基于CT技术的巢湖沉积物孔隙结构三维重建的初步研究

为更好地了解分析沉积物孔隙结构特征,本文通过CT技术及相关软件,对巢湖沉积物孔隙结构进行了三维重建,展现了巢湖沉积物真实的三维孔隙结构,并以此为基础定量计算了孔隙度、孔隙连通性、曲率等沉积物孔隙结构参数.结果表明,巢湖表层沉积物孔隙度变化范围为0.28~0.75;曲率在2.83~9.31内变化,且在不同方向上表现出明显的差异性,Z方向上的较高曲率阻碍了孔隙水中的污染物扩散.沉积柱在垂直方向上,总体上随深度的增加,孔隙度减小,但在某些深度存在异常,可能是因为底栖动物活动或沉积条件变化.     

海河流域河流氮污染特征及其演变趋势

收集海河流域重点水功能区主要监测站点2000—2011年总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、硝氮(NO-3-N)、亚硝氮(NO-2-N)指标的历史数据,并且实测2009年350个样点的氮素指标,以探明海河流域河流氮污染特征及其演变趋势.结果表明,海河流域氮污染现状严重,2011年TN、NH+4-N、NO-3-N和NO-2-N的平均浓度分别为7.92、4.25、1.28、0.013 mg·L-1,TN、NH+4-N超地表水V类水质标准现象严重(2.0 mg·L-1),其中海河干流水系、北三河(北运河、潮白河、蓟运河)水系和子牙河水系污染较重.在空间尺度上,海河流域氮污染沿山区-平原方向呈现出明显逐渐上升的变化特征.在时间尺度上,TN与NH+4-N浓度变化均在2005年与2011年出现峰值,TN浓度与NH+4-N、NO-3-N、NO-2-N浓度呈现极显著正相关(p0.01),NH+4-N是海河流域氮污染的主要污染因子.2000—2011年,NH+4-N劣V类(2.0 mg·L-1)站点比例整体上表现为减少趋势,由2000年的28.87%降为2011年的17.56%,劣V类站点NH+4-N浓度均值由2000年的7.91 mg·L-1降为2011年的6.50mg·L-1.在海河流域中,黑龙港运东水系、子牙河水系河流NH+4-N污染较重,各年平均浓度均超过地表水V类水质标准,NH+4-N平均浓度呈现随年份逐渐降低的趋势.在海河流域氮污染整体表现为好转的趋势下,氮污染的现状仍然严峻,需加强控制.     

梁子湖沉积物重金属污染现状分析及风险评价

采集了梁子湖柱状沉积物,分析了Cd、Sn、As、Cu、V、Zn、Ni、Cr、Co、TI、Pb和Mo 12种重金属元素的含量及空间分布,并对其污染源进行解析,最后对重金属的生态风险作出评价.结果表明,在空间分布上,东部湖区存在严重的重金属污染问题,其中,Cd的平均含量达到0.80 mg·kg~(-1),是湖北省土壤背景值的4.66倍;Sn和As平均含量分别为6.35 mg·kg~(-1)和35 mg·kg~(-1),已经超过湖北省土壤背景值近2倍;在垂直分布上,Cd和Zn在0~20 cm深度上富集现象明显,平均含量分别为0.67 mg·kg~(-1)和116 mg·kg~(-1).富集系数EF值表明,Cd、Sn、As主要来自人为污染.单一重金属潜在生态风险指数Eri值范围在3~140之间,以Cd污染最严重,Eri平均值为140,表现为较重生态风险,其他11种元素均为低等生态风险水平.综合生态风险指数RI值显示,梁子湖整体处于中度污染水平,其中,东部湖区风险程度最大.梁子湖作为武汉市备用水源地,沉积物重金属Cd、Sn、As含量过高将威胁湖水质量,危及水生态安全和人体健康.     

植物床-沟壕系统的藻类捕获功能

采用原位实验验证植物床．沟壕系统的藻类捕获功能。结果表明：该系统能够有效拦截和捕获源水藻类。在水力梯度驱动下，约35％源水进入高位小沟流经植物床内部根孔结构而汇至低位小沟。低位小沟内叶绿素a（Chl-a）浓度显著低于高位小沟（P=0．0239），其降低比例为11．1％。以植物床．沟壕系统为结构形式的根孔净化区其出水Chl-a浓度较源水整体下降了27．0％。估算该片根孔净化区捕获藻类鲜生物量约122kg／d。石臼漾湿地共含根孔净化区11片，按供水25万t／d计，估算捕获藻类鲜生物量约1100kg／d。     

基于成本-效能分析的氧化沟工艺运行条件优化

在利用ASM2d模型对城市污水处理厂氧化沟工艺进行动态模拟的基础上,将曝气能耗、污泥产量与出水水质超标率整合为一个综合效能指数,对该工艺进行了成本-效能分析。最优运行策略为:3～10月温度高于15℃时运行8台曝气转刷,其余时间段运行10台转刷,同时剩余污泥排放量控制在250 m3/d。这一策略能够使出水NH4-N和TN的超标率分别低于5%和2%,保证出水TP的持续达标,与常规运行策略相比,在明显降低氮磷超标率的同时,节省曝气能耗约12%。     

双氯芬酸的吸附去除过程与机制

研究了非甾体抗炎药双氯芬酸的吸附去除过程与机制。对吸附处理效果较好的活性炭与纳米羟基氧化铁（α-FeOOH）进行了比表面积、Zeta电位等表面特性的表征，研究比较了双氯芬酸在活性炭与α—FeOOH2种材料上的吸附去除效果与吸附机制。结果表明，在相同的实验条件下，活性炭与α-FeOOH对双氯芬酸吸附去除率可分别达到97．9％和84．3％；双氯芬酸在活性炭上的吸附主要是由于活性炭较大的比表面积与疏水分配作用，在α-FeOOH上的吸附主要是由于静电引力作用；活性炭与α-FeOOH对双氯芬酸的吸附去除效果均随pH的升高而降低；在pH=6时，活性炭与α-FeOOH对双氯芬酸钠的吸附等温线均符合Langmuir方程，单位饱和吸附量分别为109．98mg／g和58．96mg／g；活性炭对双氯芬酸具有更强的吸附能力。     

电混凝处理电镀综合废水

采用电混凝法处理酸性电镀综合废水，首先研究了不同电流密度对总氰化物、重金属和化学需氧量（COD）去除率的影响。实验结果表明，电混凝可有效去除酸性电镀综合废水中的氰化物与重金属。随着电流密度的增大，总氰化物与重金属的去除率逐渐提高。当电流密度为10mA／cm2时，废水中残留的总氰化物、Cu2＋、Ni2＋、Cr6＋和Zn2＋ 的浓度分别为23．0、25．0、4．5、0．2和0．2mg／L。为了进一步提高去除率，在电化学体系中添加H2O2，随着H2O2投量的增大，总氰化物、重金属、COD去除率不断提高。当H2O2投量为3mL／L时，处理过废水中残留总氰化物、Cu2＋、Ni2＋、Cr6＋、Zn2＋和COD的浓度分别为0．2、2．0、3．0、1．5、0．1和220mg／L。     

不同工艺对含高浓度腐殖酸地下水处理的可行性

针对内蒙古农村地区高腐殖酸地下水的处理问题，分别对（pH调节）-PAC强化混凝、高锰酸钾预氧化／混凝、活性炭吸附／混凝、Fenton氧化等技术处理的可行性进行了研究，同时利用三维荧光和高效体积排阻色谱分析处理前后水中有机物的组成变化特征。有机分析结果显示，水中的有机物为腐殖酸类物质，分子量分别为1600和3500，腐殖酸类物质为水中色度的主要贡献者。原水PAC强化混凝、高锰酸钾预氧化／PAC混凝对有机物的去除效果不佳，处理前后水样DOC浓度无明显变化，而pH调节．PAC强化混凝、微米活性炭吸附和Fenton氧化均能有效去除有机物。将原水pH调节至6．5，经300mg／LPAC混凝后出水DOC降至5．99mg／L。活性炭投加量为0．6g／L时，DOC降至7．6mg／L，然后采用60mg／LPAC混凝出去高度分散而不易沉降的小颗粒活性炭。此外，当反应初始pH值为3，过氧化氢投加量为0．5％（v／v），亚铁和双氧水摩尔比为0．05时，出水DOC降至5．6mg／L，氧化后有小分子有机物生成。     

南苕溪支流锦溪水质时空变化特征分析

综合运用灰色聚类法、综合污染指数法、等级聚类法就南苕溪支流锦溪近年水质时空变化特征进行分析。结果表明,锦溪入青山水库断面水质2005—2009年逐年改善,2007年后达到灰色聚类等级Ⅲ类水质要求;2009年秋季至2010年夏季期间秋、冬两季的污染程度高于春、夏季节;枯水期综合污染指数最高,但TN、TP污染分指数在丰水期最高,表明污染源中面源污染已占相当比例。空间变化方面从玲珑桥到江桥锦溪水质的综合污染指数不断提升,到江桥时达到极值13.25,锦溪末端三眼桥断面水质较江桥断面有所改善;SPSS空间聚类分析可分为轻污染区(从玲珑桥到冬韵桥)、重污染区(从群利桥到江桥)和中度污染区(从江桥到三眼桥)。锦溪上游农业区对河水中的COD、TN和TP的贡献率分别为66%、54%和49%,农业面源污染已成为制约锦溪水质改善的主要因素。     

UV/H2O2工艺降解环丙沙星的研究

采用UV/₂O₂工艺去除水体中的喹诺酮类抗生素环丙沙星（CIP）。考察了溶液pH值、₂O₂投加量以及水体基质对环丙沙星降解效率的影响，分析了降解产物的生成情况。研究表明，环丙沙星的降解符合拟一级反应动力学模型。降解速率受溶液pH值的影响，酸性及中性条件，有利于环丙沙星的降解。₂O₂投加量的增大，使得降解速率逐渐增大，但速率增幅逐渐变缓；最佳₂O₂/环丙沙星摩尔比为2 000。实际水体中存在的NOM、NO^-₃，促进了单独UV作用下，环丙沙星的降解。水体中的?OH焠灭剂，抑制了UV/₂O₂联合作用下，环丙沙星的降解；实际水体中的光解速率常数低于超纯水中的光解速率常数。GC-MS分析表明，UV/₂O₂工艺，使环丙沙星氧化降解生成氨基乙酸、丙二酸、丙三醇和对苯二甲酸等小分子有机物。