/L）组和LOM （50μg/L）+CIP （50μg/L）组对NO₃^--N降解和NO₂^--N降解均产生抑制作用,抑制率：LOM+CIP>CIP>LOM,抗生素暴露会不同程度抑制微生物数量活性及反硝化关键酶活性.NO₃^--N降解受反硝化菌活性以及硝酸盐降解酶（NaR）活性的共同影响,NO₂^--N降解则主要受到亚硝酸盐还原酶（NiR）活性的影响.对抗生素联用效果的探究表明,LOM+CIP组在NO₃^--N降解与NO₂^--N降解环节的抑制率均大于单一用药组,表现为LOM与CIP在上述两阶段的协同抑制作用;联合组对反硝化关键酶活性同样表现出两种典型抗生素的协同抑制;而联合组对微生物数量与活性的抑制则表现出两种抗生素的拮抗作用.不同抗生素对反硝化的主要作用环节不同,LOM体系主要作用于NO₃^--N降解环节,而CIP体系对NO₃^--N降解与NO₂^--N降解环节的抑制率相差无几,LOM+CIP体系对上述两环节的抑制率同样无明显差异.     

纳米乳化油修复硝酸盐污染地下水过程中的微生物特征模拟实验研究

为探寻纳米乳化油原位修复地下水硝酸盐氮污染过程中微生物堵塞的形成原因,本研究采用市售的反硝化细菌接种微生物,以纳米乳化油为碳源,中砂为介质,分别建立2组反应器进行模拟实验,分析不同反应器中硝氮的降解情况,同时采用MiSeq高通量测序技术表征不同反应器的微生物菌落结构和多样性.结果表明,纳米乳化油作为碳源具有良好的降解效果,添加纳米乳化油的反应器,反应周期内硝酸盐氮的总降解效率为91.76%,而对照反应器的降解效率仅为38.11%.在硝酸盐氮降解过程中,均存在以蛋白质和多糖为主的代谢产物胞外聚合物增加的趋势,且蛋白质的含量均显著高于多糖.反应结束时,实验组和对照组的胞外聚合物累积量分别为384.49 mg和279.45 mg,单位质量硝氮降解产生的胞外聚合物分别为1.79 mg·mg^-1和39.43 mg·mg^-1.高通量测序结果显示,添加纳米乳化油会引起细菌浓度的升高及细菌群落多样性的降低,但具有反硝化作用的微生物相对丰度增加.实验组和对照组反应器中共同的优势菌门为Proteobacteria、Bacteroidetes和Actinobacteria,相对丰度分别为73.35%、6.77%、8.49%及33.46%、47.15%、7.15%,纳米乳化油的添加会刺激Proteobacteria等具有较高反硝化作用的微生物增多,因此,以纳米乳化油作为碳源能够有效提高硝酸盐氮的降解效率,但与此同时纳米乳化油也会刺激微生物的生长及影响微生物群落演变.Sphingamonas、Rhodopseudomonas和Microbacterium菌属相对丰度增加,会引起粘性代谢产物增多,造成多孔介质渗透性下降和生物堵塞.     

柳江盆地浅层地下水硝酸型水特征和成因分析

近年来地下水硝酸盐污染状况越来越严重,人类活动对地下水的影响加剧,不仅造成污染,甚至改变了地下水的水化学类型,出现了硝酸型地下水.本研究以柳江盆地为例,分析了该地区浅层地下水中硝酸型水的特征和影响控制因素,探讨了硝酸型水的研究意义.结果表明,柳江盆地浅层地下水中硝酸盐污染严重;在全区211组有效数据中,硝酸型水占比20.9%,主要分布在研究区东南部,北部山区分布较少且零散;根据硝酸型水的特征可将其划分为高TDS硝酸型水和低TDS硝酸型水,高TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度均较大,且浓度范围较广,低TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度值和浓度范围均较小;硝酸型水的形成主要受人类生活污水、农业施肥、化粪池和垃圾渗滤液下渗等影响,其中,高TDS硝酸型水的污染负荷通常高于低TDS硝酸型水;通过对硝酸型水的分析研究,能够尽早发现污染并不严重但已有污染趋势的区域,以便及时进行地下水的污染防治,避免水质进一步恶化.     

基于信息筛选和拉依达准则识别地下水主要组分水化学异常的方法研究

地下水水化学组分的异常值识别是获取水化学背景值的重要的一环,以往提出的基于水化学各组分内在联系的计算背景值的水化学图法及Durov图法在柳江盆地的研究中均取得了良好的效果,但是水化学图法的计算步骤繁多,过程复杂,对采样精度要求严格.因此,为简化计算过程,快速识别异常,本文借鉴英国地调局识别异常的方法,以沙颍河流域为研究区,针对该区浅层地下水水质资料,利用信息筛选法替代水化学图法,对研究区内水化学主要组分进行异常识别,并将不同识别方法的识别效果进行对比分析.结果表明,尽管存在两种方法单独识别出的异常数据较多,但是水化学图法+拉依达准则和信息筛选法+拉依达准则对地下水主要组分的异常识别效果均较好,异常识别后的剩余数据的阈值范围较为一致,信息筛选法能够在大尺度区域内精度较低条件下,有效地替代水化学图法快速识别出异常值.     

水培植物生态槽对低C/N污水的脱氮研究

选用某污水处理厂的二沉池出水[(TN主要以硝态氮(NO3--N)形式存在)作为研究对象,采取水培植物生态槽进行脱氮试验,着重研究了NO3--N的反硝化过程.结果表明, NO3--N与COD均得到有效去除;生态槽厌氧区水力停留时间(HRT)为10~18h,系统水力负荷为1.33m3/(m3×d),不投外加碳源时,空槽运行NO3--N去除率为10.80%;种植能分泌溶解性有机碳(DOC)的凤眼莲使NO3--N去除率升至15.89%;而硫自养反硝化过程使NO3--N去除率提高至37.80%;投加葡萄糖时,TN与NO3--N的去除率分别达到87.20%和93.21%,出水浓度分别降到2.2,1.04mg/L.