纳米零价铁对水溶液中Cr(Ⅵ)的去除效果

采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对纳米零价铁(nZVI)做形态表征,考察不同实验条件下nZVI对水中Cr(Ⅵ)的去除效果,评价nZVI处理含铬污染废水的可行性。结果表明:溶液中H+会促进nZVI对Cr(Ⅵ)的去除,去除过程符合拉格尔格伦二级动力学模型,前10 min nZVI对Cr(Ⅵ)的去除率在96%以上,1 h后基本达到吸附平衡。nZVI对Cr(Ⅵ)的去除是先吸附后还原,并在nZVI颗粒表面形成Cr-Fe膜结构。实际电镀废水中nZVI投加量为20 g/L,反应1 h后水溶液中大部分重金属被去除。     

低氨氮废水亚硝化的快速启动

以低氨氮废水为研究对象,研究了亚硝化反应的快速启动,通过对比实验考察了羟胺(NH_2OH)和肼(N_2H_4)投加对氨氧化与亚硝酸盐氧化反应的影响。结果表明:NH_2OH的投加更有利低氨氮废水亚硝化反应的实现;在此基础上,通过序批式运行模式,在每周期开始时投加NH_2OH(2 mg·L~(-1)),研究了低氨氮废水亚硝化反应的快速启动;通过9 d的驯化,亚硝酸盐积累率可达到100%,AOB与NOB丰度比升高至25,有利于亚硝化启动的实现。研究结果可为低氨氮废水亚硝化反应快速启动提供技术支持。     

基于小流域山水林田湖草一体化保护修复的北运河上游生态修复专栏序言

北运河上游流域(沙河水库以上)地处山区源头和城乡结合部过渡区,面临着农业和村镇面源污染风险、河沟道生态系统退化等问题,其水环境治理和水生态修复是北运河流域水生态环境改善的重要环节.本专栏是"北运河项目"中"北运河上游水环境治理与水生态修复综合示范"课题团队近年来的代表性科研成果,遵循以小流域为单元的山水林田湖草一体化保...     

一体式短程硝化-厌氧氨氧化工艺启动过程的亚硝酸盐调控

以两类中试反应器（SBR,116.6 m³,活性污泥法和SBBR,64.8 m³,泥膜法）为对象,接种猪场废水处理厂的活性污泥,通过控制DO、曝气方式为主和外加NaNO₂为辅的亚硝酸盐调控策略,考察不同反应器在启动一体式短程硝化-厌氧氨氧化（combined partial nitritation and ANAMMOX,CPNA）工艺过程中NO₂^--N浓度对ANAMMOX菌的影响.结果表明,在相同运行条件下,泥膜共生的SBBR更适于短程硝化的快速启动.尽管受到NO₂^--N抑制（100~129 mg ·L^-1,共计7 d）,但SBR在第39 d成功启动了ANAMMOX工艺,其TNRR和TNRE分别为0.069 kg ·（m³ ·d）^-1和23.3%,而长达17 d的NO₂^--N抑制（129~286 mg ·L^-1）则对SBBR中ANAMMOX菌活性造成了难以恢复的影响.外加NaNO₂后,SBR在第77 d成功启动了CPNA工艺,TNRR和TNRE分别从第51 d的0.070 kg ·（m³ ·d）^-1和16.0%迅速提高至第77 d的0.336 kg ·（m³ ·d）^-1和52.2%,ANAMMOX菌的活性也由最初的0.012 kg ·（kg ·d）^-1快速升高至第77 d的0.307 kg ·（kg ·d）^-1;SBR中AOB和ANAMMOX菌的基因拷贝数浓度由最初的8.06×10⁶ copies ·mL^-1和4.42×10⁴ copies ·mL^-1分别增长至第77 d的1.02×10⁹ copies ·mL^-1和1.77×10⁷ copies ·mL^-1,表明以调控DO和曝气方式为主,辅以外加NaNO₂的亚硝酸盐调控策略可有效实现反应器中AOB和ANAMMOX菌的快速增长.合理的NO₂^--N调控是CPNA工艺快速启动的关键因素.     

羟胺对一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺的原位恢复及运行稳定性的影响

一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化（CPNA）工艺的脱氮性能常因亚硝酸盐氧化菌（NOB）大量增殖导致的NO₃^--N积累而恶化.本研究通过连续试验考察长期低剂量投加羟胺（NH₂OH）对CPNA工艺原位恢复及其长期运行稳定性的影响.结果表明,低剂量投加NH₂OH（1.5 mg·L^-1）可快速原位恢复CPNA工艺,TN去除率在45 d内从18.6%恢复至82.2%,ΔNO₃^--N/ΔNH₄⁺-N比值从0.73±0.05下降至0.13±0.03;以相同方式在100 d内持续投加NH₂OH,CPNA工艺的TN去除率长期保持在82.2%±4.9%,ΔNO₃^--N/ΔNH₄⁺-N比值可长期稳定在0.13±0.03.16S rRNA高通量测序结果表明,羟胺投加期间,脱氮功能菌群变化显著,Nitrospira的丰度从28.22%下降到2.74%,厌氧氨氧化菌Candidatus Kuenenia丰度从初始的3.43%明显增长到22.86%.低剂量投加羟胺可有效促进CPNA工艺的快速原位恢复,并保持其长期稳定运行.     

1980-2015年北运河流域土地利用时空变异及其对生态服务价值的影响

北运河纵贯京津冀地区,是京津冀大都市圈重要的生态环境保护屏障.本研究基于1980—2015年北运河流域Landsat-MSS/TM/ETM遥感影像解译数据研究了流域土地利用变化特征,估算了这些变化对流域生态服务价值的影响.结果表明,1980—2015年北运河流域耕地面积下降了22.64%,主要转向城镇用地,其次为林地和水体;城镇用地面积增加了25.59%,耕地、林地和水体是其面积增加来源;以2000年为拐点,林地和水体面积先增加后逐渐减少,综合土地利用变化速度显示2000—2015年明显高于1980—2000年.1980—2015年北运河流域土地利用总生态服务价值经历先增加后减少、总体减少的过程,损失82.84×10⁸元;各类生态服务价值变化趋势与土地利用类型变化趋势一致,城镇和水体的贡献率最大,并且是北运河流域生态服务价值变化的主要贡献因子和敏感因子.     

北运河流域沙河水库沉积物重金属分布及生态风险评估

以北运河流域沙河水库为研究对象,选择19个点采集表层（0~20 cm）沉积物,并选择其中3个点采集沉积物柱芯,分析沉积物中As、Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn共7种重金属的空间分布特征,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对重金属污染进行评价,结合表层沉积物的重金属形态分析其潜在生态风险.结果表明,各区域重金属与北京土壤背景值相比富集倍数均值排序依次为点源污染区 > 库心区 > 库下游 > 南沙河 > 库上游 > 北沙河,分别为2.57倍、2.06倍、1.97倍、1.95倍、1.87倍、1.85倍;库心区和北沙河入库口的柱状样呈现随深度变化先增加后减少的趋势.污染评价结果显示,As为中度或偏中污染,其余重金属无污染或污染较轻,所有采样点的潜在生态风险指数均小于150,为轻度生态危害.As、Cr、Cu的形态多为残渣态,生物有效性低,Mn、Zn虽含量较低,但生物有效性高.通过相关性分析和主成分分析推测沉积物中各种重金属污染来源相似,主要由外源混合废水输入,并且沉积物中重金属与营养盐及有机质呈显著相关,表明其可能均来自点源污染排放.     

北运河流域沙河水库沉积物中病原微生物污染特征研究

以北运河上游沙河水库为研究对象,通过采集沙河水库表层（0~20 cm）沉积物与柱状沉积物样品,采用现代分子生物学手段分析了沉积物中微生物群落结构和3种典型病原菌（大肠杆菌、肠球菌、志贺氏菌）的基因丰度,并分析其与环境因子的相关关系.结果表明：水平分布上,沉积物中大肠杆菌的绝对丰度与相对丰度在库下游与点源污染区较高,肠球菌在库心区丰度较高,志贺氏菌在点源污染区丰度最高.沉积物中3种病原菌的绝对丰度在垂向分布上均呈现随深度增加而减小的趋势,相对丰度均在10~30 cm处出现峰值.沙河水库沉积物中的水平群落结构主要以Clostridium sensu stricto、unclassified_Anaerolineaceae、Povalibacter 3种菌属相对丰度占比较大,垂向群落结构则主要以Anaerolineaceae占比较大.Pearson相关性分析表明,水平分布上,大肠杆菌与TN（p<0.01）,志贺氏菌与TP（p<0.05）均显著正相关;垂直分布上,大肠杆菌与TN（p<0.05）、有机质（p<0.05）,志贺氏菌与TP（p<0.05）呈显著正相关.这些结果清楚地表明,沙河水库沉积物中病原菌含量极可能与水体富营养化有关.     

高含固餐厨垃圾有机组成对其流变特征的影响

餐厨垃圾在厌氧消化过程中的流变特征直接关系到搅拌传质和产甲烷效率,而餐厨垃圾的有机物组成差异可能导致其表现出不同的流变特征.本研究以碳水化合物、蛋白质、脂肪和纤维素等不同有机组成比例的餐厨垃圾为对象,通过单因素实验,研究单一组分对餐厨垃圾流变特征的影响.结果表明,在TS 15%的条件下,淀粉类碳水化合物比例的增加将增大餐厨垃圾的粘度,使屈服应力和宾汉粘度分别呈指数（τ_B=6.098x^0.14）和线性关系（μ_B=0.795x+0.0971）增长;热加工后的豆制品蛋白质比例增加反而降低餐厨垃圾粘度,使屈服应力和宾汉粘度分别呈线性（τ_B=6.976x+12.043）降低和指数（μ_B=0.668e^-1.584x）降低的变化趋势;粮油类脂肪因其为牛顿流体特征,其比例的增加不仅降低了餐厨垃圾粘度,屈服应力和宾汉粘度均呈对数降低（τ_B=8.459lnx+37.184和μ_B=0.373lnx+1.676）的变化趋势;而蔬菜类纤维素比例的增加将增大餐厨垃圾粘度,屈服应力和宾汉粘度均呈指数关系（τ_B=4.938e^14.138x和μ_B=0.263e^11.76x）增加.因此,未来需依据不同有机组分组成差异下餐厨垃圾的不同流变特征变化规律,合理考虑不同组成餐厨垃圾搅拌控制策略和物料含固率.     

苏州市环境敏感地的划定研究

工业化和城市化进程的迅猛推进促使人类开发与建设活动不断侵占坡地、优质农田等环境敏感地区,产生了众多生态环境问题,影响了区域可持续发展。针对不同类型区域的特点,对环境敏感地进行分类,划清区域未来开发与保护的界限,对实现区域健康发展具有重要的现实意义。论文从环境敏感地对经济发展的保障与支撑能力以及环境敏感地在苏州全市域生态功能保护区的重要性程度为出发点,将苏州市环境敏感地划分为生态功能敏感地、地表水源敏感地、污染影响敏感地、优质农田敏感地和潜在灾害敏感地5类,并进一步明确其空间分布范围,为苏州市建设用地扩张控制、资源管理、生态保护提供了理论依据。