数据清洗对污水处理厂生物建模可靠性影响研究

为应对污水处理厂出水水质要求的不断提升,通过生物建模技术降低污水处理厂碳源、除磷药剂投加量,实现达标排放同时降低运营成本已成为必要手段.然而,数据质量是影响模型可靠性的关键因素.为提高建模数据质量,本研究在生物建模过程中提出了系统性3步清洗方法：统计分析法标定可疑数据;物料平衡计算法剔除大误差并闭合流量平衡;污泥特征分析法修正污泥组分.应用该方法成功对天津宁河芦台桥北污水处理厂2019年1—7月历史水质数据、SCADA在线流量数据及补充采集的3日水质数据实现有效的清洗,并完成基于Biowin-ASDM活性污泥模型的生物建模案例研究.通过与直接利用原始数据进行模拟拟合的对比结果表明,应用清洗后的数据进行建模可有效提升模型可靠性,不但校正参数趋于合理,更可实现生化段主要污染物TSS、TCOD、TN、TP去除率的模拟误差≤3%.     

夏秋季节北京市居家室内微生物多样性的变化特征

室内空气中过高浓度的生物粒子有害人体健康.空气中的微生物通常与灰尘结合在一起,然而目前对家庭室内灰尘微生物多样性及其随季节变化特征的报道较少.本研究在北京市选择1户家庭,在夏季和秋季定期采集灰尘样品,通过高通量测序研究细菌和真菌群落组成及多样性,并分析细菌-真菌的网络互作特征.结果显示,室内灰尘细菌和真菌群落Shannon指数及Chao1指数夏季均显著高于秋季（p<0.05）.此外,室内灰尘细菌群落结构夏季与秋季无显著差异（p>0.05）,主要类群为假单胞菌属（Pseudomonas）、考克氏菌属（Kocuria）和芽孢杆菌属（Bacillus）;真菌群落结构夏季与秋季则明显不同（p<0.05）,夏季优势类群为曲霉属（Aspergillus）、链格孢属（Alternaria）和裂褶菌属（Schizophyllum）,而秋季曲霉属占绝对主导地位.室内灰尘微生物网络互作具有明显的季节特征,夏季微生物互作主要为细菌-细菌,以及细菌-真菌的正相互作用;而秋季微生物互作比夏季更紧密,以细菌-细菌的正相互作用为主.这些结果可为构建健康的居家环境提供参考依据.     

环境规制对碳排放时空格局演变的作用路径研究——基于东北三省地级市实证分析

基于2005-2016年东北三省36个地级市面板数据,定性分析环境规制与碳排放的时空格局演变特征,并利用中介效应分析法定量研究环境规制对碳排放的影响及作用路径。结果表明：（1）从各城市对比来看,环境规制强度呈现出明显的市域差异,碳排放量呈先增加后减小态势。（2）从空间格局来看,环境规制强度呈现由北向南逐渐增强的态势,区域间差异逐渐增大。环境规制的高水平类型分布集中,城市数量最多;低水平类型均位于黑龙江省北部,城市数量最少。碳排放量的高水平类型集中分布在辽东半岛以及大庆市和吉林市等石油型、冶金型城市,低水平类型城市数量呈波动增加,主要分布在东北北部,且向南逐渐扩散。（3）东北三省严格的环境规制不仅直接抑制碳排放,也可以通过优化产业结构和精简粗放投资间接抑制碳排放,地方政府竞争则会减弱环境规制对碳排放的抑制效应。     

SBR工艺城市污水处理厂微生物气溶胶逸散特征

在采用SBR工艺的某污水处理厂设置采样点,研究各污水处理工艺段微生物气溶胶的逸散特征.结果表明,各工艺段均有细菌气溶胶逸散,浓度为82～1 525 CFU·m~(-3),粗格栅、生化池和污泥脱水间为主要逸散源.各工艺段检测到的细菌气溶胶主要菌属为Cyanobacteria,其它丰度较高的菌属有Aeromonas、Peptostreptococcaceae、Moraxellaceae、Chroococcidiopsis、Sphingomonas、Arcobacter及Acinetobacter等,其中Aeromonas、Arcobacter、Acinetobacter及Sphingomonas为潜在致病菌.微生物气溶胶的浓度和丰度沿垂直方向和水平方向减少.适宜的温度和相对湿度利于微生物气溶胶在空气中保持活性(P 0. 01),风速则与微生物气溶胶的逸散呈负相关(P 0. 05).污水处理过程产生的微生物气溶胶的暴露风险较小(HQ 1),但是污染物的累积会增加人体的暴露风险.生物除臭反应器在处理臭味气体的同时还可以有效削减微生物气溶胶.     

污泥性质对微波预处理-厌氧消化的影响及古菌群落结构分析

污泥性质对预处理强化厌氧消化工艺的效果有较大影响.本研究对比了某实际污水厂A~2O工艺和A~2O-MBR工艺产生的剩余污泥在微波预处理-厌氧消化过程中污泥性质的变化与产气效果,并考察了在预处理和厌氧消化过程中污泥的古菌群落结构变化.结果表明,A~2O工艺剩余污泥有机质含量比A~2O-MBR污泥高出16. 4%(分别为66. 4%和50. 0%),SCOD、溶解性蛋白质和多糖分别为后者1. 24、2. 02和4. 84倍,具有更好的可生物降解性.虽然预处理对生物降解性差的A~2O-MBR污泥有机物释放效果更好,但A~2O污泥在微波预处理-厌氧消化后产甲烷量比相应处理后的A~2O-MBR污泥多26. 1%.两种剩余污泥的古菌群落结构差异较大,A~2O-MBR污泥中甲烷丝菌属和甲烷八叠球菌属丰度分别比A~2O污泥多3. 68%和19. 73%.预处理对古菌群落的丰富度和均匀度影响相对较小,但厌氧消化后波动较大.污泥中有机组分不同是引起古菌群落结构变化的重要影响因素.     

2014~2016年京津冀沿山城市空气质量首要污染物特征分析

对北京、保定、石家庄、邢台和邯郸这5个京津冀太行山沿山城市2014~2016年空气质量首要污染物进行分析,探讨其空间分布特征和时间变化趋势.结果表明,北京首要污染物由主到次为PM_2.5、O₃-8h、NO₂和PM₁₀,其他4个城市首要污染物排序为PM_2.5、PM₁₀、O₃-8h、NO₂、SO₂和CO.在空间分布上,各城市PM_2.5首要污染物天数比例3 a均值相当（53.3%~58.1%）,但从北向南,5个城市PM₁₀天数比例基本呈上升趋势,而O₃-8h反之.除邯郸PM_2.5首要污染物天数比例逐年明显下降外,其他4个城市的天数比例年际变化幅度较小;2016年石家庄、邢台和邯郸O₃-8h天数比例均显著上升.各城市PM_2.5和O₃-8h首要污染物天数月变化曲线分别呈"W"型和"倒U"型,PM₁₀首要污染物天数在3~5月出现明显高值区.从良至严重污染,各城市PM_2.5和PM₁₀首要污染物天数比例之和随空气质量级别逐级递增,其中PM₁₀天数比例逐级下降,而PM_2.5表现相反;O₃-8h首要污染物天基本出现在良至中度污染级别,且总体上逐级下降;NO₂仅在良级天有较高的天数比例贡献.     

基于COPERT模型的江苏省机动车时空排放特征与分担率

利用COPERT模型和Arc GIS技术建立了江苏省2015年1 km×1 km、小时分辨率的机动车网格化排放清单.采用改进的"标准道路长度"方法,利用路网信息以及拥堵延时指数的月变化、周变化和日变化数据提高清单的时空分辨率.基于COPERT模拟结果分析了分车型、排放标准以及道路类型的机动车污染物排放分担率.结果表明,江苏省2015年NOx、HC、CO、PM_(2.5)、SO_2、OM和BC的排放量分别为49.09、16.63、161.48、1.69、0.19、0.36和0.67万t,其中苏州和徐州排放量占比之和达34%~45%;HC蒸发排放量为2.02万t,占HC排放总量的12%;小型客车和摩托车对于HC和CO排放量的分担率最大,均超过30%;重型柴油货车对NOx、PM_(2.5)、SO_2、OM、BC的分担率在36%~54%之间,远高于其他车型;苏州和徐州的重型和中型柴油货车是NOx、PM_(2.5)的最主要排放源;国Ⅲ标准柴油车对NOx、PM_(2.5)、SO_2和BC的分担率均最大,在42%~55%之间;国Ⅲ标准重型柴油货车和国0标准中型柴油货车是全省NOx、PM_(2.5)、OM和BC的首要和次要贡献车型,两者分担率之和在40%~56%之间.国0标准摩托车对全省HC和CO排放的分担率较高,约为16%.     

喀斯特流域水化学特征及水-岩作用分析——以后寨河流域为例

本文选取后寨流域作为研究对象,基于对水体中主要离子的主成分分析和离子比值分析,研究丰枯期水化学特征及水-岩作用程度。研究表明,水体中各离子的主成分荷载值和站点得分能够辨识流域内主要水化学成分及水-岩(T_2g~2、T_2g~3)作用特征,丰水期主成分反映碳酸盐岩可溶性和水动力条件组合的影响,枯水期主成分反映蒸发岩和水动力条件组合的影响。水流作用强的石灰岩地区,管道发育,水流变化迅速,水体中离子浓度低。随着白云岩含量增加或水流作用减弱,水体中离子含量增大。枯水期从上游至中下游水流作用减弱,蒸发作用增强。     

台风“妮妲”过程对广州臭氧浓度的影响分析

为研究台风天气系统对广州地区臭氧浓度的影响,选取2016年7月27日—8月2日台风"妮妲"过程,结合气象要素资料和空气质量数据进行了分析.结果表明:①7月27日—8月2日台风过程期间,7月27—29日和8月1—2日空气质量未超标,7月30日和31日分别达到轻度污染和中度污染,首要污染物均为O_3,其中,31日O_3小时浓度峰值达293μg·m~(-3),O_3_8 h (8 h滑动平均)浓度达249μg·m~(-3),期间PM_(2.5)及前体物NO_2和CO浓度也略有升高,但总体升幅不大,都在良范围内.②台风过程期间,O_3浓度与温度、风速呈正相关(p0.01),与气压、相对湿度呈负相关(p0.01).高温低湿、风速1.0～2.0 m·s~(-1)、气压低有利于大气光化学反应,容易导致O_3浓度超标.③受台风外围下沉气流影响,大气存在垂直输送;同时混合层顶低,30日和31日混合层高度白天最高在1300 m以下,夜间在200 m左右,最低不足60 m;同时,2 km高度内均有持续逆温存在,逆温高度主要在700 m以下.地面处于均压场,同时存在逆温,大气层结稳定,使得污染物在近地层堆积不易扩散,导致O_3浓度超标.     

银川市东郊设施蔬菜基地土壤中邻苯二甲酸酯污染特征及健康风险评价

在宁夏银川市东郊设施蔬菜基地共采集49个表层土样,采用气相色谱质谱联用检测方法,分析了土壤中16种邻苯二甲酸酯(Phthalate esters,PAEs)化合物含量,并对其污染分布、污染特征进行了评价,同时对美国EPA和欧盟优先控制的6种PAEs进行了人体暴露的健康风险评价.结果表明,银川市东郊设施蔬菜基地土壤中16种邻苯二甲酸酯化合物(∑16PAEs)的含量范围为2.123~17.271 mg·kg~(-1),平均值和中位数分别为5.120和4.324 mg·kg~(-1).土样中DMP、DEP、Dn BP、DIBP和DEHP的检出率为100%.其中,DMP、Dn BP和DEHP是研究区土壤中PAEs污染物的主要组成部分,DMP、Dn BP和DEHP分别占∑16PAEs总量的46.03%、26.55%和10.32%,三者之和占∑16PAEs的82.79%,占美国EPA 6种优先控制污染物水平的86.16%.对人体健康风险评价表明,研究区6种优先控制化合物对人体产生的非致癌风险均1,未超过EPA推荐的非致癌水平,表明非致癌风险在可接受范围之内.对于DEHP单体,居民通过饮食途径的致癌风险为(0.779±1.370)×10-5,超过EPA推荐的致癌水平,应引起一定的重视,而BBP和DEHP其它非饮食途径的致癌风险都在可接受范围,不会对人体健康产生危害.