煤矿区地下水中溶解性有机质荧光特征Ⅱ——深部含水层分布特征

为研究霍州矿区深部含水层中溶解性有机质地层差异及其迁移转化机理,通过三维荧光光谱(3 DEEM)、TOC和硝酸盐质量浓度综合分析了溶解性有机质(DOM)的含量和分布特征.结果表明,深部含水层中溶解性有机质和硝酸盐质量浓度均较低,其中TOC(总有机碳)质量浓度小于0.6 mg/L、NO3--N质量浓度小于1.6 mg/L.太灰水和奥灰水中主要出现了Ⅱ区的色氨酸类荧光峰和Ⅳ区的溶解性微生物代谢产物荧光峰,其中色氨酸类荧光峰强度随着地下水流向而逐渐降低,溶解性微生物代谢产物荧光峰强度在李雅庄矿和辛置矿出现了一定异常.生物源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)表明深部含水层中DOM来源于生物或水生细菌,且具有较好的溯源一致性;荧光指数f470/520比f450/500更能说明DOM中腐殖质组分的来源,且f470/520较大(＞2.1),表明深部含水层中DOM来源于生物,且腐殖类物质芳香性较弱,含有的苯环结构较少.太灰水中TOC、色氨酸类荧光峰强度和溶解性微生物代谢产物荧光峰强度均与硝酸盐质量浓度呈负相关,且线性拟合的相关度较高;奥灰水中相关性则较差.     

额尔古纳河水系水质污染特征分析

额尔古纳河是流经草原与森林的河流,其水系水质随时空发生明显变化。通过对2013年额尔古纳河水系水质监测结果的分析,得出以下结论:额尔古纳河水系发源于大兴安岭,流经森林、草原,雨季地表径流将大量腐殖质冲入河流,导致河流水质普遍呈现有机污染;额尔古纳河下游流经森林深处后,水质有机污染加重。海拉尔河受海拉尔区城市排污影响明显,流经人口较少的城市的河流,虽然受周边人为活动的影响,但由于排污量小,水体基本可自净到自然状态。     

水体中苯胺光降解的实验研究

为了更好地了解苯胺类物质在环境中的化学行为,在自行设计的光化学反应器上进行模拟天然水体的苯胺光降解实验,用气相色谱法测定苯胺的残余质量浓度,考察了水体pH值、光强、反应时间、光敏化剂、水质等条件影响下苯胺的光降解效果和规律.3h内苯胺在3个不同体系中的降解效果从大到小依次是:去离子水模拟天然水体、加入光敏化物质的灭菌河水、未加光敏化物质的灭菌河水.pH值为5.0,Fe2 、过氧化氢、腐殖质存在时苯胺的光降解效果较好.     

基于生态毒性的再生水补给河流氨氮控制目标研究

再生水补给河流是解决城市景观用水缺乏的重要途径,但是再生水中的氨氮,特别是游离氨对水生生物的毒害作用也不容忽视.针对再生水补给河流的典型场景,根据物种敏感度分布法(Species Sensitivity Distribution,SSD),计算得到游离氨的属急性毒性基准最大质量浓度(Criterion Maximum Concentration,CMC)为0.093 mg/L.以保护95％水生生物为目标的河水氨氮控制目标分别为4.37 mg/L(水温T≤12℃)和1.73 mg/L(水温T＞ 12℃).根据再生水补给河流的不同比例(体积比),计算再生水的氨氮控制目标.当河流上游来水分别满足地表水环境质量标准Ⅳ、Ⅴ类水体要求和CMC值,再生水占混合后河水的比例为20％～100％且水温T＞ 12℃时,再生水氨氮控制目标分别为1.7～2.6 mg/L、0.6～1.7 mg/L和1.7 mg/L;当河流上游来水分别满足Ⅳ、Ⅴ类水体要求,再生水占混合后河水的比例为50％～100％且水温T≤12℃时,再生水氨氮控制目标分别为4.4～7.2 mg/L和4.4～6.7 mg/L.当河水全部由再生水组成时,推荐再生水的氨氮控制目标为1.7 mg/L(水温T＞12℃)和4.4mg/L(水温T≤12℃).     

二级出水中溶解性有机物亲疏水性对超滤膜污染的影响

利用相对分子质量分布、三维荧光光谱仪及红外光谱仪等方法研究了城市污水二级出水中溶解性有机物亲疏水性对超滤膜污染的影响。结果表明:城市污水二级出水中疏水性酸占42.8%,过渡亲水性酸占19.1%,亲水性有机物占38.1%;水中疏水性酸、过渡亲水性酸和亲水性有机物分别使膜通量减小32.8%、29.9%和18.6%,膜阻力增大106.6%、92.2%和58.6%;过渡亲水性酸为蛋白质类,相对分子质量主要在4000~30000 Da;亲水性有机物为脂肪类,主要集中在6 000 Da以下;疏水性酸物质为腐殖酸类,主要集中在4 000 Da以下,其中疏水性酸物质更容易引起超滤膜污染。     

我国北方闸控河流水质变化特征研究

基于2013年潮白新河(天津段)水体COD、NH+4-N、TN和TP的监测数据,通过研究影响研究区水质变化的主要因素,按照农作物的生长周期(将全年分为播种期、生长期和收获期)分析我国北方闸控河流水质时间变化特征和空间变化特征。结果表明,农业面源污染是该流域的主要污染源;在气候、闸坝调度和污染来源的共同作用下,各监控断面水质变化较大,各监测指标值存在明显时空差异。其中,COD和TN污染负荷由大到小为播种期、收获期、生长期,NH+4-N和TP污染负荷由大到小为播种期、生长期、收获期。不同时段水质的空间分析表明,河流上游NH+4-N、TN和TP污染负荷偏高,河流中、下游COD污染较严重。因此,在分析北方闸控河流水质状况时,应综合考虑影响水质的主要因素,分时段、分河段进行水质评价。     

煤矿区地下水中溶解性有机质荧光特征Ⅰ——含水层之间垂向差异

通过检测有机质含量和三维荧光光谱研究了霍州煤矿区地下水中溶解性有机质的垂向分布特征.结果表明,硝酸盐质量浓度在地表水和第四系水中较高(＞ 37.41 mg/L),而在深部含水层(太灰和奥灰)基本未检出.地表水中TOC(总有机碳)质量浓度和UV254分别大于5.11 mg/L和0.146 cm-1;氧化还原作用下,第四系水中TOC质量浓度和UV254分别减小82.23％和97.96％,而深部含水层中TOC质量浓度也有降低.人类活动污水的大量排放导致地表水中Ⅱ区和Ⅳ区的荧光峰强度异常高,均大于等于8 245 QSU,Ⅲ区的荧光峰强度大于3 419 QSU;进入第四系含水层,Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区荧光峰强度均减少至216 QSU以下;太灰水和奥灰水中只Ⅱ区和Ⅳ区出现荧光峰,且荧光峰强度与TOC相关性不大;溶解性有机质(DOM)荧光峰强度与地下水流向呈负相关,同一煤矿区奥灰水中Ⅳ区的荧光峰强度比太灰水高.总体上,分析溶解性有机质含量和荧光特性、硝酸盐含量,可以从垂向上建立霍州矿区各含水层(体)的水化学特征.     

西安市饮用水源地地下水环境演化及可持续利用研究

以西安市灞河水源地和沣皂河水源地为研究对象,对水源地20多年来的地下水动态资料进行分析.结果表明,受自然和人为双重因素的影响,地下水位动态经历了波动下降、缓慢下降、快速下降和逐渐上升(下降速率减缓)4个主要阶段; 地下水质变化甚微,有毒元素已有不同程度检出.大气降水、河流径流侧渗和开采量是地下水环境演化的主要驱动力.为保障地下水资源可持续利用,需正确评价水源地地下水资源量、调整水源结构和实施分质供水、开展水源涵养和节水工作以及加强水源地水质保护等.     

水解酸化-生物接触氧化工艺处理麦芽生产废水

根据麦芽生产废水污染物浓度高且含有较多难降解物质以及企业地处寒冷地区的特点,北方某企业采用以"水解酸化-生物接触氧化"为主体的废水处理工艺,设计并建成了麦芽工业废水处理站.工程运行结果表明,在进水COD、BOD5和SS分别为1 658.2～2 775.4 mg/L、631.4～1 125.6 mg/L和146.8～230 mg/L的情况下,出水水质指标分别为COD 54.4～75.2 mg/L、BOD5 13.4～18 mg/L、SS 15～48.6 mg/L,达到了国家规定的废水一级排放标准.水解酸化-生物接触氧化工艺操作简单,运行稳定性高,能耗低,启动容易,出水水质好,适宜于处理麦芽工业废水,为麦芽工业废水处理工程的设计和运行提供了成功经验.     

二次微絮凝与常规絮凝的对比试验

以石家庄某水库低温低浊水为研究对象,采用有机物表观相对分子质量分级和有机物化学极性分级技术从分子水平的变化对原水溶解性有机物进行分析,并测定了其各组分质量分数与三卤甲烷生成势的相关性,获得了原水中溶解性有机物DOM去除率较低的原因,同时进行了二次微絮凝和常规絮凝的混凝试验,考察了水体浊度、Zeta电位、抽滤时间、颗粒数和有机物等各指标的变化情况。结果表明,二次微絮凝比常规絮凝有更强的混凝去除效果,当聚合氯化铝PAC总投加量为13 mg/L、絮凝时间为3 min时,滤后水浊度可达到0.1 NTU以下。二次微絮凝不但改变了胶体的Zeta电位,增加了絮凝效果,而且提高了对有机物和颗粒数的去除率,抽滤时间也相应缩短。     

子牙河干流沉积物重金属分布特征和风险评价

采集子牙河干流河流沉积物,分析6种重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)的分布特征,进而通过富集系数和相关性分析探讨其来源,并采用潜在生态风险指数评价重金属的环境风险。结果表明,子牙河干流沉积物重金属呈现明显的空间差异和垂直分布差异。中游河段(即邯郸下游到献县之间)重金属质量比较高,以Zn为例,其在中游、上游和下游的质量比分别为88.77 mg/kg、19.36 mg/kg、14.08mg/kg;Cr、Cu、Pb、Zn在中游沉积物中质量比均超过上游和下游的2倍以上,呈现相似的空间分布特征。在垂直剖面上,重金属质量比在20cm深度左右以下增长趋势不明显,之上呈现逐渐增加的趋势,Cr、Cu、Pb、Zn在上层沉积物中的质量比分别超过底层的2.47倍、2.13倍、1.47倍、3.6倍。据富集系数推断,沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn主要来源于人为活动,Ni主要来源于自然过程。中游河段沉积物重金属富集程度高于上游和下游,滏阳新河富集最严重,Cr、Cu、Pb、Zn的富集系数分别为2.27、1.21、3.97、2.88。沉积物重金属生态风险指数评价的结果表明,子牙河干流表层沉积物重金属污染处于轻微生态风险程度,而Cd累积的生态风险问题较为突出。     

CASS工艺处理中药废水

根据中药制药废水水质,设计采用间歇运行的CASS工艺.运行结果表明,处理后出水COD、BOD5、SS分别为36-88 mg/L、19-28 mg/L、36-56 mg/ L,达到<污水综合排放标准>(GB8978-1996)二级标准及<渭河水系(陕西段)污水综合排放标准>二级标准.该工艺具有工程投资和运行费用低,处理效率高,剩余污泥量少等优点.     

垃圾压实密度对模拟回灌型准好氧填埋场稳定进程影响的试验研究

在室内模拟试验条件下,研究了不同垃圾压实密度对模拟回灌型准好氧填埋场稳定进程的影响.经过近630 d的试验,对于压实密度分别为671.47 kg/m3、524.02 kg/m3和430.18 kg/m3的2#、3#和4#模拟垃圾柱,其渗滤液COD值由试验前的50 000 mg/L分别降至试验结束时的2 210 mg/L、2 790 mg/L和2 090 mg/L,氨氮质量浓度由最高时的约1 300 mg/L分别降至45.1 mg/L、12.1 mg/L和4.96 mg/L,垃圾柱累积表面沉降量分别为97.2 cm、122.5 cm和152.7 cm.研究表明,回灌型准好氧填埋场具有加速沉降,改善渗滤液水质的优势;并且垃圾压实密度越小,模拟准好氧填埋场前期好氧反应进行得越激烈,垃圾体的温度越高,渗滤液水质(COD、氨氮)越快得到改善,填埋垃圾的沉降越快,稳定速率也越快.因此在进行该类填埋场的设计和运行时,要适当控制填埋垃圾的压实密度.     

预涂动态膜-生物反应器处理人工废水的试验研究

以公称孔径为1 μm的聚丙烯无纺布(NWF)为基膜,分别以粉末状活性炭、粉末状活性炭及聚合氯化铝为预涂剂,制作预涂动态膜膜组件,组成预涂动态膜-生物反应器处理人工废水.结果表明,预涂动态膜-生物反应器出水COD值低且稳定,粉末状活性炭预涂膜-生物反应器出水COD平均值为49 mg/L,粉末状活性炭及聚合氯化铝预涂膜-生物反应器出水COD平均值为29 mg/L,而NWF-膜生物反应器出水COD为54 mg/L.膜生物反应器对污染物质的去除虽然主要依靠活性污泥混合液,但附着在基膜上的动态膜的吸附、混凝作用也能去除部分污染物质.预涂膜能减少及防止污染物质向膜材料表面和内部扩散,减轻膜污染,使预涂动膜-生物反应器显示出一定的耐污染性能.但粉末状活性炭粒径过小,影响粉末状活性炭预涂动态膜-生物反应器的出水浊度(平均值为3.3 NTU);而粉末状活性炭与聚合氯化铝形成的预涂动态膜,在提高COD去除效率的同时,能减少活性炭对出水浊度(平均值为2.3 NTU)的影响,保证出水水质.     

普萘洛尔及其光解产物对大型溞的毒性效应

以实验室培养的大型潘为受试生物,参照OECD推荐的化学品对水生生物的标准试验方法,测定了普萘洛尔(PRO)母液及其光解产物对大型溞的急性毒性和21 d慢性毒性,综合评价二者对大型溞的生长繁殖毒性效应.结果表明,PRO母液对大型溞的24 h-LC50和48 h-LC50分别为5.88 mg/L和4.91 mg/L,属高毒物质.PRO对大型溞的安全质量浓度为0.86 mg/L.21 d慢性毒性结果显示,PRO母液对母潘的产溞时间、产溞量、产溞胎数都有显著影响,且效果随PRO质量浓度增加而增加.大型溞F1 (1st)和F1 (3rd)代在恢复条件下的产溞时间无明显影响,但产溞量显著下降.通过GC/MS鉴定,PRO在光解过程中产生5种低相对分子质量有机物,包括萘、萘酚及邻苯二甲酸酐等.随光解时间延长,PRO光解溶液的毒性下降,其对大型溞的毒性效应是PRO母液及其光解产物共同作用的结果.     

EDTA及有机酸对污染土壤中Pb去除效应的研究

研究EDTA及柠檬酸、酒石酸、草酸3种低相对分子质量有机酸对棕壤、潮土、褐土中Pb(含量为1 000 mg/kg)的去除效应.结果表明,EDTA及3种低相对分子质量有机酸对棕壤中Pb的去除能力依次为EDTA＞柠檬酸＞酒石酸＞草酸,去除效率分别为83%、5.4%、3.4%和0.5%;对潮土和褐土中Pb的去除能力依次为EDTA＞柠檬酸＞草酸＞酒石酸,EDTA对Pb的去除效率分别为81%和90%,柠檬酸对Pb的去除效率分别为2.7%和2.5%,草酸和酒石酸对Pb没有明显去除效应.研究表明,EDTA和柠檬酸对Pb的去除率基本随着自身浓度的增加而增大,且柠檬酸对棕壤中Pb的去除效果明显好于潮土和褐土.     

人工土配比的土柱试验研究

为了减小天然土壤的堵塞程度,提高污水土地处理系统对污染物质的去除效率,向天然土壤--耕层土中加入粉煤灰、草炭、冲击砂和煤渣配制成人工土,研究不同质量配比下污染物质的去除率和污水的渗透系数.污染物质去除率、渗透系数的正交试验及最优质量配比试验结果表明,各因素的最优质量分数为粉煤灰8%、草炭10%、冲击砂10%、炉渣12%.在此条件下,污水的出水水质为NH+4-N 12.92 mg/L、TP 0.19 mg/L、CODCr 53.90 mg/L,其中NH+4-N和CODCr达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)一级标准的限值,TP达到二级标准的限值;污染物质去除率为NH+4-N 42.30%、TP 93.20%、CODCr 70.66%,渗透系数为1.41 mm/min.以人工土为填料的污水土地处理系统的渗透速率、抗堵塞性能及污水处理能力都得到了有效提高.     

UV/H2O2工艺对三氯乙醛及其生成潜能的控制

以我国南方某水厂沉后水为研究对象,使用UV/H_2O_2中试装置,研究了该工艺对三氯乙醛(CH)、三氯乙醛生成潜能(CHFP)的控制效果,并分析了其控制CH前体物的机制。结果表明,UV/H_2O_2工艺对CHFP的控制效果受紫外剂量和双氧水质量浓度的影响较大,随双氧水质量浓度增大CHFP先减小后增大,双氧水质量浓度为10mg/L时CHFP最小;随紫外剂量增大CHFP逐渐减小。UV/H_2O_2控制CHFP的机制是将水体中的芳香性蛋白质类物质和微生物代谢产物类物质氧化降解或转化为其他非CH前体物的物质。UV/H_2O_2工艺对CH有很好的控制效果,CH去除率随双氧水质量浓度增大而先增大后减小,双氧水质量浓度为12 mg/L时CH去除率最大;CH去除率随紫外剂量增大而不断增大,紫外剂量大于1 200 m J/cm~2时CH去除率增势趋于平缓。     

Al-SBA-15有序介孔材料对溶液中诺氟沙星的吸附研究

以诺氟沙星(NOR)为目标有机物,对铝改性SBA-15(AlSBA-15)吸附水中有机污染物的特性进行了研究。采用直接合成法制备了Al-SBA-15,并通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、透射电镜(TEM)、X射线荧光光谱(XRF)及红外光谱(FT-IR)技术对样品进行了表征。结果表明,Al-SBA-15对NOR的吸附符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型。溶液p H值对Al-SBA-15吸附NOR的性能影响显著,中性p H值下吸附效果最佳,在p H=7条件下,AlSBA-15对诺氟沙星(初始质量浓度为20 mg/L,Al-SBA-15投加量为0.5 g/L)的吸附去除率和平衡吸附量分别为94.15%和37.66 mg/g。推测Al-SBA-15对NOR的吸附机理为表面络合和静电协同作用,且在低p H值或高p H值条件下,静电作用对吸附效果影响较大。     

锌离子胁迫下溴氰菊酯对麦穗鱼的急性毒性

以麦穗鱼(Pseudorasbora parva)为试验材料,研究了在一定环境条件下锌离子的胁迫对溴氰菊酯急性毒性的影响.结果表明,水温为(28.5±0.5) ℃时,锌离子对麦穗鱼24～96 h 的LC50值为3.2～13.4 mg/L,溴氰菊酯对麦穗鱼24～96 h 的LC50值为7.2～13.4 μg/L;而水温为(15.5±0.5) ℃时,锌离子对麦穗鱼24～96 h 的LC50值为18.0 mg/L以上,溴氰菊酯对麦穗鱼24～96 h的LC50值为5.6～10.0 μg/L.水温的升高将明显地提高锌离子对鱼类的急性毒性,并降低溴氰菊酯对鱼类的急性毒性.研究同时发现,锌离子在酸性水质中对溴氰菊酯的急性毒性有增强的作用,且这种作用效果随着水温和锌离子质量浓度的上升而更为显著.但在中性及碱性水体中的效果不明显.在急性毒性试验96 h后,锌离子在中、酸性水质中的质量浓度比较稳定,在碱性水质中有一部分损失,表明水中重金属的质量浓度变化比较稳定,主要受水质pH值影响,与温度无关.而溴氰菊酯的质量浓度下降明显,高温高pH值条件下的降解幅度尤为显著,说明水中溴氰菊酯的降解主要受水质pH值与温度的影响.研究显示,锌离子在一定条件下可增强溴氰菊酯的毒性作用,必须在实际生产中注意其联合污染效应.