我国城市大气颗粒物重金属污染研究进展与趋势

为研究我国城市大气重金属(Pb、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、As、Hg)污染水平与特征,本文收集了近年发表的相关文献,并梳理统计了国内46个主要城市重金属数据。研究发现,我国城市大气重金属污染水平差异很大,各重金属浓度大致呈Zn>Pb>Cr≈Cu>As>Ni>Cd>Hg的分布规律;在时空分布上,表现为北方高于南方,内地高于沿海,冬春季高于夏秋季。其中,北方城市大气重金属Pb、Cd、Cu、Ni、Zn、Hg、As分别比南方城市高40. 3%、14. 3%、42,7%、140%、60. 8%、27. 7%和86%。我国城市大气重金属来源多样,主要有生活来源、工业来源、交通来源和其他来源。此外,由于不同重金属赋存形态的差异,其生物有效性也存在很大差别。鉴于城市大气重金属污染已经对居民身体健康构成潜在威胁,建议今后应从大气细粒子和超细粒子、重金属赋存形态、重金属毒理学以及健康风险评价等方面加大研究力度。     

基于能值分析的闽三角城市群代谢可持续性评估

城市群作为区域发展战略核心和经济建设的引擎,是城市间相互协同,发挥聚集效应一体化城市群体。城市代谢系统是城市发展过程中物质、能量、货币和人类劳动力综合协调的自组织系统。城市代谢系统失调被认为是导致城市人口负荷过载、城市环境污染严重和资源过渡消耗等城市可持续发展问题的主要原因,因而通过社会—经济—生态等多维度指标构建对城市群可持续发展评价尤为重要。本文以闽三角城市群为研究对象,基于能值分析方法结合城市代谢理论,从不同维度系统分析闽三角城市群能值代谢状况及可持续发展水平,并对不同城市群间和城市群内进行对比分析。研究发现：（1）2010—2017年闽三角城市群总能值总体呈现上升趋势,且不可更新资源能值比重增幅较大,表明经济发展以资源消耗为主,对城市群生态环境产生负面影响。同时,人口增长、土地空间限制和生态经济可持续发展之间存在一定矛盾。（2）从不同城市群之间对比来看,闽三角城市群与环太湖城市群在资源利用率和经济产出方面略有差距,但在能值货币比率和环境承载力等指标方面表现较好,反映出闽三角城市群社会经济与生态环境较为协调,生态文明建设取得较好效果。（3）从城市群内部结构对比来看,厦门、泉州、漳州三个城市均处于健康发展状态,且厦门、漳州可持续发展能力远高于泉州。厦门因产业结构优势对外部资源依赖性最小,总体经济发展效率稳步提升,较好实现了经济发展与城市社会福祉提高之间协调发展。泉州以第二产业为主导,经济产出效率提升较快但发展效率偏低,其社会经济发展对生态环境造成较大压力。漳州产业结构较为平衡,区位优势和自然生态环境为其城市发展提供了较大潜力。     

尼罗河三角洲与长江三角洲重金属污染对比研究

通过对比研究尼罗河三角洲与长江三角洲重金属污染特征,结果发现前者多数重金属含量高于后者,且尼罗河三角洲富集指数EF值约为长江三角洲3倍。此外,两者重金属分布格局差异明显,尼罗河三角洲呈东西高、中间低的"马鞍形"分布。自阿斯旺建坝后,干旱气候条件和人类活动使得尼罗河三角洲泻湖演变为重金属沉积中心。与之相反,长江三角洲重金属含量向海沿程降低,季风降水和巨量水沙对污染物扩散能力较强,污染水平较低。与世界其他地区河口相比,尼罗河三角洲重金属污染属于中等水平,而长江三角洲属于中下水平。对比研究表明两三角洲重金属物污染分布规律差异与其独特的流域自然条件和人类活动方式有密切关系。     

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.     

三种常见混凝机理为主导条件下絮体特性研究

以模拟低浊微污染水为原水,硫酸铝[Al2 (SO4)3]为混凝剂,考察了3种常见混凝机理(电性中和、吸附架桥和网捕卷扫)为主导条件下絮体的成长过程、二维边界分形维数(Dpf)和比表面积及其与混凝效果的相关性.结果表明:吸附架桥为主导机理下絮体最大增长速率S (0.951)最快,达到稳定后絮凝指数FI最大(3.7%),二维边界分形维数Dpf最大(1.587),絮体呈块状且絮体间出现孔状间隙,比表面积介于网捕卷扫和电性中和之间[网捕卷扫(83.646m2/g)>吸附架桥(98.808m2/g)>电性中和(116.046m2/g)];FI值、S及Dpf变化与浊度去除率相关性较好,其相关系数分别达0.979、0.982和0.963,同时比表面积大的絮体吸附容量大,有机物的去除率高.     

海绵铁感应热固定床对染料废水脱色研究

感应热固定床(IHBF)在有机废水非均相反应中,通过能量靶向作用于磁性滤料微界面,形成固液相界面高温微反应区,实现了有机废水低能耗高效降解.本文探讨了海绵铁感应热固定床处理直接紫D-BL废水的运行条件和机理.结果表明,在进水pH值6~7,水温为30 ℃,HRT为2.08min的条件下,运行30min后脱色率高达93.5%.降解溶液的UV-vis结果表明,直接紫D-BL在554nm和220nm的特征峰消失.通过SEM-EDS技术对Ni-SI降解前后的样品进行表征,结果显示,降解后Ni-SI中的Fe形成了Fe的氧化物和氢氧化物.根据降解、表征分析其反应机理,推断是直接紫D-BL首先吸附在海绵铁颗粒表面,接着铁与水反应产生的H2在Ni的催化和局部高温作用下产生大量的氢自由基,并与直接紫D-BL发生催化还原反应,使得分子中最毒性的共轭双键和苯环断开而降解.此外对酸性黑10B废水、直接大红D-GLN废水和实际染料废水分别进行试验,脱色率分别达到82%、78%、81%左右,表明海绵铁感应热固定床在染料工业废水处理中具有良好的应用潜力.     

β-甘露聚糖酶基因在枯草芽孢杆菌中的克隆及表达

从Bacillus subtilis JNA 3-10中克隆出β-甘露聚糖酶基因成熟肽链编码序列manA1和含信号肽的β-甘露聚糖酶基因manA2,在B.subtilis 168中克隆表达,分别筛选获得高效分泌表达β-甘露聚糖酶的重组菌株BPM1001(pMA5-manA1/B.subtilis 168)和BPM1002(pMA5-manA2/B.subtilis 168),结果表明菌株BPM1002总酶活力是菌株BPM1001的9.65倍,是原始菌株的13.1倍.在基因manA2下游引入His序列克隆出β-甘露聚糖酶基因manA3,获得枯草芽孢杆菌168重组菌株BPM1003.采用Ni-NTA柱纯化重组菌株BPM1003分泌表达的β-甘露聚糖酶,并研究其酶学性质,该酶促反应的最适pH为6.5,最适温度为65℃,在37℃条件下保存一个月酶活力依然保留有77.8%.5 L发酵罐放大实验结果表明魔芋粉对于产β-甘露聚糖酶具有明显的诱导作用,酶活力最高可达2 748.82 U/mL.图9表3参19     

氯盐协同作用下含汞土壤热脱附实验研究

采用自配硫酸汞和氧化汞污染土壤开展热脱附试验。研究了热脱附温度(200~500℃)、热脱附时间(25~120 min)、热脱附氯盐药剂(氯化铁、氯化镁和氯化钙)对土壤中汞热脱附率的影响。结果表明:氯盐对汞热脱附的促进作用明显,未添加氯盐的硫酸汞和氧化汞样品中汞的去除率分别为29.4%~52.8%和16.3%~69.2%,添加氯化铁、氯化镁和氯化钙后硫酸汞样品中汞的去除率分别为95.6%~97.9%、78.7%~94.6%和45.2%~94.9%。三种氯盐对汞热脱附的促进顺序为氯化铁>氯化镁>氯化钙;汞的去除率都随着温度和停留时间的增大而增大,温度越高停留时间的影响越小,添加氯盐可有效缩短样品中汞的去除率达到稳定所需的时间。对样品进行XRD分析得出:添加氯盐之后在加热过程中生成了挥发温度相对较低的氯化汞和氯化亚汞。     

高盐浓度对工业废水生化处理的影响研究

研究了生物制药废水的不同含盐量对生化处理系统效果的影响,以及对该系统中的生物学变化规律的影响。在含盐量低于2.5×104mg/L时,废水生化处理系统COD去除率可稳定在92%左右,污泥活性良好;随着进水盐浓度的增加,含盐量达到2.5×104mg/L时,污泥活性开始受到抑制,COD去除率急剧下降至80%左右;当废水含盐量达到3.5×104mg/L时,污泥活性明显受到抑制,污泥絮体开始部分解体,COD去除率下降到60%左右;当废水含盐量达到6.0×104mg/L时,污泥活性系统趋于崩溃,原生动物近乎绝迹,污泥絮体细碎分散,可见少量球形游离细菌,COD去除率仅有45%左右。     

絮凝-微波诱导氧化联合工艺对焦化废水的处理

研究采用了无机絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)联合微波诱导氧化工艺,考察絮凝剂用量、敏化剂用量、微波时间、微波功率对焦化废水CODCr、色度去除效果的影响,并通过稳定性实验考查该联合工艺的稳定性。结果表明,在絮凝剂投加量为800 mg/L,敏化剂用量为10 g/L,微波功率为900 W,辐射时间为6 min的条件下,对焦化废水CODCr、色度去除率分别为96.6%、96.4%,CODCr达到了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)的直接排放标准,联合工艺出水稳定。