Locally enhanced electric field treatment (LEEFT) for water disinfection

• Nanowire-assisted LEEFT is applied for water disinfection with low voltages. • LEEFT inactivates bacteria by disrupting cell membrane through electroporation. • Multiple electrodes and device configurations have been developed for LEEFT. • The LEEFT is low-cost, highly efficient, and produces no DBPs. • The LEEFT can potentially be applicable for water disinfection at all scales. Water disinfection is a critical step in water and wastewater treatment. The most widely used chlorination suffers from the formation of carcinogenic disinfection by-products (DBPs) while alternative methods (e.g., UV, O₃, and membrane filtration) are limited by microbial regrowth, no residual disinfectant, and high operation cost. Here, a nanowire-enabled disinfection method, locally enhanced electric field treatment (LEEFT), is introduced with advantages of no chemical addition, no DBP formation, low energy consumption, and efficient microbial inactivation. Attributed to the lightning rod effect, the electric field near the tip area of the nanowires on the electrode is significantly enhanced to inactivate microbes, even though a small external voltage (usually<5 V) is applied. In this review, after emphasizing the significance of water disinfection, the theory of the LEEFT is explained. Subsequently, the recent development of the LEEFT technology on electrode materials and device configurations are summarized. The disinfection performance is analyzed, with respect to the operating parameters, universality against different microorganisms, electrode durability, and energy consumption. The studies on the inactivation mechanisms during the LEEFT are also reviewed. Lastly, the challenges and future research of LEEFT disinfection are discussed.     

收入差距是否影响环境质量?——国内外研究综述

近年来,收入差距扩大与环境质量恶化成为许多国家同时面临的问题,也让一些经济学家开始思考,这两者之间是否存在关联。继20世纪90年代环境库兹涅茨曲线提出以来,一些研究发现不仅收入的绝对水平会对环境质量产生影响,收入差距对环境质量也有影响。本文对这一课题的理论研究进行了梳理,发现现有理论中收入差距对环境质量的影响途径主要有三条。第一条途径是消费者途径,即收入差距影响着以消费为主的个人经济行为,进一步影响着社会消费总量和消费结构,及其过程中产生的污染总量。第二条途径是企业途径,即认为收入差距的扩大会削弱环保型产品的正外部性,不利于环保技术的创新活动,对未来环境质量的改善产生动态影响。第三条途径是政府途径,即认为收入差距会影响相关的环境政策方式与强度选择;而且在不同的社会政策决策机制下,收入差距对环境政策的影响也是不同的,现有的社会决策机制分析框架主要有两种——权利权重型社会决策规则和简单多数规则。此外,本文还对现存的主要实证研究进行了总结,发现大多数研究结论都支持收入差距对环境质量存在着影响,但这种影响并不是线性的。一方面,收入差距对环境的影响与研究的污染物种类有关,大多数研究都显示,收入不平等对CO 2排放和土壤污染存在着负向影响,但有关收入差距对空气污染和水污染影响的研究结论并不统一或并不显著。另一方面,这种影响还与经济发展水平相关,在高收入国家与低收入国家是不同的,存在着阈值效应。最后本文总结了针对中国的研究现状,讨论了其在我国的适用性。     

企业建设项目竣工环境保护自主验收工作初探

简述了企业建设项目竣工环境保护自主验收政策的出台背景,介绍了自主验收目前取得的成效。针对现阶段工作中存在的自主验收缺乏有效监管及配套的技术支撑、企业主体责任意识不强等问题,提出了完善监督管理制度、提高企业主体责任意识、加强第三方验收监测机构管理、开展验收技术培训、规范建设项目变动认定管理等建议。     

灾害救援中基于民众心理感知的应急物资多阶段分配问题研究

为有效解决在保证高效完成救援任务的同时考虑受灾民众行为，进而提高灾民对救援处置效果的满意度问题，结合行为运筹学相关理论和不公平厌恶理论，提出民众对于应急物资到达时间的风险感知度量模型，以及民众对于所得到的应急物资数量的公平满意度度量模型，构建基于灾民心理感知的应急物资多阶段调度模型，解决应急物资到达时间风险感知、物资分发数量公平满意度等多目标下的调配决策问题；设计基于蚁群优化思想的求解算法。研究结果表明:通过实例分析对比验证了模型在提升灾区民众对于应急物资分发策略满意度方面的有效性。     

基于AHP-联系熵的应急预案实施过程风险评估

应急预案制定后的实施对于事故发生后预案的顺利运行至关重要，因此，有必要对应急预案实施过程的风险水平进行度量。以应急预案实施过程作为研究对象，基于风险理论与AHP-联系熵耦合方法开展风险评估。以应急预案实施过程风险水平为目标层，应急预案的宣传教育和培训、应急资源的定期检查落实、应急演习训练、应急预案的实用性检验、应急预案电子化、事故回顾等过程要素作为策略层，实施方法科学高效、调动工作者积极的态度、领导的重视和能力、设备的完整性作为方案层，形成应急预案实施过程风险评估三级模型；运用联系熵表征风险标准与应急预案实施过程风险水平这2个集对之间的关联性，在AHP结构模型和权重分配的基础上计算加权熵并得到目标层的总联系熵，对比标准熵区间得到应急预案实施过程的整体风险等级。结果表明，采用AHP-联系熵度量方法提高了评价结果的结构性和准确性，比传统直接加权的方法更符合实际情况。     

响应面法优化预氧化强化混凝处理铁锰地下水

以KMnO_4为氧化剂,Al_2(SO_4)_3·18H_2O为混凝剂,含铁锰离子地下水为模拟用水,考察预氧化强化混凝法的效果。利用响应面设计试验,分析氧化剂投加量、混凝剂投加量和pH值对铁锰去除的交互作用。模型优化结果显示,在氧化剂投加量4.16 mg/L,混凝剂投加量263.68 mg/L,pH值为7.54的最佳工艺参数下,铁锰去除率分别可达98.22%和97.49%。     

不同给水管材对管壁附着生物膜铅、镉的解吸动力学研究

给水管壁生物膜会吸附水中的重金属元素积累在管壁生物膜中,在受到扰动时释放回到水体,危害饮用水水质安全。试验以上海管网末梢水为实验对象,研究了PVC、铸铁和紫铜等三种管材上生物膜对铅、镉的解吸特性。结果表明,PVC、铸铁和紫铜附着生物膜对铅的解吸容量qe分别为:5.92211μmol·m^-2、128.3051μmol·m^-2和21.1808,解吸速率常数k分别为:0.001060 m^2·μmol^-1·min^-1、0.000041 m^2·μmol^-1·min^-1和0.000503 m^2·μmol^-1·min^-1,对于镉元素三种材质的解吸容量qe分别为:14.71519μmol·m^-2、18.50481μmol·m^-2和2.25225μmol·m^-2;解吸速率常数k分别为:0.000102 m^2·μmol^-1·min^-1、0.001070 m^2·μmol^-1·min^-1和0.000103 m^2·μmol^-1·min^-1。     

水环境监测信息化新技术的应用分析

随着国民经济的快速发展,我国人民的生活水平和质量也随之而提高,对于生态环境以及居住环境的要求也相应提升。水是万物之源,是保障人们生产生活的基本要素之一,为了有效提升水环境质量,先进的水环境监测技术必不可少。随着科学技术的飞速发展,水环境监测技术也在不断调整和优化,逐渐向信息化方向发展,在生态环境保护工作中发挥着不可替代的作用。本文将详细阐述现阶段我国在水环境监测工作中实施的信息化新技术,希望能为相关研究人员提供参考和借鉴。     

基于蒙特卡洛模拟的多米诺事故风险量化管理*

为降低危化品相关的化工事故造成的人员伤亡和财产损失，以化工多米诺事故为研究对象，探讨由初始事故引发1个或多个次生事故的连锁反应机理与风险评估方法。提出应用蒙特卡洛模拟对多米诺事故风险进行动态量化的方法，梳理化工多米诺事故风险的识别、分析、评定、处理全周期管理流程，并以1个天然气压气站为案例，验证基于蒙卡模拟的化工多米诺事故风险量化方法的有效性。结果表明:该方法可以更准确地对化工多米诺事故风险进行定量评估。多米诺事故风险全周期管理流程的梳理能够有效指导化工企业开展安全管理、事故预防等工作。     

基于统计学方法的南方某市管网水水质特征研究

为综合解析南方某市管网末梢水水质的时空变化特征、识别主要响应指标及指标间相关性,以该市近4年供水管网末梢水水质监测数据为研究对象,利用主成分分析法和对应分析法对管网末梢水质进行了特征研究。主成分分析法评价结果表明:该市管网末梢水年度总体水质存在差异,其中以2016年为最佳;夏秋季节更易发生水质异常现象,5~9月应加强管网末梢水水质管控;区域上看已完成深度处理改造的梅林水厂供水覆盖区管网末梢水水质最优,南山水厂供水覆盖区管网末梢水水质最差;水质指标硫酸盐、氯化物、硬度之间,Fe、浊度、总氯之间具有相对其他水质指标更高的相关性。对应分析法结果表明:管网末梢水水质主要响应指标可重点关注Fe、浊度、耗氧量、总氯和硫酸盐;其中Fe、浊度、耗氧量呈正相关性强,上述指标与硫酸盐、总氯呈负相关性。