人工湿地净化海水养殖外排水影响因素与效果实验研究

以海水养殖外排水为处理对象,构建芦苇复合垂直流人工湿地模拟系统进行处理效果的影响因素(盐度,水力负荷,污染负荷)实验。植物选择芦苇,种植密度为48株/m2,基质填料选择细纱、蛭石、高炉矿渣、沸石和砾石。实验结果显示,随着盐度的升高,人工湿地对CODMn和NH4-N的去除率差异不显著(P>0.05),对PO4-P的去除率在逐渐降低,变化显著(P<0.05),但芦苇表现出较强的耐盐性,在盐度20时生长良好。随着水力负荷的增加,人工湿地对CODMn、NH4-N和PO4-P的去除率呈现出降低的趋势,变化显著(P<0.05);而当污染负荷增加时,去除率呈现出先增加后降低的趋势。综合考虑运行合理性及运行效果,得出合理工况为盐度20,水力负荷0.4 m3/(m2.d),污染负荷CODMn 10 mg/L,NH4-N 2 mg/L,PO4-P 0.5 mg/L。在此工况下,系统稳定运行2个月,显示人工湿地对海水养殖外排水中的污染物具有较好的去除效果。     

CO2捕集与封存研究进展及其在我国的发展前景

碳捕集与封存(CCS)技术已被广泛地认为是一种潜力巨大、可供选择的CO2减排手段。据预测,其减排贡献将从2020年占总减排量的3%上升至2030年的10%,并在2050年将达到20%左右,成为CO2减排份额最大的单项技术。本文介绍了CCS的主要技术环节(捕集、运输、封存)、封存地类型和目前国际上开展的主要CCS示范项目及发展趋势。同时特别探讨了海底封存CO2的可行性、封存潜力以及我国在海底封存CO2方面的研究进展和发展前景。     

海洋颗粒有机碳的遥感探测与应用分析

海洋颗粒有机碳(POC)监测对研究海洋碳循环和全球变化有重要意义。为寻求POC探测的有效方法,先讨论了POC的定义组成,介绍了POC的常规测定方法及国内外POC相关研究进展,接着介绍了国外POC遥感探测方法原理。通过对常规测定方法和遥感探测方法优缺点对比分析,我们认为遥感探测海洋POC方法将成为海洋环境监测的重要手段。采用2009年8月的MODIS数据,借鉴蓝绿光比值法建立的POC遥感反演模型,进行了渤海POC的遥感探测,从大尺度揭示了整个渤海POC的分布态势,最高值达370 mg/m3。结果表明:POC遥感探测方法可有效、迅捷、直观反映海区POC变化,因此研究建立具有区域特点的POC生物光学遥感模型用于POC监测,将是海洋环境监测和海洋碳循环研究的重要方向之一。     

CO2海底封存泄漏引起海水pH变化的动态数值模型描述

将CO2注入海底已经成为目前碳封存的一种有效方式,而CO2海底封存泄漏会引起pH降低造成海水酸化,改变海水化学环境及海洋生态系统等。本文分析并建立了含有缓冲项的CO2与pH之间换算的动态数值模型,并针对CO2海底封存泄漏对pH的影响做了模拟实验研究,通过实验验证模型的可行性并完善数值模型,旨在为中国CO2海底封存风险控制研究工作提供科学依据。     

水解淀粉接枝改性阳离子化絮凝剂的制备及其应用

淀粉接枝改性阳离子化絮凝剂对城市污水以及采用絮凝法处理的废水具有良好的处理效果,但是淀粉絮凝剂几乎不溶于水,因此提高淀粉絮凝剂的溶解性,对于提高淀粉絮凝剂的絮凝效果具有重要的意义。本文采用α-淀粉酶对玉米淀粉进行水解,接枝共聚合成淀粉絮凝剂,通过改性最终制备得到水解淀粉接枝改性阳离子化絮凝剂,并通过试验对其合成指标进行了考察以及与普通淀粉絮凝剂的溶解性进行了对比。结果表明:水解淀粉接枝改性阳离子化絮凝剂在具备良好的絮凝效果的同时,其溶解度有了明显的提高。     

菌株qy37的异养硝化/好氧反硝化机制比较及氨氮加速降解特性研究

筛选出1株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌qy37,通过形态观察、生理生化试验和16S rDNA序列分析,确定其为假单胞菌属(Pseudomonas).研究了异养硝化-好氧反硝化菌qy37的脱氮特性.在以NH4Cl为氮源的异养硝化系统内,该菌32 h内使NH 4+-N由138.52 mg/L降至7.88 mg/L,COD由2 408.39 mg/L降至1 177.49 mg/L,NH2 OH最大积累量为9.42 mg/L,NO 2--N最大积累量仅为0.02 mg/L,推测该菌将NH2OH直接转化为N2O和N2从系统中脱除.在以NaNO2为氮源的好氧反硝化系统内,该菌24 h内使NO 2--N由109.25 mg/L降至2.59 mg/L,NH2OH最大积累量为3.28 mg/L.好氧反硝化系统与异养硝化系统相比菌体生长量高,TN去除率低,COD消耗量低,NH2OH积累量低,并且检测到NO 3--N的积累.认为好氧反硝化在菌体生长和能量利用方面比异养硝化更有效率.在异养硝化-好氧反硝化混合系统内,16 h NH 4+-N去除速率比异养硝化系统提高了37.31%.混合系统的NH2 OH积累量低于异养硝化系统和好氧反硝化系统,但N2 O产出量高于二者.     

三丁基锡(TBT)对罗非鱼两组织SOD和GSH的影响

以雄性奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)为试验材料,研究腹腔注射染毒三丁基锡(TBT)后鱼类肝脏和精巢超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)的变化(剂量分别为0、1 μg/kg、3 μg/kg、5 μg/kg、10 μg/kg).结果表明,雄性奥利亚罗非鱼肝脏和精巢中的SOD正常值分别为(42.04±2.55) U/mg prot和(27.70±2.34) U/mg prot,GSH的正常值分别为(243.87±5.63) mg/g prot和(154.84±4.66) mg/g prot,精巢组织低于肝脏组织;染毒后各处理组肝脏与精巢均高于对照组且差异极显著;随着注射剂量的增高,不同处理时间内两组织SOD活性和GSH的含量均先升高后降低,在3 μg/kg体重时都达到最高值,表明TBT对肝脏和精巢中SOD活性和GSH含量均具有一定的诱导激活作用.研究表明,TBT可以通过影响精巢中抗氧化防御系统对雄性生殖细胞造成伤害,并因此增加了破坏鱼类资源的风险.     

水产品中甲氰菊酯残留的ELISA快速检测

为快速检测水产品中甲氰菊酯的残留,应用水溶性碳化二亚胺(EDC)法将甲氰菊酸与牛血清白蛋白(BSA)和卵清蛋白(OVA)偶联,合成了甲氰菊酯的人工免疫抗原和包被抗原.免疫抗原经紫外扫描和聚丙烯酰胺电泳验证构建成功,用此抗原免疫试验兔子,获得了甲氰菊酯的多克隆抗体.经检测,抗体对甲氰菊酯具有较好的特异性和灵敏性.在此基础上建立了水产品中甲氰菊酯残留的间接ELISA检测法.理想的甲氰菊酯-OVA包被抗原质量浓度为1.6 mg/L,酶标二抗(羊抗兔IgG-HRP)的稀释度为1∶1000,多抗的稀释度为1∶3 200,最适检测范围为20～200 μg/kg,在实际样品检测时的最低检出限为20 μg/kg,接近或达到气相色谱法的测定水平,但检测速度大大提高,可在3 h内完成近百个样品的分析,适合甲氰菊酯的快速检测.     

一体化A/O生物膜反应器低温硝化研究

采用自行设计制作的新型一体化A/O生物膜反应器,研究了温度、进水碱度对反应器硝化性能的影响.结果表明,当反应器温度控制在20,15和10℃时,硝化率分别为98%,90%和60%.此时进水COD和TN浓度分别为100～150 mg/L和65～78 mg/L.总氮去除率分别为50%,30%和20%.当反应器温度控制在8℃,进水中不加有机碳源,随着进水碱度的增加,硝化率从72%提高到95%,在低温下取得了良好的硝化效果.当进水碱度为280 mg/L时,反应器各区出现亚硝酸盐积累,亚硝化率达到80%.详细分析了形成亚硝酸盐积累的原因.     

Transformations of particles, metal elements and natural organic matter in different water treatment processes

Characterizing natural organic matter （NOM）, particles and elements in different water treatment processes can give a useful information to optimize water treatment operations. In this article, transformations of particles, metal elements and NOM in a pilot-scale water treatment plant were investigated by laser light granularity system, particle counter, glass-fiber membrane filtration, inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy, ultra filtration and resin absorbents fractionation. The results showed that particles, NOM and trihalomethane formation precursors were removed synergistically by sequential treatment of different processes. Preozonation markedly changed the polarity and molecular weight of NOM, and it could be conducive to the following coagulation process through destabilizing particles and colloids; mid-ozonation enhanced the subsequent granular activated carbon （GAC） filtration process by decreasing molecular weight of organic matters. Coagulation-flotation and GAC were more efficient in removing fixed suspended solids and larger particles; while sand-filtration was more efficient in removing volatile suspended solids and smaller particles. Flotation performed better than sedimentation in terms of particle and NOM removal. The type of coagulant could greatly affect the performance of coagulation-flotation. Pre-hydrolyzed composite coagulant （HPAC） was superior to FeCl3 concerning the removals of hydrophobic dissolved organic carbon and volatile suspended solids. The leakages of flocs from sand-filtration and microorganisms from GAC should be mitigated to ensure the reliability of the whole treatment system.