农田重金属污染土壤的原位钝化研究

以中国河南省某市农田污染土壤为研究对象,采用化学钝化技术,加入不同钝化药剂对其进行重金属稳定化效果研究,同时采用室内小麦盆栽实验,对比分析其对土壤钝化后植物吸收情况。研究表明:原始土壤受As、Cd、Pb、Zn污染,其中Cd含量超过《土壤环境质量标准》(GB 15618–1995)二级标准,威胁粮食安全生产和人体健康;采用赤泥、磷矿粉和钙镁氧化物混合药剂均可在一定程度上对土壤中的Cd、As、Pb、Zn有钝化效果,其中向土壤中加入2%钙镁氧化物混合药剂对重金属Cd的钝化效果最佳且小麦幼苗地上部中Cd含量大幅度降低,有助于植物生长。研究为重金属污染农田土壤的修复技术提供了参考。     

石墨烯/聚苯胺修饰阴极对反硝化MFC性能影响

反硝化生物阴极微生物燃料电池（MFC）以电极为电子供体,在自养条件下完成硝酸盐去除过程.本研究以碳布（CC）为基底材料,分别制备获得还原氧化石墨烯修饰（rGO-CC）,聚苯胺修饰（PANI-CC）及二者复合修饰的CC电极（rGO/PANI-CC）,并考察其作为阴极材料对反硝化生物阴极MFC产电脱氮性能的影响.扫描电镜结果显示,rGO-CC和PANI-CC的碳纤维分别被片层状rGO和网状PANI覆盖,而rGO/PANI-CC表面呈现PANI在附着rGO的碳纤维上团聚的形貌,均增大了碳布的比表面积.循环伏安测试显示,rGO/PANI-CC具有最高的电化学活性.以rGO-CC,PANI-CC和rGO/PANI-CC为阴极构建MFC的产电能力分别提高了82%,24%和41%,其阴极对NO₃^--N的去除能力增强了23%,9%和13%.16S rDNA测序结果揭示修饰后电极表面微生物的多样性下降,Stappia和Pacacoccus属微生物的丰度增加.     

水合物法海水淡化脱盐效率研究

采用水合物生成装置分别加入二氧化碳和甲烷气体通过水合物法进行2组海水淡化实验。每组实验分别提取3次不同反应时间的水合物晶体,检测水合物中Na+、Mg2+、K+、Ca2+、B3+的离子浓度。结果表明:CH4水合物形成过程中,盐离子的脱盐效率与离子半径和所带电荷量呈线性相关性。CO2水合物生成实验中,由于Ca2+与CO2-3反应生成Ca CO3颗粒,故Ca2+离子浓度变化与离子半径和电荷量呈非线性关系。同时提出更全面的水合物法海水淡化中盐离子的排斥机制。较于反渗透传统方法,水合物法具有脱硼效果好的优势。     

非点源污染控制研究进展

对非点源污染的基本特征、控制方法、监测和模型研究等进行论述。系统地归纳和分析了非点源污染控制方法中的多水塘系统、缓冲带、湿地系统、土壤渗滤等生态技术,并探讨了促渗技术在非点源污染控制中的应用。     

低强度超声波强化SBR处理生活污水

通过设置超声波(ultrasound,US)的SBR反应器(sequence batch reactor,SBR)与对照反应器的对比试验,研究了超声波对SBR处理生活污水的强化效果.结果表明,采用强度0.3 W·cm^-2的超声波,每隔8h取SBR反应器中10%的污泥进行10min辐射处理,对COD的总去除率提高3%～6%,其出水COD与对照反应器的出水相比降低了40%～53%,通过该辐射处理有效提高了SBR反应器对模拟生活污水的高负荷冲击和有毒物质冲击的耐受能力.对于实际生活污水,设置超声强化使污泥耗氧呼吸速率(oxygen uptake rate,OUR)增加14%左右,有效提高了微生物对难降解有机物质的分解能力.对污泥沉降性能的研究表明,超声波强化会引起污泥的SVI值升高,但升高的幅度仅为5%左右,不会对系统的沉降性能造成显著影响.根据电镜观测以及种群结构分析发现,超声波对细胞产生了损伤作用,其表面出现了明显的皱褶,但是活性污泥种群结构并未发生显著变化.通过对2个反应器中活性污泥的呼吸动力学分析表明,设置US反应器中活性污泥对底物具有更高的利用率.     

小陇山自然保护区华山松群落8个主要种群的生态位研究

小陇山国家级自然保护区是中国华山松的主要分布区之一。在野外大量调查基础上,运用Levins和Shan-non-Wiener生态位宽度、生态位重叠和生态位相似比例等指数,对林区华山松群落中8个主要种群生态位特征进行研究。结果表明,生态位宽度值大小依次为华山松、锐齿栎、披针叶忍冬、漆树、甘肃山楂、毛栗、辽东栎和少脉椴。华山松Shannon-Wiener生态位宽度值最大,为0.988 8,其次是锐齿栎,为0.877 6,少脉椴最小,为0.352 9。该群落种群间生态位重叠值普遍较低,表明多数种群间竞争较小。建群种华山松与其他种群间生态位重叠值较大,为0.079 1~0.101 3,而其他种群与华山松间生态位重叠值却较小,为0.015 4~0.069 0,华山松与毛栗的重叠值最大,为0.101 3,华山松与少脉椴的重叠值最小,为0.079 1。生态位相似比例在0.5以上的种群对有4对,占14.28%,分别是华山松-锐齿栎、华山松-披针叶忍冬、锐齿栎-披针叶忍冬和锐齿栎-漆树种群对,在0.5以下的有24对,占85.72%,表明群落中多数种群对资源利用的相似性程度较小。作为中国华山松的分布地之一,秦岭西段小陇山林区具有暖...     

高压脉冲放电降解水中苯乙酮的研究

进行了高压脉冲放电降解水中苯乙酮的实验,2.1×10^-3M苯乙酮溶液放电处理30min,苯乙酮的最高降解率达92％,另外还探讨了苯乙酮降解途径及气体的存在对放电效果和苯乙酮降解率的影响．研究表明,用高压脉冲放电处理有机废水是可行的．     

高风险饮用水水源保护区两种划分方法对比研究——以山区某水库为例

以山区某水库为例,分别采用应急响应时间法和数值模型计算法划定某水库饮用水水源保护区,对比分析两种方法划定的保护区格局差异,以期为高风险饮用水水源地保护区的划分和调整提供案例和方法参考。结果表明,应急响应时间法和数值模型计算法划定的保护区格局相似,但两种方法在水源保护区二级区和准保护区划定范围上有所不同。针对某水库环境风险现状,提出水源保护区风险应急体系建设建议。     

青藏高原黑炭气溶胶沉降变化特征的模拟分析

根据全球气溶胶气候模式GEM-AQ/EC模拟的1995~2004年黑炭气溶胶干湿沉降量,初步分析了青藏高原上黑炭气溶胶总沉降的季节分布及总沉降的年变化率季节分布。研究表明,在不同的季节,随着大气环流格局改变,使得在青藏高原上的黑炭气溶胶随着季节有不同量的沉降关系。从青藏高原上黑炭气溶胶平均总沉降量来看,冬季在青藏高原的东南部之外,其余地方的黑炭气溶胶总沉降量值很小,都低于5kg km~(-2),青藏高原的东南部也只有20kg km~(-2)。而在夏季青藏高原的大部分地区黑炭气溶胶的总沉降量都大于8~10kg km~(-2),青藏高原的东北部则是高达40kg km~(-2)。可以看出,青藏高原上黑炭气溶胶平均总沉降量夏季是冬季的两倍左右,而东北部地区则是高达了8倍左右。通过黑炭气溶胶总沉降的年变化率季节分布研究,得出除了秋冬季节有明显的递增趋势,其他季节年变化率不大。在青藏高原及邻近周边地区,年变化率在夏季和秋季的变化趋势基本是相反的。     

氯酸盐屏蔽废水COD测定的消除策略及反应机制

向废水中投加氯酸盐,即所谓的“COD(化学需氧量)去除剂”,可降低COD检测值,呈现出水符合COD排放标准的假象.从本质上而言,氯酸盐的添加并未实际去除COD,而仅仅是作为氧化剂减少了在高温消解过程中重铬酸钾的消耗量,导致测定的COD数值偏小,因此氯酸盐只是起到了掩蔽作用.为消除氯酸盐对COD的掩蔽作用,提出了一种以亚硫酸盐为还原剂的预处理工艺:根据氯酸盐含量投加相应的亚硫酸氢钠进行去除,进而测定出真实的COD.结果表明,当[SO₃^2-]/[ClO₃^-]摩尔比为5—6、温度为60℃时,经过lh的反应可以有效的消除氯酸盐对COD测定的影响,此时SO₃^2-和ClO₃^-同步耗尽.基于ESR(电子自旋共振)分析,可知氯酸盐与亚硫酸盐首先通过单电子转移反应生成SO₃^·-,生成的SO₃·与溶解氧进一步发生反应生成SO₄^·-