太湖水体Chl-a预测模型ARIMA的构建及应用优化

叶绿素a（Chl-a）是湖泊浮游植物生物量的重要指标,其含量能反映水中浮游植物的丰度和变化规律.以1999年12月~2019年8月太湖水体Chl-a和环境因子的逐月监测数据为基础,运用主成分分析方法探讨了Chl-a与环境因子的关系,据此建立了Chl-a与主要环境因素之间的多元线性逐步回归模型及自回归综合移动平均模型（ARIMA）.结果表明：①太湖Chl-a浓度存在着明显的季节变化,且总体处于上升趋势.总磷（TP）、高锰酸盐指数、月均气温（MAT）和月度降雨量（MR）与Chl-a浓度存在较好的变化同步性,总氮（TN）和氨氮（NH₄⁺-N）则表现出明显的滞后性.②主成分分析结果表明,太湖水体藻类暴发条件不仅仅是基于N和P等限制性因素,而是发展为TN、NH₄⁺-N、TP和高锰酸盐指数、MR和MAT等多元因素的综合影响.③两种模型经验证比较,基于1999~2019年逐月资料建立的Chl-a浓度的ARIMA模型模拟效果和预测精度明显优于所建立的多元线性逐步回归模型,特别是在考虑主要环境因素作为自变量及优化自变量取值情况下其预测效果得到进一步提升.建立的ARIMA（0,1,1）（0,1,1）模型将有助于太湖藻类暴发的预报和预警,并为及时有效地安排水资源调度及调控等水环境管理措施提供依据.     

原水碳源分子量分布及DPB效能对酸化时间的响应

采用超滤-纳滤膜法对污水中碳源分子量(MW)进行切割试验,并测定各区间总有机碳(TOC)浓度以了解污水碳源组成特性;同时采用污水酸化技术,研究在不同酸化时间,碳源分子量分布的变化及对厌氧-膜好氧-反硝化(A2N)工艺中反硝化聚磷菌(DPB)用碳和净污效能的影响.结果表明,试验原水TOC为(58.3±2.83) mg /L,其中颗粒有机碳(POC)为(38.05±1.65)mg /L,占65.27%,剩余溶解有机碳(DOC)在分子量0.5kDa以上区间呈现“W”型分布,其中 MW>100kDa、10k~5kDa、1k~0.5kDa、MW<0.5kDa区间碳源分别占36.20%、12.05%、13.68%和29.83%.在不同酸化时间下,POC含量与DOC分布存在显著差异,在12h内酸化,可以有效将POC转化为DOC,且在14mg/L左右趋于平衡;DOC在大于0.5kDa区间上的分布呈现随时间而整体后移的趋势,在8h时碳源质量最优,其中MW<1kDa的小分子有机物高达17.30mg/L;此时,DPB污泥在厌氧池与缺氧池中的碳源利用率分别为 83.48%、79.59%,比0h时分别提高了23.56%、18.03%;TN、TP去除率分别提高了14.63%、16.98%.     

剪切作用对活性污泥沉降性能的影响

采用序批式活性污泥法系统(SBR)研究了搅拌型反应器中水流剪切应力对处理系统中活性污泥沉降性能的影响,通过微生物数量、絮凝体形态和微生物种群的观测分析,探讨了水流剪切应力影响活性污泥沉降性能的机制。结果表明:活性污泥的微生物数量和沉降指数随水流剪切应力增加先减少后增加,活性污泥的界面沉降速度随水流剪切应力的增加先增加后降低。水流剪切应力对活性污泥处理系统沉降性能的影响是通过剪切应力对微生物的选择作用实现的。     

水体中抗生素污染现状及其对氮转化过程的影响研究进展

近年来，抗生素引起的环境污染和生态风险备受关注.作为抗生素最重要的归宿地之一，自然水体中的抗生素污染日益加剧.逐渐累积的抗生素给水生生态系统带来风险，并会改变微生物群落的结构和功能，已成为水体中物质循环过程的重要影响因子.该文总结了我国河流和湖泊中抗生素的污染现状及其对水生生态系统产生的风险，综述了抗生素对水体中微生物群落以及硝化、反硝化和厌氧氨氧化等氮转化过程的影响.我国主要河流和湖泊中均有抗生素检出，类型包括磺胺类、四环素类、喹诺酮类和大环内酯类等，不同水体中抗生素的污染类型及浓度差异显著.目前，有关抗生素给水生生态系统造成的生态风险和对微生物群落的影响研究较多，而抗生素抗性基因在水环境中的传播扩散机制还需要更全面和深入的探索.抗生素可以通过改变氮循环功能微生物、酶活性和功能基因等影响水体中氮转化过程.对反硝化过程主要表现为抑制作用，对硝化过程的影响与其浓度和类型有关，而对厌氧氨氧化和硝酸盐异化还原为铵过程的影响研究相对匮乏.后续研究中还应探索水动力，盐度，水深和氧化还原梯度等典型水环境条件下，氮转化过程对抗生素的响应，为全面揭示抗生素对水体氮转化过程的影响提供依据.     

姜堰区底栖动物群落分布特征及影响因素识别

为探究江淮平原底栖动物的群落分布特征及影响因素,采用生物多样性指数法、聚类分析方法等,以姜堰区为例分析33个调查样点的底栖动物群落组成及多样性。结果表明:(1)姜堰区发现的20属底栖动物大多较常见且为中度耐污种,软体动物最丰富,姜堰区水环境较好;(2)物种多样性大小淮河水系下河地区江淮过渡区长江水系上河地区;(3)姜堰区底栖动物组成与分布的主要影响因素为水体状况、底质成分、生境差异;(4)应从治理生活垃圾与水体污染、发展生态护岸方面保护姜堰区底栖动物。     

PPCPs在不同营养级水生生物体内的累积与代谢

在总结药品及个人护理品(PPCPs)在水环境中分布特征的基础上,分析和对比了典型PPCPs在不同营养级水生生物(浮游植物、底栖生物和鱼类)体内的累积规律,并阐述了PPCPs在鱼体内的代谢转化途径和机理.提出未来该领域的主要研究方向包括加强对个人护理品生物累积和食物链传递的研究,深入探索PPCPs在食物链上的传递和累积规律,开展实际水体中PPCPs的代谢转化研究.     

锰改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

Cr(Ⅵ)是一种高毒性重金属.为了探究炭质材料对水中六价铬的吸附行为,首次尝试用不同浓度的锰离子溶液对颗粒活性炭进行改性,研究了包括pH、温度、投加量和Cr(Ⅵ)初始浓度对原活性炭和改性活性炭的对比实验.结果表明在相同的条件下锰离子改性可以增加活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附容量,溶液pH、温度、投加量和初始浓度对CKⅥ)的去除率有很大影响.活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附等温线与Langrmuir模型有更好的线性相关性.     

海洋沉积物中石油类污染物动态释放的实验研究

以海洋沉积物为研究对象,通过动态模拟实验研究了海洋沉积物中石油类污染物释放的影响因素及各条件下上覆水体中污染物浓度随时间的变化规律。实验结果表明,海洋沉积物中石油类污染物释放强度与沉积物土壤颗粒是否悬起有关,当土壤颗粒大量悬起时污染物释放强度得到显著提高;上覆水体盐度的增加抑制了石油类污染物的释放;海洋沉积物在一定的受污染范围内,随着受污染程度的增加,石油类污染物的释放强度会随之增加;上覆水体中石油类污染物的浓度与反应物的固液比成正相关。     

用于地下水除氟的羟基磷灰石制备及其除氟效能

针对地下水中氟离子的去除分别合成了粉状和球状两种羟基磷灰石,利用红外光谱扫描、电镜扫描、X射线衍射仪、X射线能谱小试实验分析其基本特征,并进一步利用小试实验确定其对水中氟离子的去除效能.结果表明,制备的粉状羟基磷灰石具有较高的纯度,但结晶度相对较低;而球状羟基磷灰石则较为规则、带孔隙的球形颗粒,粒径约为1mm左右.粉状羟基磷灰石对徐州地下水中氟离子的去除容量约为15.2mg/g,且其去除速度较快,主要集中在30min以内;球状羟基磷灰石对地下水中氟离子的去除容量约为7.5mg/g,但其去除过程持续时间较长.利用粉状和球状羟基磷灰石组合的工艺可将地下水中的氟离子浓度降低至0.8~0.9mg/L,且去除效果稳定.综上所述,粉状和球状羟基磷灰石的组合工艺可用于地下中氟离子的去除.     

五岛群汊河道污染物输移混合特性的试验研究

污染物在有多个分汊岛的群汊河道中的输运混合特性目前尚不清楚,建立存在5个分汊岛的群汊河道物理模型试验系统,通过试验研究了恒定点源排放下群汊河道中污染物扩散特性和汊道污染物混合机理,试验结果表明:来流流量的增加,使得污染物浓度整体下降,污染物混合均匀程度降低;污染物排污位置的改变,对污染物浓度的分布影响显著;支汊中,污染物沿程输运是一个逐渐混合均匀的过程,但是突扩型支汊例外,其混合均匀性有降低的现象。研究为掌握污染物在群汊河道中的输移混合特性提供了科学依据。