F-127改性纳米零价铁及对水中2,4-DCP的去除

为了增强纳米零价铁的分散性,本研究采用环境友好型材料Pluronic F-127对纳米零价铁(NZVI)进行表面改性,形成分散型纳米零价铁(F-NZVI),并用于水中2,4-DCP的去除.通过不同质量比的F-NZVI颗粒沉降试验和对2,4-DCP的去除试验,发现存在沉降去除和悬浮去除两个阶段,确定F-127与NZVI颗粒的最佳质量比为2∶1,2,4-DCP最大去除率为72.32%.通过SEM、FTIR、XRD、XPS对样品进行表面形貌、组成和晶体结构分析,发现F-127对提高NZVI分散性和抗氧化性有显著作用.通过控制不同因素研究F-NZVI去除水中2,4-DCP的最优条件,实验结果表明,当2,4-DCP初始浓度为20 mg·L~(-1)时,F-NZVI去除2,4-DCP的最佳pH值为5,F-NZVI最佳投加量为3 g·L~(-1).     

基于LUCC的南四湖流域面源污染输出风险评估

基于1990-2015年土地利用和统计数据,运用输出风险模型、CA-Markov模型及回归模型,结合GIS技术,对南四湖流域的1990-2015年间土地利用覆盖变化情况和面源污染输出风险空间变化情况进行分析,模拟了2020年土地利用变化和输出风险空间分布。结果表明：研究期间,南四湖流域主要的土地利用类型为耕地和建设用地,共占总研究面积的85%以上;TN、TP有明显的风险变化对比,TN风险值分布在0~0.65,TP风险值约在0~0.12之间,氮为流域内主要污染物;在1990-2005年间,TN风险呈先增加后减少的趋势,2010年之后急剧增大。TP风险随着时间的增加一直下降;从空间分布上来看,风险较高的污染区多位于南四湖区以西的平原地带,南四湖东部的山地地区污染风险型较低,多为低风险污染区。较2015年,2020年的未利用地面积变化不大,除建设用地数量增加外,其他用地面积均有不同幅度的减少,TN风险略有减小,TP风险变化不大。为了控制研究区域面源污染的发展,相关部门需把提高农业科技、减少肥料施用作为当下的工作重心,从源头上控制污染发生。     

长江口微塑料时空分布及风险评价

2017年春季、夏季在长江口附近海域进行采样,并对表层沉积物中微塑料的空间与时间分布规律进行了定性与定量的分析,利用污染负荷指数评价微塑料污染的风险程度.结果表明微塑料的浓度分布在季节变化上表现出明显的差异,在降水量丰富的夏季,微塑料的含量普遍更高;相同季节不同站点之间无明显的浓度分布差异,降水量对海洋微塑料的时空分布具有明显的影响.杭州湾海域在夏季期间微塑料浓度最高,为（39.33±14.34）particles/kg（DW）.微塑料的长度多在0.07~1.0mm之间,颜色丰富,形态主要为纤维状.傅里叶显微红外光谱仪检测出样品中含有的微塑料种类有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺,其中聚乙烯是主要的微塑料多聚物类型.运用污染负荷指数对微塑料的污染程度进行评价,长江口-杭州湾及其邻近海域的微塑料污染较轻.     

地下水饮水安全指标体系构建及评价

提高饮水质量,保证饮水安全,已经成为全球关注的焦点。饮水安全评价是制定水安全保障体系和进行水安全决策的前提和依据。目前,由于饮水安全涉及水质、水量及饮水工程各个方面,难以通过单一指标来反映饮水安全的程。因此如何科学选定项目评价方法并切实指导工程建设实践,已经成为水利研究必须面对的重要课题。以银川平原为例,通过水文地质调查,从水源与人类健康角度,考虑地下水质、水量和地质防护性,构建了适合银川平原特点的饮水安全评价指标体系,并运用层次分析、迭置指数等评价方法,开展了地下水饮水安全评价。评价结果表明：山前洪积倾斜平原,地下水盖层厚度大,埋藏深,大于5 m,水质相对较好,矿化度小0.5 g·L-1,但水量补给有限,开发过程有必要控制开采量;河湖积平原二级阶地大部分地区,水位埋藏浅,小于1 m,蒸发作用强烈,水质及地表防护性能较差,锰、硬度、可溶解性固体、硫酸盐等指标均已超过三类水质标准,水资源可用作农田灌溉或通过改水措施等再利用,同时应防止三废排入;河湖积平原二级阶地北部、一级阶地及黄河东岸为地下水排泄、污水聚集或原生环境氟、硫酸根等元素高含量区域,水质极差,在该区域内应加强沟渠等排水设施的管理,控制化肥农药的施用量,必要时应采取去氟去盐等改水措施。     

基于可液化场地地震反应数值模拟的影响因素分析

饱和砂土地基在强震作用下会产生液化,导致其强度降低,并产生沉降、侧移和喷砂冒水等现象。基于YANG Zhao-hui提出的砂土液化本构模型,采用OpenSees对饱和砂土场地的地震反应进行了非线性动力有限元分析,阐述了液化机理以及对地基的作用;通过改变土性、地震动幅值、持时、频率等因素后数值模拟的对比,分析了各因素对可液化场地地震反应的影响。结果表明,饱和松砂场地更易产生液化;大震下场地更易产生液化;长持时的地震动更易造成液化;高频和低频的地震动均不易造成液化,而存在一个最易造成液化的中间频率值。     

基于改进物元可拓模型的采空区稳定性评价

为实现对采空区稳定性的准确评价,选取岩石抗压强度、采场埋深、暴露时间等13项影响因子,建立采空区稳定性评价指标体系。应用物元分析理论,通过物元构造、关联函数求解等步骤建立采空区稳定性评价的物元可拓模型。通过隶属函数对模型的物元量值规格化处理,运用改进层次分析法确定评价指标权重,从而得到改进的物元可拓评价模型。以山东某金矿6个采空区为例,运用改进物元可拓模型对其稳定性进行评价,并与模糊评价结果比较。采用空区探测系统对两种模型下评价结果相异的空区进行现场实测,结合数值方法分析其力学响应特征。结果表明,改进物元可拓模型的评价结果较模糊模型与实际情况更为吻合,准确度更高,将其应用于采空区稳定性评价是合理可行的。     

伊利石对水溶液中低浓度铀的吸附

采用静态实验方法研究了伊利石对水溶液中铀的吸附特性,通过批实验考察了反应时间、溶液初始浓度、p H值、离子强度、固液比以及温度对吸附的影响,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)表征伊利石吸附铀前后结构的变化,探讨了伊利石对铀的吸附等温方程和热力学规律,分析其反应机制.实验结果显示,伊利石与低浓度铀溶液接触后立即反应,1 h后反应基本达到平衡;溶液p H和离子强度对伊利石吸附铀的影响显著,当p H=4—7、离子强度为0.001 mol·L-1时,吸附效果最好;在一定条件下,伊利石对水溶液中低浓度铀的吸附量与铀初始浓度呈正比,与固液比呈反比;吸附等温线符合Freundlich模型,相关系数可达0.9966;伊利石对铀的吸附属于吸热反应,反应自发进行,高温促进伊利石的吸附行为.     

水中多壁碳纳米管的凝聚动力学

利用动态光散射技术研究了环境因素对水中多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)颗粒凝聚过程的影响.结果表明,投加一价、二价电解质均可使水中MWNTs颗粒Zeta电位减小、水合动力学半径增大,促进颗粒间凝聚的发生;水中MWNTs颗粒的凝聚过程可分为反应控制和扩散控制两个不同阶段,符合经典的胶体稳定性(DLVO)理论.经计算,Na+、K+、Ca2+和Mg2+的临界凝聚浓度分别为221、251、8.0、8.4 mmol·L-1.腐殖酸存在可通过空间位阻效应显著增强水中MWNTs的分散性,表明MWNTs可稳定存在于典型的水环境中.     

一种紫外-可见光谱检测水质COD预测模型优化方法

针对紫外-可见光谱法检测水质COD预测模型的精度低和收敛速度慢等问题,研究了一种基于粒子群算法联合最小二乘支持向量机(PSO_LSSVM)的水质检测COD预测模型优化方法,并引入主元分析(PCA)算法对模型输入光谱数据进行降维预处理,借以提高模型的收敛速度.结果表明,利用粒子群(PSO)算法收敛速度快和全局优化能力,优化了最小二乘支持向量机(LSSVM)模型的惩罚因子和核函数参数,避免了人为选择参数的盲目性,克服了传统LSSVM预测模型的精度较低、稳健性较差等缺点.通过以收敛时间、预测平均相对误差(MRE)和均方根误差(RMSE)为评价标准进行评估,输入样本经过PCA降维预处理的PSO_LSSVM模型的预测能力和输入样本未经过降维预处理的LSSVM模型与PSO_LSSVM模型进行了比较分析,输入样本经过PCA降维预处理的PSO_LSSVM模型预测效果最优,且此算法使用C语言实现,易于移植,这为紫外-可见光谱水质COD在线、实时性检测奠定了基础.     

持久性、迁移性和潜在毒性化学品环境健康风险与控制研究现状及趋势分析

持久性、迁移性、毒性或高持久和高迁移性化学品(PMT/vPvM)在全球地表水、地下水和饮用水水体已被广泛检出,是未来可能显著影响人类健康和环境的一类重要新兴污染物.按照欧盟提议的鉴别标准,现有化学品中的PMT/vPvM数以千计,涉及用途广泛,包括三聚氰胺等数10种较高产量的工业化学品.PMT/vPvM可通过农田径流、工业废水和生活污水排入环境,污水处理厂目前被认为是其主要排放途径.因难以被现行常规水处理技术有效去除,PMT/vPvM可长期存在于城镇人居环境水循环系统中,危及居民饮用水及生态系统安全.欧盟已率先开始将PMT/vPvM专门纳入现行化学品风险管理体系中的优先范畴.目前,环境中仍有众多潜在PMT/vPvM,其监测方法亟待进一步完善,物质鉴定、类别范围及清单建立均尚需时日;PMT/vPvM在全球各地区的环境分布和暴露研究十分有限,其潜在、长期的生态毒性和人体健康危害效应研究较为匮乏.与此同时,替代品或替代技术以及污水处理、污染场地修复等环境工程治理技术的研究和开发,都将成为未来PMT/vPvM风险科学研究与管理决策的迫切需求.