地理信息系统(GIS)在非点源污染控制中的应用

GIS技术是一种兼容、存储、管理、分析、显示和应用地理信息的计算机系统，具有强大的空间分析功能，把它用于非点源（NPS）污染的分析已经成为一种切实可行的方法。国外在该领域通过十几年的研究，取得了一些经验和成果，这对我国在该领域的研究是一种有益的启示。本文阐述了非点源污染与GIS技术的特点及二者结合应用过程中应该注意的要点，并以一些实例说明国外在该领域的研究进展。     

MBBR泥膜复合系统泥膜竞争关系的影响因素

为探究MBBR泥膜复合硝化系统内泥膜竞争关系，通过小试试验研究了水处理过程中常规因素（污泥浓度、DO、温度、C/N）对MBBR泥膜复合系统硝化效果的影响，分析了系统内污泥容积负荷和移动床生物膜反应器（MBBR，Moving-Bed Biofilm Reactor）生物膜容积负荷变化趋势，进而得出泥膜竞争规律.结果表明，MBBR泥膜复合系统容积负荷均大于单一污泥或MBBR生物膜系统的容积负荷.在一定范围内，污泥浓度、DO、温度与MBBR泥膜复合系统容积负荷呈现正相关，且系统内活性污泥在与MBBR生物膜在竞争DO和基质时优势明显，而MBBR生物膜则具有更强的耐低温能力.进水C/N与MBBR泥膜复合系统硝化负荷呈负相关，且活性污泥在应对进水C/N过高时较MBBR生物膜更具优势，MBBR的“镶嵌”则强化了系统SND效果.微生物群落变化显示MBBR泥膜复合系统内的硝化细菌优势菌属为Nitrospira，且悬浮载体生物膜对其富集能力明显高于活性污泥.     

基于GIS的凤嘴江水污染控制规划数据库研究

地理信息系统（GIS）是20世纪60年代兴起的新技术，将它应用于水污染控制规划（WPCP）是一个新的研究领域，其中数据库是整个系统的基础和信息源，也是系统发展的瓶颈技术之一，有必要进行深入和全面的研究，由于水污染控制规划系统本身的复杂性，决定了其所涉及的数据比一般的管理信息系统得杂得多，本研究以GeoMediaProfessional3.0为基础平台，对系统数据库建库过程中涉及的数据特点，数据结果与数据模型，数据组织与管理，数据库功能分析等问题进行了研究，开发了GIS技术的凤嘴江水污染控制规划数据库，较好地满足了GIS应用的要求，为相关数据库的建设提供了经验。     

联合多种荧光光谱和GC-MS研究高铁酸钾对菲的降解机理

研究了高铁酸钾对PAHs中的菲的降解反应过程,对该反应过程联合了时间扫描、偏振、偏振三维(PEEM)、三维(EEM)等多种荧光光谱模式进行了表征和分析,并结合GC-MS进一步检测分析了该反应过程的中间产物,最后系统探讨了高铁酸钾对菲降解的动力学反应规律及降解机理.实验结果表明,在设定的高铁酸钾-菲降解体系的物质的量之比为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1的各个降解反应过程均符合一级反应动力学特征,其拟合系数在0.905—0.995之间.通过不同摩尔比的高铁酸钾-菲降解过程的时间扫描荧光参数直接求得了各反应的动力学方程及曲线;菲降解过程的荧光偏振度值与PEEM共同揭示出高铁酸钾对菲的有效降解,且产物均为无偏振效应、无产生新的特征荧光的小分子结构,各特征光谱峰强与时间变化关系也与时间扫描荧光曲线相符合;最后结合GC-MS深入分析了菲的降解产物,并由此推测了高铁酸钾对菲的降解机理.降解产物中9,10-菲醌的大量存在表明菲结构中9,10位发生氧化而开始降解.     

重庆市主城区排水管道沉积物性质研究

为了解重庆市主城区排水管道沉积物的性质,调研和采集了生活区、交通区、文教区、商业广场等不同功能区的排水管道沉积物,分析了沉积物的粒径、密度、有机物含量(VSS/TSS)和污染物含量等指标,研究了不同功能区沉积物的差异.结果表明:不同功能区排水管道沉积有不同的理化性质,沉积物的粒径,交通区>文教区>商业广场>居住区.沉积物的密度与有机物含量(VSS/TSS)呈负相关(R2=0.998).沉积物污染物含量空间分异性显著,COD含量,文教区>居住区>商业广场>交通区.TN和TP含量,文教区>商业广场>居住区>交通区,与街尘相比,TP呈现显著富集特点.对于重金属含量,交通区显著高于其他3个功能区,Cu、Zn、Pb、Cd 最大值分别为303.5、539、104、1.14mg/kg.     

基于EFDC模型的重庆库区水环境容量研究

基于水环境数学模型EFDC(environment fluid dynamics code),建立了重庆库区长江干流的水动力水质模型,通过2017年监测水文、水质资料对模型进行了率定和验证,模拟结果与监测资料吻合度较好,表明水动力水质模型计算结果较为合理可靠。根据该模型量化各个排污口对水质控制断面的响应系数,以地表水Ⅱ类水标准为规划目标,用线性规划法求解水环境容量。计算结果表明,重庆库区化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)的水环境容量分别为77 664 t/a,11 038 t/a和922 t/a。重庆库区干流水动力水质模型的建立与水环境容量的计算,为三峡库区的水环境保护工作提供了一个重要的管理和分析平台,对于三峡库区的污染物总量控制具有重要的意义。     

两相一体式污泥浓缩消化反应器运行效能及其微生物特性

为考察两相一体式污泥浓缩消化反应器(TISTD)的处理效能和影响因素,试验研究了反应器在不同污泥投配率下的运行效能,并通过显微镜、扫描电镜观察污泥中微生物的形态和种类,同时通过厌氧培养和分离,以或然计数法(MPN)确定优势菌株,用16S rDNA测序分析及系统发育分析研究优势菌株.结果表明,在中温条件35℃±2℃下,TISTD反应器最佳污泥投配率为30%,在此投配率下,排泥含水率达到92.1% ,VS/TS0.2~0.25,产气量为40.35L/d;污泥显微镜观察结果显示,有各种形态的变形虫、豆形虫、鞭毛虫和纤毛虫等原生动物,内反应器污泥电镜扫描照片显示包括各种丝状菌、杆状菌、球状菌以及体积较大的菌胶团,污泥中的微生物种群表现出高度的多样性;16S rDNA序列分析及系统发育树分析结果显示,外反应室的优势菌分属芽孢杆菌属,证明外反应室的反应处于产氢产乙酸阶段,是污泥水解酸化的主要场所;内反应室的优势菌分属于甲烷螺菌属,证明内反应室是适合产甲烷菌生长并产气的主要场所,从而实现了污泥同时浓缩消化的生物相分离.     

三峡库区消落区水体-沉积物重金属迁移转化特征

结合三峡水库反季节调度模式,对消落区沉积物中Cu、Pb、Cd、Cr这4种重金属的存在形态及迁移转化特征进行研究.结果表明,不同重金属在消落区沉积物中形态分布各异,Cu主要以有机物及硫化物结合态和残渣态形式存在,Pb主要以碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态及残渣态存在,Cd主要以碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态存在,Cr主要以残渣态存在.伴随着消落过程的进行,汛期出露沉积物的有机质及AVS含量下降、ORP升高、pH值降低,沉积物中可提取态重金属的相对含量显著下降,重金属具有向水体迁移趋势, Cu、Pb、Cd、Cr平均迁移率分别为30.50%、 26.10%、 33.50%和11.77%,4种重金属的迁移性大小依次为Cd>Cu>Pb>Cr.可提取态Cu、Pb、Cd、Cr对重金属迁移贡献率分别为77.15%、 86.09%、 94.86%和32.34%,可提取态是重金属发生迁移的主要部分.研究结果表明, 消落区重金属迁移呈"缓释"特征,三峡水库的反季节调度模式有利于缓解消落区重金属迁移诱导的生态风险,库区水体重金属含量处于较低水平.     

微生物诱导微细粒硫化矿的絮凝浮选工艺研究

从湖南有色金属研究院采集的硫化金属矿渣中筛选出氧化亚铁硫杆菌,并将其应用于微细粒硫化矿的絮凝浮选实验研究。借助动电测定、微生物电镜观察研究了T.f菌与微细粒硫化矿在絮凝浮选实验中的作用形态。Zeta电位测定和微生物电镜观察结果表明,T.f菌在微细粒硫化矿表面形成了特效吸附;絮凝浮选数据表明,T.f菌作用后的微细粒硫化矿,Zn的品位提高到34%,回收率达到68.56%。这一研究为微细粒矿物废渣的资源回收提供了一条新的工艺路线。     

城市暴雨径流初期冲刷现象识别模式

有关城市暴雨径流初期冲刷现象（FEE）的评估方法迄今为止饱受争议,针对传统初期冲刷现象评估方法存在的弊端,提出了用最优分割模式（OSM）进行初期冲刷现象识别.两场暴雨（2009-8-3和2010-7-31）径流的案例分析表明：应用最优分割模式识别初期冲刷现象,对于无坡度的混凝土道路径流,平均初期径流控制量为6mm,而传...