基于铅稳定同位素的骆马湖沉积物重金属铅来源解析

骆马湖作为南水北调东线工程重要的调蓄湖泊和水源地,其水环境安全对于江苏北部乃至南水北调东线工程的影响深远。通过对骆马湖湖区及入湖河段表层沉积物、湖周地区环境中潜在污染源土壤的Pb浓度和Pb同位素组成进行分析,评估Pb的空间分布;利用富集系数法进行Pb生态风险评价,结合二元线性混合模型进行湖区表层沉积物Pb来源解析,并计算各污染源的相对贡献率。结果表明：骆马湖表层沉积物中Pb浓度为8.09～27.97 mg/kg,平均值为20.94 mg/kg,Pb污染程度为清洁～轻度富集,表层沉积物Pb污染主要集中在东部和北部湖区;表层沉积物Pb同位素中²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb与²⁰⁸Pb/(²⁰⁶Pb+²⁰⁷Pb)(丰度之比)分别为1.170～1.249和1.125～1.131,Pb污染主要来源于老沂河和以渔业养殖为主的农业污染的直接排放,农业源的相对贡献率为46.71%。为防控骆马湖水环境中Pb的污染风险,需加强对渔业养殖的规范化管理和入湖河流的污染管控。     

城市污水中部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺NOB抑制策略的研究进展

城市污水具有低温低氨氮(NH₄⁺-N)的特点,不利于亚硝酸盐氧化菌(NOB)的长期稳定抑制,而NOB的过度增殖会导致出水硝氮(NO₃^--N)指标升高,对其他功能微生物产生竞争性抑制作用,进而降低部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN/A)系统的脱氮性能和稳定性。以氨氧化菌(AOB)、NOB、厌氧氨氧化菌(AnAOB)等功能微生物动力学参数、生长特性为基础,探讨了主流条件下的城市污水处理系统中优势功能微生物的变迁。综述了当前普遍采用的低溶氧(DO)限制、好氧-缺氧交替、生物强化、投加抑制剂、泥龄(SRT)筛选、低亚氮等NOB抑制策略,并总结了单一抑制策略无法长期、稳定抑制NOB活性,需进一步考察多重策略的联合作用。继而,从性能和工艺复杂程度,对目前普遍采用的实现多重策略联合调控的反应系统进行了探讨。提出采用活性污泥模型(ASM)与实验相结合的方法,为助力主流PN/A工艺运行调控提供了新思路,并指出深化基础理论的研究,开发新型的组合工艺强化NOB的抑制及脱氮性能稳定也是可行的发展方向。     

不同条件下污泥水热液相产物的生成特性

将城市污水污泥作为研究对象进行水热处理,目的是得到可以改性成为聚集介质的水溶性有机聚合物(soluble organic polymers, SOP)。研究了不同温度(150、175、200和225℃)、反应时间(0.5、1和1.5 h)和碱性添加剂用量等水热条件下SOP的生成特性。结果表明,随着温度和反应时间的增加,SOP产率逐渐下降,由28.5%(150℃、0.5 h)降低至14.73%(200℃、0.5 h)。碱的投加提高了SOP产率,且NaOH的效果优于Na₂CO₃。元素分析表明,温度升高导致SOP的O/C和H/C下降,腐殖化、芳香化程度均增加。红外光谱和X射线光电子能谱表明,温度的升高导致SOP中改性可利用的含氧基团减少。因而150℃、0.5 h、NaOH投加量为污泥干重的10%时,水热反应条件是最适宜的,可以得到更适合作为聚集介质前体物的SOP。本研究结果可为污水污泥资源化利用提供参考。     

城市水体表观污染颜色识别技术的优化研究

城市水体表观污染指数是评价和表征城市水体感官污染程度的重要指标。在基于吸收光谱和颜色识别技术的原有检测方法基础上,以苏州城区景观水体为例,通过实地采样与检测,对人工判别与颜色识别程序的判别结果进行了对比验证。根据验证结果分别从颜色判别模型、颜色识别程序参数的调整两个方面对颜色识别技术进行优化,最终验证吻合率均上升到90%以上,让识别更精准。同时验证使用手机照片进行颜色判别的吻合率,灰色水体吻合率达到100%,黄色水体吻合率达到96.7%,绿色水体吻合率达到100%,使识别更加便捷,为城市水体表观污染现场检测设备和线上检测系统的研发、使用与推广提供技术支持。     

不同调控策略对CANON工艺快速适应氨氮浓度提升的影响

针对进水氨氮浓度变化会影响CANON颗粒污泥功能微生物间的协同导致系统不稳定的问题,通过接种常温下贮存2个月的自养颗粒污泥,并采用3种调控策略(维持HRT不变,快速提升氨氮浓度(R1);维持HRT不变,逐级提升氨氮浓度(R2);逐级提升进水氨氮浓度同时调整HRT,以125 mg·L~(-1)为进水氨氮增幅(R3)),分别考察各种调控策略对系统适应275 mg·L~(-1)和400 mg·L~(-1)氨氮浓度的效能影响,探讨调控策略与污泥性能的关系及游离氨(FA)、溶解氧(DO)的影响。结果表明,污泥性能提升期,负荷变化最为平稳的策略R3率先适应进水氨氮浓度的提升,仅44 d内总氮去除负荷可达到3.5 kg·(m~3·d)~(-1);污泥性能成熟期,快速提升负荷的策略R1可缩短适应时间至25 d,总氮去除率稳定在80%以上,去除负荷达到5.3 kg·(m~3·d)~(-1)。FA会影响功能微生物活性,策略R1在污泥性能提升期,FA浓度高达16.6～26.7 mg·L~(-1),一定程度上抑制了好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AMX)的活性,导致系统适应期延长。在污泥适应高氨氮负荷过程中,比氨氧化速率(SAOR)和比总氮去除速率(SNRR)逐渐提高,污泥浓度和颗粒粒径逐渐增大。f值(ΔN O3--N/ΔTN)可作为DO调节的重要依据,DO与氨氮去除负荷呈良好的正相关性。     

2种磷酸盐生长环境对同步去除与富集磷酸盐工艺的影响

针对同步去除与富集磷酸盐溶液的问题,研究了在低磷环境和低磷高磷交替环境下悬浮填料生物膜反应器的除磷能力和释磷能力,采用扫描电子显微镜(SEM)和高通量测序对第0、45和95天的污泥进行了表征。结果表明:低磷环境下好氧出水磷酸盐浓度稳定在0.5 mg·L~(-1)以下,厌氧阶段的最大释磷量为6.05 mg·L~(-1);在低磷高磷交替环境中,好氧出水磷酸盐浓度基本在0.5 mg·L~(-1)以下,富磷溶液浓度最高可达63 mg·L~(-1)。SEM结果表明,同步去除与富集磷酸盐的悬浮填料生物膜反应器中的主要微生物是杆状菌。高通量测序结果表明:第0、45和95天的变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度分别为48.3%、57.1%和89.1%,占主导地位;而红环菌科(Rhodocyclaceae)的相对丰度分别为18.1%、19.0%和30.8%,是反应器中的优势菌科;动胶菌属(Zoogloea)是同步去除与富集磷酸盐的悬浮填料生物膜工艺中的主要功能菌。在悬浮填料生物膜工艺中,低磷高磷交替的生长环境下培养的聚磷生物膜能够使好氧出水的磷酸盐浓度达到国家排放标准,并在厌氧阶段得到高浓度的磷酸盐富集溶液,且这种生长环境更适合聚磷微生物的生长。     

某铬矿山地下水中Cr(Ⅵ)的形态模拟

为研究某铬矿山周边地下水中Cr(Ⅵ)离子的形态分布情况,在地球化学软件PHREEQC自带数据库基础之上对其加以改进,建立了关于Cr的反应数据库。将建立的数据库嵌入软件中,以模拟该污染厂址在不同pH值对Cr(Ⅵ)离子形态分布的影响为实例,将其模拟结果与Visual MINTEQ软件模拟结果进行对比来验证数据库建立的准确性。结果表明:pH值对地下水中Cr(Ⅵ)离子形态分布的影响较大,其结果与Visual MINTEQ软件模拟结果基本保持一致,该数据库的建立很好地改善了PHREEQC本身数据库的缺陷。研究结果将有助于PHREEQC模拟Cr(Ⅵ)在地下水中的物理化学反应、迁移转化规律,同时也将为各种形态的Cr(Ⅵ)离子在地下水中健康风险分析评估等提供支持和指导。     

抗坏血酸对三价铁/过氧化钙体系降解头孢氨苄的影响

通过添加抗坏血酸(AA)能够缓解铁离子形成沉淀和加速Fe~(3+)转化为Fe~(2+),催化CP产生活性氧物质(ROSs),对CFX降解起到促进作用。研究了Fe~(3+)/AA/CP体系降解CFX的Fe~(3+)浓度、AA浓度、CP浓度、初始pH等主要影响因素。结果表明:在Fe~(3+)浓度0.60 mmol·L~(-1)、AA浓度0.15 mmol·L~(-1)、CP浓度0.144 g·L~(-1)、CFX的初始浓度0.15 mmol·L~(-1)和初始pH=3.00的室温条件下,20 min内CFX的降解率可达到100%。随着初始pH升高,CFX的降解率随之降低。反应过程中降解CFX的活性物质为羟基自由基(HO·)和超氧自由基(O2-·),其中HO·对CFX降解起到主导作用。水中阴离子的影响表明,SO_4~(2-)、Cl~-对CFX的降解影响较小;但HCO3-对CFX的降解有明显的抑制作用。在处理成分较复杂的实际养殖废水实验中,发现只有提高药剂量才能达到有效降解实际废水中头孢氨苄的目的。     

多级生态库塘对低污染水体的净化

为分析多级生态库塘对入洱海低污染水体的净化效果,以大理市上鸡邑村新建多级串并联库塘为研究对象,跟踪监测了库塘各单元进出口水体中总氮(TN)、氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)变化情况,并对库塘净化效果进行分析。结果表明:多级串并联生态库塘对水体中TN、NH_4~+-N、TP的去除率分别达30.98%～54.96%、54.11%～64.17%、27.11%～47.83%,净化效果较好。库塘对低污染水氮磷去除效果在不同单元和季节存在差异,各净化单元中,稳定塘对水体净化效果最不理想,对水体中TN、NH_4~+-N、TP去除率分别为2.88%、-17.50%、-16.83%。库塘旱季对水体中氮磷净化效果优于雨季,对水体中TN、NH_4~+-N、TP平均去除率分别为46.23%、84.43%、38.61%,均高于雨季。     

重金属Pb、As污染土壤的稳定化修复评价方法研究

稳定化修复是广泛应用的土壤修复技术之一,然而目前对该项技术修复效果的评价方法并不完善。鉴于此,提出分层原位取样的淋溶实验及外源污染的截留柱实验作为评价方法,分别评价稳定化修复过程中重金属在土壤中的迁移风险和稳定化修复的适应性。结果表明,稳定化修复后5cm深度土壤浸出液中As和Pb浓度分别降低了92.6%和98.4%;而稳定剂对于25cm深度土壤中的Pb、As截留效果不同,稳定化修复后的As污染土壤对Cd有较好的截留效果,而稳定化修复后的Pb污染土壤对于Cd的截留能力低于对照组。基于淋溶实验和截留柱实验的评价方法具有良好的应用前景。