辉光放电等离子体氧化降解水中邻苯二甲酸二丁酯

研究了辉光放电等离子体降解水中典型的环境内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)及降解过程中过氧化氢(H2O2)的生成规律。考察了电解质种类、共存污染物(甲醇、叔丁醇)及催化剂等条件对DBP降解及H2O2生成的影响。结果表明,在硫酸钠溶液中DBP降解效率和H2O2生成速率最高;甲醇、叔丁醇等共存污染物对DBP降解和H2O2生成有抑制作用;Fe2+,Fe3+和Cu2+对DBP的降解有催化作用,其催化效果为Fe2+>Fe3+>Cu2+。用高效液相色谱、离子色谱及气质联用仪等仪器分析了降解中间产物,提出了可能的降解机理。     

UV/SPS降解水中三氯生的效能及动力学

采用短波紫外光激活过硫酸钠(UV/SPS)对水中三氯生(TCS)的去除进行了研究,考察了紫外光波长、紫外光强、过硫酸钠(SPS)投加量、pH值和腐殖酸(HA)等因素对TCS去除的影响,计算了自由基(·OH、SO_4~(·-))与TCS的二级反应速率常数及其对TCS去除的贡献值,鉴定了反应中主导自由基,对比了UV254/SPS和UV254/H_2O_2对天然水体中TCS的去除效果,GC/MS分析了TCS降解的中间产物及可能的降解路径.结果表明UV/SPS能有效去除TCS,紫外光波长为254nm,光强为11.5μW·cm-2,SPS浓度为1 mmol·L~(-1)时,100s后初始浓度为275μg·L~(-1)的TCS去除率可达98.15%,TCS降解过程符合拟一级反应动力学方程,其动力学常数K=0.039 2 s~(-1).实验范围内TCS去除的速率常数随紫外光强(I)和SPS投加量的增加而增大,波长对TCS去除影响不显著,中性条件不利于TCS降解,HA对TCS去除具有抑制作用.·OH和SO_4~(·-)与TCS反应速率常数分别为7.62×109L·mol~(-1)·s~(-1)、9.86×109L·mol~(-1)·s~(-1),UV254/SPS中主导自由基为SO_4~(·-),其对TCS去除贡献率为97.63%.UV254/SPS工艺更能有效地去除TCS,其拟一级动力学常数K值是UV254/H_2O_2工艺的4.13倍.TCS降解过程中主要生成了2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、苯酚等中间产物.     

纸板碳化电极提高生物电化学系统产电效率微生物机理研究

采用Solexa高通量测序技术和蛋白定量方法,分析了碳化纤维素纸板制备的层状波纹碳(LCC)电极与石墨板(GP)电极在生物电化学系统运行过程形成的生物膜微生物群落结构和生物量差异.结果表明,LCC电极良好的生物电化学性能不仅取决于其良好的导电性能,还与其表面生物膜微生物群落结构有关;LCC电极表面生物膜微生物量高,且对产电微生物的富集效果好.LCC电极与GP电极表面生物膜分别得到16S rRNA基因V3区优化序列12643条和12837条,经97%相似度归并后获得的OTUs数量分别为2786和3130;α多样性分析显示,GP电极生物膜微生物多样性相对更丰富.Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes在两种电极生物膜中含量最为丰富,这3个门细菌序列数分别占总序列数的76%(LCC)和85%(GP).在属分类水平上,LCC电极生物膜由383个属的细菌构成,而GP电极生物膜则有456个属.深入分析电极生物膜微生物群落结构有助于进一步认识LCC电极提高生物电化学系统产电效率的机理.     

不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响

采用苦草（Vallisneria spiralis Linn.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法,通过追踪测定铜绿微囊藻的生物量、叶绿素a含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,研究了不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响。结果表明,质量浓度大于10 g/L时,苦草对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,表现为苦草质量浓度为10、20和40 g/L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为63.3%、94.7%和99.8%,培养过程中,铜绿微囊藻的叶绿素a含量逐渐减少,而SOD、POD活性及MDA含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,表明苦草释放的化感物质在经过一定时间积累后能够明显抑制铜绿微囊藻SOD和POD的活性,引起细胞的氧化损伤,促进叶绿素的分解,从而导致藻类死亡,这是苦草抑制铜绿微囊藻生长的原因之一。     

Conserving water by optimizing production schedules in the dyeing industry

Industrial dyeing processes generate a huge amount of wastewater, because the production lines have to be washed out each time when the dye changes. We propose an algorithm for the optimization of production schedule. It aims to reduce the production time and the amount of freshwater consumption by optimization the groups orders according to color. Furthermore, we develop software based on the genetic algorithm and implement it in a Chinese company. We optimize the schedules in three months of the case company and compare its output to actual data. The results show that compared to the original manual schedules, the optimized schedules cut production time by 10–15%, reduce freshwater consumption by 20–30%, and reduce wastewater generation by about 20%.     

长江源区基于坡面尺度的土壤水热过程模拟研究

长江源多年冻土区土壤水热传输过程机理与模拟,是广泛关系到高原生态环境保护恢复和区域水文过程的关键科学问题。因此,以GEOtop模型为研究平台,以长江源不同植被盖度下（裸地、30%、65%和92%）高寒草甸的观测数据为基础,检验模型对土壤水热迁移过程的描述与模拟精度。总体而言,GEOtop模型需要率定的参数较少,从而减少模型模拟的不确定性,提高了模拟精度。对不同植被盖度下土壤温度、水分和实际蒸散发模拟的NSE 系数基本达到08,表明模型能准确模拟高寒生态系统土壤的水热传输过程,可以作为长江源区土壤水热过程的有效模拟工具     

3种载体固定化菌藻共生系统脱氮除磷效果的对比

采用3种不同载体（海藻酸钠、聚乙烯醇、复合载体）,分别将小球藻和栅藻与活性污泥固定成菌藻共生系统,制成菌藻凝胶小球,单独菌、单独藻的凝胶小球,用于处理人工污水。结果表明,（1）复合载体固定的菌藻共生系统氮磷去除效果最好,PVA载体的脱氮除磷效果次于复合载体优于海藻酸钠;（2）固定化菌藻共生系统的脱氮除磷效果明显优于单独固定菌和单独固定藻,固定菌的效果较差;（3）3种载体包埋下的固定化小球藻的脱氮除磷效果均较相同载体固定化的栅藻效果好。     

黄菖蒲和狭叶香蒲根系对氮磷的吸收动力学

采用改进的常规耗竭法，研究了黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）和狭叶香蒲（Typha angustifolia L.）根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收特征及差异。结果表明，这2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收动力学特征均可采用Michaelis-Menten方程描述。2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的亲和力（Km）和最大吸收速率（Vmax）有显著差异。吸收H₂PO₄^-时，黄菖蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值，说明黄菖蒲具有嗜磷特性，并能够适应广范围浓度的H₂PO₄^-环境，适宜用于污染水体磷的去除；吸收NO₃^-时，狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值，表明狭叶香蒲可用于广范围浓度NO₃^-污染的水体修复；吸收NH₄⁺时，黄菖蒲根系具有较低的Vmax值和Km值，而狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和Km值，说明黄菖蒲适宜用于NH₄⁺污染较轻水体的修复，而在NH₄⁺污染较重水体中宜选用狭叶香蒲作为先锋植物。     

厦门西港近岸沉积物中重金属元素背景值的确定

重金属环境背景值是评价环境中重金属污染和制定环境质量标准的前提和基础,为确定厦门西港近岸海域沉积物中重金属元素的背景值水平,以厦门西港近岸海域柱状沉积物样品为研究对象,对不同深度沉积物样品的重金属元素含量进行测定,在分析重金属元素垂直分布特征的基础上,筛选未受人为活动影响的沉积层位,根据数据分布类型计算得到17种重金属元素的背景值(范围):Sc 13. 85(11. 52～16. 69)、V 101. 03(94. 61～107. 45)、Cr 63. 50(55. 00～69. 20)、Co 14. 62(13. 70～15. 54)、Ni 29. 92(27. 23～32. 54)、Cu 21. 48(17. 95～25. 01)、Zn 118. 81(96. 39～141. 23)、Pb 41. 80(38. 41～57. 35)、Sr 97. 78(93. 22～102. 34)、Mo 1. 39(0. 59～2. 19)、Sb 0. 58(0. 53～0. 63)、Ba 407. 00(378. 15～427. 00)、Tl 0. 93(0. 72～1. 05)、Bi 0. 71(0. 51～0. 82)、Fe 32 610. 27(19 903. 73～53 428. 67)、Mn 393. 20(306. 67～793. 63)、Cd 0. 066(0. 056～0. 076) mg/kg。以上背景值与福建省海岸带土壤、厦门A层土壤、中国陆壳、中国浅海沉积物和全国水系沉积物元素背景值相比,总体上比较接近,但Sr含量略低,Pb和Zn含量略高,说明可信度较高且具有地域性。影响厦门西港近岸海域沉积物中重金属元素背景值的主要因素是陆源物质、沉积物粒度和地球化学特征。     

闽西南土壤-水稻系统重金属生物可给性及健康风险

结合简单的生物可给性提取法（SBET）与健康风险评价模型,研究了闽西南农田土壤-水稻系统中重金属的生物可给性及健康风险.结果表明,闽西南农田土壤和稻米中部分重金属已存在富集.土壤中Cd、Zn、Pb和Cu含量分别在32.4%、15.5%、14.1%和12.7%的区域超过农用地土壤污染风险筛选值（GB 15618-2018）.研究区稻米从土壤中富集重金属的能力为Cd > Zn > Cu > Ni > Hg > As > Cr > Pb.土壤和稻米中各重金属的生物可给性差异较大,且稻米中各重金属的生物可给性均大于土壤中对应重金属的生物可给性,稻米中重金属相对于土壤更容易被人体吸收.重金属对成人和儿童的综合非致癌风险指数（HI）分别为2.71和4.06,可能存在非致癌风险;重金属对成人和儿童的综合致癌风险指数（TCR）分别为1.42×10^-3和5.28×10^-4,可能存在致癌风险.非致癌风险主要由As贡献,而致癌风险主要由Cd贡献.重金属对儿童的非致癌风险高于成人,而致癌风险低于成人,可能与生理特征、暴露期限和饮食摄入量等有关.通过食物经口摄入可能是该地区土壤-水稻系统中重金属产生健康风险的主要途径,在重金属健康风险管理中应重点关注饮食暴露途径的风险.