以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌驯化

以活性污泥为种泥,通过序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),在厌氧-缺氧-好氧交替的条件下驯化培养以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌(Denitrifying Phosphorus-Accumulating Organisms,DPAO)。在330 d的培养时间内监测磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等常规指标,并研究驯化不同阶段的一个周期内各指标的变化及进行相应的动力学分析。结果表明,随着驯化的进行,厌氧阶段释磷速率逐渐增加,释磷量也相应增大,出水磷质量浓度最终维持在0.8mg/L,去除率达到91.8%,硝氮全部去除。通过对16S r RNA测序结果的比对,得到聚磷菌占总菌的76.93%,反硝化除磷菌占聚磷菌的一半以上。而聚糖菌仅占5.13%,聚磷菌成为优势菌种。此外,在整个驯化过程中,水质和环境条件的变化使出水中磷质量浓度出现波动,而出水硝氮的变化不大。研究表明,以硝酸盐作为主要氮源培养反硝化除磷细菌的方式是可行的,并有利于聚磷菌对聚糖菌的竞争,使聚磷菌成为优势菌种。     

基于组合权物元分析模型的地下水水质评价

针对以往地下水水质评价中多采用单一权重法确定各评价指标权重的不足,提出基于主客观组合权重的权重计算模式,并运用权重风险度计算公式选出相对合适的组合权重,再与物元分析理念相结合,构建用于评价地下水水质的组合权物元分析模型。应用该模型对阜新新邱露天煤矿排土场淋溶水的地下水污染区的12个监测点水质进行综合评价。结果表明:研究区的1#～5#监测点水质均达到Ⅱ级以上,符合国家饮用水标准要求;6#～12#监测点水质均受到不同程度的污染,已不能饮用。评价结论与灰色关联分析法和模糊综合评价法所得结论基本一致。     

基于熵权的密切值法在大连市地下水水质评价中的应用

密切值法作为一种多目标的决策方法适用于多测点、多指标的水环境质量评价系统.在分析密切值法的原理、方法与步骤的基础上,引入熵权法确定各评价指标的权重,运用改进密切值法对大连市地下水水质进行综合评价.研究表明,基于熵权的改进密切值法的评价结果具有直接、客观,各个样本间差异性大,结果对比更明显等特点,能直观地体现大连市区的地下水水质状况.在评价过程中还可得出大连市区地下水质的主要超标项目,可以有针对性地进行污染的控制与治理.     

灰色关联度分析在地下水污染源强定量评价中的应用

以氨氮为研究对象,利用HYDRUS-1D软件模拟多个污染场地氨氮质量浓度的折减系数,通过灰色关联度法分析折减系数与场地污染源、包气带特征指标之间的关联程度.依据关联度计算结果,建立了以主要特征指标为自变量、折减系数为因变量的多元线性回归方程,综合反映包气带对某一特征污染物的衰减能力.案例研究结果表明,在典型场地资料有限的前提下,该方法能快速有效地得到地下水中的氨氮质量浓度预测值,并保证计算误差在统计学标准范围内.     

基于烟气脱硫的碱式硫酸铝吸收剂Al3+含量测量试验

为了准确测量碱式硫酸铝溶液中Al3+质量浓度,以PAN为指示剂,用CuSO4标准溶液反滴定EDTA,分析得到4个干扰因素的优化测量条件.结果表明,碱式硫酸铝溶液中Ca2+对Al3+质量浓度测量无干扰,最佳稀释倍数应以待测液稀释后Al3+质量浓度在0.141 ～0.423 g/L为目标确定,EDTA最佳过量程度为50％ ～ 150％,Al3+与EDTA最佳配位应控制pH=3.42～3.91、煮沸3～5 min.误差分析表明,试验平均方法回收率为98.86％,Al3+质量浓度实测值较理论值相对误差范围为-0.47％ ～-0.33％,标准偏差为0.002 g/L,相对标准偏差(RSD)小于1％,试验结果准确可靠、数据稳定.以XO作指示剂、锌盐溶液为标准溶液返滴定对比试验表明,由于受到Al3对指示剂的封闭作用,滴定终点难以判断,实测值较理论值相对误差范围为-2.62％ ～ 3.42％,测量结果平均准确度降低2.156％.     

基于生命周期评价的核电环境影响分析

核能发电是电力领域深度减排的关键技术之一,研究核电的环境影响可为碳中和背景下能源政策设计提供参考。以典型核电站为研究对象,运用生命周期评价方法建立核能发电系统的生命周期清单并进行环境影响评价;与传统火力发电及风电、水电和太阳能发电等可再生能源电力的生命周期评价结果进行对比;进一步根据电力行业“十四五”规划,预测未来电网的改进潜力。结果表明：核能单位发电量的碳排放量为3.37 g/(kW·h),低于火电、水电及太阳能发电的碳排放强度,但略高于风电;核能单位发电量的综合环境影响指标低于火电和太阳能发电,但略高于风电和水电;到2025年,随着核电和其他可再生能源发电的优化部署,中国电力行业平均单位发电的生命周期环境影响将减小约17%。总体来说,核电的各项指标小于火电,接近各类可再生能源电力,积极有序地发展核电,有助于促进中国电力系统的净零碳排放转型。     

天然浮石去除水中As(Ⅴ)的试验研究

通过静态吸附试验,研究了天然浮石对高砷地下水中As(Ⅴ)的吸附去除效果及影响因素.结果表明,增加浮石投加量,As(Ⅴ)的去除率随之逐渐升高,但当浮石投加量超过10 g/L时,继续增加浮石投加量,As(Ⅴ)的去除率趋于平稳.随吸附时间延长,As(Ⅴ)的去除率逐渐升高,9h后吸附达到平衡.浮石对As(Ⅴ)的吸附量随As(Ⅴ)初始质量浓度增大而升高,而As(Ⅴ)的去除率则随之降低.酸性条件下(pH=2～6),浮石对As(Ⅴ)的去除效果较好,当pH=4时,浮石对As(Ⅴ)的去除率最高;在碱性条件下(pH＞7),浮石去除As(Ⅴ)的效果较差,并且,随pH值增大,As(Ⅴ)的去除率降低.采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型分别对吸附数据进行拟合,浮石对As(Ⅴ)的吸附符合Langmuir等温吸附规律,其饱和吸附量为2.53 mg/g.采用准一级和准二级动力学模型对吸附平衡前的数据进行拟合,准二级动力学模型更符合浮石吸附As(Ⅴ)的动力学过程.研究表明,天然浮石是一种能够有效吸附高砷地下水中As(Ⅴ)的吸附剂.     

大型地下洞室施工期间排烟数值分析及需风量计算方法研究

对大断面洞室在爆破后工作面烟气快速达标的影响因素进行了事故树分析,基于分析的要素运用Fluent仿真模拟软件对其开挖爆破后的通风排烟进行了仿真模拟。通过改变风筒的风量值,对不同断面的洞室进行了数值模拟试验。结果表明:大断面洞室烟气稀释时,不同的风筒送风量导致排烟时间不同,但总需风量体积基本保持定值;对总需风量体积影响较大的因素是洞室的全断面;洞室内距掌子面200 m左右范围内风速方向、大小不断变化,形成涡流。将数值试验结果与已有的矿用风量计算公式进行对比分析,并对其进行修正,得出大断面洞室在爆破开挖时,稀释烟气所需总风量计算公式,该公式适用于断面在200~600 m2的大型地下洞室爆破后排烟需风量的计算。     

基于CNKI和WOS数据库的盾构土文献计量分析

为全面了解国内外盾构土的研究与应用动态,基于中国知网(CNKI)数据库和Web of Science(WOS)全文数据库(包括Science Citation Index Expanded(SCI)、Social Sciences Citation Index(SSCI)和Arts&Humanities Citation Index(A&HCI)3个子库),对2006—2020年盾构土相关领域15年文献进行检索,采用文献计量法进行年度发文量、发文文献类型、国家发文量、载文期刊、高被引论文、学科分布、研究机构和基金资助项目等内容分析。结果表明,2006—2020年该领域全球研究发文量整体呈现上升状态,其中中文发文量远高于英文;国内外发文量最多机构是中国的同济大学,占比7.59%,发文量最多的基金资助项目是中国国家自然科学基金委,占比20.59%;国内外对盾构土领域的关注点和研究方向不同,但均偏重盾构土的处理利用;我国主要以盾构、隧道和土体改良等为研究目标,期刊《隧道建设(中英文)》发文量和第一高被引论文均居首位;国际较为关注研究的是盾构、隧道、机械和土体等方面,期刊Tun...     

固体碳源填料床生物反应器去除水中硝酸盐的研究

采用室内试验装置,研究了以可生物降解聚合物材料(BDPs)变性淀粉为碳源和生物膜载体的填料床反应器对水体中硝酸盐的去除效果及其影响因素.结果表明,反应器能有效去除水中的硝酸盐且试验过程中未发现亚硝酸盐积累;温度对反应器的反硝化速率有很大的影响,在14～30 ℃范围内,反硝化温度常数K=0.03;水力停留时间对反硝化反应起重要作用,硝酸盐去除率随水力停留时间的延长而提高,但反硝化速率则随水力停留时间的延长而降低.变性淀粉扫描电子显微镜的观察结果表明,变性淀粉表面形成许多空洞结构,扩大了微生物附着生长的表面积,有利于微生物的生长.     

基于微粒再悬浮的沉降微粒团的受力分析

以管流中柴油机排气沉降微粒为研究对象,通过建立的沉降微粒再悬浮的静态模型,从微粒再悬浮的角度对沉降微粒团所受到的黏附力矩、重力力矩、碰撞力矩以及曳力力矩进行了计算分析.得到了柴油机排气沉降微粒团所受力矩随微粒团直径的变化规律、各种力矩的取值范围以及在柴油机排气沉降微粒再悬浮中各种力矩的作用.沉降微粒的平衡主要受黏附力矩、碰撞力矩以及曳力力矩的影响. 当微粒团直径为0.1～0.8 μm时,黏附力矩作用显著并维持沉降微粒的稳定. 随着微粒团直径的增加,曳力力矩和碰撞力矩快速增大,而黏附力矩的增大速率则相对比较缓慢,打破沉降微粒平衡的作用显著.     

基于循环经济的煤矿环境评价指标体系

基于循环经济理论和煤矿开采中环境系统的演化规律.从资源循环与资源损失正反两个方面构建了煤矿区环境评估指标体系.指标体系分为目标层、指标类别层和单项指标层3个层次,单项指标层是具体舒化指标.由它直接计算指标类别层的值,进而计算目标层的评估结果.将此指标体系运用到重庆市某县煤矿,对该县近年来煤矿资源开发中环境可持续能力进行了计算和分析,评价结果与实际情况相符,揭示了该县煤矿开发中环境可持续能力提高的关键因素,进一步探讨了煤矿开发中环境能力提高和循环经济理念的实施建议.     

零价铁基可渗透反应墙技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究进展

可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier, PRB)技术原位处理污染地下水是地下水治理领域的重要研究方向之一,以零价铁为填料的PRB在去除Cr(Ⅵ)污染地下水时具有显著优势。归纳总结了零价铁基PRB治理Cr(Ⅵ)污染地下水的反应机理,包括还原(主要作用)、吸附、共沉淀、微生物作用和铁腐蚀,并指出目前存在的反应性差和沉淀堵塞问题。硫化改性、双金属改性、负载碳材料和材料复配增强了零价铁对Cr(Ⅵ)的反应性能。耦合微生物菌(Cr(Ⅵ)还原菌、铁还原菌和硫酸盐还原菌等)治理方法由于更加绿色而受到越来越多的关注,但需注意微生物生长堵塞问题。电动治理技术强化了PRB被动捕获污染羽的能力并增强了PRB寿命。介绍了零价铁基PRB的渗透性能,并考虑水文地质条件、副反应以及二次污染等问题,以对未来研究做出展望,为零价铁基PRB技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究与应用提供参考。     

改性稻秆阴离子吸附剂的制备及对硝酸根吸附研究

NO_3~-对水环境是污染物,对土壤而言则是肥料,因此NO_3~-高效吸附剂的研发对于水环境治理和土壤保肥均有重要意义。以废弃稻秆为原料,结合物理、化学改性手段制备出稻秆(RS)、生物炭稻秆(RS-B)、乙二胺稻秆(DMF-RS)和乙二胺生物炭稻秆(DMF-RS-B) 4种NO_3~-吸附剂,通过SEM和FTIR等方法表征其表面特性和官能团特性确定改性情况,对比4种吸附剂对NO_3~-的去除效果和有机碳源溶出量。结果表明,4种吸附剂中DMF-RS-B对NO_3~-的去除效果最好。在NO_3~-初始质量浓度为30 mg/L,吸附剂投加量为4g/L,pH=2,吸附时间为10 min时,其最大去除率可达61. 22%,表观吸附量达15. 31 mg/g。吸附剂对NO_3~-的吸附过程符合D-R吸附等温方程(R~2 0. 99),吸附过程为多分子层吸附且是自发放热过程。通过实际水样测试,DMF-RSB对NO_3~-的吸附效果显著,且出水无二次污染。本吸附剂亦可作为缓释固相碳源及土壤保肥(氮肥)材料,是绿色无污染的吸附剂。     

我国城市地表水中微塑料特征、生态风险及来源分析

近年来,城市地表水体中的微塑料污染引起了诸多关注。对我国城市地表水中微塑料的特征、生态风险及其来源进行综述的结果显示,受地理位置、环境条件、经济发展和垃圾管理能力的影响,我国城市地表水中微塑料的分布呈现出空间异质性,丰度为10.88～713 500个/m³,以小于1 mm的小尺寸为主(66.8%),并普遍以纤维形式存在(51%)。以此为基础进行生态风险评估,其中微塑料污染负荷指数(L)评估结果为30%低风险,52%中到高风险,16%极高风险;化学毒性危险指数(H)评估结果为26%低风险,中、高风险均为36%;潜在生态风险指数(E_rⁱ)评估结果均为低风险。微塑料的源汇分析表明,微塑料的来源受人类活动影响较大,生产生活过程均可能向环境释放微塑料。研究可为评估和管理城市地表水中的微塑料生态风险提供支撑。     

基于KOH活化法的核桃壳基活性炭制备及其表征

采用农林废弃物制备比表面积大、微孔结构发达的活性炭,能够缓解资源短缺问题,减少环境污染,并且提高活性炭在气相吸附方面的利用价值。以核桃壳为原料、KOH为活化剂,采用单因素法探讨碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭得率、碘吸附值的影响,确定了核桃壳基活性炭制备的最佳工艺条件。采用场发射扫描电镜、孔径分析仪、傅里叶红外光谱仪分析了活性炭的微观形貌、孔径结构、表面化学性质。结果表明:当碱炭比为3∶1、活化时间为60 min、活化温度为800℃时,制备的核桃壳基活性炭的比表面积为1 551.85 m2/g,总孔容为0.79 cm3/g,微孔比表面积为1 491.22 m2/g,微孔率为89.87%。该活性炭的比表面积大,微孔结构发达,同时极微孔含量很高。     

碳源强化硫自养反硝化对污水处理厂二级出水深度脱氮的研究

为适应我国对于污水中含氮污染物指标的排放要求,在上流式高效填料床反硝化反应器中,以C₆H₁₂O₆和Na₂S₂O₃构建碳源强化下硫自养反硝化系统,探究其对污水处理厂二级出水深度脱氮的效果。结果表明,在进水NO^-₃-N质量浓度为10.95 mg/L、温度为(25±1)℃条件下,C、N、S质量浓度比为1.3/1/1.9时,NO^-₃-N去除率在94%以上,TN的平均去除率为92.6%,最佳HRT为2 h,出水pH值始终保持在7.5左右。此外通过对出水SO₄^2-的检测,得出硫自养反硝化对整个系统去除NO^-₃-N的贡献率随着Na₂S₂O₃投加量的增加而增加;对反应器的沿程处理效果分析发现,NO^-_3<...     

基于环境后果评价的环境风险源分级模型研究

为解决目前环境风险源分级存在的指标单一和不确定性较大的问题,综合考虑危险物质特性、环境迁移规律及环境危害特性,建立较全面的环境后果评价指标体系和评价模型,并应用蒙特卡罗方法分析评价过程中的不确定性,构建以环境后果综合评价为基础的环境风险源分级模型.根据2009年4月对上海市闵行区重点工业企业危险源的调研结果,将模型用于上海某油墨有限公司甲苯储罐的风险源分级评价.结果表明,该风险源的综合评价指数为0.007 9～0.259 4,根据90%的累积概率对应的评价指数值(0.104 0)确定该风险源为重大环境风险源.本文建立的模型可有效评价环境影响后果,为环境风险源的分级管理提供了科学依据.