膜生物反应器污染及防控方法研究进展

膜生物反应器因其在工业废水处理领域的技术优势已引起人们的广泛关注。但由于工业水体中繁杂污染物形成的复杂膜污染,以及对应高能耗的运行模式,制约了MBR在工业废水处理中的应用。因此,从MBR的污染机制和防控方法角度,综述了近年来国内外关于MBR膜污染形成的影响因素以及相关污染机制。并在污染机制的基础上,探讨了对应的防控方法,重点阐述了改善活性污泥性质促进膜污染防控的相关研究。     

人类活动对河流沉积物中反硝化厌氧甲烷氧化菌群落特征的影响

河流生态系统是陆地生态系统输出营养盐和有机质的主要接收器,是水-气界面CO2和CH4全球碳循环的重要环节.人类活动导致大量未经处理的硝酸盐和有机物质汇入河流,影响了N-DAMO(N-DAMO,Nitrate/nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,反硝化厌氧甲烷氧化菌)细菌的群落特征.本文选取北运河作为研究区域,通过对比分析北运河中游和下游沉积物理化参数和N-DAMO细菌群落特征的差异性,探究由于人类活动的影响,河流沉积物中N-DAMO细菌的群落组成结构特征,及其与沉积物中NH+4-N、NO-3-N的响应关系.结果表明,北运河沉积物中NH+4-N为中游和下游氮素的主要形态,且下游NH+4-N浓度显著高于中游;人类活动对N-DAMO细菌16S rRNA和pmo A功能基因群落分布有影响,16S rRNA和pmo A功能基因均分别聚为中游和下游两类;系统发育树分析显示,人类活动影响北运河N-DAMO细菌高同源性菌群的来源,其高同源性菌群来源与北运河主要污染物氨氮的来源一致;RDA分析显示,人类活动影响N-DAMO细菌相关环境因子,沉积物中高浓度的NH+4-N、NO-3-N与16S rRNA和pmo A功能基因有显著的响应关系.沉积物N-DAMO细菌16S rRNA和pmo A功能基因的共生关系分析显示,北运河下游沉积物中N-DAMO细菌彼此之间的共存关系更强,细菌群落形成的模块化程度较高,其对环境变化的敏感程度更高,受人类活动的影响更大.     

我国典型陆地生态系统固碳重要区范围界定

全球变暖已成为当今最主要的全球性环境问题之一,建立固碳重要区也是应对全球气候变化的重要途径之一.根据我国陆地生态系统现状以及固碳相关的最新研究结果和政府文件,以森林、草地生态系统为主要研究对象,采用GIS空间叠置分析方法,界定我国典型陆地生态系统固碳重要区(注:涉及“全国”的各要素范围均未包含港澳台地区)的空间范围.研究结果:固碳重要区评价指标体系包括生态系统碳储量、碳汇和固碳潜力3个核心因子,界定过程包括界定范围选择、固碳高值区识别、固碳重要区范围确定和分区命名等步骤.在全国尺度界定了森林、草地两大类共计20个固碳重要区,总面积285.6×104 km2.其中,森林生态系统固碳重要区主要分布在我国东北部、西南部的深山区和东南部的山地丘陵,草地生态系统固碳重要区主要分布在内蒙古高原中东部、新疆西北部山地和青藏高原东南部.固碳重要区面积占全国国土总面积的29.8%,所提供的NPP(净初级生产力)量占全国NPP总量的40.7%,固碳能力是全国平均水平的1.37倍.固碳重要区范围界定结果符合“以较小面积获取较大服务”原则,适于作为我国实现碳减排目标的优先保护区域.      

北运河闸坝区水体氨氧化微生物及硝化活性特征研究

采用分子荧光定量PCR对北运河闸坝区(上游沙河闸和下游杨洼闸)水体中氨氧化细菌(AOB)的amoA基因拷贝数进行定量测定,并研究了闸坝设置和排污口污水排放对AOB的amoA基因拷贝数,硝化活性(NA)和氮素转化的影响.结果表明,1在沙河闸段,AOB的amoA基因拷贝数呈现先上升后下降,排污口处又显著上升的空间变化特征,其变化范围为(1.84±0.09)×10~8~(7.12±0.36)×10~8copies·L~(-1),排污口处最高;在杨洼闸段,amoA基因拷贝数呈现先上升后下降最后趋于平稳的空间变化特征,其变化范围为(3.05±0.15)×10~8~(6.83±0.34)×10~8copies·L~(-1),下游100 m处最高.闸坝的设置和排污口污水的排放对AOB的amoA基因拷贝数和空间分布具有显著影响.2硝化活性(NA)的空间变化特征与AOB的变化特征相同.闸坝的设置和污水排放能促进水体的硝化过程,加快污染物质的降解.3沙河闸排污口处排放的NH_4~+-N可以作为AOB生长的氮源,提高硝化活性,加快NH_4~+-N全向NO_3~--N的转化,促进硝化过程的完全进行;杨洼闸段闸门的开启导致溶解氧的升高和内源NO_3~--N的释放,为AOB的生长提供氮源,提高硝化活性,但造成了NO_2~--N的积累.     

重氮偶联法测定水中亚硝酸盐氮的改进

重氮偶联法作为测定亚硝酸盐氮的标准方法,因具有方法灵敏、选择性强、仪器较易获得等优点,被实验室广泛采用,但也存在测定上限较低,适用样品范围较窄等缺点。通过将显色剂中磷酸改为盐酸,把重氮试剂含量提高到国标法的3倍,明显提高亚硝酸盐氮的测定上限,即由原国标法上限的0.2 mg/L提高到0.6 mg/L,灵敏度与国标法接近,且准确度和精密度良好,6组标准溶液平行测定的相对误差为1.60%,相对标准偏差为1.34%,加标回收率为96.5%~104.9%,适用于生活污水、工业废水、地表水、养殖废水等水体的测定。     

基于熵权模糊综合评价法的烟台市土地可持续利用研究

以烟台市为例,从土地可持续利用的相关原理出发,建立了烟台市土地持续利用评价指标体系,通过层次分析法修正过的熵权法确定权重,利用模糊综合评判法来研究烟台市2002—2006年的土地的可持续利用情况。最后,用灰色关联度等方法来分析结果,针对问题提出了几项可行性对策。     

Pd/N共掺杂TiO_2的制备及其光催化降解苯酚的研究

将纳米管钛酸浸入含尿素和金属(Pd)硝酸盐的乙醇溶液中,乙醇超声挥发后所得样品先在空气气氛、600℃下煅烧,再在H2气氛、400℃下热还原制备得到Pd/N共掺杂TiO2光催化剂(Pd/N-TiO2)。利用光电子能谱(XPS)仪研究了催化剂表面N、Pd元素的化学态。结果表明,N元素以Ti—O—N形式存在,Pd元素以单质金属状态存在。考察了Pd/N-TiO2的紫外光光催化降解苯酚的活性,与单纯TiO2光催化剂和N掺杂TiO2光催化剂相比,Pd/N-TiO2活性明显提高。研究了催化剂用量、苯酚初始浓度和pH、O2流量以及外加双氧水等条件对紫外光光催化降解苯酚的活性的影响,得到光催化降解苯酚的最佳工艺条件:苯酚初始质量浓度为120mg/L,催化剂用量为0.10g/L,苯酚溶液初始pH为8,O2流量为80mL/min,加入适量双氧水。     

国际经验对我国生态保护红线管理的启示

中国在2011年正式提出生态保护红线战略,其主要目的是识别出最重要的生态系统,并实施严格保护。作为促进生态文明建设重要内容之一的生态保护红线的管理工作就显得尤其重要。美国和日本对生态保护地的管理形成了完善的法律法规体系,适合自身的机构管理体制,可持续的科学分区管理。欧盟则形成了纵横结合的生态网络管理体制。通过学习与借鉴美国、日本和欧盟对生态保护地的管理特点和经验,针对我国现行的生态保护红线管理存在的法规制度不完善以及管理部门不协同等问题,提出出台红线管理办法、对接空间规划强化管理工作、制定可持续性分区管理体制、构建以环境准入清单为抓手的纵横结合的管理监督体系等建议。     

二氧化氯处理中药废水的氧化特性研究

采用稳定性二氧化氯溶液氧化降解中药废水,运用正交设计方法考察了常温、常压(291～298 K,1.013×10~5Pa)下ClO_2起始浓度([ClO_2]:COD)、pH、氧化反应时间等因素对中药废水处理效果的影响。研究表明,(1)当[ClO_2]:COD在1.0～0.4范围时,COD的平均去除率42%;当[ClO_2]:COD大于1.0或小于0.4时,COD平均去除率仅为27%～35%;(2)pH=2～4时,COD去除率可以达到40%以上,且pH≥10时,COD去除率高达59%;(3)COD去除率随着反应时间的延长而升高,氧化反应30 min左右,COD去除率能达到40%以上,105 min后处理效率达到63%;(4)ClO_2处理中药废水的最佳工艺条件是[ClO_2]:COD为0.7:1,反应pH值6,反应时间75 min。