污染水体条件下生态浮床的植物生长特性与作用

利用填料与水生植物构建强化型生态浮床,对重污染城市感潮河流进行原位修复.对浮床植物的生长情况及其对污染物的去除开展为期1 a的监测,5种浮床植物表现出良好的耐污能力和去污能力.美人蕉相对生长速率最佳,为0.095 d-1;再力花、黄菖蒲、梭鱼草、风车草分别为0.080 d-1、0.074 d-1、0.045 d-1和0.047 d-1.各植物中美人蕉氧输送率最大,为57.08 gO2·m-2·d-1;其浮床系统对TN、NH4+ -N、TP、CODcr和BOD5的去除负荷也较高,分别为4.12kg·m-2·a-1、3.86kg·m-2·a-1、0.15 kg·m-2·a-1、46.58 kg·m-2·a-1和4.36 kg·m-2·a-1,一阶降解系数分别为1.33 d-1、1.37 d-1、1.72 d-1、3.92d-1和1.58 d-1.与传统植物浮床相比,强化型生态浮床具有加速有机污染物分解速率和提高水体中氮磷营养盐处理效果等优点.     

饮用水中卡马西平的臭氧和二氧化氯降解研究

采用臭氧(O3)和二氧化氯(ClO2)2种消毒方式对饮用水中卡马西平(CBZ)进行氧化降解,考察了不同影响因素(pH值、温度)条件下的氧化动力学,并通过对CBZ降解副产物的确定推测了2种消毒条件下CBZ的降解途径.结果表明,序批式条件下O3和ClO2对CBZ的降解均遵循二级反应动力学.pH值的升高对CBZ的O3和ClO2降解有负面效果;在10 ～ 25℃范围内,温度对CBZ的O3降解速率常数影响较小,但CBZ的ClO2降解速率常数随温度升高显著升高.采用UPLC-Q-TOF-MS对CBZ的O3和ClO2降解前后样品溶液进行扫描,均检测到8种降解中间产物,2种氧化方式主要通过环化加成、亲电取代(羟基化和氯取代)及杂环上的重排等途径来实现对CBZ结构的破坏.     

磁粉活性污泥法处理城市生活污水的反应动力学特征

磁粉活性污泥法是在传统活性污泥法中加入磁性粉末(Fe3O4)的废水生物处理方法。在最佳运行状况下,对磁粉活性污泥法基质降解动力学进行了研究。磁粉活性污泥法基质降解符合一级反应规律,利用Monod方程对试验数据进行拟合,确定了其动力学参数,半速率常数Ks、有机底物的最大比降解速率vmax分别为10.39 mg/L和0.804 d-1。     

土壤对Pb污染的缓冲特性研究

为了探讨Pb在土壤中的有效性及其对土壤污染的影响,用Pb、Cu、Cd和Zn模拟污染石灰性紫色土、酸性紫色土和黄壤(单一污染和复合污染)后,分析模拟污染土壤中Pb的有效量变化.利用缓冲性指标分析土壤抗铅污染的能力.结果表明,3种土壤对Pb的缓冲能力不同,由大到小顺序为:缓冲能力石灰性紫色土、黄壤和酸性紫色土.3种土壤对铅的缓冲能力随加入的单一污染物或复合污染物Pb、Cd、Cu、Zn的浓度增高而降低.     

海洋底栖硅藻-菌体系中酞酸二丁酯的降解

选择一株海洋底栖硅藻——新月柱鞘藻(Cylindrotheca closterium),研究了该藻、菌及藻-菌体系中酞酸二丁酯(DBP)的降解过程。结果表明,在藻-菌混合体系中,新月柱鞘藻的生长得到促进,而菌的生长受到抑制。各处理组中DBP的降解符合一级动力学方程,其降解速率常数k从大到小的体系为藻-菌(0.032 4 h-1)、藻(0.016 9 h-1)、菌(光暗,0.005 4 h-1)、菌(光照,0.004 2 h-1)。在藻-菌体系中,新月柱鞘藻对DBP的降解起主要作用。此外,新月柱鞘藻降解DBP的能力不仅大于菌,还远大于浮游藻类,新月柱鞘藻对近海酞酸酯类污染环境具有潜在的修复应用前景。     

三峡工程蓄水对澎溪河回水区CODMn、NH3-N和TP综合衰减系数的影响

三峡工程蓄水导致支流回水区水流缓滞,从而影响污染物的扩散、降解,使水质发生变化.为研究三峡调蓄水位的变化及其对污染物综合衰减系数的影响,以澎溪河回水区渠口至河口段为研究区域,根据水文和水质监测资料,采用DHI MIKE21的水动力模型和ECOlab水质模型进行计算.结果表明:蓄水前的天然状态下,CODMn、NH3-N和TP综合衰减系数分别为0.130～0.250 d-、0.110～0.180d-1和0.080～0.130 d-1;蓄水后的调蓄状态下,CODMn、NH3-N和TP综合衰减系数分别为0.007～ 0.016 d-、0.006～0.015 d-1和0.005～0.012 d-.可见三峡工程蓄水后,回水区污染物的综合衰减系数仅为蓄水前的1/20～1/10,需通过控制污染物的衰减速率以达到控制水体污染和水体富营养化的目的.     

饮用水中微囊藻毒素臭氧降解效能及影响因素研究

对臭氧氧化去除饮用水中微囊藻毒素RR及LR的降解效能、反应动力学进行了试验研究,讨论了藻毒素初始质量浓度、pH值、羟基自由基(·OH)抑制剂(HCO-3)、溶解性有机碳(DOC)质量浓度对降解的影响.结果表明:整个降解过程符合一级动力学反应方程,降解速率常数与藻毒素初始质量浓度无关;pH值的升高、HCO-3和DOC的存在都会降低藻毒素的降解效率.在液相臭氧质量浓度为8.20 mg·L-1,pH=7.0,温度为(25±1) ℃,反应时间30 min的条件下,MC-RR降解速率常数k=7.80×102 min-1,去除率达90.0%;MC-LR降解速率常数k=1.06×101 min-1,去除率达96.3%.     

不同晶型铁氧化物Fenton和UV-Fenton降解橙Ⅱ的催化性能

选取了磁铁矿、赤铁矿和针铁矿3种不同晶型的铁氧化物,用XRD和BET进行了表征。将3种铁氧化物作为催化剂用于Fenton和UV-Fenton(254 nm UVC)降解偶氮染料橙II,测定了染料降解过程中溶液中铁离子浓度的变化规律,用于分析3种铁氧化物的催化过程。用单位比表面积反应速率常数(k/Ssur)评价了3种铁氧化物UV-Fenton催化降解橙Ⅱ的能力,以揭示UV-Fenton体系中铁氧化物晶型与催化性能的关系。结果表明,Fenton体系中,磁铁矿能通过表面固有的2价铁催化产生羟基自由基降解橙Ⅱ,其催化能力高于针铁矿和赤铁矿;UV-Fenton体系中,磁铁矿、赤铁矿和针铁矿催化降解橙Ⅱ的单位比表面积反应速率常数分别为0.048 8 g/(m2·min)、0.023 4 g/(m2·min)和0.001 0 g/(m2·min),可见磁铁矿的催化能力明显高于针铁矿和赤铁矿;UV-Fenton体系中,磁铁矿以多相反应为主,针铁矿以均相反应为主,而赤铁矿则是两者共同作用。研究表明,磁铁矿是多相铁氧化物UV-Fenton催化剂的理想晶型,同时也是合成新型多相光助-芬顿催化剂理想的活性组分。     

水体中的微生物对壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解

为有效控制水体中壬基酚聚氧乙烯醚的污染 ,以芽孢杆菌、假单胞菌、诺卡氏菌和假丝酵母为试验菌株 ,研究了其对壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解特性。试验结果表明 ,4菌株在一定的条件下对水体中的壬基酚聚氧乙烯醚均有一定的降解率。若按体积比 1∶ 2∶ 1∶ 1的比例将四菌株组合成复合菌群 ,可大幅度提高处理效率 ,降解率可达 61 %。应用该复合菌对影响壬基酚聚氧乙烯醚降解的各种主要因素进行了研究 ,发现降解菌在θ为 2 5～ 30℃ ,p H值为 5.5～ 8.5及壬基酚聚氧乙烯醚初始质量浓度ρ(NP1 0 EO)为 0～ 1 0 0 mg/ L范围内保持高活性 ;当底物质量浓度大于 1 0 0 mg/ L 时 ,平均降解速率线性下降 ;当接种量标准为 1× 1 0 8CFU/ m L (即菌悬液 /反应液为1 0 % )时壬基酚聚氧乙烯醚的降解是高效与经济的     

MBBR-A2O/MBR处理农村生活污水动力学研究

采用MBBR-A2O/MBR(又称BCO-MBR)工艺,对水质特征呈现低碳源高氮磷、水质波动大和日变化系数大等特点的农村生活污水进行研究。对比MBBR-A2O/MBR工艺在5种不同水力停留时间下的(0.42 d、0.50 d、0.75 d、1.25 d、1.50 d)运行状况,挑选出最佳的水力停留时间,并利用Lawrence-McCarty模型构建该工艺的污染物降解动力学方程。结果表明,随着水力停留时间(HRT)的延长,MBBR-A2O/MBR工艺对污染物的去除效果逐渐提升。当HRT为1.25d,CODCr、NH3H、TN、TP平均进水质量浓度分别280.67mg/L、36.88 mg/L、50.59 mg/L、2.51 mg/L时,平均出水质量浓度分别为34.33 mg/L、3.19 mg/L、5.13 mg/L、0.63 mg/L,平均去除率分别可达87.86%、89.92%、89.85%、74.95%。CODCr、NH3H、TN出水质量浓度在城镇污水排放标准一级A限值以下,TP出水质量浓度达到一级B标准,因此确定最佳的HRT为1.25 d。污染物降解动力学计算所得模拟值与实际出水质量浓度测量值拟合度良好,其中CODCr模拟值与平均测量值一致性最高,相对误差在0.02~0.14,NH3H与TN的相对误差分别在0.19~0.60和0.1~0.33。这表明污染物降解动力学方程可以较好地模拟工艺出水的污染物质量浓度。CODCr降解动力学方程常数为Vmax=0.19 d-1,KS=82.97 mg/L;NH3H降解动力学方程常数为Vmax=0.02d-1,KS=8.49 mg/L;TN降解动力学方程常数为Vmax=0.024 d-1,KS=8.10 mg/L。研究的动力学常数与传统活性污泥法动力学常数相比,KS较高,而Vmax较低,导致Vmax较低的主要原因可能是测定的污泥质量浓度高于实际有效的质量浓度。研究对利用MBBR-A2O/MBR工艺处理农村生活污水和传统活性污泥工艺提标改造具有一定的应用参考价值。     

油污土壤修复过程水溶性有机物光谱特性研究

利用石油污染土壤中筛选出的2株石油降解菌(铜绿假单胞菌和凝结芽孢杆菌)修复油污土壤,采用紫外光谱法和三维荧光光谱法对油污土壤修复过程中的水溶性有机物(DOM)变化进行了半定量分析.结果表明:1)紫外光谱分析中接种外源微生物前后油污土壤DOM的SUVA254值和ABS285值均有不同程度的减少,说明DOM相对分子质量降低,含有的芳香族和不饱和共轭双键结构减少,其芳构化程度降低;2)随着油污土壤生物修复的进行,与未接种石油降解菌的土壤相比,投加降解菌的油污土壤中水溶性有机物芳香族类蛋白质含量呈降低趋势,紫外区类富里酸呈增加趋势.荧光光谱半定量分析结果表明,接种外源微生物可明显减小石油污染土壤中水溶性有机物的芳构化程度.     

UV/H2O2催化氧化去除微囊藻毒素-LR

研究了UV/H2O2氧化降解微污染水体中微囊藻毒素MC-LR的效果,探讨了各种因素如H2O2浓度、pH值、光强、MC-LR浓度及反应时间对降解的影响.UV和H2O2氧化去除MC-LR具有协同作用,H2O2在UV照射下产生的羟基自由基对MC-LR有很强的氧化能力.MC-LR的降解过程可用准一级反应速率方程和二级反应速率方程拟合.反应速率常数随MC-LR的起始浓度增加而减少,反应半衰期随MC-LR的起始浓度增加而延长.在H2O2浓度为1.0 mmol/L、反应温度为(25.5±1)℃、pH值为6.8、光强2.5×104 lux及反应时间60 min的条件下,质量浓度为0.203 mg/L的MC-LR的去除率可以达到80.8%.结果表明,UV/H2O2氧化体系能有效地降解MC-LR.     

超声波对微电解处理硝基苯的协同效应研究

以硝基苯为目标污染物,考察超声波对微电解技术的协同效应.结果表明,无机械搅拌条件下,硝基苯溶液初始质量浓度为50 mg·L~(-1)、超声波功率密度为200 W·L~(-1)、溶液初始pH值为3.0时,超声波/微电解协同体系降解效果显著高于超声波与微电解单独作用之和,降解过程超声波和微电解间存在显著协同效应,比较3者的降解速率常数可知超声波与微电解间的协同因子达4.875.研究表明,超声波能有效防止铁屑表面钝化和板结现象,超声波促进微电解体系中·OH生成是超声波对微电解降解硝基苯产生明显协同效应的主要原因.     

异养条件下高氯酸盐降解细菌群落变化研究

了解特定环境中高氯酸盐(ClO-4)降解菌的群落组成,对ClO-4的降解具有重要的指导意义。通过添加醋酸盐作为电子供体降解ClO-4,利用高通量测序(HiSeq 2000)的方法获得了复杂环境中生物群落的组成,对比了降解前后菌种结构的变化。结果表明,补充醋酸盐的降解体系(Acetate Degradation,AD)将10 mg/L ClO-4降至检出限以下需100 h。降解完毕后代表性的ClO-4降解菌Dechloromonas的相对丰度为0.2%,与原始活性污泥相比无明显差别;另一典型ClO-4降解菌脱氯菌属Azospira相对丰度为3.2%;一些同时参与ClO-4降解和脱氮作用的细菌如假单胞菌属Pseudomonas也有检出,相对丰度为8%。异养条件下ClO-4降解是假单胞菌属Pseudomonas和脱氯菌属Azospira起主导作用。AD体系内菌种多样性小于原始活性污泥。电子供体的加入使活性污泥类的混合体系内生物群落结构单一化,使降解基质具备了在特定环境下针对某种污染物降解的能力。     

高级氧化工艺降解水中磺胺甲基嘧啶研究

为有效去除水体污染物磺胺类抗生素(Sulfonamides antibiotics,SAs),采用高级氧化紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺甲基嘧啶(sulfamerazine,SM1)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2,PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。磺胺甲基嘧啶的去除率在一定范围随着氧化剂H_2O_2和PS的浓度升高而升高;磺胺甲基嘧啶初始质量浓度越大,反应速率越小。两种工艺降解磺胺甲基嘧啶最大去除率均发生在pH=3。NaCl会抑制两种工艺对目标污染物的降解,而适当的NaHCO_3可促进其降解反应的进行。腐植酸的存在对两种工艺降解污染物均会产生抑制作用。     

高铁酸钾-过硫酸钠降解萘的效能及机理研究

为了绿色且高效地治理多环芳烃萘污染地下水,采用高铁酸钾-过硫酸钠体系降解萘,考察高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比、pH值和温度对萘降解效果的影响,并探究反应动力学和降解机理。研究显示,当温度为25℃,pH值为5.0,高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比为1∶2时,在50 min时萘最佳降解率为82.3%。采用一级反应动力学方程对萘的降解曲线进行拟合,发现其反应速率k为0.030 2 min^-1,远高于高铁酸钾体系的0.007 4 min^-1和过硫酸钠体系的0.003 4 min^-1的总和,表明高铁酸钾-过硫酸钠体系存在协同作用。通过对高铁酸钾-过硫酸钠体系中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)质量浓度变化测定,显示该体系可以活化过硫酸钠且Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)质量浓度变化与萘的降解试验结果吻合。采用自由基猝灭试验和电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)技术探究高铁酸钾-过硫酸钠体系中的活性氧化物种,发现羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(·SO^-₄)都参与了...     

凹凸棒土基磁性复合材料对水溶液中Cu(Ⅱ)和氯酚的吸附特性

针对粉末状凹凸棒土在实际应用中难以固液分离的问题,采用铁酸钴对有机改性后的凹凸棒土(OAT)进行磁性负载,制备凹凸棒土基铁酸钴磁性复合材料(MOAT),探究它对水溶液中Cu(Ⅱ)和氯酚的双组分吸附性能。结果表明,与凹凸棒土原土相比,MOAT对氯酚的吸附量明显提高,且在外加磁场的条件下能够快速实现固液分离。单组分溶液体系中,MOAT的吸附速率很快,对Cu(Ⅱ)和氯酚的吸附分别在150 min和40 min即可达到吸附平衡。在pH值=5的双组分溶液体系中,Cu(Ⅱ)的存在对MOAT吸附氯酚的性能有很大影响,而氯酚对Cu(Ⅱ)的吸附量则影响很小,MOAT优先吸附Cu(Ⅱ)。无机盐离子的存在会促进MOAT对两种物质的吸附性能,增加吸附量。     

水分对典型天然性激素在我国东北黑土中降解的影响

通过室内培养试验研究了不同水分条件下,孕酮、雄烯二酮、17β-雌二醇、雌酮4种天然性激素在我国东北黑土中的降解情况。结果表明:4种激素在土壤中的降解符合一级动力学模型(R2=0.84~0.98,p0.01),降解速率常数为0.010 0~1.004 2 d-1;4种激素在灭菌土壤中的降解半衰期均远大于未灭菌土壤,分别为未灭菌土壤的24.7、20.1、49.5和23.6倍;微生物是影响孕酮、雄烯二酮、17β-雌二醇、雌酮在黑土中降解的主要因素;4种激素在不同含水量黑土中的降解半衰期为0.69~4.92 d,孕酮和雄烯二酮的降解速率随土壤含水量升高而加快;17β-雌二醇和雌酮的降解速率随土壤湿度增加而增加,但当土壤含水量达到淹水状态时,其降解速率受到抑制。     

金属离子影响白腐菌降解十溴联苯醚的途径分析

研究了金属离子(Fe2+、Mn2、Cu2+、Zn2+)对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete drysosporium)降解十溴联苯醚(BDE209)的影响.通过4因素(Fe2+、Mn2、Cu2+、Zn2+)、5水平(0、0.01 mmol/L、0.05 mmol/L、0.1 mmol/L、0.2 mmol/L)正交试验优化了4种金属离子的配比.结果表明,在含1 mg/L BDE209的降解体系中,当Cu2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+浓度依次为0.05 mmol/L、0.2 mmol/L、0.01mmol/L、0.1 mmol/L时,生物量为1.74g,降解率达到最大(86.76％).对比金属离子影响BDE209降解率和生物量的效应曲线,降解率和生物量相关,但不完全呈正比.金属离子改变了反应体系pH值,提高了胞外酶活力,并在细胞内富集,从而影响白腐菌的生理代谢活动和BDE209的降解.     

底泥中营养物质及其他污染物释放机理综述

水体底泥(沉积物)污染,是世界范围内的一个重要环境问题.其污染物主要通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水淋溶与冲刷进入水体,最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到严重污染.总结了底泥中氨氮、重金属的影响因素及释放机理,也指明了持久性有机污染物释放机理研究不足的现状,提出对其释放机理研究的重要性.