Removal processes for arsenic in constructed wetlands

Arsenic pollution in aquatic environments is a worldwide concern due to its toxicity and chronic effects on human health. This concern has generated increasing interest in the use of different treatment technologies to remove arsenic from contaminated water. Constructed wetlands are a cost-effective natural system successfully used for removing various pollutants, and they have shown capability for removing arsenic. This paper reviews current understanding of the removal processes for arsenic, discusses implications for treatment wetlands, and identifies critical knowledge gaps and areas worthy of future research. The reactivity of arsenic means that different arsenic species may be found in wetlands, influenced by vegetation, supporting medium and microorganisms. Despite the fact that sorption, precipitation and coprecipitation are the principal processes responsible for the removal of arsenic, bacteria can mediate these processes and can play a significant role under favourable environmental conditions. The most important factors affecting the speciation of arsenic are pH, alkalinity, temperature, dissolved oxygen, the presence of other chemical species - iron, sulphur, phosphate -, a source of carbon, and the wetland substrate. Studies of the microbial communities and the speciation of arsenic in the solid phase using advanced techniques could provide further insights on the removal of arsenic. Limited data and understanding of the interaction of the different processes involved in the removal of arsenic explain the rudimentary guidelines available for the design of wetlands systems.     

Sequential sorption of lead and cadmium in three tropical soils

It is important to examine mechanisms of Pb and Cd sorption in soils to understand their bioavailability. The ability of three tropical soils to retain Pb, Cd, and Ca was evaluated. The objectives of this study were to (1) determine the extent to which soil sorption sites are metal specific, (2) investigate the nature of reactions between metals and soil surfaces, and (3) identify how metals compete for sorption sites when they are introduced to soils sequentially or concurrently. Lead was shown to be much less exchangeable than Cd and inhibited Cd sorption. Cadmium had little effect on Pb sorption, though both Ca and Cd inhibited the adsorption of Pb at exchange sites. Lead appears to more readily undergo inner-sphere surface complexation with soil surface functional groups than either Cd or Ca. Thus, regardless of when Pb is introduced to a soil, it should be less labile than Cd.     

大别山革命老区旅游地“乡土—生态”系统韧性演化规律及影响机制

探讨旅游地“乡土—生态”系统演化,为理解人地关系地域系统结构与功能演变提供了新思路。通过构建“乡土—生态”系统韧性评价体系,解析2005—2019年大别山革命老区旅游地“乡土—生态”系统韧性的演化阶段、过程、路径及机制。结果显示：（1）研究区旅游地“乡土—生态”系统经历了利用、保存、释放、重组适应性循环过程,分别对应旅游地迅速发展期（2005—2009年）、发展成熟期（2010—2012年）、发展过渡期（2013—2016年）和再发展初期（2017—2019年）。（2）在适应性循环过程中研究区县域的数量结构经历了以“较低水平韧性为主→高水平韧性为主”的转变,县域“乡土—生态”系统韧性水平呈波动上升趋势。（3）2005—2019年研究区旅游地“乡土—生态”系统韧性演化的驱动因子由经济层面转向社会文化层面。在内外源因素的作用下,旅游地“乡土—生态”系统韧性通过乡土资源禀赋（向心凝聚力）、经济发展基础（核心推动力）、社会保障功能（重要支撑力）和自然环境本底（基础约束力）的四维驱动,以人的行为为媒介在相互作用和掣肘中演进,当韧性指数超过阈值时其内核组织将打破原有边界、自我调适实现“路径突破”,进入下一阶段适应性循环,以此促进旅游地的可持续发展。     

浮萍塘中氮归趋模式模拟分析

通过模拟分析浮萍塘中氮的循环迁移过程,考察了N主要迁移途径对各形态氮的去除贡献,并确定了水环境季节变化对氮循环过程影响.模拟结果显示:浮萍塘中氮的去除主要通过硝化/反硝化作用实现,而有机氮沉降以及氨氮挥发作用对TN去除贡献仅为2.1%.浮萍塘中氨氮和硝态氮的变化主要受硝化和反硝化作用影响;有机氮主要受藻类腐败以及氨化作用影响;底泥中氮的变化主要由有机氮沉降和底泥中氮氨化过程控制.此外,浮萍塘能有效去除水体中藻类,并维持藻类的较低含量;浮萍主要通过促进硝化/反硝化速率来提高系统对TN的去除能力.     

生物脱氮技术中好氧反硝化细菌的代谢及应用研究进展

微生物脱氮是水体氮素去除最常用的有效方式,具有高效、经济和二次污染小等特点.好氧反硝化细菌的发现是微生物脱氮技术的重要里程碑,为新型生物脱氮领域的研发提供了新出路.当前,探究好氧反硝化细菌的脱氮特性及各环境因子（如碳源种类、C/N、温度、pH、DO、盐度、重金属含量等）在好氧条件下对反硝化过程的影响已成为污染水体氮素逸出的研究热点.通过总结好氧反硝化细菌的脱氮机制、筛选来源和种类、鉴定、脱氮特性与环境影响因素及其在实际含氮污染水体中的应用,结果表明,好氧反硝化细菌种类丰富、存在环境广泛,脱氮效率一般在50%以上;目前,好氧反硝化细菌脱氮机理的研究主要停留在氮的转化方面,对其中心碳的代谢研究以及碳氮比对反应机理的具体影响尚未明确,需要进一步探究;有关好氧反硝化细菌的脱氮特性研究尚处于实验室小试或中试阶段.建议进一步筛选高效菌群,进行碳氮代谢途径研究,优化好氧反硝化细菌固定化技术,并将其应用于实际工程中,减少水体中的氮素污染,对于实现高效、经济的脱氮具有重要社会价值.      

EDDS强化Fe0-Al0体系降解废水中4-氯酚的性能和机理

采用乙二胺二琥珀酸（EDDS）强化Fe⁰-Al⁰体系还原水溶液中的O₂产生H₂O₂和·OH等活性氧（ROS）的绿色高级氧化工艺,以4-氯酚（4-CP）模拟废水为研究对象,考察了溶液的初始pH值、铁铝的质量比、EDDS投加量和4-CP的初始浓度等因素对4-CP降解的影响.采用电子自旋共振（ESR）法、苯甲酸捕捉法以及4-CP的降解产物等证实了ROS的产生及4-CP的降解机制.结果表明：EDDS强化Fe⁰-Al⁰/O₂体系对4-CP的去除率随溶液初始pH的升高而降低,但在pH=2.5～9范围内,始终具有较好的4-CP去除率;随Fe⁰：Al⁰质量比增加4-CP的去除率先增大后减小,最佳质量比为4：1;随EDDS投加量和4-CP初始浓度增加,4-CP的去除率增大;EDDS可使体系的高级氧化能力提高9倍,在初始pH=2.5、Fe⁰=8g/L、Al⁰=2g/L、EDDS=1.5mmol/L条件下,反应3h后100mg/L 4-CP的去除率和脱氯率均达到近100%..     

改性生物炭对水体中头孢噻肟的吸附机制

采用液相浸渍方法制备3种改性生物炭,采用红外光谱、扫描电镜、比表面积测定仪和元素分析仪等手段表征生物炭表面结构形貌和组成.以头孢噻肟为探针分子,考察改性生物炭对头孢噻肟的吸附性能及吸附影响因素,并探究其吸附机理.结果表明,30min时碱改性生物炭（BC-NaOH）对头孢噻肟的吸附率为83%,符合伪二级动力学方程（R²>0.99）,吸附率显著大于其他几种材料.热力学研究表明,BC-NaOH吸附头孢噻肟是自发放热过程.基于反应热力学及吸附率影响因素分析,得出BC-NaOH吸附头孢噻肟的机理是疏水亲和作用和静电引力.     

有机磷阻燃剂甲状腺干扰效应及其作用机制研究——以磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)为例

以典型有机磷阻燃剂磷酸三（2-氯丙基）酯（TCPP）为研究对象,应用GH3细胞增殖实验检测TCPP对甲状腺激素的干扰效应;应用重组甲状腺激素受体（TR）基因酵母实验和GH3（TRβ-）细胞增殖实验结合实时定量PCR技术初步探究TCPP甲状腺激素干扰作用机理.结果表明,TCPP在1×10^-4mol/L和2×10^-4mol/L浓度下对甲状腺激素T3诱导的GH3细胞增殖产生抑制效应;重组TR基因酵母实验和GH3（TRβ-）细胞增殖实验测试结果表明TCPP可能通过TR介导的基因组途径和非基因组途径诱导甲状腺激素干扰效应;实时定量PCR测试结果表明TCPP下调相关基因如：c-fos、TRβ、integrin-av和k-ras的mRNA表达,初步认为TCPP可能通过影响TRβ基因表达和激活α_vβ₃-ERK-1/2信号通路产生甲状腺激素干扰效应.     

微生物絮凝剂及其在污水处理中的应用

综述了微生物絮凝的种类，性质，产生条件。讨论了影响微生物絮凝剂絮凝活性的主要因素和絮凝机理的多样性；列举了徽生物絮凝剂在水处理中的应用；最后，展望了微生物絮凝剂的研究发展方向。     

青藏高原城镇化及其动力机制分析

青藏高原由于地处高寒偏远 ,社会经济长期处于落后封闭状态 ,社会经济基础薄弱 ,城镇发展缓慢 ,至1952年青藏高原全境解放时其城镇发展水平很低。其后四十多年来 ,青藏高原城镇得到了很大发展 ,城镇化进程加快。由于自然与人文环境具独特性 ,青藏高原城镇发展和城镇化进程独具特色。高原城镇发展表现为总体落后 ,局部发展加速。城镇化现状特征表现为城镇数量少 ,规模小 ,城镇化水平低 ;城镇发展地域差异明显 ,空间上集中在河谷地区 ,呈沿交通线分布格局 ;城镇经济发展水平较低 ,设施落后 ,职能单一 ,缺乏吸引与辐射能力 ,城镇间经济联系弱 ,未能形成高原城镇体系。高原城镇化主要动力是自上而下型的政府投资拉动 ,然而也出现了一些新的投资主体 ,城镇化动力正向多元化发展。