黄河流域典型铅锌冶炼企业重金属废水管控与碳排放协同研究

黄河流域作为国家生态安全的重要屏障,重金属污染一直以来备受关注.为提升重金属重点排放源铅锌冶炼行业废水排放管控水平,本文聚焦黄河流域中上游典型地区某铅锌冶炼企业,研究了不同产污环节排放废水中重点重金属排放特征及达标情况,并从行业绿色低碳发展方面测算了不同冶炼工艺流程碳排放强度、不同产污环节排放废水处理过程碳排放强度.结果表明：(1)采用氧化法+硫化钠除汞+石灰中和+生物制剂法+除铊稳定剂的组合处理工艺,污酸废水中总铅、总镉、总汞和总砷的排放浓度均可稳定达到《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466-2010)特别排放限值要求,以处理后各重金属日最大检出浓度的90%分位数作为参比浓度,该处理工艺对总铅、总镉、总汞的去除率分别为98.2%、99.8%、99.9%.(2)铅锌冶炼企业污酸车间地面冲洗水应全部纳入污酸车间污水处理系统进行集中处理,避免铅、镉、汞、铊等重金属废水稀释排放,长期汇入黄河干流富集造成潜在环境风险.(3)锌冶炼过程重金属主要富存于固相颗粒和液相颗粒中,污酸废水(废气洗涤制酸废水)中总铅、总镉、总汞、总砷产污系数分别为4.83、4.33、7.02、0.01 g/t(以...     

转野生荠菜凝集素基因棉花对赤子爱胜蚓的影响

在实验室条件下分别给赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)饲喂在自然状况下可能接受的棉叶最高添加量和2倍最高添加量的转野生荠菜凝集素(WSA)基因棉花(Gossypium hirsutum)叶片,并以其亲本棉花叶片为对照,以牛粪为阴性对照,以农药为阳性对照,研究种植转WSA基因棉花对赤子爱胜蚓死亡率、生长及繁殖的影响。结果表明,在49 d的试验周期内,与取食亲本棉花叶片的赤子爱胜蚓相比,取食转WSA基因棉花叶片的赤子爱胜蚓的死亡率,体质量,GST、SOD、纤维素酶活性以及蚓茧数和小蚯蚓数均无显著差异,未发现转WSA基因棉花对赤子爱胜蚓有不利影响。     

滇池水生植物分布对沉积物间隙水中不同形态氮的影响

为揭示水生植物分布对滇池沉积物间隙水中各形态氮质量浓度的影响,于2015年6月在滇池分别采集有植物区域和无植物区域的沉积物柱状样,检测间隙水及上覆水中DTN(溶解性总氮)、NH₄+-N、NO₃--N和DON(溶解性有机氮)的质量浓度,分析其垂向变化特征以及水生植物对间隙水中各形态氮的释放控制效果. 结果表明:①水生植物改变了柱状沉积物间隙水中不同形态氮的分布规律,并且这种改变随湖区不同而表现不尽一致;②水生植物显著降低了沉积物间隙水中DON的贡献率,有植物分布区域ρ(DON)对ρ(DTN)的平均贡献率为41.05%,无植物区域可达58.48%;③水生植物显著抑制了沉积物中无机氮的释放,促进了DON的转化,同一采样点有植物区域NH₄+-N和NO₃--N的沉积物-水界面扩散通量分别比无植物区域平均降低了87.52%和91.99%;④水生植物生长显著削减了沉积物间隙水中氮的质量浓度,其中ρ(DON)的削减率达到了53.27%~80.42%. 研究显示,水生植物根系作为微生物和多种活性酶的主要载体,为沉积物有机氮的矿化降解起到了促进作用.      

滇池河流氮入湖负荷时空变化及形态组成贡献

为给进一步实施滇池入湖污染控制及小流域污染治理提供依据,以滇池环湖28条河流入湖水量及水体中不同形态氮的质量浓度逐月调查数据为基础,研究了滇池河流不同形态氮的入湖浓度(ρ)和入湖负荷的时空变化,并探讨了不同形态氮的入湖负荷贡献. 结果表明:①滇池河流入湖ρ(TN)在2.91～94.01 mg/L之间,以ρ(DIN)(DIN为溶解性无机氮)最高,而ρ(DON)(DON为溶解性有机氮)和ρ(PN)(PN为颗粒态氮)均较低. ②滇池河流氮入湖负荷总量为6 908.47 t/a,绝大多数河流以DIN负荷为主,平均贡献为67.15%;DON和PN入湖负荷贡献相近,平均分别为17.86%和14.99%. ③不同形态氮入湖负荷贡献的季节性差异明显,DIN入湖负荷较高值出现在春夏季(3—9月),平均贡献达74.01%;DON入湖负荷较高值则出现在秋冬季(9月—翌年1月),平均贡献达33.42%;PN入湖负荷贡献月份变化差异较小,最高值出现在2月,贡献为40.19%. ④滇池河流氮入湖负荷不仅要考虑DIN的贡献,也应重视DON和PN负荷,控制滇池河流氮入湖负荷需要考虑不同河流不同形态氮负荷组成及其季节性差异,有针对性地采取相应措施.      

滇池表层沉积物氮污染特征及其潜在矿化能力

利用滇池53个表层沉积物样品,研究了其不同形态氮含量及空间分布特征,探讨了滇池沉积物氮潜在矿化能力及其污染特征,以期揭示滇池沉积物氮污染影响因素及沉积物氮释放风险.结果表明:1滇池全湖表层沉积物总氮(TN)平均含量为3 515.60 mg·kg-1,其中草海北部疏挖区、盘龙江入湖口及海口入湖区域含量较高,宝象河河口疏挖区域TN含量相对较低;总有机氮(TON)含量较高,占TN的85.86%;溶解态无机氮(DIN)含量较低,占TN的14.10%,TON与TN空间分布趋势一致,而DIN则不同;与我国其他湖泊相比,滇池沉积物氮含量已经处于较高水平,其污染程度仅低于污染严重的城市湖泊;2滇池全湖表层沉积物潜在可矿化氮(PMN)平均含量1 154.76 mg·kg-1,占TN的32.90%,潜在释放风险较大;其中草海湖区、外海北部盘龙江入湖口湖区、中部洛龙河和梁王河入湖口湖区及白鱼口湖区显著高于其它湖区;目前滇池p H值有利于其沉积物氮矿化,有机质通过释放NH+4-N影响其沉积物氮矿化;污染较重的水域,滇池上覆水氮浓度受其沉积物氮矿化影响较大,而污染较轻水域,则受影响较小.     

滇池水生植物分布对沉积物间隙水磷浓度的影响

为揭示滇池水生植物分布对沉积物间隙水磷的质量浓度的影响,分别采集滇池有植物区域和无植物区域沉积物柱状样,测定间隙水和上覆水溶解性总磷(DTP)、溶解性活性磷(SRP)和溶解性有机磷(DOP)的质量浓度,分析其沉积物间隙水磷的垂向变化特征,探讨水生植物对沉积物间隙水磷形态特征的影响及控制效果,结果表明:1水生植物对滇池不同湖区沉积物间隙水各形态磷的质量浓度影响显著,但因分布站点不同、深度层次变化所呈现的规律也各不相同;2水生植物显著降低了沉积物间隙水DOP的贡献率,有植物区域DOP平均贡献为32.87%,无植物区域则平均贡献为57.68%;3水生植物抑制了沉积物无机磷的释放,促进了DOP的转化.有植物区域SRP沉积物-水界面扩散通量比无植物区域平均降低39.99%;4水生植物生长对沉积物间隙水各形态磷的浓度削减比较明显,尤其是DOP,削减率达到了38.02%~85.49%.因此分析水生植物对沉积物间隙水DOP贡献率及削减率,对深入理解水生植物与间隙水DOP之间的关系及沉积物有机磷的矿化降解具有重要意义.     

河水溶解无机营养盐样品保存与过滤方式对其测定的影响:以黄河水为例

对营养盐样品的及时预处理及恰当的保存是保证数据真实可靠的前提条件。本文以高浊度的黄河为例,探究了硅酸盐样品冷冻保存与加氯化汞常温保存两种方法之间的区别,结果表明两种方法不存在显著性差异。通过对比现场过滤冷冻保存于9 mL真空涤纶树脂（PET）管与延迟过滤冷冻保存于125 mL高密度聚乙烯（HDPE）瓶中两种营养盐样品预处理方法,探讨了延迟过滤时间对营养盐测定的影响,发现亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐未受到过滤时间延长的影响,铵盐因过滤时间延长受到悬浮颗粒物和浮游植物的影响而结果偏低11%～46%,硅酸盐存在差异可能是由储存容器和体积的不同引起,而非过滤时间延长导致。     

三峡库区及其下游溶解氧化亚氮(N2O)分布和释放

氧化亚氮(N_2O)是一种重要温室气体,对全球变暖具有重要影响.河流和水库是释放N_2O的活跃区域,但是目前对于温带和亚热带水库及其下游河道释放N_2O的研究相对较少.分别于2009年9～10月和2016年10月对长江三峡水库及其下游干流进行了调查,对库区水体溶解N_2O的浓度分布、释放通量及其影响因素进行了研究,探讨了筑坝和水库运行对长江N_2O分布和释放的可能影响.结果表明秋季三峡库区表层(～0 m)、底层(6～103 m)水体溶解N_2O平均值为(12. 49±1. 75)nmol·L-1和(11. 21±0. 91) nmol·L-1.秋季库区水体N_2O浓度变化较小,和三峡坝下干流站位无显著差异(P 0. 05).三峡库区水体N_2O与氨氮(NH4+)、亚硝态氮(NO2-)呈显著负相关(P 0. 05; P 0. 01),与硝态氮(NO3-)呈正相关(P 0. 01). 2016年和2009年10月三峡水库表层N_2O均处于过饱和状态,饱和度范围分别为114%～187%和122%～170%,库区N_2O平均释放通量分别为(4. 6±2. 4)μmol·(m2·d)-1和(16. 6±4. 9)μmol·(m2·d)-1.两次调查中大坝下游N_2O平均释放通量(6. 0±7. 0)μmol·(m2·d)-1,虽然三峡库区水面释放N_2O通量低于全球水库的平均水平,但是三峡库区仍是大气N_2O不可忽视的源.大坝下泄水和发电未造成库区和大坝下游N_2O浓度出现显著差异.运行多年以来三峡库区已进入平稳期,2009年和2016年秋季N_2O浓度无明显变化.     

滇池柱状沉积物磷形态垂向变化及对释放的贡献

选取了滇池外海北部、中部和南部柱状沉积物样品,结合上覆水磷和柱状沉积物有机质数据,研究了有机质(OM)及粒径组成对沉积物释放的影响,并探讨了不同形态磷对沉积物释放的影响及贡献.结果表明:1沉积物间隙水ρ(DTP)和ρ(SRP)均与OM、沉积物黏土(4.00μm)和粉砂粒(4.00~63.00μm)含量呈显著负相关,但与砂砾(63.00μm)含量呈显著正相关,表明沉积物有机质含量的增加显著降低了其间隙水中磷的质量浓度,且黏土和粉砂粒含量的增加也会降低间隙水磷的质量浓度,抑制了沉积物磷的释放.2滇池沉积物潜在可移动磷(BD-P和NaOH-nrp)与黏粒和粉砂砾均呈显著正相关,与砂砾呈显著负相关,表明黏粒和粉砂砾可能对沉积物磷的移动能力提升,砂砾可能对沉积物磷的滞留能力提升.3在较短时间尺度内,外海北部沉积物磷以释放为主,中部和南部以滞留为主;在较长时间尺度内,外海北部和中部沉积物磷以释放为主,南部的以滞留为主.控制滇池沉积物磷释放需要考虑不同磷形态特征及有机质和粒径的影响,采取相应措施以主要控制滇池北部沉积物磷的释放.     

活性炭对酚醛类化工废水深度处理的动态吸附性能研究

为活性炭应用于酚醛类化工废水深度处理，研究了活性炭对此类废水中有机物的动态吸附性能以及氮的去除。通过动态吸附试验，选出吸附效果最佳的活性炭，研究其对废水中有机物的等温吸附和动力学，并利用比表面积(BET)测试法和傅里叶红外光谱(FTIR)表征技术分析活性炭表面特征，同时探讨不同因素对吸附的影响，再以床厚服务时间(Bed-Depth-Service Time, BDST)模型对动态试验数据进行线性拟合分析。结果表明：椰壳炭吸附效果最好，朗格缪尔(Langmuir)吸附等温线模型和拟二级动力学模型可以较好地描述其动态吸附行为；吸附过程中粒子内扩散并不是唯一的限速步骤，有机物的吸附主要发生在边界层扩散阶段；根据椰壳炭孔状结构的变化说明吸附主要发生在微孔区；—OH、—COOH、■等官能团能与有机物相互反应，主要涉及氢键、π-π相互作用、静电引力；含氮化合物会与有机物产生竞争吸附，影响其吸附量；BDST模型不仅可以有效描述吸附床高度与穿透时间之间的关系，而且能够准确地预测新的操作条件下的有机物穿透时间，误差均小于5%。