淮南小学校园不同活动场所灰尘重金属区域分异及生物可给性

利用PBET(Physiologically Based Extraction Test)体外胃肠模拟方法研究淮南市小学校园不同活动场所灰尘中8种典型重金属(Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V和Zn)在胃肠阶段的生物可给量,并计算其生物可给性,采用US EPA人体健康风险评价方法,评估研究区灰尘重金属经手-口暴露途径摄入对儿童产生的健康风险.结果表明;与淮南市土壤环境背景值相比,淮南市小学校园不同活动场所灰尘重金属总量普遍偏高,累积量较大的是Cd、Zn、Pb和Cu,富集程度较高.对比分析不同活动场所灰尘重金属含量发现,楼道灰尘重金属在3种活动场所中富集程度较高,其中Cd富集水平最高,主要因为楼道灰尘重金属不仅来源于楼道内部金属栏杆扶手生锈老化和防腐防锈油漆使用,同时受到室外污染源的影响.相关分析和主成分分析表明,灰尘重金属主要来自室外交通活动、工业活动、自然源以及室内污染源,Cd主要来自燃煤活动.PBET法提取重金属可给量在胃和小肠阶段差异较大,Cd、Pb、V和Zn在胃阶段生物可给量高于肠阶段.对比不同活动场所灰尘重金属生物可给量发现,在胃肠阶段均表现为楼道灰尘重金属可给量高于操场灰尘和校门口灰尘.健康风险评估表明,Zn在不同活动场所灰尘中重金属日平均暴露量最高,非致癌风险商(HQ)小于1,在安全阈值之内,对儿童不存在非致癌风险.Cd、Co、Cr和Ni的致癌风险商(CR)大小顺序为楼道灰尘操场灰尘校门口灰尘,在人体可承受范围内.楼道灰尘重金属的总非致癌风险指数(HI)最大,达0.118,因暴露时间较长,对儿童的潜在危害不容忽视.     

基质种类对活性污泥絮体性状的影响

利用葡萄糖、淀粉、乙酸钠和苯酚4种典型基质,分别在4个相同的序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)中培养活性污泥,并研究了基质种类对活性污泥絮体性状的影响.结果表明,以葡萄糖为底物培养的活性污泥胞外多糖含量最少,而苯酚所培养的活性污泥胞外蛋白质最多;从形成的EPS总量来看,苯酚最多,乙酸钠次之,葡萄糖和淀粉较少.不同基质培养的污泥Zeta电位也有一定差别,这是由EPS中多糖和蛋白质的比例不同造成的.红外分析表明,4种基质培养的污泥EPS中的主要基团较为相似,羧基、醇羟基、羧酸、酰胺和多聚糖均是EPS中的主要基团.此外,进水基质对活性污泥絮体的粒度分布及分形结构也有重要影响.     

阳离子型聚丙烯酰胺投加量对絮体性状特征的影响

应用激光粒度仪、影像分析及沉降分析技术研究了阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)对混凝过程絮体的粒度、强度及分形维数等微观特性及絮体沉降速率的影响.结果表明,絮体的粒度、强度及分形维数等微观特性与阳离子型PAM的投加量有关,存在一个PAM的最佳投加剂量.在此最佳投加剂量下,系统内絮体的粒度与强度最大、分形维数最小、絮体沉降速率最大.     

Ca(Ⅱ)在活性污泥生物絮凝中的作用研究

采用4个平行的序批式反应器(SBR),研究了进水Ca2+浓度对活性污泥絮体表而特性和结构稳定性的影响,并由此来确定Ca2+在生物絮凝中的作用.结果表明:随着进水Ca2+浓度的增加,污泥中的Ca含量逐渐增大.进水中Ca2+的加入,增大了污泥絮体的粒径和密度,进南改善了污泥的沉降性能;Ca2+的加入,使可供结合的蛋白质数量最高增至近1倍,污泥表面疏水性也相应增强;污泥絮凝性能的改善,主要和可供Ca2+结合的蛋白质含量增加有关,而非多糖;EDTA通过络合污泥絮体中的Ca2+,破坏了山Ca2+架桥形成的污泥絮体结构,这说明Ca2+可通过和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中的负电官能团架桥来促进污泥絮体的形成并维持絮体结构的稳定性.     

pH对活性污泥表面特性和形态结构的影响

采用4个平行的序批式反应器,研究了不同pH下活性污泥絮体表面特性和形态结构的变化.结果表明:酸性条件下(pH=4.0,5.5)污泥产生的胞外聚合物总量较多,其中多糖和蛋白质的含量远大于中性(pH=7.0)和偏碱性条件(pH=9.0).污泥表面Zeta电位随pH的升岛而降低;pH对污泥相对疏水性的影响规律并不明显,EPS组成比例较EPS总量本身更易影响污泥表面相对疏水性;此外,在酸性条件下,丝状菌大量生长,导致污泥絮体的平均粒径增大,并且呈现双峰粒径分布,絮体分形维数较低,结构松散;在中性条件下,无明显丝状菌牛长,絮体平均粒径减小,分形维数较高,结构致密;偏碱性条件下,虽然没有出现大量丝状菌,但絮体平均粒径较中性条件略有增大,分形维数相应减小.     

煤矿型城市城区居民人发中汞的空间分布特征及影响因素分析

为了解淮南市不同城区居民人发中Hg分布特征和影响当地居民人体Hg富集的因素。在淮南市市区选择68名正常状态下的居民头发,用氢化物发生-原子荧光法测定人发中总汞含量。结果显示:淮南市市区居民人发中Hg的平均浓度为(0.390±0.173)μg·g~(-1),Hg浓度主要分布于0~0.5μg·g~(-1)较低浓度区间内,占总样品数的77.94%;市区内人发中Hg平均浓度呈现出谢家集(0.468±0.144μg·g~(-1))>潘集(0.384±0.199μg·g~(-1))>田家庵(0.377±0.176μg·g~(-1))>大通(0.373±0.116μg·g~(-1));不同性别上,当地男性头发中Hg的平均含量为(0.436±0.188)μg·g~(-1),显著高于女性的(0.343±0.146)μg·g~(-1)(P=0.021<0.05);不同年龄段内,40~60岁年龄段居民头发中Hg平均含量最高,达0.445μg·g~(-1);不同工作、生活环境上,淮南市居民头发中Hg平均含量呈现出矿区>过渡区>对照城区,其Hg平均含量分别达(0.466±0.174)、(0.380±0.167)、(0.304±0.151)μg·g~(-1),矿区居民人发中Hg含量分别高出过渡区与对照城区居民人发Hg含量达22.6%和53.3%。相比较美国国家环境保护局提出的人发中Hg的参考剂量1μg·g~(-1),淮南市城区居民人发中Hg含量较低。但是对比非矿业活动区,矿区居民人发中Hg含量显著高于对照城区居民(P=0.0098<0.01),过渡区居民人发中Hg含量与矿区和对照城区差异性均不明显。     

不同泥龄下活性污泥絮体性状的研究

采用序批式反应器对不同泥龄下污泥絮体的化学性状(胞外聚合物成分及含量)、物理性状(表面电荷)、形态性状(粒度分布、分形维数)等进行了对比研究.结果表明:泥龄对胞外聚合物总量及各组分含量的影响规律并不明显;多糖/蛋白质愈大,污泥絮体表面电负性愈强;污泥絮体的平均粒径随泥龄的延长呈逐渐减小的趋势,且粒度分布愈来愈均匀;不同泥龄下,污泥絮体形态结构亦不相同,泥龄短时,絮体表面粗糙,结构开放疏松;泥龄长时,絮体表面平滑,结构紧凑;随着泥龄的增大,絮体分形维数逐渐增加.由于不同泥龄下所表现出的污泥絮体性状的差异,直接影响了污泥的絮凝和沉降性能.     

龙葵水热液化过程异丙醇对产物分布和重金属迁移的影响

选取从重金属Mn、Zn、Cr和Cd污染土壤中收获的重金属污染植物龙葵为研究对象,在异丙醇/水体系中液化制备生物油,研究异丙醇对液化产物特性和水热液化过程中重金属(Mn、Zn、Cr和Cd)迁移转化的影响,以揭示溶剂在重金属污染植物水热液化过程中的作用机理。通过元素分析、GC-MS、FT-IR、ICP-OES和XRD对液化产物进行分析,并评估异丙醇和水在水热过程中的协同效果。结果表明,在反应温度300℃、V_水∶V_异丙醇为5∶5体系中液化条件下,异丙醇和水的协同作用促进了生物油的形成,产率高达61.34%,而固相产率仅3.16%,且生物油成分主要以烃类物质为主;在纯异丙醇溶剂中液化后大部分重金属Mn、Zn、Cr和Cd富集在固相中。FT-IR和XRD分析表明,异丙醇的加入促进了固相中的含氧官能团与重金属络合,重金属主要以低价氧化态和单质形式存在于固相中。该研究可为重金属污染植物的资源化和无害化处理及生物油品质的提高提供参考。     

烧结烟气钙基脱硫灰微量元素的浸出特性研究

通过浸出特性试验,分别以去离子水和3种不同pH值的酸性缓冲溶液作浸取剂,研究5种重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni与F在密相法、循环流化床烧结烟气钙基脱硫灰中的质量浓度分布情况及浸出规律.结果表明,烧结烟气钙基脱硫灰不具有腐蚀性,其重金属和F-的浸出量与浸出液pH值密切相关,易在酸性条件下浸出,脱硫灰自身的碱性对其重金属等微量元素的浸出质量浓度亦有较大的影响.烧结烟气钙基脱硫灰中微量元素的质量浓度均远低于<危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别>(GB 5085.3-2007)规定值,不属于具有浸出毒性的危险废物.脱硫灰中Pb2+、Ni2+、Cd2+的浸出质量浓度稍高于西德的固体废弃物填埋标准,在脱硫灰处置时应关注其中Pb、Ni、Cd可能带来的潜在危害.     

淮南城区小学校园及其临近街道地表灰尘中汞的分布特征及污染评价

在淮南市区40个小学采集楼道、操场及学校临近街道灰尘样品.通过王水水浴-冷原子荧光法测定汞含量,地累积指数法评价其汞污染状况,健康风险模型评估其对儿童的健康风险.结果显示:小学校园及临近街道灰尘中汞含量呈现出:楼道操场街道,分别为0.329、0.164、0.118mg·kg~(-1),各介质中均出现了不同程度汞积累.对于不同功能区,街道灰尘汞呈现出:农业区商业交通区煤矿区废弃煤矿区旅游区;操场灰尘中汞表现为:废弃煤矿区商业交通区旅游区煤矿区农业区;楼道灰尘中汞表现为:商业交通区旅游区煤矿区废弃煤矿区农业区.淮南市燃煤活动对淮南城区小学校园操场和楼道灰尘汞的积累影响较大;从健康风险上而言,灰尘中汞对儿童无显著的非致癌风险,但商业交通区内小学楼道内灰尘汞的暴露量较高,可能会危害儿童健康,需加以重视.