能源作物甜高粱对镉污染农田的修复潜力研究

通过田间控制试验,研究在不同镉污染条件下甜高粱对镉的吸收和积累规律,并采用先进固态发酵(ASSF)技术对甜高粱进行能源化利用,阐明能源植物甜高粱对镉污染农田的修复潜力.结果表明:甜高粱对镉具有较强的吸收能力和耐性,在不同浓度的镉处理条件下,均可以完成正常生育期(167 d),但当土壤镉含量达到33 mg·kg~(-1)时其生长受到显著抑制.在甜高粱植株内,根部的镉浓度最高,呈现根茎叶籽粒的分布特点,单株镉的积累量最高可达到0.84 mg(土壤镉含量为18 mg·kg~(-1)).甜高粱对镉的吸收与土壤中的镉含量具有显著的线性关系(P0.05),随着土壤中镉含量的增加显著增加,但是镉处理对甜高粱茎秆的糖和水分含量,以及发酵过程中糖利用率和乙醇转化率均没有影响.因此,在镉污染农田上种植甜高粱,可以确保生产的产品不进入食物链而进入能源产业链,既可以生产生物乙醇的原材料,产生经济效益,又可以吸收土壤中镉,实现对镉污染农田的边生产边修复.     

大型蚤标志酶用于城市二级出水毒性的评价

大型蚤是一种国际公认的标准实验生物,广泛应用于污水、地表水等水质毒性检测。毒性水平较低的城市二级出水,对大型蚤往往无急性毒性效应,而具有慢性毒性效应,但慢性毒性检测周期过长,因此探索一种更灵敏的指标,实现快速检测,对于控制二级出水的水质风险具有重要意义。本研究考察了大型蚤在短期暴露于城市二级出水条件下,其体内乙酰胆碱酯酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、ATP酶、羧酸酯酶和碱性磷酸酯酶的酶活变化特征,从中筛选出对二级出水毒性响应灵敏的标志酶指标。实验结果表明,碱性磷酸酯酶、过氧化氢酶对二级出水毒性响应相对较灵敏,具有成为标志酶的潜力,研究结果为城市二级出水生物毒性评价方法优化提供新的思路。     

放射性废水的膜处理技术研究进展

核燃料的生产、核电厂的运行、同位素的生产和使用等过程都会产生着大量的放射性废水,为了保护环境和人类健康,这些废水必须经过安全、经济和有效的处理处置.放射性废水传统的处理方法主要包括过滤法、离子交换法、蒸发法或这几种工艺的组合.近年来,膜分离技术在放射性废水处理中得到了广泛的研究,发达国家已有应用膜分离技术处理放射性废水的实例,而我国规模化应用的实例还很少见.本文首先介绍了放射性废水的来源及组成,分析了各种放射性废水处理方法的优势和不足,包括化学沉淀法、过滤法、离子交换法、蒸发浓缩法、吸附法、生物还原/吸附法和膜分离法等.在此基础上,重点介绍了各种膜分离技术,包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、膜蒸馏等在放射性废水处理中研究与应用现状,对已有的文献资料进行了较系统全面的分析、归纳和总结,对各种方法的优缺点及适用范围进行了比较,对膜技术在放射性废水处理中的应用前景及问题进行了讨论.最后,简要介绍了放射性废水处理产生的浓缩产物的最终处理处置,对放射性废水处理技术未来的研究和发展方向给出了建议.     

SBR反应器中全自养硝化颗粒污泥的特性研究

在SBR反应器中接种硝化污泥,研究了污泥颗粒化过程中某些性能的变化,包括沉降性能、胞外聚合物、氧利用速率等.结果表明,当SBR沉淀时间由39min缩短至10min时,污泥SVI由接种时的110mL/g降低至24～42mL/g.EPS(以VSS计)中蛋白质含量由接种时的163mg/g增长到250～270mg/g;而EPS中多糖变化不大,基本在20～30mg/g;硝化颗粒污泥中EPS的蛋白质/多糖的比例基本在9～13左右.反应器中污泥浓度(以VSS计)约2.5g/L,VSS/SS基本保持在85%～90%.在反应器运行初期,污泥中氨氧化菌的活性(SOUR-A)和亚硝酸氧化菌的活性(SOUR-N)不断升高,在第17d,SOUR-A和SOUR-N分别达到259mg/(g·h)和119mg/(g·h);为接种污泥的2.4和5.3倍.当硝化颗粒形成且粒径不断增大后,污泥的SOUR-A和SOUR-N开始降低.污泥中异养菌的活性(SOUR-H)和内源呼吸活性(SOUR-E)在颗粒化过程中都保持在10mg/(g·h).     

酿酒酵母吸附Pb(Ⅱ)的表面特性研究

为深入探讨酿酒酵母吸附Pb（Ⅱ）的微观作用机制,本文利用表面显微分析技术（SEM-EDS、TEM-EDS、AFM）研究了酿酒酵母细胞吸附重金属离子Pb（Ⅱ）前后的细胞表面变化.研究结果表明,酿酒酵母细胞与Pb（Ⅱ）作用后,细胞表面除吸附Pb（Ⅱ）外,同时产生大量更高浓度的含Pb（Ⅱ）沉淀,导致Pb（Ⅱ）从溶液中被去除.酵母与Pb（Ⅱ）反应前,酵母细胞表面可检测到的主要元素包括C、O、N、P、S、K、Mg;酵母与Pb（Ⅱ）作用后,细胞表面始终保持C、O、P吸收峰,而N、K、Mg、S吸收峰随反应条件不同而减弱、消失或增强.P作为细胞表面组分可能与Pb（Ⅱ）结合.酵母与Pb（Ⅱ）作用过程中,重金属离子促进酵母细胞释放细胞内含物.原子力显微镜（AFM）证实,云母片表面对酵母吸附Pb（Ⅱ）后细胞的铺展变形作用明显增大.     

利用淀粉/PCL共混物作为反硝化固体碳源和生物膜载体的研究

以双螺杆挤出机制备了淀粉聚己内酯(PCL,polycaprolactone)共混物(SPCL5),研究了其浸出性能及吸水性能,并在序批试验中研究了其作为反硝化固体碳源和生物膜载体的特性。结果表明,SPCL5颗粒前3 d浸出的有机物浓度较高,随后逐渐降至1.31 mgL。SPCL5颗粒吸水率在1 d左右达到饱和,约为30.97%。SPCL5可作为固体碳源用于去除低碳氮比(CN)水中的硝酸盐。以活性污泥接种时,SPCL5颗粒在1 d后就有显著的脱氮效果。驯化结束后,SPCL5颗粒的平均反硝化速率(以N计)为0.020 8 mg(g·h)。剪切力是影响反硝化速率的重要因素,转速从70 rmin提高至140 rmin时,平均反硝化速率提升近1倍,达到0.040 3 mg(g·h)。进水NO3-N浓度为15~50 mgL时对反硝化速率无显著影响,反硝化为零级反应。红外光谱结果表明利用后的共混物中淀粉和PCL均发生了降解。     

中国陆上油藏CO2封存潜力评估

CO2捕集与封存是减缓气候变化的一种关键的碳减排选择方案。将CO2注入油藏作为一种碳埋存方式引起广泛关注。作为判断某一国家、某一区域或某一具体储层是否适合CO2地质封存开展的重要依据之一,有必要在规划碳捕集与封存(CCS)项目前,对潜在的封存库进行封存潜力评估。本文在已有可公开的地质资料的基础上,评估了中国陆上216个油田实施CO2地质封存的潜力,并与相关研究结果进行了比较。结果表明:在满足埋存深度大于800 m的筛选条件下,当假设我国陆上油田全部用于CO2-EOR时,CO2封存潜力约3.6 Gt;当陆上油田全部视为废弃油藏处理时,CO2理论封存潜力约4.6 Gt。其中,东北和华北地区油藏封存CO2潜力巨大,占陆上油田CO2封存总量的60%以上;同时这里CO2集中排放源分布密集,排放源和封存地间的匹配性良好,可以减少CO2运输和封存成本。在这两个地区可以优先考虑实施油藏封存CO2项目。     

土壤渗滤对有机微污染物去除性能研究

采用土壤柱试验研究了土壤渗滤对再生水中有机微污染物的去除性能。结果表明，土壤柱对再生水中的DOC、UV₂₅₄、总氮和总磷有较好的去除效果，并具有较高的抗冲击负荷的能力；土壤表层10 cm厚度对DOC的去除起主要作用；UV₂₅₄和AOX在土壤表层10 cm厚度降解效果不明显，随着深度增加去除率逐渐升高；液相色谱有机碳探测(LC-OCD)检测结果表明，土壤柱对溶解性有机物质的去除主要体现在对多糖物质的降解上，其次是有机酸类，对腐殖质也有一定的去除作用。     

碳功能分区:让后发地区实现低碳崛起

当前,后发地区面临着工业化、城市化进程加快带来的能源需求和碳排放刚性增长与节能减碳约束强化的突出矛盾,解决发展空间和碳空间这对矛盾,一项现实可行的措施是实行碳功能分区管治,并确保各功能区最大限度地发挥碳功能的作用,最终实现经济发展与能源消耗、碳排放的协调发展。     

石墨烯材料去除重金属及放射性核素的研究

石墨烯及其改性材料具有比表面积大、吸附能力强、抗辐射性能好、耐高温、耐酸碱等优点,近年来在去除重金属和放射性核素领域得到了广泛关注.本文简要介绍了石墨烯的合成及改性方法,综述了石墨烯材料去除水中重金属离子和放射性核素的研究进展,包括吸附容量、影响因素、吸附动力学、吸附热力学模型和吸附机理,分析了该研究领域目前存在的问题,探讨了今后的研究方向.