重庆市垃圾焚烧飞灰中重金属分布特征及药剂稳定化处理

采用在飞灰药剂处理中研究广泛的硫化钠、磷酸二氢钠、乙硫氮、丁铵黑药、3,4,6-三巯基均三嗪三钠盐作为稳定化药剂,将重庆市某垃圾焚烧发电厂产生的飞灰作为研究对象,探究单一药剂及3种药剂的复合稳定化效果,并使用正交实验确定3种药剂的复合稳定化最优方案.结果表明,重庆市垃圾焚烧飞灰粒径主要集中在48—1700μm之间;飞灰中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg均大幅超出环境土壤背景值;处于880—1700μm、250—880μm,150—250μm、75—150μm、48—75μm各粒径级的飞灰的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr元素形态分布与混合样品的形态分布情况一致;单一药剂稳定化飞灰实验中,使得飞灰浸出浓度满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》的药剂添加量分别为8%的硫化钠、8%的磷酸二氢钠、4.2%的乙硫氮、4.2%的丁铵黑药、4.2%的3,4,6-三巯基均三嗪三钠盐,其中,8%的硫化钠药剂成本最低;正交实验中的复合药剂稳定化均有良好的稳定化效果,其中1.2%的硫化钠、1.2%的磷酸二氢钠、0.8%的丁铵黑药的组合比单一药剂稳定化所需投加量更少、成本更低.     

VUV/O_3降解选矿废水残留药剂实验探究

以选矿废水残留药剂降解为研究目标,本文对VUV/O_3(vacuum ultraviolet,VUV,真空紫外)降解松醇油进行了实验研究,考察了废水初始pH值、O_3浓度、污染物初始浓度、反应时间、共存阴阳离子等因素对VUV/O_3降解松醇油效果的影响,并得到最佳实验条件.实验表明,在VUV光源功率15 W、O_3浓度为6 g·h~(-1)、废水初始pH 8.0的条件下,VUV/O_3对松醇油的降解效果最好,反应时间15 min,降解率就能达到99.99%;SiO■、CO■、Cl~-、SO■、Na~+、Ca~(2+)等6种共存离子对VUV/O_3去除松醇油的效果均起抑制作用,其影响作用大小顺序为:CO■Ca~(2+)SiO■SO■Cl~-(Na~+).VUV/O_3在降解松醇油的过程中,反应20 min后,溶液TOC的降解率达到平衡,为70.88%,而松醇油的降解率为99.14%;通过添加叔丁醇抑制剂对降解过程进行活性机理分析,认为·OH在VUV/O_3降解松醇油过程中起主要作用.     

聚(氯化二烯丙基铵)基二硫代氨基甲酸钠的合成及其对Cu(Ⅱ)的去除性能

以二烯丙基胺(DAA)、盐酸、偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)、CS2和NaOH为原料,合成了聚(氯化二烯丙基铵)基二硫代氨基甲酸钠(PDACDTC).探讨了单体、引发剂AIBA和助剂EDTA的浓度对氯化二烯丙基铵(DAAC)聚合的影响,以及n(DAAC):n(NaOH):n(CS2)对PDACDTC中S含量的影响.采用元素分析、红外光谱和紫外光谱对其结构进行表征,并考察了其对模拟含Cu2+废水的去除效果.结果表明,单体浓度≥4.8 mol·L-1,AIBA浓度为0.02 mol·L-1、EDTA浓度为0.5 mmol·L-1时,聚(氯化二烯丙基铵)的特性粘数可达128.5 mL·g-1;当n(DAAC)∶n(NaOH)∶n(CS2)=1∶1.2∶1时,PDACDTC的S含量为32%.对50 mg·L-1和100 mg·L-1的含Cu2+废水的最佳用量分别为205 mg·L-1和415 mg·L-1,PDACDTC中～CSS-与Cu2+物质的量比分别为1.95∶1和1.97∶1,去除率分别为99.51%和99.84%,残余Cu2+浓度均低于国家污水综合排放一级标准(GB8978～1996).     

焦化废水处理试验系统出水的生物毒性变化

焦化废水是一种典型的难降解工业废水,组分复杂,生物毒性高,大多采用生物处理联合物化深度处理的工艺,以满足炼焦化学工业的污染排放标准,但其排水安全性仍然令人担忧。为研究工艺排水安全性,选择发光细菌青海弧菌Q67、稀有鮈鲫(Gobiocypris rasus)血红细胞、活性污泥微生物群落为测试生物,研究了焦化废水及各处理阶段出水的急性毒性和遗传毒性变化,进而识别影响生物毒性的水质因子。焦化废水经过序批式生物膜反应器处理后,出水急性毒性比进水下降71%,遗传毒性下降为90%以上的轻度以下损伤,显示生物强化处理对焦化废水生物毒性有良好的去除作用。生物处理出水再经过深度处理后,则表现出不同的毒性变化:活性炭吸附法对生物急性毒性的消除最佳,但遗传毒性较生物处理出水有所升高;臭氧氧化法不仅水质改善效率差,且最终出水的生物急性毒性与遗传毒性均升高;臭氧催化氧化法对水中残留有机物去除效率较高,但也造成出水急性毒性与遗传毒性的升高。各水样对青海弧菌Q67的急性毒性与有机物、氮等水质指标表现出较强相关性,而遗传毒性与水质指标之间的相关性不显著。研究结果可为评价和改进处理工艺、保障水体生态安全提供参考。     

有机、重金属污染物同时吸附的前沿态势文献计量分析

为了探索有机、重金属同时污染的研究现状和热点动态,以Thomson Reuters公司Web of Science信息平台提供的SCIE(网络版)数据库为数据源,运用Thomson Data Analyzer(TDA)和UCINET软件对1992年—2017年1月4日SCIE收录的有机、重金属同时吸附的研究论文进行数据挖掘和定量分析。结果显示,(1)国际上关于有机、重金属污染物同时吸附的研究分为初步研究期(1992—2000年)、稳步发展期(2001—2011年)和高速发展期(2012—2016年)3个阶段;年均发文量呈指数增加趋势,第3阶段达到176.8篇/年。(2)3个阶段所对应的研究主题分别为水污染处理、重金属污染和有机-重金属污染,且同时吸附是高速发展期研究的重点,并衍生出光催化和砷污染等研究主题。(3)中国的发文量从2001年开始超过美国成为主要研究力量,且中国科学院和浙江大学、中国科学院和湖南大学分别为稳步和高速发展期发文的主力机构;2012—2016年之间中国的总发文量再次达到最高(323篇),年发文量也达到了历史最高(64.6篇/年)。在亚洲国家中,日本也是这一领域研究的主要力量。(4)有机、重金属污染修复一直是科研的主流方向,2012—2016年的研究热点是重金属离子的同时吸附、零价铁对Cr(Ⅵ)的吸附效应、废水处理中的纳米过滤和有机污染物的光催化,主题之间紧密联系的研究点有纳米颗粒对有机、重金属的吸附,同时其交叉和衍生领域是未来研究的创新点。     

污泥干化芦苇床中积存污泥的氮磷变化规律

污泥干化芦苇床是近年发展起来的新型污泥处理技术,为探明污泥干化芦苇床中积存污泥的氮磷变化特征,进行为期3 a的试验研究.试验设3个单元:Ⅰ单元为对照(传统干化床),未种植植物;Ⅱ和Ⅲ单元种植芦苇(污泥干化芦苇床).Ⅰ和Ⅱ单元底部设通气装置.前2 a为负荷期,植物生长期进泥,冰封期闲置;第3年为污泥自然稳定期.试验结果表明,Ⅱ和Ⅲ单元对污泥中TN和TP的去除效果优于Ⅰ单元,其TN去除率分别为56.3％、53.2％和47.9％,TP去除率分别为18.8％、19.2％和10.3％.填料层设置通气结构有利于污泥中氮素的转化和去除,但对除磷无明显影响.至第3年末(11月),Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ单元积存污泥TN、TP平均含量分别为37.0、31.0、33.2和7.00、6.33、6.30g·kg-1.     

基于机器学习的武汉城市圈土地生态安全格局识别与优化策略

为明晰武汉城市圈土地生态安全格局,从经济、社会和自然3个维度构建土地生态安全评价体系,在机器学习框架Keras中利用BP神经网络对2010—2017年武汉城市圈土地生态安全水平进行评价,在此基础上,利用ArcGIS软件对评价结果进行空间识别,并提出相应土地生态安全优化策略。结果表明:(1)2010—2017年武汉城市圈土地生态安全水平小幅下降,长期处于临界安全状态,其中土地自然生态安全状况不断恶化,土地经济生态安全状况持续改善,土地社会生态安全水平增减变化差异较大。(2)武汉城市圈土地生态安全变化存在明显空间差异,土地自然生态安全水平下降较大区域主要集中在西部和南部;黄冈和黄石土地经济生态安全水平小幅下降,其他城市安全水平均有不同程度上升;土地社会生态安全水平变化较大,武汉和潜江上升1个安全等级,仙桃和孝感下降1个安全等级,咸宁下降2个安全等级。(3)研究区土地自然生态安全状况恶化的主要原因为人均耕地、耕地面积比例、森林覆盖率持续下降以及工农业废水和废弃物排放总量持续上升;土地经济生态安全状况持续改善的主要原因为工农业生产效率、居民收入和第三产业占比持续上升;土地社会生态安全系统的影响因素较多。     

增温对高寒湿地土壤呼吸动态变化的影响

为研究在模拟增温状态下高寒湿地土壤呼吸的动态变化,并探究增温状态对土壤呼吸产生的影响,于2016年6月—2017年9月通过LI-8100土壤碳通量测定系统(开路式)对实验样地矮嵩草草甸(Kobresia humilis)的土壤呼吸速率及地下5、10和15 cm土壤温度、土壤体积含水量进行测定,结果表明:模拟增温有利于提高土壤呼吸速率,其与自然状态(CK)、增温状态(W)土壤呼吸速率之间有极显著性差异(P0. 01);土壤呼吸速率与各层土壤温度和土壤体积含水量均有极显著相关性(P0. 01),自然状态下的温度敏感性(Q10值)均比增温状态下的Q10值大,并且Q10值随着土壤深度的增加而增加;然而土壤温度与体积含水量共同影响下的土壤呼吸作用在2 a内减弱;增温状态有利于提高地上及地下生物量,并且对浅层地下生物量作用明显;与不增温比较,增温有利于提高土壤有机质含量,但差异随土壤深度的增加而依次减少。研究表明,连续2 a的增温对高寒湿地土壤呼吸产生促进作用,增温环境有利于促进土壤碳释放。     

三峡库区兴山县大型担子菌的组成与生态特征

为揭示湖北省兴山县蕴藏的大型担子菌物种多样性,2016年10月至2017年10月,对其全境大型担子菌的物种组成、分布及其营养类型进行调查研究,结合形态分类学和分子系统学方法对标本进行分类和鉴定.结果表明:(1)该县大型担子菌有220种,归于13目46科114属,其中有1个中国新记录种:白孢冬生褶菌(Cheimonophyllum candidissimum).优势属是乳菇属(Lactarius),共有12种;伞菌科(Agaricaceae)是优势科,共有18种;物种数最多的目是伞菌目(Agaricales),共有123种.(2)兴山县大型担子菌主要分布在常绿-落叶阔叶混交林和针阔混交林中,发生频数依次分别为173次和128次,针叶林、竹林、灌丛中分布较少,依次分别为16次、2次和12次.春季发生的有72种,夏季发生的有105种,秋季发生的有92种,春、夏、秋季均发生的为8种.(3)土生菌116种,木生菌96种,凋落物栖生菌6种,粪生菌2种,土生菌兼外生菌根菌有27种.由此可见,兴山县拥有丰富的大型担子菌资源,且具有以下特点:伞菌目为主,土生菌较多,多发生于常绿-落叶阔叶混交林中,夏季物种更丰富;本研究结果可为兴山县大型担子菌的多样性保护和资源开发利用以及进一步研究其生态作用奠定基础.(图3表5参35)     

黄绿木霉T1010对花生根腐病生防效果研究

土壤种植管理不科学,可导致镰刀菌(Fusarium spp.)成为土壤优势菌,侵染花生(Arachis hypogaea L.)而致其发生根腐病;木霉(Trichoderma spp.)是土壤和植物根际常见真菌、重要生防菌,能防治土传病。2016年和2017年进行盆栽及小区试验,以伤口和自然接种法接种镰刀菌及黄绿木霉(T.aureoviride)T1010,定殖于土壤,观察镰刀菌侵染致花生根腐病,检测T1010对镰刀菌的防治效果。病原菌接种试验结果表明:分自一棵花生病株的5株镰刀菌混合接种处理花生发病严重;根部伤口处接种,花生感病迅速、严重,发病率为100%,病情级数为5~9级;浸种接种镰刀菌,花生主根细短,侧根稀少,病情级数为5级;土壤接种镰刀菌5×10~5 cfu·g~(-1)(干土),接种混合株花生发病严重,出苗率为43.33%,成株发病率为100%,主根、侧根分别比清水对照短72.74%、96.10%,侧根及根瘤数量分别降低97.17%、95.53%。生防试验结果表明:土壤接种病菌后再撒播T1010发酵物,出苗率达90%以上,成苗率为100%,防病效果达73.79%以上;T1010+F组花生主根长是F组的1.73倍,侧根长,侧根数提高数倍,根瘤数大幅度增加,开花多,入土果针多,F组土壤中镰刀菌数量为1.02×10~4 cfu·g~(-1),而T1010+F组仅为F组的3.62%,防病效果为79.16%。小区试验结果表明:空白对照组花生根腐病严重,与常规对照相比,开花下针期T1010处理组花多、根系发达、发病率低,饱果期土壤中镰刀菌数量仅为常规对照的2.62%,防病效果为88.96%,产量增产38.57%。土壤增加外源有益微生物黄绿木霉T1010,控制镰刀菌种群密度,减少农用化学品使用,消弱镰刀菌抗药性和生长力,是花生连作障碍土壤防治花生根腐病有效合理的防治措施。