人工强制混合充氧及诱导自然混合对水源水库水质改善效果分析

为探究人工强制混合充氧与诱导持续混合对水质改善的影响及人工强制混合与自然混合的衔接条件,以李家河水库为例,于2017年6月至2019年4月开展水质及水文气象指标监测,分析自然过程及人工诱导混合过程各时期水温、溶解氧及水质变化特征.结果表明:①自然过程分层期持续时间长,混合期仅为2.5个月,人工诱导混合过程通过扬水曝气系统的运行, 9月底水体达到完全混合且进入降温期,诱导自然混合条件具备,表层水温、平均气温分别为20.17℃和16.5℃,此时系统关闭后水体持续自然混合,混合周期延长至5.5个月;②自然过程污染物浓度较高,混合期表层污染物浓度呈现先增加后降低的趋势,氧跃层伴随热分层出现,底部厌氧周期达6个月;③相较于自然过程,人工诱导混合过程水体等温层厌氧消除且污染物控制效果良好, 10月至翌年3月同期底层NH~+_4-N、 TP、 Fe和Mn浓度的削减率为76.2%、 75.5%、 82.2%和82.1%,均达到地表水环境质量标准,人工诱导混合过程有利于水质改善及混合作用时效的延长.     

金盆水库沉积物磷的来源及分布特征

为探究分层型水源水库沉积物中磷的来源与分布特征,以西安金盆水库为对象,针对2017年3～11月金盆水库水体、沉降颗粒及沉积物柱状样品总磷(TP)含量及形态分布特征进行研究.结果表明,金盆水库主库区表层沉积物总磷含量及形态分布受水体颗粒磷(PP)沉降作用明显,相关系数r~2=0. 877 5;同时表层沉积物总磷含量还受到沉积物内部生物地球化学的共同作用. 6～8月金盆水库水体藻类剧烈繁殖演替,繁殖过程中大量失去活性、死亡的藻类不断向底部水体沉积,形成以藻类等颗粒磷为主导的内源污染,沉降颗粒总磷含量达(753. 51±17. 11) mg·kg~(-1),表层沉积物总磷含量随之增加,以铁铝结合态非活性磷(NaOH-nrP)为主; 9～11月进入汛期,径流水体携带大量泥沙等负荷较大的污染物汇入水库,使得水体颗粒磷浓度相应增大,然而由于单位质量泥沙中总磷含量占比较小,导致径流过程中表层沉积物总磷含量逐渐降低,泥沙径流过程中颗粒磷以无机态的钙磷(Ca-P)和残渣态磷(rest-P)为主,二者约占沉积物总磷(TP) 55. 8%～66. 2%,受颗粒沉降影响相对较大.活性磷(SRP)、铁锰螯合态磷(BD-P)和铁铝结合态活性磷(NaOH-srP)这3种形态磷较活跃,在环境条件的变化(主要是氧化还原条件)下发生一系列迁移转化,受沉积物内部生物地球生物化学过程作用明显.     

碳源对反硝化生物滤池运行及微生物种群的影响

以某城市污水厂二级出水为原水,以甲醇、乙酸钠为碳源,研究了不同碳源对反硝化生物滤池运行的影响,并借助16S rDNA测序技术对滤池生物膜的微生物群落组成和结构进行了解析。结果表明,采用逐渐增加滤速的方式进行挂膜,乙酸钠滤池在启动7 d后出水水质稳定,NO_3~--N去除率在96%以上,NO_2~--N积累消失;甲醇滤池则需要9 d。稳定运行期,甲醇和乙酸钠滤池达到最大反硝化效率所需碳氮比均为4.5~5.5,出水TN1.0 mg·L~(-1)。乙酸钠滤池沿过滤方向硝酸盐氮降解较快。与甲醇相比,乙酸钠微生物产量高、运行周期短、反冲洗时间长,且药剂投加量高。从滤池脱氮效率、运行稳定性和成本等方面综合考虑,甲醇可作为最佳碳源。微生物在属水平进行聚类分析结果表明,以甲醇、乙酸钠为碳源的反硝化生物滤池中的微生物种群存在差异。甲醇滤池中与反硝化有关的属占36.68%,其中优势菌属Methylophilus,属于嗜甲基型菌属。乙酸钠滤池中与反硝化有关的菌属占58.38%。其优势菌属为Arobacter,可利用有机酸还原硝酸盐。     

电强化磁固定化菌株Cupriavidus sp.JS耦合体系治理含苯酚废水

为进一步提高含苯酚废水处理效果,从活性污泥中分离纯化得到1株具有高效苯酚降解能力的菌株Cupriavidus sp.JS,并构建了电强化磁固定化菌株Cupriavidus sp.JS耦合体系(以下简称耦合体系)。在好氧条件下比较耦合体系、磁固定化细胞及电极体系中的苯酚降解率及苯酚羟化酶活性,同时,考察重复利用中耦合体系的苯酚降解率、苯酚羟化酶活性及菌株Cupriavidus sp.JS浓度的变化。结果表明,耦合体系的最佳降解电压为1.0 V,此时的苯酚羟化酶活性最大,耦合体系对苯酚的降解率(100.0%)明显高于磁固定化细胞(90.6%)和电极体系(2.1%)之和,表明在耦合体系中生物降解和电极降解间存在耦合协同作用。同时,耦合体系中苯酚降解率、苯酚羟化酶活性及菌株Cupriavidus sp.JS浓度随着重复利用次数的增加而逐渐升高。     

钢铁企业排放的烟气及厂区土壤中二噁英类污染研究

对国内某钢铁企业厂区内土壤和烧结厂排放烟气中二噁英类物质进行了采样研究,得出土壤中二噁英类物质浓度范围是1.05~6.91pgⅠ-TEQ/g,平均值为3.22pgⅠ-TEQ/g;烟气中的浓度范围是0.23~0.48 ngⅠ-TEQ/Nm3,平均值为0.32 ngⅠ-TEQ/Nm3,给出了土壤和烟气中二噁英类物质形态分布特点,并根据形态分布存在的相似性推断出土壤中二噁英类物质主要来源于烧结厂烟气的排放。     

金盆水库沉积物铁锰释放规律

针对分层型水库周期性厌氧问题,金盆水库利用人工强制混合充氧技术补充底部水体溶解氧,抑制沉积物中还原性污染物的释放.但受水库地形地貌的影响,人工强制混合充氧效率存在一定差异性,在曝气系统运行结束后部分较深区域上覆水体溶解氧迅速耗竭,导致污染物的再次释放.为探究铁锰在该条件下的释放规律及扩散强度,选取主库区代表性采样点,对沉积物间隙水及上覆水溶解态铁锰浓度分布进行测定,并计算沉积物-水界面处溶解态铁锰的扩散通量.结果表明,人工强制混合充氧结束后地势较低区域底部水体迅速进入厌氧状态,导致大量溶解态锰释放进入上覆水体,浓度最高达0.42mg·L~(-1);而地势较高区域底部水体短暂进入缺氧状态,之后溶解氧浓度迅速回升,因此底部溶解态锰浓度升高幅度较小,浓度最高为0.17mg·L~(-1).沉积物间隙水-上覆水铁锰浓度分布结果表明,由于铁锰氧化还原电位的差异,溶解态锰相较于铁在厌氧条件下更容易释放进入上覆水体,且不断在表层沉积物及上覆水体中积聚,而溶解态铁的释放不仅受溶解氧的抑制,还受锰氧化物等其他氧化剂的抑制.由扩散通量计算可知,人工强制混合充氧结束后溶解态锰的扩散通量有降低趋势.由质量平衡计算可知,溶解态锰在厌氧层中的积聚不仅与扩散通量有关,还与沉降通量、厌氧层厚度有关,因此厌氧层中铁锰的生物地球化学循环作用有待进一步的研究.     

渤海北部表层沉积物中多环芳烃分布与来源分析

利用GC-MS对2014年5月和8月渤海北部表层沉积物中16种优先控制PAHs含量进行了分析,探讨了5月和8月PAHs的分布特征和分子组成,分析了渤海北部表层沉积物中PAHs的污染水平、主要来源、潜在毒性和生物效应。研究表明,渤海北部表层沉积物中16种PAHs5月份含量范围为(88.5~187.7)10-9,平均含量为125.210-9,8月份含量范围为(99.6~199.3)10-9,平均含量为126.510-9;沉积物PAHs为中~低度污染水平,季节变化不明显,潜在生物效应很小;致癌PAHs潜在毒性处于中低水平。沉积物中PAHs以低环为主,高值区集中在辽东湾西南部以及金州湾和普兰店湾附近海域;比值法和主成分分析法判定沉积物中PAHs为石油来源和燃烧来源同时存在。     

海州湾岩芯沉积物重金属污染评价和来源分析

运用富集系数等多种评价方法和多变量分析方法对海州湾潮滩HZ02岩芯沉积物的7种重金属（Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Pb）进行了污染生态风险评估和金属来源识别。结果表明,海州湾潮滩岩芯沉积物重金属平均浓度分别为Cr（92.56×10-6）、Mn（1492.02×10-6）、Ni（48.01×10-6）、Cu（40.24×10-6）、Zn（116.23×10-6）、As（17.98×10-6）和Pb（44.98×10-6）,其平均浓度由大到小的顺序为:Mn > Zn > Cr > Ni > Cu > Pb > As。7种重金属浓度在1980年后开始逐渐上升,1985~1990年为低峰值,1990年后呈快速上升趋势。海州湾潮滩沉积物7种重金属在5种评价方法评估中均表现为轻度至中度污染。多变量分析结果表明重金属分三类:第一类为重金属Cr、Ni、Cu和Zn,可能来自工业和城市污染的排放,第二类为重金属Mn和As,可能来自农业污染,第三类为Pb,可能来源于海港交通。     

固相萃取与气相色谱-质谱联用测定水中痕量多环芳烃

采用固相萃取与气相色谱-质谱联用测定水中痕量多环芳烃(PAHs)。通过正交试验,得到最佳固相萃取条件为:上样流速为5mL/min、采用二氯甲烷洗脱、洗脱剂用量为3mL、洗脱流速为2mL/min。测定结果显示,固相萃取与气相色谱—质谱联用技术对萘、菲、荧蒽3种PAHs的检出限为0.03～0.07μg/L,加标回收率为70%～100%,相对标准偏差为3.90%～9.58%。该方法精密度高、准确度好,能满足实际水样中痕量PAHs的测定要求。