纳米乳化油强化硝酸盐反硝化产气变化研究

为探究纳米乳化油原位修复硝酸盐污染地下水过程中产气对含水介质渗透性的影响,以硝酸盐为目标污染物,采用活性污泥滤液接种,分别以纳米乳化油、吐温80和司盘80为碳源开展硝酸盐降解批实验研究,探讨和评估硝酸盐降解及降解过程中的产气情况.结果显示,纳米乳化油、吐温80和司盘80均能促进硝氮的降解,在实验的100d内,共完成7个周期硝酸盐氮的有效去除,总去除率分别为79.5%、63.8%和68.8%.在硝酸盐氮降解过程中,受厌氧发酵和反硝化作用的影响,各反应体系中均有气体生成,只有活性污泥反应体系中主要产气成分是CO₂,未加碳源和分别加3种碳源的4个反应体系（都添加活性污泥和硝酸盐）中主要产气成分是CO₂、N₂.其中,添加纳米乳化油的反应体系U型管产气量最大,为47.73mL;受碳源厌氧发酵的影响,添加司盘80反应体系总产气量最大,为205.34mL.纳米乳化油反应体系次之,吐温80反应体系最小.根据三氮的变化,结合纳米乳化油反应体系理论与实际产气对比显示,在纳米乳化油强化硝酸盐反硝化过程中,18.8%纳米乳化油厌氧发酵产生CO₂,95.4%硝氮反硝化生成N₂.     

净化铁锰氨生物滤池内氨氮转化途径

为考察净化铁锰氨生物滤池内NH₄+-N的转化途径,利用氮素计量关系和沿程试验研究了净化铁锰氨生物滤池内产生TN_loss(氮损失)的原因和NH₄+-N转化途径. 结果表明,净化铁锰氨生物滤池内DO消耗异常,TN_loss不守恒,当进水ρ(NH₄+-N)平均值分别为1.262、2.296、3.111 mg/L时,NLR(氮损失率)分别能达到7.89%、12.91%、17.73%. 利用硝化反应和CANON(全程自养脱氮)方程式计算得出理论TN_loss和TDOC(理论耗氧量),与实际TN_loss和ADOC(实际耗氧量)的差值分别小于±0.030、±0.10 mg/L,各阶段NH₄+-N 通过CANON途径转化的比例分别为48.58%、60.77%、68.10%,硝化反应和CANON途径共同参与了NH₄+-N转化. 沿程试验结果表明,整个试验阶段,NO₂--N在滤层中均有积累,并在滤层厚度为10~18 cm内出现NO₂--N和NH₄+-N共存的现象,进一步证明CANON途径是净化铁锰氨生物滤池内产生TN_loss的原因.      

溶解性有机质(DOM)对不同浓度卡马西平在蒙脱土上吸附行为的影响

为探究溶解性有机质(DOM)对药物和个人护理品(PPCPs)类污染物吸附过程的影响,以卡马西平(CBZ)为目标污染物,以蒙脱土为介质,用商用腐殖酸(HA)制备DOM,开展吸附实验,并采用紫外-可见光吸收光谱和红外光谱表征等手段,研究了DOM对不同浓度CBZ在蒙脱土上吸附影响的差异及机制.等温吸附实验结果显示:DOM对不同浓度CBZ吸附影响方式不同.CBZ浓度较低时(0.2—1.5 mg·L~(-1)),DOM对CBZ的吸附表现为抑制作用,吸附等温线为L型;浓度较高时(5—40 mg·L~(-1))表现为由抑制转为促进作用,吸附等温线为C型.结合表征结果分析认为,CBZ浓度是影响DOM存在下CBZ吸附行为的主要因素.DOM与低浓度CBZ的结合能力弱,此时大分子量DOM与CBZ竞争有限的吸附位点,小分子量DOM与CBZ结合起到增溶作用,而DOM中以大分子量物质为主,因而DOM对CBZ的吸附抑制作用增强,形成L型吸附等温线;DOM与高浓度CBZ的结合能力较强,结合物质的分子量随CBZ浓度升高而逐渐增大,进而引起共吸附和累积吸附现象产生,在蒙脱土上形成的新的活性吸附位点,从而导致CBZ的吸附促进作用随污染物浓度的升高而增强,形成C型吸附等温线.     

上山捡垃圾

正"叽叽。""啾啾。"伴随着清脆的鸟鸣,我们一行人踏上了保护环境——上山捡垃圾的"旅行"。我们挑选了一座较近的小山,刚到山脚下,便觉得一片生机盎然,虽然还只是初春,但是藏在枯黄的干草下的幼嫩的小草已经耐不住性子,偷偷地露出头来,带给大地一点新绿。虽然只有那么一点的绿意,但千百株好奇的小草都露出头儿来,染绿了山脚下的草地。我们继续向山上爬去,渐渐地,挂在树枝头、草杆上的垃圾多了起来。卫生纸、食品包装袋、塑料袋……一块、两块、三块……     

DOM不同相对分子质量组分在无机矿物上的吸附及其对卡马西平吸附的影响实验

为探究溶解性有机质(DOM)不同相对分子质量组分在矿物质上的吸附特征及其与药物和个人护理品(PPCPs)类污染物的结合作用对两者吸附过程的影响,以卡马西平作为目标污染物,用商用腐殖酸制备DOM,以石英砂代表无机矿物,开展吸附实验,并采用透析实验和红外光谱表征等手段,探讨了不同相对分子质量腐殖酸(HA)的结构特征及其与卡马西平(CBZ)的结合作用对HA或CBZ在固相介质上吸附作用的差异及产生机制.结果表明,大分子量HA有更多的羟基、芳香烃和脂肪烃,以疏水物质为主;而小分子量HA有更多的醇和羧基,以亲水物质为主.HA与CBZ的结合主要通过CBZ的氨基与小分子量HA中极性官能团的结合,以及CBZ疏水基团与大分子量HA中脂肪族与芳香族的疏水作用.CBZ与HA之间的相互作用对腐殖酸或卡马西平的吸附产生明显差异.当CBZ不存在时,石英砂主要通过疏水作用结合HA中疏水性大分子或与HA的羟基、羧基等发生交换配位反应,且石英砂更倾向于吸附HA中的脂肪性及疏水性大分子组分.当CBZ存在时,石英砂转而吸附HA中的小分子量部分,且HA在石英砂上的最大吸附量减小.当HA不存在时,CBZ可通过疏水作用,范德华力和极性相互作用使其在石英砂上有一定量的吸附.加入HA后,石英砂吸附增加的CBZ归因于部分HA分子与CBZ结合后共吸附或累积吸附于石英砂上.     

江汉平原湖域拆围监测及其生态环境效益估算研究 ——以洪湖为例

围网及网箱养殖是江汉平原湖泊水体环境污染的重要原因。湖北省湖库拆围大行动实施之后，湖泊围网拆除的成效及其生态环境效益值得关注和探讨。故以湖北省第一大湖洪湖为为例，首先基于改进的归一化差异水体指数（MNDWIn）、纹理分析等方法实现对湖泊拆围效果的快速监测；在提取拆围信息的基础上，根据洪湖水产养殖类型分担率及产排污系数法，对拆围的环境效益进行估算。结果表明：（1）洪湖拆围行动使湖内围网全部被拆除，共拆除湖内围网养殖区面积117.81 km2，自然水面面积增加110.49 km2；洪湖沿岸景观得到了明显改观，其中西部和北部地区拆围效果最为显著，而洪湖南部和北部的湖泊沿岸还存在部分待清理的非水体异质物。（2）洪湖拆围行动使排放到湖泊水体中的污染物减少1 265 284.38 kg，其中植物营养物总氮和总磷的浓度分别减少0.848、0.185 mg/L，这两项指标将由拆围前的Ⅲ类水质提升为Ⅱ类水质，湖泊水体富营养化问题得到较大改善；研究可为区域湖泊管理及流域生态环境保护提供快速监测技术支持和应用参考。     

基于污染评价的地下水中优控污染物筛选

优控污染物的筛选是环境管理和环境质量保护的有效技术手段,快速高效地筛选识别出地下水中需要优先控制的污染物,对地下水污染防控具有重要的指导意义.为了探究一套适用于基础资料薄弱地区的优控污染物筛选体系,本文在地下水检测分析数据的基础上,运用指标分类污染评价方法,结合污染程度频率评分叠加,建立了基于污染评价的优控污染物筛选体系.将该体系应用于格尔木地区地下水中优控污染物的筛选,运用基于风险评价的优控污染物筛选体系对结果进行验证,并探讨两种体系的差异性.结果表明:格尔木地区地下水中优控污染物为TDS、总硬度、氯离子、硫酸根、钠、氟、总铁、芘、菲、铝共3类10种,与基于风险评价的地下水中优控污染物筛选结果基本一致,筛选结果具有一定的可靠性.基于风险评价的体系过程复杂,对基础资料要求较多,但具有一定的前瞻性,适用于基础资料丰富的地区;基于污染评价的体系过程简便,对基础资料要求少,但易受背景值计算的影响,更适用于污染源基础资料薄弱的地区地下水中优控污染物的筛选.     

滇池湖体及其主要入湖河流沉积物中重金属生态风险的时空分布特征评价

为了表征滇池流域20多年来的底泥重金属生态风险,用Hakanson潜在生态危害指数评价法和Muller地积累指数法对滇池湖体及其5条主要入湖河流的重金属污染进行时空特征评价。就空间分析,得出以下结论:(1)对于滇池湖体,两种评价方法结果一致,即草海污染程度大于外海,并且滇池湖体中污染程度最高的重金属为Cd;(2)对于滇池主要入湖河流,两种方法得到一致的污染程度排序:运粮河>新河>船房河>盘龙江>大清河;(3)关于入湖河流中污染程度最高的重金属,潜在生态危害指数法评价为:船房河、大清河、盘龙江是重金属Hg风险最高,而运粮河和新河是重金属Cd的风险最高。而通过地累积指数评价法得到,5条河流均是重金属Cd的污染程度最高。评价结果的差异,主要是由于潜在生态危害指数法较之地累积指数法还另外考虑了污染因子的毒性特征而产生的。就时间变化分析,以1989年和2005年为例,除了重金属Cr有上升趋势,其余金属总体上呈现随时间下降的趋势,说明滇池流域20多年来的污染治理工作取得了一定的成效。     

赤峰垃圾填埋场地下水污染状况研究及成因解析

近年来,我国地下水污染问题日益突出,填埋场已成为我国公认的地下水重点污染源之一。通过对赤峰垃圾填埋场及其周边地下水环境的系统检测分析,采用单因子指数法及综合评价法对现状地下水进行质量评价,通过主成分分析及Pearson相关性分析开展地下水污染成因解析。基于地下水历史检测数据,对照GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅲ类水体指标限值,2018年12月—2020年8月研究区地下水历史超标指标有氨氮、硫化物、氟化物、总大肠菌群及部分感官性状指标,超标频次11%~90%,超标倍数1.01~120。除氨氮及氟化物,超标物浓度整体呈降低趋势。2020年9月超标物质仅氟化物和总大肠菌群,超标倍数在1.03~1.37。根据Pearson相关性及主成分分析结果,结合大肠菌群的特点,判断填埋场内总大肠菌群超标主要由监测井洗井不充分及周边人类活动影响导致。由该地区地层岩性、地下水化学类型等,结合文献调研,判断氟化物超标主要由水文地质条件决定。氨氮浓度水平波动性较大,各点位均出现历史超标现象。根据背景点与各监测点氨氮浓度的正相关性(P<0.01, R≥0.655),以及渗滤液对场内地下水氨氮浓度贡献率为30.37%等,判断其超标成因主要包括垃圾渗滤液及上游地区农业、农村面源污染。     

低温生物除铁除锰工艺快速启动与滤速的探求

为净化低温(5~6℃)高铁高锰这种地下水质,通过水厂实地滤柱实验表明,在该种水质下,适当调整工艺运行的参数能够快速富集铁锰氧化微生物,在120d左右实现生物除铁除锰工艺的快速启动和稳定运行;滤柱启动过程中,对滤层厚度进行了优化,1500mm厚新滤料在启动过程中会导致出水锰超标,而800mm厚成熟生物滤层在6~8m/h滤速下,可完成对铁、锰的深度去除;在此条件下,进行滤速探求的实验研究,最高滤速可达到16.5m/h保证出水铁锰合格,并给出了相应的反冲参数.