TiO2-石墨烯（Gn）复合材料光催化降解O3研究

通过改性Hummer法及溶胶凝胶法,制备出TiO2-石墨烯光催化复合材料.经吸附-光催化活性实验选出光催化活性最高的含C量为1.5%(质量分数)的TiO2-石墨烯复合材料,并在自行设计的模拟大型客机环境的气相光催化反应器中,进行O3光催化降解实验研究.结果表明,TiO2-石墨烯复合光催化材料在较短时间内对O3有较高的降解效率,且其光催化活性显著优于纯TiO2材料.初始O3浓度为(0.150～0.200)×10-6时,复合光催化剂受紫外光激发60 min的光催化降解率为66.12%,初始O3浓度为(0.950～1.000)×10-6时,其光催化降解率约为77%,较低浓度时((0.100～0.150)×10-6),O3去除率也能达到45.45%.此外,通过探讨光催化材料的重复使用性能,表明复合光催化剂重复使用4次以内,其对O3的光催化降解率保持基本稳定.     

剩余污泥厌氧消化甲烷生成势与产甲烷菌群多样性的比较研究

以AP、DH两污水处理厂的剩余污泥为基质,分别接种两厂的剩余污泥进行了厌氧消化甲烷(CH4)生成势实验(BMP).经改进的Gompertz模型和Michaelis-Menten模型回归分析可知,AP、DH两厂厌氧污泥的最大比产气速率数值接近[74.21 mL·(g·d)-1和51.99 mL·(g·d)-1],但对基质剩余污泥的半饱和常数Km差异较大(54 098 mg·L-1和19 005mg·L-1),DH厌氧污泥对该厂剩余污泥的亲和力较好.两个批次实验结束时TSS、CODT均有所下降,NH+4-N显著提高,且高污泥负荷F/M条件下水质变化趋势更为显著.实验前后末端限制性片段多态性(T-RFLP)分析结果与BMP实验结果相一致,实验结束后杂菌(Diverse)相对含量显著下降,产甲烷髦毛菌Methanosaeta spp.(280 bps)、产甲烷微菌Methanomicrobiaceae(80bps)和RC-I(389 bps)的相对含量皆有所提高,且DH-BMP样品产甲烷功能菌群相对含量提升程度高于AP-BMP实验前后变化.     

应用灰色模糊马尔科夫链预测海河水质变化趋势

灰色GM(1,1)模型在水质预测中得到了较为广泛的运用,但其存在灰色偏差与抗干扰能力弱的局限性,针对这一问题,将马尔科夫链理论与模糊集合理论引入灰色GM(1,1)预测模型,并应用该模型对海河三岔口断面的DO、CODMn和NH3-N 3项指标2012~2016年的浓度变化趋势进行预测.结果表明,2004~2016年,DO及NH3-N浓度大致呈上升趋势,预计2016年分别可达9.15,1.47mg/L;CODMn浓度呈下降趋势,预计2016年可达3.91mg/L.以2012年的数据做验证,灰色模糊马尔科夫链模型的预测精度最高,可作为科学的水质预测方法.     

再生水回用于循环冷却水的水处理剂配伍性研究

再生水回用于工业循环冷却水时,投加杀生剂和缓蚀阻垢剂是防止细菌大量繁殖以及减缓水质腐蚀管道、提高管道传热效率的有效方法之一。针对自配的复配杀生剂TH-1、TH-2与复配缓蚀阻垢剂TH-3,研究了2类药剂在同时作用时对系统的杀菌率、缓蚀率及阻垢率的影响,并利用扫描电镜对垢的形态及元素组成进行分析。实验结果表明:在异养菌总数约2.8×107CFU/mL时,2种杀生剂投加14 d后杀菌率可达99%以上;对不锈钢、铜质挂片的最大腐蚀率为0.002 2 mm/a,药剂同时作用时对碳钢具有明显的协同缓蚀的效果,腐蚀率均符合国标要求,对水质的阻垢率也有不同程度的提高,复配杀生剂与缓蚀阻垢剂配伍性良好。     

我国海水养殖功能区的保有量和预测研究

海洋渔业是我国传统的海洋产业,在我国的海洋经济和国民经济中占有重要地位,其发展拓宽了传统农业的范围。然而随着国家重大发展战略的实施,各类项目用海需求迅猛增长,大量的海域、滩涂被填被占,传统的养殖区域受到挤压,渔民"失海"现象日益突出。本文以掌握的我国海水养殖区及养殖用海现状资料为基础,以不同的数学模型为分析方法,开展至2020年我国海水养殖供需预测,并根据预测结果确定海水养殖功能区面积保有量指标,为科学规划海水养殖功能区、确定2020年海水养殖等基本渔业用海目标提供依据。     

配水管网细菌活性影响因素

为研究配水管网水中细菌活性的变化规律,以北方某市试验室模拟配水管网为对象,应用荧光显微镜对经吖啶橙染色的细菌进行直接镜检并计数,以更准确地对细菌活性进行定量分析.以活菌数占细菌总数的比值来表征整体细菌活性,并研究多种因素对配水管网水中细菌活性的影响.结果表明,吖啶橙染色荧光显微镜直接镜检应用于管网水中细菌计数能够快速得到较稳定的结果,计数结果重现性好.试验水样中的活菌数10~3~10~4cells·m L~(-1),细菌总数10~4~10~5cells·m L~(-1).管网水中整体细菌活性与水温、浊度和流速都存在正相关关系;与运行稳定后的水中余氯存在负相关关系.模拟配水管网水中常见形态的细菌对次氯酸钠消毒剂的耐受能力依次为:短杆形菌球形菌长杆形菌弧形菌,并且杆形菌恢复活性和再繁殖的能力较强.夏季水样中短杆形菌多于冬季.     

2015年12月北京市空气重污染过程分析及污染源排放变化

2015年12月,北京市及周边地区连续多次出现重污染天气.在此期间,北京市空气重污染应急指挥部两次发布红色预警.为厘清该月重污染的发生过程、生消变化,测算了应急措施下的污染源排放变化情况,并采用数值模拟和地面观测相结合的分析方法,对重污染的形成原因进行初步分析,同时对应急措施的环境效果进行评估.结果表明:1虽然2015年12月北京市主要大气污染物排放量较去年同期有所下降,但排放强度仍然较大,是重污染过程的内因;气象扩散条件不利是重要的外因,地面风速弱,大气稳定度高,相对湿度高,边界层高度降低,源排放及气象因素共同导致了此轮重污染过程.2红色预警应急措施可实现污染物日排放强度减少36%左右,PM_2.5浓度下降11%~21%,预警的应急措施不能扭转重污染的态势,但对于缓解PM_2.5污染加重趋势有明显的效果.3在重污染天气下,污染物仍在大气中累积,应急措施最明显的效果发生在实施后的48~72 h后,因此建议在PM_2.5浓度快速上升前36~48 h实施减排措施,从而对空气质量预报准确性提出更高的要求.     

基于相空间重构理论的天津市近海水质混沌特性研究

针对我国近海水质污染呈现的复杂非线性特征,通过对混沌理论中的相空间重构方法进行研究,提出了一种新的完全基于环境监测数据的近海水质分析方法。以天津市近岸海域为例,首先,根据相空间重构理论,对近海各监测点的1维COD时间序列进行多维相空间重构,求得最佳嵌入维数mmin和吸引子关联维数D;然后,采用Wolf方法计算最佳嵌入维数mmin下重构相空间的最大Lyapunov指数λ1。计算结果显示各个监测点的关联维数D均在3.3左右,最大Lyapunov指数λ1均大于0,表明近海水质COD时间序列具有明显的混沌特征,近海水质系统是一个多维系统,貌似随机无规律的近海水质系统具有内在的、固有的规律。应用表明,该方法实用性强,为进一步采用混沌理论对近海水质进行预测提供了理论依据,非常有利于近海水环境的管理。     

紫外-生物过滤联合工艺和单一生物过滤工艺中微生物代谢特性的比较

为了系统阐述紫外预处理对生物过滤塔中微生物代谢特性的影响,比较分析了紫外-生物过滤联合工艺和单一生物过滤工艺中微生物代谢特性的变化规律.研究结果表明,联合工艺和单一工艺中微生物的平均代谢活性(AWCD)分别为0.023～0.038和0.024～0.045cm-1.h-1,联合工艺中微生物平均代谢活性高于单一工艺.不同工艺中微生物对碳源的代谢特性存在显著差异:联合工艺中微生物对胺类、醇类和糖类碳源的代谢能力优于单一工艺,对酯类、氨基酸类和羧酸类碳源的代谢能力与单一工艺相当,而对于聚合物类碳源的代谢能力则弱于单一工艺.     

中国水环境压力与水污染防治能力的区域差异

根据2005年中国31个省、市的水污染物处理情况、水资源和人均地区生产总值的统计数据,分析区域间的差异。结果表明:目前中国区域水环境压力和水污染防治能力与经济水平都呈现显著空间线性正相关,而水环境压力与水污染防治能力的空间线性相关性不显著,根据不同区域水环境压力和水污染防治能力的关系,按照加强水污染防治能力的紧迫程度,从大到小分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四级区域,分别对不同区域进行了现状分析和对策建议。