城市污水处理厂内分泌干扰物浓度分布和去除规律

采集南方某城市3个污水处理厂进出水及各工艺单元的水样,通过固相萃取-衍生化过程对水样进行预处理,并用气相色谱-质谱联用仪定量检测水样中的17α-雌二醇(17α-E2)、雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌炔醇(EE2)、雌三醇(E3)、辛基酚(OP)、正壬基酚(NP)和双酚A(BPA)等8种内分泌干扰物(EDCs).连续4个季度的分析结果显示,3个污水厂进出水及各工艺单元中均有EDCs检出,EE2和BPA是含量最高的两种EDCs,出水中最高浓度分别达到498.9ng.L-1和2652.5ng.L-1,其他6种EDCs浓度均不超过100ng.L-1;生物处理工艺对EE2、E3、NP、OP和BPA有较高的去除率,平均去除率约为57%～85%,但对于E1、E2和17α-E2的去除率较低且不稳定;一级处理工艺对EDCs仅有低于18%的去除率;紫外辐照消毒工艺对EDCs的去除没有明显效果;EDCs浓度季节差异显著,由于雨水的稀释作用,旱季浓度约为雨季的2.5～7.8倍.本文对于了解我国南方地区污水处理工艺中EDCs类物质的分布和转化特点有一定的参考意义.     

城市地表水体底层低氧问题的应急修复技术研究

对中国南方某城市三座重要城市地表供水和原水调蓄水库库心溶解氧的纵向分布进行了为期5个月的调查,发现各水库水体底层溶解氧含量均低于2 mg/L,处于缺氧甚至厌氧状态;同时对南方某高校人工湖湖心溶解氧进行监测,结果表明:湖心水深2.5 m左右,底层溶解氧含量低至4 mg/L。根据调查结果设计了一种用于城市地表水体底层低氧现象应急修复的强制水体循环装置,选择人工湖水体进行了中试试验,验证其效果后将其用于实际工程案例,进一步验证了其能够快速提高水体溶解氧含量、改善水质,是应用于地表水体应急处理的有效技术。     

纳米二氧化钛(nTiO_2)与双酚A对斜生栅藻(Scenedes-mus obliquus)的联合毒性效应

纳米二氧化钛(n Ti O2)在被人们广泛使用的同时,其潜在的环境影响也受到越来越多的关注。为深入探讨n Ti O2与环境中现有污染物的相互作用及生物效应,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试生物,按照毒性单位法、相加指数法和混合毒性指数法,研究了n Ti O2与双酚A(BPA,一种常见的环境类雌激素)的联合毒性效应。结果显示,n Ti O2与BPA对S.obliquus生长的72 h半抑制浓度(EC50)分别为28.7 mg·L-1与1.81 mg·L-1。而n Ti O2与BPA共存时,在不同毒性比(4:1,3:1,2:1,1:1,1:2和1:3)下,其联合毒性作用(以BPA计)的72 h EC50值分别为2.198,1.58,1.153,0.428,0.306和0.189 mg·L-1。两者的联合毒性作用不仅仅是简单的相加,而是随着两者毒性比的变化,由拮抗作用转变为相加作用,继而转变为协同作用。这表明,n Ti O2进入环境后与现有污染物的毒性比(浓度比)可能是其联合毒性作用模式的一个重要影响因素。     

石岩水库叶绿素a时空分布及其影响因子分析

2013年4月至2014年6月对典型调水供水型水库石岩水库蓝藻、绿藻和硅藻叶绿素a浓度[ρ(Chla)]及相环境因子进行监测,分析了ρ(Chla)时空分布特征,探讨了藻类与环境因子的相关关系.结果表明石岩水库ρ(TChla)为9.59~123.29μg·L~(-1),平均52.03μg·L~(-1),其中蓝藻ρ(Chla)为4.54~76.30μg·L~(-1),平均为28.39μg·L~(-1);硅藻ρ(Chla)为3.16~46.09μg·L~(-1),平均为15.02μg·L~(-1);绿藻ρ(Chla)为0.77~26.21μg·L~(-1),平均为8.62μg·L~(-1).2013年4~12月上旬以及2014年5~6月优势藻为蓝藻,其他时期硅藻占优势,绿藻全年处于较低水平.石岩水库ρ(Chla)空间异质性低,整体呈现由南向北逐渐降低的空间分布特征,汛期整个库区和高温无雨期南半库区存在蓝藻水华风险.径流污染是石岩水库藻类叶绿素a空间异质性的主要原因.相关分析和CCA分析显示:水温是3种藻类的首要影响因子,汛期径流量与蓝藻相关性极大.氮磷比与3种藻类负相关,磷是石岩水库藻类生长的限制性因子.蓝藻主要相关因子还包括TOC、TN、pH、透明度和硝酸盐氮,硅藻主要相关因子还包括硅酸盐、TOC、硝酸盐氮和COD,绿藻主要相关因子还包括TOC、COD、pH、透明度和硝酸盐氮.     

紫外线对再生水中斜生栅藻的生长抑制效果

再生水具有就近易得、水量大且稳定等突出优点,已成为景观水体的重要补给水源。但再生水中含有氮、磷等营养物质,景观回用过程中可能会加剧藻类水华爆发风险。在藻类生长的早期阶段,采用紫外线处理有可能将再生水中藻类生物量控制在低风险范围,从而预防再生水景观回用水体中发生水华。以深圳市某污水处理厂二级出水为再生水回用景观水体的典型样品,考察了紫外线（254 nm波段）对典型微藻斜生栅藻的生长抑制效果,采用流式细胞术、调制荧光技术等方法,研究了不同紫外剂量对斜生栅藻的生长抑制效果,以及对藻细胞膜完整性和光合活性的影响。结果表明:对于初始密度约为7×104个/mL的斜生栅藻,50~100 mJ/cm2的紫外线能够取得1~5 d的生长抑制期,150~200 mJ/cm2剂量能将生长抑制期延长至10 d。紫外线能迅速引起斜生栅藻光合活性下降并能逐渐引起部分藻细胞破裂,100~200 mJ/cm2剂量处理后10 d内膜损伤细胞比例达到16%~71%。可见,紫外线能够对再生水中的斜生栅藻取得显著的生长抑制效果,是具有应用前景的景观水体水华风险防控手段。     

焙烧条件对Ru/AC催化剂去除溴酸盐的影响

考察了以RuCl₃·3H₂O为前驱物,以AC(颗粒活性炭)为载体制备Ru/AC时,焙烧氛围、焙烧温度、焙烧时间对Ru/AC催化活性的影响,并利用XPS(X-ray photoelectron spectra,X射线光电子能谱分析)、BET(brunner-emmet-teller method,比表面积测定)和SEM(scanning electronic microscopy,扫描电镜)等手段对样品进行了表征. 结果表明,不同焙烧氛围中制备的Ru/AC活性有较大差异:在N₂焙烧氛围中,容易形成去除BrO₃-的有效活性组分(RuO₂);而在真空焙烧氛围中,几乎没有活性组分的产生;在H₂-N₂〔φ(H₂)为1.5%,φ(N₂)为98.5%〕氛围中焙烧,负载在AC上的活性组分有Ru₀(单质钌)和RuO₂. 焙烧温度对Ru/AC去除BrO₃-的性能有着较为显著的影响,高温有利于AC的石墨化进程,载体性能得到优化;但焙烧温度过高(1 000 ℃)时,会产生金属颗粒团聚现象;最适宜的焙烧温度为900 ℃. Ru/AC的活性随着焙烧时间的延长呈先增后降的趋势;焙烧时间为3 h时,载体的比表面积和孔容积得到提高且有效活性组分能够均匀地分散在AC载体上. 综上,Ru/AC催化剂的最优焙烧条件:焙烧氛围为N₂,焙烧温度为900 ℃,焙烧时间为3 h. 在该条件下制备的Ru/AC利于形成去除BrO₃-的活性物质RuO₂,并且其能够均匀地分布在AC载体上,使催化反应进行得更为彻底,可在2 h内将BrO₃-全部去除.      

西丽水库叶绿素a时空分布特征及其影响因素

以典型亚热带供水型水库--西丽水库为研究对象,对其2013年4月-2014年6月藻类ρ（Chla）及其相关环境因子进行监测,分析了藻类ρ（Chla）时空演变规律及其与环境因子的关系.结果显示:西丽水库ρ（TChla）（TChla为总叶绿素a）为2.65~60.35μg/L,其中蓝藻ρ（Chla）为0.77~30.58μg/L,硅藻ρ（Chla）为0.77~31.62μg/L,绿藻ρ（Chla）为0.77~12.71μg/L.汛期（6-9月）优势藻为蓝藻,其他时期硅藻占优势,绿藻全年处于较低水平.藻类分布具有明显的空间异质性,ρ（Chla）整体呈西北库区高东南库区低的特点,汛期白芒河入库区域ρ（Chla）偏高,存在一定的藻华风险.汛期盛行西南风,平均风速为2.7 m/s,有利于藻类自高浓度的西部库区向东迁移,一定程度上降低了藻华风险.水库流场空间差异较大,水体流速为0.005~0.025 m/s,水库主导流向为东北-西南,对西北库区的高浓度藻类起到稀释作用.Pearson相关分析和典范对应分析（CCA）显示,温度、有机物以及径流量是影响藻类生长和分布的前三位因子,磷是藻类生长的限制性营养盐.      

臭氧/陶瓷膜对生物活性炭工艺性能和微生物群落结构影响

利用处理量为120m3/d的臭氧/陶瓷膜-生物活性炭(BAC)组合工艺处理微污染原水,对工艺性能和BAC中的微生物多样性和种群结构进行了研究.结果显示,组合工艺可有效去除微污染原水中的有机物和氨氮.臭氧曝气提高了溶解氧浓度,改善了后续BAC工艺对氨氮的去除效果.组合工艺对氨氮和CODMn的总去除率分别约为90%和84%,其中BAC在污染物的去除中发挥了重要作用.组合工艺和传统工艺中BAC床层共检测到36个门类的细菌.与传统BAC工艺相比,臭氧/陶瓷膜降低了后续BAC中微生物群落结构的多样性和均匀度.组合工艺BAC中存在丰度较高的亚硝化单胞菌属和硝化螺旋菌属,可能对氨氮的去除具有重要的作用.臭氧/陶瓷膜对后续BAC中致病菌和条件致病菌有很好的预处理和抑制作用,显著降低了其相对丰度,提高了饮用水的生物安全性.     

活性无烟煤滤池对消毒副产物前体物的去除特性

以东江下游季节性污染原水为对象,研究了活性无烟煤生物过滤工艺及其与混凝沉淀组合工艺对消毒副产物前体物的去除特性。建立了液相色谱—串联质谱技术分析水中9种卤乙酸同时定量检测方法,9种卤乙酸检测限为0.016².3μg/L,空白加标回收率为90.52.3μg/L,空白加标回收率为90.5¹09.8%,相对标准偏差为3.12109.8%,相对标准偏差为3.12⁹.04%。实验结果表明,活性无烟煤滤池生物过滤对消毒副产物前体物的去除效果显著,对三卤甲烷、卤乙酸和水合三氯乙醛前体物的去除率分别为40.2%、39.2%和34%,其中三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸前体物的去除率分别是48.2%、41.1%和38.0%,而传统石英砂滤池对应的去除率则为-10.0%9.04%。实验结果表明,活性无烟煤滤池生物过滤对消毒副产物前体物的去除效果显著,对三卤甲烷、卤乙酸和水合三氯乙醛前体物的去除率分别为40.2%、39.2%和34%,其中三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸前体物的去除率分别是48.2%、41.1%和38.0%,而传统石英砂滤池对应的去除率则为-10.0%³.6%。活性无烟煤生物滤池对二氯乙酸和三氯乙酸前体物降解效果相当,而混凝沉淀的则对前者去除效果较三氯乙酸前体物更为显著。     

过氧化氢与硫酸铜组合强化处理高藻景观水效果研究

以深圳市发生水华的某景观湖水为研究对象,研究过氧化氢(H2O2)与硫酸铜(以Cu2+计)组合投加对水样藻类生物量的控制效果及对水样溶解氧、pH、浊度的影响。结果表明:组合投药能显著抑制藻类生长,在处理第7天,组合投药A组(20 mg/L H2O2+0.2 mg/L Cu2+)、B组(10 mg/L H2O2+0.4 mg/L Cu2+)、C组(5 mg/L H2O2+0.8 mg/L Cu2+)的Chl a浓度分别降至对照组的58%、30%、18%。投加过氧化氢有助于增强硫酸铜的抑藻效果,A组Chl a浓度在第1天降至49μg/L,显著低于单独投加0.2 mg/L Cu2+的处理组(81μg/L)。投加过氧化氢有助于降低Cu2+投加量,B组抑藻效果与单独投加0.6 mg/L Cu2+处理组第7天数值相同。组合投药使水样溶解氧、pH值、浊度均显著变化,第7天时,溶解氧由17.5 mg/L降至8.7~13.3 mg/L,pH值由10.0降至8.5~9.2,浊度由200 NTU降至84~94 NTU。