Transparent exopolymer particles (TEPs)-associated protobiofilm: A neglected contributor to biofouling during membrane filtration

• Bacteria could easily and quickly attached onto TEP to form protobiofilms. • TEP-protobiofilm facilitate the transport of bacteria to membrane surface. • More significant flux decline was observed in the presence of TEP-protobiofilms. • Membrane fouling shows higher sensitivity to protobiofilm not to bacteria level. Transparent exopolymer particles (TEPs) are a class of transparent gel-like polysaccharides, which have been widely detected in almost every kind of feed water to membrane systems, including freshwater, seawater and wastewater. Although TEP have been thought to be related to the membrane fouling, little information is currently available for their influential mechanisms and the pertinence to biofouling development. The present study, thus, aims to explore the impact of TEPs on biofouling development during ultrafiltration. TEP samples were inoculated with bacteria for several hours before filtration and the formation of “protobiofilm” (pre-colonized TEP by bacteria) was examined and its influence on biofouling was determined. It was observed that the bacteria can easily and quickly attach onto TEPs and form protobiofilms. Ultrafiltration experiments further revealed that TEP-protobiofilms served as carriers which facilitated and accelerated transport of bacteria to membrane surface, leading to rapid development of biofouling on the ultrafiltration membrane surfaces. Moreover, compared to the feed water containing independent bacteria and TEPs, more flux decline was observed with TEP-protobiofilms. Consequently, it appeared from this study that TEP-protobiofilms play a vital role in the development of membrane biofouling, but unfortunately, this phenomenon has been often overlooked in the literature. Obviously, these findings in turn may also challenge the current understanding of organic fouling and biofouling as membrane fouling caused by TEP-protobiofilm is a combination of both. It is expected that this study might promote further research in general membrane fouling mechanisms and the development of an effective mitigation strategy.     

基于多时相遥感数据的典型区生态格局变化分析

利用1985、2000、2013年遥感影像提取的土地覆盖数据,通过景观格局指数、动态度计算、转移矩阵等,分析1985—2013年我国典型地区各类型生态系统景观格局及其动态变化特征、生态系统相互转化时空变化特征等,揭示1985—2013年生态环境格局变化的特点和规律:一级分类生态系统综合变化率,赣江、闽江、白龙江和岷江上游流域分别为4.7%、3.9%、3.3%和1.7%,生态系统变化强度1985—2000年较缓,2000—2013年更剧烈。1985—2013年典型区生态系统的主要转化方向具有持续性和双向性特征,岷江、白龙江和赣江上游流域退耕还林还草政策效果明显,出现较高比例的耕地转为森林和草地;面积占67.4%生态系统类型变化与耕地生态系统和人工表面生态系统变化有关;生态系统变化具有明显的区域差异,生态变化主要表现为沿主要河流谷地的线状延伸,主要城镇居民点附近生态系统类型变化较为突出,人类活动是典型地区生态系统类型格局变化的主要驱动力;典型区尤其是敏感区应加大退耕还林还草政策,减少人类经济活动,降低洪水泥石流灾害发生的概率和程度。     

基于环境监测实验室的高校实验室安全准入制度信息系统功能优化研究

梳理了高校实验室环境-安全-健康准入制度包含的管理内容,从人员管理、设备管理、试剂管理、实验环境管理角度进行了分析。根据现有实验室安全信息化系统运行情况,探讨了将实验室安全信息化系统与实验室信息化系统、设备管理信息化系统进行数据融合和功能优化的要点,重点分析了设备采购及管理系统、实验室安全教育与考试系统、实验室安全检查系统、试剂管理平台、实验室门禁管理系统在功能上的内在关联,从而通过试剂管理平台、实验室门禁控制系统、设备采购系统实现实验室环境-安全-健康准入制度的强制执行。研究发现,高校与环境监测实验室、院系实验室安全管理部门联合促进实验室安全信息化系统、实验室信息化系统、设备管理信息化系统的数据共享与功能升级,可以丰富实验室安全准入制度的内涵和管理手段,加强实验室安全准入制度的强制执行力,提高实验室安全管理效率。     

梵净山不同森林植被生物量、净生产量、碳储量及空间分布特征

为做好梵净山国家级自然保护区森林植被保护,摸清自然保护区森林植被资源家底,采用2016年第四次森林资源规划设计调查数据及变更至2019年的森林资源数据,计算和分析保护区内森林植被生物量、净生产量、碳储量。梵净山8种森林类型的总生物量为443.72×10⁴t,总碳储量为219.80×10⁴t,总生长量为29.75×10⁴t·a^?1,总凋落量为18.65×10⁴t·a^?1,总净生产量为48.40×10⁴t·a^?1,总生物量、总碳储量较大的是栎林,较小的是铁杉林,桦木林、阔叶混交林、马尾松林、软阔林、杉木林和硬阔林居中;平均碳密度为48.86 t·hm^?2,依次为:桦木林>阔叶混交林>栎林>硬阔林>软阔林>马尾松林>杉木林>铁杉林;总生长量、年凋落量、净生产量较高的是栎林、硬阔林,较低的是马尾松林、阔叶混交林和铁杉林,3种森林类型合计比例不到10%;在龄组中的分配依次为:中龄林>近熟林>成熟林>幼龄林>过熟林。在不同海拔中,梵净山森林植被生物量、碳储量、生长量、凋落量和净生产量主要分布在海拔1201—1800 m,其分布比例分别为50.39%、50.38%、49.21%、50.08%和49.54%;在不同坡向中,梵净山森林植被生物量、碳储量、生长量、凋落量和净生产量主要分布在南坡和北坡,二者合计比例大于60%。     

Fe3O4@SA/Ce微球的表征及对染料的吸附特性

以天然高分子化合物海藻酸钠(sodium alginate,SA)为骨架,结合磁性Fe₃O₄和稀土铈离子Ce(Ⅲ)通过溶液反应制备出一种新型的磁性海藻酸铈复合微球(Fe₃O₄@SA;Ce).采用X射线衍射(XRD)、孔结构比表面积分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)及振动样品强磁计(VSM)对Fe₃O₄@SA;Ce的结构进行了表征,并以直接桃红12B(direct red 12B,DR 12B)和直接橙S(direct orange S,DO S)两种染料为吸附对象,探讨了Fe₃O₄@SA;Ce的吸附剂性能、吸附动力学和热力学.结果表明,Fe₃O₄@SA;Ce对室温下自然pH染料溶液中DR 12B和DO S均表现出良好的吸附效果,吸附量分别可达464 mg·g^-1和730 mg·g^-1.在不同温度下(298、313、328 K),Fe₃O₄@SA;Ce对DR 12B和DO S的吸附过程均可用拟二级吸附动力学方程准确描述.通过等温吸附研究,发现Fe₃O₄@SA;Ce对两种染料的等温吸附较好地符合Freundlich模型.各种表征结果表明,SA与Ce(Ⅲ)和Fe₃O₄交联反应后生成的Fe₃O₄@SA;Ce凝胶球表面有大量深浅不一的褶皱沟纹,形貌发生了显著变化.作为一种绿色环保、制备方法简单、可高效吸附的磁性高分子复合吸附剂,Fe₃O₄@SA;Ce对高浓度染料具有很好的吸附效果,期望能够在染料废水处理中得到广泛应用.     

北京市典型废弃物焚烧源2010—2017年二NFDA1英排放特征和减排效果分析

分析2010—2017年北京市三类典型废弃物焚烧源的废气二NFDA1英排放监测数据,计算排放因子和排放量,评估减排政策成效,并分析不同排放源达标排放时同类物分布特征异同和变化规律,探讨影响排放的重要因素。结果表明: 5家焚烧源平均排放浓度为 0.008～0.069 ng/m³(以TEQ计,下同),废气二NFDA1英排放因子为 0.027～1.7 μg/t,2016年向空气中排放的二NFDA1英量为 0.002 5～0.058 g；生活垃圾、危险废物和医疗废物焚烧源的低、高氯代同类物质量分数比的平均值分别为接近于 0.5、大于0.5和小于0.5,危险废物焚烧源的 ∑PCDFs、∑PCDDs质量分数比的平均值大于2； 123478-HxCDF和123678-HxCDF质量浓度接近且线性相关,具有相近的生成机理和去除效率； I-TEQ变化趋势与∑PCDFs质量分数的变化趋势基本一致,活性炭喷射和布袋除尘的去除效率是影响二NFDA1英排放的重要因素之一；危险废物焚烧源HWI1随运行时间增加排放浓度增加,而及时更换烟道管壁有助于消除“记忆效应”的不良影响。     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取；提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列；发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性；构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测；在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

新疆阿克苏地区平原区高砷地下水分布特征及富集因素分析

地下水砷污染是全球化环境问题.本文基于阿克苏地区平原区2017年75个地下水砷实测含量进行分析.结果表明,研究区地下水砷含量变化范围为ND—98.70μg·L^-1,平均值为9.42μg·L^-1,超标率达26.7%.水平方向上,高砷地下水主要集中在研究区的中部偏南一带;垂直方向上,山麓斜坡冲洪积砾质平原潜水区地下水砷含量平均值表现为深层潜水>浅层潜水,中下游河流冲积平原区承压水区地下水砷含量平均值表现为深层承压水>浅层承压水>潜水.采用绘制Piper三线图、Gibbs图、离子比例图等方法对研究区地下水砷的富集因素进行研究.结果表明,研究区地下水砷主要为自然来源;封闭的地质构造和造山带与河流等沉积环境相结合的水文地质条件有利于研究区地下水砷的富集;研究区高砷地下水水化学类型主要为HCO3·SO4-Na,还原性-弱碱性环境利于地下水砷富集;研究区地下水砷受强烈的蒸发浓缩作用进一步浓缩,同时地下水阴离子浓度增大加剧了地下水中阴离子与砷酸根、亚砷酸根之间的竞争吸附,利于地下水砷的富集.     

过硫酸钠氧化脱色罗丹明B——影响因素和机理

采用过硫酸钠(PDS)直接氧化和催化活化氧化脱色罗丹明B(RhB),分别考察了PDS剂量、pH、催化剂、Cl-浓度对RhB脱色的影响.结果表明,PDS在无外加催化剂下能够有效脱色RhB,pH越低,脱色率越高;当pH 2.4,PDS用量为3.5 g·L^-1,在120 min内RhB的脱色率可达92%;自由基淬灭实验表明,酸性条件下主要为PDS直接氧化脱色RhB,并存在小部分硫酸根自由基(SO₄4·-)作用.在pH 5.6、pH 8.0条件下,外加活性炭纤维(ACF)、四氧化三铁(Fe₃O₄4)、Fe₃O₄4负载型催化剂(ACF/Fe3O₄4)可促进PDS对RhB脱色;在pH 2.4条件下,外加ACF对RhB脱色的促进作用较小,Fe₃O₄4、ACF/Fe₃O₄4对RhB脱色有一定抑制作用.不同pH和催化剂处理下,低浓度Cl-(0.01、0.04 mO₄l·L^-1)对RhB脱色速率都呈现抑制作用,高浓度Cl-(0.08 mO₄l·L^-1)相对于低浓度Cl-处理都呈促进作用.不同浓度Cl-处理在反应前60 min RhB脱色速率差异较大,而反应120 min后脱色率差异较小.提出Cl-通过调控SO₄4·-脱色RhB途径来影响RhB脱色速率的机理,Cl-竞争消耗SO₄4·-降低RhB脱色速率,但经一系列反应生成的Cl2·-能与RhB快速反应而提高RhB脱色速率;Cl-对RhB的脱色反应速率的影响存在抑制-促进双重机制,且与Cl-浓度相关.研究结果为基于PDS直接氧化和催化氧化处理含盐染料废水的研究和应用提供了一定的理论依据.