高锰酸钾氧化水中二甲基三硫醚的动力学

研究了氧化剂KMn O4氧化水中二甲基三硫醚的效能,探讨了KMn O4投加量、二甲基三硫醚的初始浓度、pH值、腐植酸浓度以及同类臭味物质甲硫醚对氧化反应的影响,并对反应动力学进行了分析。结果表明:不同剂量的高锰酸钾对二甲基三硫醚有较强的氧化能力,基本完全氧化需要一定时间(达2 h)。随着高锰酸钾投量的增加,去除率和反应速率也随之增加,但高锰酸钾投加量不宜过多,建议最佳投加量为2 mg·L~(-1)。实验发现:二甲基三硫醚初始浓度、实际水体pH值以及腐殖酸浓度对氧化反应的影响不明显;但水中同类臭味物质甲硫醚对氧化反应有抑制作用,使反应进程变慢。高锰酸钾氧化二甲基三硫醚的反应符合二级反应动力学模型,二级反应的动力学常数为k=0.006 59 L·(min·mg)~(-1),理论曲线与实际反应曲线存在一定的差距,但整个反应过程中2条曲线反应的去除率的差距不大,因此理论曲线能较好的指导实践。     

吹扫捕集-GC/MS法测定南宁市竹排冲黑臭河道水体嗅味物质

利用吹扫捕集-GC/MS法对引起南宁市竹排冲河道水体黑臭的嗅味物质进行检测分析。结果表明,导致竹排冲水体黑臭的嗅味物质主要为苯系物、硫类化合物和氯苯类化合物,其中甲硫醚(相对含量1.70%)、二甲基二硫醚(相对含量3.19%)、甲基丙基二硫醚(相对含量6.11%)等挥发性有机物为竹排冲水体中的主要致嗅物质,是竹排冲水体嗅味产生的主要原因。     

周村水库季节性热分层消亡期水质响应特性

以我国北方代表性水库周村水库为研究对象,研究分层消亡对水库水质污染的影响。于2014年10月—2015年1月对周村水库热分层减弱消亡期理化指标和浮游植物进行连续监测。结果表明:秋季水体分层结构的破坏,对水库水质污染与水环境的变化影响显著。随着秋季气温的下降,温跃层厚度减小,混合深度增大。分层破坏期间,水库底部仍处于厌氧状态,大量污染物(如锰、氨氮、硫化物等)从沉积物中释放出来。随着混合深度的增加,蓄积底部水体中的还原性污染物向上迁移,大量消耗水中溶解氧,导致水质恶化、嗅味异常、鱼类大量死亡。同时,大量的藻类可利用营养盐通过水体对流进入上层水体,但由于秋冬季水温和光照强度较低,并未引起浮游植物密度的增长。     

水源水库沉积物磷的赋存形态及其与间隙水磷的关系

为了探明水源水库沉积物磷的赋存形态及其对水体磷的影响,采用连续提取方法,研究了周村水库沉积物中磷的赋存形态分布特征,并探讨了沉积物各形态磷与总磷、烧失量及间隙水中磷的相关性。结果表明,周村水库内源磷负荷较高,沉积物中TP表现出表层富集的现象,表层沉积物中TP空间分布存在较大差异,上游浅水区为554~563 mg·kg~(-1),库心附近为424~1 161 mg·kg~(-1),而坝前深水区高达812~2 969 mg·kg~(-1)。无机磷(IP)是总磷(TP)的主要成分,占TP的79.26%~89.12%,IP主要由铝/铁磷(Al/Fe-P)构成。沉积物中的Al/Fe-P含量很高,具有很大的磷释放潜能。沉积物中各形态磷的浓度垂向分布随深度增加而逐渐降低,其中B、C两点变化最为明显。相关性分析结果表明,间隙水PO3-4-P与Fe-P存在较好的相关性,说明Fe-P对周村水库沉积物间隙水中PO3-4-P浓度分布有着重要的影响,周村水库水体季节性分层导致恒温层厌氧情况的发生,Fe-P在厌氧还原条件下释放进入间隙水并向上覆水扩散,进而可能对水体水质产生影响。     

大水深水库内源污染特征及控制技术

对黑河金盆水库水温、溶解氧、pH和底部水质的监测分析结果表明,黑河金盆水库属于稳定的大水深分层型水库,水体分层阻碍了上下层水体之间的物质交换,在水体和底泥耗氧的双重作用下,溶解氧从表层水体的8 mg/L左右降低到底层水体的0.1～0.2 mg/L;在厌氧条件下,底部沉积物中N、P、Fe和Mn等污染物大量释放,导致底部水体中NH3-N、TN、TP、Fe、Mn和COD均值分别达到2.22、2.30、0.05、0.13、2.53、74.00 mg/L。针对水体分层对底部水质产生的不利影响,认为扬水曝气技术适宜于大水深水库的水质原位改善和内源污染控制。     

扬水曝气技术对周村水库藻类的控制

扬水曝气作为湖泊、水库水体修复技术之一,在国内多个水源水库水质改善工程中得到应用。为进一步研究扬水曝气技术对湖库藻类的控制效果及其机理,在对北方温带季节性分层水库-周村水库垂向水体的理化指标及藻类参数进行常年监测的基础上,于2015年8月—9月扬水曝气运行前后对垂向水体理化指标及浮游植物生物量、群落结构及丰度进行了连续监测和对比分析。结果表明,扬水曝气破坏了水体分层,藻类生物量锐减,多样性水平提高,藻类密度垂向差异消失,优势种群由威胁性较大的蓝藻、绿藻变为威胁性较小的硅藻,水体生态状况良好。扬水曝气系统对氮营养盐含量、热分层结构和光照条件的影响是促进了藻类群落结构改变的主要原因。     

上海黄浦江上游典型抗生素来源及分布污染特征研究

利用固相萃取、高效液相色谱/质谱法调查了两类6种典型抗生素(四环素、土霉素、金霉素、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲恶唑)在黄浦江上游的含量、来源、空间和时间分布特征。结果显示,在黄浦江上游的两条主要支流的11个采样点中均有抗生素检出,四环素类抗生素(包括四环素、土霉素和金霉素)平均值合计为34.25~211.82 ng/L,磺胺类抗生素(包括磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲恶唑)合计为3.11~5.83 ng/L。黄浦江上游支流附近畜牧养殖场及医药厂对附近支流的抗生素浓度影响大。支流中下游磺胺类污染浓度比上游高。四环素类抗生素浓度随黄浦江上游从丰水期到枯水期逐渐变高,而磺胺类抗生素在每个采样时间点较稳定。四环素是黄浦江上游的主要污染抗生素,对上游的水体环境有潜在风险。     

鱼和溶解氧

溶解在水中的分子态的氧称为溶解氧(DO),常用百万分率(ppm)或每升的毫克数(mg/l)表示溶解氧的含量。鱼就是依靠呼吸水中的溶解氧来维持生存的。溶解氧不仅对鱼的生存,而且对鱼的生长都起着极其重要的作用。自然水体中的溶解氧有两个来源,一是空气与水面的接触,在这种接触过程中,氧气溶入水中;二是水生物(如藻类)通过光合作用,吸收二氧化碳放出的氧气。     

不同进水浓度条件下浮萍去除氮、磷的效果比较

以浮萍为供试植物,通过静态水培试验分析不同进水浓度条件下浮萍对氮、磷的去除效果及溶解氧的变化,为进一步大规模应用浮萍净化自然水体及净化系统运行参数的优化提供理论依据。试验结果表明,低浓度进水条件下浮萍对氮、磷的去除效果最好,水培第10天氨氮去除率即达100.00%。试验结束(第14天)时,浮萍对TP的去除率达到最高,为95.65%,此时水中溶解氧含量也最高。     

内循环管式光催化反应器降解水中喹啉的动力学研究

采用内循环管式光催化反应器,考察不同的温度、有机物底物浓度、光照强度、曝气强度等因素对水中喹啉的降解效果影响,在此基础上进行降解动力学研究。实验结果表明:温度、喹啉初始浓度、光照强度、曝气强度等因素与喹啉的催化降解呈现良好的相关关系,喹啉的表观吸附平衡常数为0.0244 L/mg,溶解氧表观吸附平衡常数为2.11,反应活化能为16.734 kJ/mol,光照强度修正指数为0.525。     

海洋沉积物中硫化物的测定

海洋沉积物中硫化物大部分是沉积物间隙水中硫酸根,在沉积物中去磺弧菌属(Dseul-fovibrio)细菌的媒介下,氧化有机物后的产物;另一部分为沉积有机硫还原的结果。因此,沉积物中硫化物含量的多寡可以推测沉积环境     

运河(杭州段)沉积物耗氧物质释放的模拟实验研究

通过室内模拟试验研究了运河 (杭州段 )沉积物污染引起的上覆水 CO DCr的变化 ,并研究了连续曝气、换水清洗的方法对其耗氧物质释放的影响。结果发现由于沉积物的释放使得上覆水 CODCr浓度维持在劣四类水以上。连续曝气可以降低水体的恶臭 ,但由于曝气对沉积物的扰动引起沉积物更多地再悬浮 ,上覆水 CODC r也没有明显降低。在不考虑外源影响的情况下 ,换水清洗可以将上覆水 CODCr浓度降到 30 m g· L-1以下。本研究说明运河 (杭州段 )沉积物内源释放对上覆水 CODCr有较大的影响。     

曝气深度对河道底泥特性及水质的影响

采用室内模拟实验方法对受污河道底泥和上覆水进行研究,对比分析静置状态X0和不同曝气深度条件下(分别为水体曝气泥水界面上方10 cm,底泥曝气下方5和15 cm处,依次记为X+10、X-5和X-15)河道底泥特性及水质的影响情况。结果表明:底泥曝气较水体曝气而言,能促进水体DO更快恢复;停止曝气,DO浓度也会维持在较高的状态,有利于有机物和氨氮的进一步去除。在相同曝气量下,底泥曝气比水体曝气能更好地去除底泥中污染物,并减少再次释放,且底泥曝气深度越深,处理效果越好,至实验结束时,X-15组上覆水中COD、NH_4~+-N、TN及TP浓度分别为16.25、3.03、13.39及0.09 mg/L,去除率分别为69.73%、78.36%、45.98%及84.21%;停止曝气后,经曝气处理的底泥对磷的吸附容量显著增加,并且不会再向上覆水中释放污染物,避免引起水体的二次污染。     

生态修复工程对城市内河水体细菌多样性的影响

微生物是城市内河生态系统的重要组成部分,其多样性与水环境密切相关。以16S rRNA基因作为原核细菌分子标记,应用PCR-DGGE、定量PCR、克隆和测序方法,分析经生态修复工程处理后不同污染程度的城市内河水体细菌多样性特征。结果表明:生态修复工程明显提高了污染程度较低水体总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(CODMn)的消减能力,影响着城市内河水体中细菌群落的组成和含量,且随时间和空间不同而不同;生态修复工程显著地提高了重度污染水体细菌的含量;冗余分析(RDA)表明,水体中细菌群落组成与CODMn、TP和溶解氧(DO)等指标密切相关。     

连续曝气下河水水质及睡莲生理响应的季节变化

采取现场实验方法,在春、夏、秋三季测定了6个睡莲(Nymphaea tetragona L.)植物净化槽(曝气、非曝气)中睡莲的叶绿素(Chl)、可溶性蛋白(SP)含量与过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,氮磷积累、生物量、根长、茎高、叶长、分蘖数、根密度等生物学指标及对应的水质常规理化指标,探讨了连续曝气下睡莲的生理响应及河水水质的季节变化。结果表明,连续曝气明显影响了睡莲的生理特性,导致净化槽中水质发生相应变化,且影响程度与睡莲生长状况的季节变化相关。曝气槽中睡莲植物的根长、茎高、叶长较短,叶片Chl-a、Chl-b、SP含量下降,而根组织POD、CAT活性升高,氮磷积累、生物量下降,分蘖数、根密度下降;春、夏季曝气对睡莲的影响相对较小,曝气槽中TN、NH4+-N浓度低于非曝气槽,而TP、溶解性P浓度明显升高;秋季曝气对睡莲的影响较严重,曝气槽中TN、NH4+-N、TP、溶解性P浓度均高于非曝气槽。研究结论为在污染河道生态修复工程实践中,针对水生植物生长状况的季节变化而进行曝气方式调节提供理论依据。     

基于三维荧光光谱技术解析不同微生物法净化黑臭水体的效果

应用曝气、菌剂+曝气、生物促生剂+曝气、菌剂+生物促生剂+曝气4种微生物技术净化黑臭水体,分别考察了进水中溶解性有机物(DOM)的特征和来源及出水中DOM的特征和效果,采用三维荧光(EEM)光谱技术与平行因子(PARAFAC)模型相结合的方式对进出水DOM进行了分析。结果表明,不同处理方式下进出水DOM的不同组分荧光峰强度变化存在较明显的差异,经过菌剂和生物促生剂联合处理之后,对类腐殖质等难降解物质削减效果最好。FI、HIX和BIX指数分析表明各处理水样中的DOM整体处于较强的自生源特征。利用主成分分析法(PCA)对影响黑臭水体DOM的主要因素及其贡献量研究发现:第1主成分表现为陆源类腐殖质和生物源类腐殖质共存的现象,对水体中DOM的贡献率为54.98%;第2主成分反映了以微生物代谢过程为代表的内源污染,对水体中DOM的贡献率为26.56%。因此,利用三维荧光分析能够较好的反映水中DOM的去除情况,易于实时在线监测,对黑臭水治理具有重要意义。     

SBR快速实现短程硝化及影响因素

基于建立的序批式反应器(SBR),探索实现城市生活污水短程硝化的主要控制因素。研究结果表明,废水温度维持在(30±1)℃、p H值为7.8~8.2的条件下,采用间歇曝气的运行方式,仅驯化培养29 d,成功实现短程硝化,亚硝氮积累率为95%左右。通过对比发现,间歇曝气方式优于连续曝气方式,间歇曝气能有效地将溶解氧(DO)浓度控制在1.0mg/L以下,从而有利于进行短程硝化反应。此外,温度和p H可以影响亚硝氮的积累效果;当温度在25~35℃、进水p H为7.8~8.2时,亚硝氮的积累情况较好,积累率在91%以上。     

水源水库沉积物间隙水营养盐分布特征及扩散通量

为了阐明水源水库沉积物营养盐释放对水体富营养化的贡献,以周村水库为研究对象,探讨沉积物间隙水中氮、磷营养盐的分布特征,同时采用Fick第一定律对沉积物-水界面营养盐的扩散通量进行了估算。周村水库表层沉积物间隙水中NH+4-N的浓度为6.47 to 16.82 mg·L~(-1),PO3-4-P的浓度在0.13 to 0.56 mg·L~(-1)之间,均远高于上覆水中的营养盐浓度,表明周村水库表层沉积物具有很大的营养盐释放潜能。Fick第一定律的计算结果表明,沉积物-水界面NH+4-N与PO3-4-P的扩散通量分别为62.831 to 133.231和0.364 to 1.271 mg·(m2·d)-1,研究区域中间隙水中的营养盐均由沉积物向上覆水扩散,沉积物是底层水体营养盐的重要来源。     

阿科蔓氧化塘净化城市微污染河水中试研究

采用添加阿科蔓生态基的曝气氧化塘对长春市新凯河污染河水进行了中试实验。研究结果表明,氧化塘中COD、NH+4-N和TP的去除率随季节变化较大,高温溶解氧不足时,曝气能明显提高污染物去除率。低温时,低强度曝气有利于温度的传递,延长氧化塘的运行时间。溶解氧大于2 mg/L时,夏季时COD去除率最高达到40.89%,NH+4-N去除率最高达到57.11%,秋季时TP去除率最高达到34.65%。COD、NH+4-N和TP的平均出水浓度分别达到37.92、4.02和0.56mg/L,基本满足地表水Ⅴ类水质要求。     

微纳米曝气技术对城市景观水体修复的影响

以微纳米曝气为主要曝气方式,鼓风微孔曝气方式作对比,处理广西大学东校园景观湖湖水,考察微纳米曝气方式在污染景观水体中氧传质系数变化及其对污染物的去除效果。结果表明,对污染景观水体曝气过程中,微纳米曝气氧总体积传质系数高于鼓风微孔曝气,且与景观水的污染程度成负相关。微纳米曝气具有很好的氧传递性,平均气含率为1.09%。该曝气法对污染景观水体中多种污染物有良好的去除效果,实验结束时,微纳米曝气对化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)和总氮(TN)的去除率分别为67.59%、17.30%、70.20%和66.75%,水体中叶绿素a上升了14.03%,是一种有效改善景观水体水质的曝气方式。