生物电耦合对活性炭-超滤工艺处理地表微污染水的影响机理研究

利用生物电化学系统处理地表水时，弱电压不但会刺激电活性菌的呼吸作用，而且会引起氧化胁迫导致胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substance，EPS）过量分泌.为确认在地表水处理中弱电压对膜污染和净水效率的影响，本研究设置了外加1.0 V直流电压（记为"BES系统"）和无外加电压（记为"CK系统"）的两组平行对照生物活性炭-超滤系统.经过50 d的运行，BES系统（36.1 kPa）相比CK系统（19.1 kPa）跨膜压差（Trans Membrane Pressure，TMP）增加更为显著，膜污染更严重.电路电流、电极电势和循环伏安（Cyclic Voltammetry，CV）曲线显示，随着装置运行，两系统生物膜逐渐稳定，并且产生具有氧化还原活性的EPS导致阳极电容增加.相比之下，BES系统产生了更多EPS，具有更高的阳极电容.水质指标显示，BES系统中比紫外吸光度（Specific Ultraviolet Absorbance，SUVA）、NH₄⁺-N和PO₄^3--P的去除增强但总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）去除减弱；三维荧光光谱（Excitation-Emission-Matrix，EEM）和尺寸排阻色谱（Size Exclusion Chromatography，SEC）分析结果表明，BES系统膜池中产生了更多的生物聚合物，但腐殖质类有机物明显减少.活性炭表面EPS含量和腺嘌呤核苷三磷酸（Adenosine Triphosphate，ATP）含量的测试结果证实，弱电压刺激了生物膜的生长，同时增加了氧化还原活性EPS的含量.对膜表面累积多糖、蛋白质含量的测试分析进一步揭示了多糖类大分子生物聚合物在膜表面的累积是导致严重膜污染的直接原因.研究可为生物电化学系统在微污染水处理的研究和应用提供新的见解.     

中国金矿开采区环境汞污染

汞是金矿区环境的特征污染物。金汞同源性导致金矿床一般汞含量偏高,且在以混汞法为代表的提金过程影响下,导致了中国金矿区严重的环境汞污染问题。本文介绍了中国金矿分布与开采及选冶概况,研究了导致金矿区环境汞污染的原因,分析了金矿石选冶过程中汞的释放,并综述了金矿开采所致矿区土壤、水体、大气、生物体中汞污染状况,最后讨论了金矿区汞污染环境管理与生态修复。     

氯和紫外消毒过程中胞外抗性基因的产生特征

考察了城市污水氯和紫外消毒过程中不同物理形态的胞外抗性基因的产生行为与及微生物群落的关联特征.结果表明,氯消毒尽管使胞内抗性基因丰度下降,但使结合型胞外抗性基因丰度明显上升（0.7±0.1）log,而游离型胞外抗性基因丰度下降（0.2±0.1）log.紫外消毒也使胞内抗性基因下降,但使游离型胞外抗性基因显著上升（0.4±0.2）log,而结合型胞外抗性基因丰度下降（0.3±0.1）log.氯消毒后,结合型胞外DNA（a-eDNA）中变形菌门丰度下降而其他菌门的丰度上升,细菌多样性指数由4.2上升到4.7;而游离型胞外DNA（f-eDNA）中变形菌门上升了6.6%,多样性指数则从3.5降低到2.8.紫外消毒后,a-eDNA中变形菌门丰度下降了36.6%,多样性则上升到4.8,而f-eDNA中细菌丰度变化较小.分子生态网络分析揭示了抗性基因与细菌间广泛的寄存关系,tetA、tetX、sulI和sulII分别与17、15、15和5种菌属间存在共现性,表明抗性基因潜在宿主的变化是导致消毒后胞外抗性基因产生的关键原因.本研究表明氯和紫外消毒不能消除抗性基因风险,反而通过导致不同胞外抗性基因的大量产生,使风险的形式发生变化.     

介孔铁锆复合氧化物的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,以铁(Fe)和锆(Zr)为原料,采用不同Fe/Zr摩尔比例,制备出Fe/Zr复合氧化物吸附剂,对吸附剂的比表面积、孔径分布、晶型结构和零点电位(PH2pc)进行了表征.筛选吸附容量最佳的Fe/Zr吸附剂,考察了吸附条件对其去除水中Cr(Ⅵ)效果的影响,探讨了吸附动力学和等温线规律.结果表明:最佳吸附剂的Fe/Zr摩尔比为5/1,具有典型的介孔材料结构特征;该吸附剂在pH为2～8范围内均有良好的除Cr(Ⅵ)效率;30min内即可达到吸附平衡,最大吸附容量为60.90 mg/g.介孔Fe/Zr复合氧化物与现有除Cr(Ⅵ)吸附剂相比具有更高的吸附能力,是一种具有较好应用潜力的水处理除Cr(Ⅵ)吸附剂.     

聚结除油反应机理及其动力学分析

通过对几种聚结填料除油性能的对比试验，探讨分析了聚结除油反应机理及其动力学。结果表明，填料的空间构成形式对聚结除油效率有重要影响，当润湿聚结机理和碰撞聚结机理同时存在时，聚结效率可得到大幅度提高。当油珠颗粒尺寸超过10μm时，布朗运动聚结速率急剧减慢，而湍流的聚结速率急剧加快。聚结除油反应器内水力条件的紊动程度达到C≥500—700s^-1时，油珠颗粒的聚结速率和效率将得到大幅度提高。     

持续性降水气象条件下土壤/大气间汞通量特征

为研究自然条件下地表大气间汞交换通量特征及其影响因素,2012年4月22~25日在位于松花江上游的夹皮沟金矿,使用动态通量箱法(dynamic flux chamber, DFC)与汞分析仪(LUMEX Zeeman RA915+)联用技术测定了在持续性降雨气象条件控制下矿区土壤大气间汞交换通量,同步测定了近地面垂向0~150cm范围内大气汞浓度以及太阳辐射强度和大气温湿度,并分析了汞交换通量与降水条件下气象因子间相关关系.结果表明:在持续性降雨条件控制下,地表大气间的汞交换通量表现为沉降与释放过程连续交替出现特征,这与晴朗天气条件下日型汞通量单峰结构明显不同.降水间歇期土壤大气间汞交换通量在坡耕农田采样点依次为(-2.08±6.11)、(-6.16±33.57)、(-3.20±8.64)和(5.06±18.80)ng/(m2·h);在谷底漫滩采样点依次为(-5.21±6.42)、(3.87±28.12)、(-11.87±14.10)和(-9.44±12.23)ng/(m2·h).在局地范围内,地形条件差异影响不同地表和近地面大气系统能量收支,并使近地面大气汞浓度和气象因子发生变化,进而影响地表大气间汞交换通量过程和水平.持续性降水条件下,地表和大气间汞交换通量与太阳辐射强度和大气湿度间具有较为明显的正线性相关关系,与大气汞浓度和大气温度间无明显线性相关关系.     

蒸汽驱采废水回用高压锅炉给水处理工艺的研究

对蒸汽驱采废水回用高压锅炉给水处理工艺进行了研究，并对比分析了不同的工艺组合流程对蒸汽驱采废水回用高压锅炉给水的处理效果。结果表明，蒸汽驱采废水回用高压锅炉给水处理在技术上是可行的，并提出推荐工艺流程。     

填料传质性能对污水生物反应处理工艺的影响研究

通过水力自旋填料与常规生物填料的对比试验,研究了传质性能对污水生物反应处理工艺的影响.结果表明:生物反应器内物系间的传质条件对氧传递效率有较大影响;SCMT型自旋传质填料良好的传质性能,能够创造理想的传质条件,使生物反应器内DO基本保持一致;使用SCMT型自旋传质填料生物反应器处理城市污水,可以在较短的停留时间(1.00 h)或较小的气水比(体积比,4∶1)的情况下,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)二级标准.     

我国农村人力资源的开发现状及其对策

农村人力资源的开发和利用，在很大程度上决定着农村经济发展速度和农民的收入水平，甚至决定着整个国民经济的发展潜力。我国农村人力资源开发的现状不容乐观，作者认为必须加大人力资本投资力度，把农村劳动力资源开发与乡镇企业发展及非农化进程、城镇化战略结合起来，以推动农村人力资源的开发向深度和广度迈进。     

锆基MOF材料用于水中抗生素的吸附研究

采用溶剂热合成法制备了锆基MOF材料PCN-777,通过扫描电镜、X射线衍射、傅立叶红外光谱分析、比表面积分析对材料的形貌、结构等进行了表征。合成的PCN-777,比表面积为519.44 m~2/g,平均孔径为3.12 nm。PCN-777对氟喹诺酮及磺胺类抗生素具有较好的吸附作用,最大吸附容量分别为35.46 mg/g和36.36 mg/g,吸附均遵循Langmuir等温吸附方程和准二级吸附动力学模型。在pH 4～10范围内,PCN-777对氟喹诺酮及磺胺类抗生素具有稳定的吸附能力,增加离子强度能够促进对抗生素的吸附。PCN-777用于淡水和海水中低浓度抗生素的吸附,去除率在90%以上。