改良多介质土壤层系统对污染河水的脱氮效果

针对多介质土壤层系统（MSL）反硝化不足导致总氮去除效果不明显的问题,采用非水溶性可生物降解多聚物PBS固相碳源,优化MSL系统空间结构（下部空间结构由砖砌改为层铺）,研究改良MSL系统对污染河水的脱氮效果。结果表明,与木屑作碳源的MSL系统相比,PBS颗粒碳源反硝化效果更好,对TN的去除率达64．3％,提高20．6百分点;优化MSL系统下部空间后,TN去除率由43．7％提高至71．7％,且运行期间系统未出现堵塞情况。添加PBS颗粒碳源和优化系统空间结构,对COD、NH3-N和TP去除效果影响不大。     

秸秆生物质炭土地利用的环境效益研究

农田土壤有机碳矿化释放CO2是农业温室气体排放的重要途径,促进土壤碳截获对于减缓全球温室效应具有重要意义。生物质炭具有改良土壤性质、促进土壤团聚体的形成、对土壤微生物生态具有调控作用等特性。因此,生物质炭对增强土壤碳截获能力及减少土壤CO2气体排放可能具有重要作用。采用实验室盆栽的方式,以黑麦草为目标植物,对农业秸秆生物质炭土地利用的环境效益进行了研究。实验结果表明：农业秸秆制生物质炭应用于农田土壤能产生多方面的环境效益。与对照相比,添加1%~4%生物质炭处理的土壤活性有机质质量分数均增加了25%以上,土壤呼吸度降低了23%~50%,同时,添加生物质炭对植物的生长也有促进作用。添加4%秸秆炭的处理的黑麦草生物量增加了68%。此外,秸秆生物质炭的添加对土壤中的养分具有较好的持留功能,与比照相比,添加生物质炭处理的土壤淋出液中氮和磷质量浓度显著降低,说明生物质炭能够有效减少水冲刷造成的氮磷流失,降低农业面源污染。     

高盐度工业废水优势降解菌的生长特性及应用

从3处不同的污泥中筛选到4株对高盐度工业废水有较好降解效果的菌株A41、A45、TA2、XA3。通过生长特性研究确定出4株菌株的最佳温度、pH、盐度适应范围,A41分别为(35℃,7和2%~3%),A45分别为(35℃,6和0.5%~4%),TA2分别为(35℃,8和0.5%~4%),XA3分别为(45℃,7和6%~8%)。试验结果表明,当A41、TA2、XA3的接种量按1∶1∶1混合时,处理工业废水效果最好。3株混合菌株处理高盐度废水的最佳处理时间为24 h、COD去除率达到了50.5%;最佳pH为9,COD去除率达到了58.3%。     

几种固化剂组配修复重金属污染土壤

选取沸石、硅藻土、海泡石、膨润土和石灰石等5种矿物材料,以6 g.kg-1的浓度分别添加到50 g供试土壤中,熟化两周后进行毒性浸出实验,研究各固化剂对土壤重金属的固化效果.实验表明石灰石对土壤重金属均有较好的固化作用,因此再将前4种固化剂与石灰石以不同质量比组配,并以同样方法研究各组配对土壤中重金属的固化效果,以期得到固化效果优于单一固化剂的组配固化剂.结果表明,几种组配中效果最好的是硅藻土与石灰石以质量比1∶2的组配,土壤浸提液中Pb、Cd、Cu、Zn浸出量较对照分别降低54.3%、100%、27.2%、63.8%.显然,1∶2的硅藻土+石灰石对土壤Pb、Cd、Zn均有较好的固化作用.     

膨润土负载壳聚糖修复土壤镉污染的效果

随着重金属污染土壤日益加剧,污染土壤修复和控制技术的研究越来越迫切.为利用膨润土原位修复土壤镉污染提供理论依据,采用平衡吸附试验研究了Cd2 在膨润土负载壳聚糖上的吸附行为.以90%脱乙酰度壳聚糖为原料,制备了膨润土负载壳聚糖颗粒吸附剂,用于吸附溶液中Cd2 .试验探讨了壳聚糖质量浓度对负载率的影响,结果表明,质量浓度3%的壳聚糖负载量最大,壳聚糖最大负载率达32.6%.吸附Cd2 最佳工艺条件是:壳聚糖与膨润土质量比为1∶20,膨润土负载壳聚糖颗粒吸附剂用量为15 g·L-1,溶液中Cd2 含量不大于200 mg·L-1, pH 值为6～8,吸附平衡时间为8 min,Cd2 去除率为99%.动态吸附Cd2 试验结果表明:质量浓度为 200 mg·L-1的含Cd2 溶液,流速为4～6 m(h-1,经壳聚糖-膨润土吸附剂一次处理后,溶液中Cd2 的残留量为0.7 mg(L-1.     

利用矿化垃圾层预防和控制渗滤液导排系统堵塞

在卫生填埋场中,垃圾渗滤液导排系统堵塞普遍存在,悬浮固体形成的物理堵塞、有机物降解和金属离子沉淀导致的生物-化学堵塞是引起导排系统堵塞的关键因素.本文构建了"矿化垃圾+砾石层导排"的渗滤液下渗装置,通过矿化垃圾预处理渗滤液中悬浮固体和有机物以控制导排系统发生的物理和生物-化学堵塞.结果表明,在矿化垃圾层,渗滤液中化学需氧量(COD)和悬浮固体(SS)去除较多,去除率分别达到了85%和87%,并且Ca²⁺浓度也出现了波动较大的现象;然而,渗滤液在砾石层下渗过程中,其COD、SS和Ca²⁺浓度保持稳定.并且,砾石层可排水孔隙率在长期运行的过程中没有明显变化,表明渗滤液在砾石导排层没有形成明显的沉淀.与此同时,在没有添加矿化垃圾的对照组发现,砾石层可排水孔隙率减少最多的区段是渗滤液的进水点位(可排水孔隙率减少达到了53%),即渗滤液有机负荷最大处的饱和砾石层堵塞最为严重,其无机堵塞物主要是碳酸钙等.因此,在渗滤液流入砾石层前,采用矿化垃圾层部分饱和的方式对渗滤液中有机物和悬浮固体进行预处理,可以预防和控制渗滤液在砾石层形成沉淀堵塞.研究为填埋场的运行管理渗滤液导排系统堵塞提供了新的思路和方法.     

表流湿地土壤因素对微污染水净化作用

为了研究人工湿地土壤在处理微污染原水的作用,在济南玉清湖水库建立土壤空白床进行实验研究.结果表明,在排除了植物因子的前提下,人工湿地的土壤-微生物系统对微污染原水中COD平均去除率达到46.67%、对TN的平均去除率为34.86%、对NH4 -N的平均去除率分别达到39.83、对TP的平均去除率达到45.12%.系统不同单位区段对微污染原水中的COD、TN、NH4 -N、TP去除率存在差异,在第一个单位区段的处理效率最高,分别为21.5%、18.32%、19.85%和16.64%,远大于第二、三、四区段.另外,土壤吸收附磷的过程中存在着积累现象.而且,系统处理效率受温度影响显著,随着温度的降低,污染物去除率也下降.     

改良剂对土壤Pb、Zn赋存形态的影响

采用室内模拟培养修复方法研究海泡石、骨炭、油菜秸秆和生石灰对土壤Pb、Zn赋存形态的影响,结果表明,酸性土壤中添加这4种改良剂均显著性地提高土壤的pH.添加油菜秸秆和生石灰处理可显著地降低土壤酸可提取态Zn含量,培养2个月后,土壤酸可提取态Zn含量分别比对照降低17.4%和34.6%.4种改良剂中,除了海泡石外,油菜秸秆、骨炭和生石灰处理均可以显著地降低土壤中酸可提取态Pb含量.添加油菜秸秆、骨炭和生石灰可使土壤可交换态Pb比对照分别降低87.1%、82.6%和25.6%(培养1个月),93.7%、73.3%和39.0%(培养2个月).油菜秸秆和骨炭是具有修复Pb污染土壤的潜力材料.     

基于不同填料的人工湿地环境经济价值核算及可持续性评价

为科学评价人工湿地的环境经济价值及可持续发展潜力,以3种典型的人工湿地(填料分别为砾石、沸石和陶粒)为研究对象,采用能值分析的方法,在人工湿地概念化设计的基础上分别核算3种人工湿地系统的环境经济价值,评价其可持续性。结果表明,3种人工湿地的环境经济价值相差不大,砾石1.30×10~(18) sej·a~(-1)、沸石1.20×10~(18) sej·a~(-1)和陶粒1.21×10~(18) sej·a~(-1),其中资源价值是其主要部分,分别占环境经济价值的81.54%、79.97%、80.20%;3种人工湿地的成本价值分别为砾石1.63×10~(17)sej·a~(-1)、沸石6.53×10~(16) sej·a~(-1)和陶粒7.87×10~(16) sej·a~(-1),其中建设成本价值所占比重最大,分别占成本价值的94.48%、91.27%和91.86%;3种人工湿地系统的经济效益比较接近,砾石(1.137×10~(18) sej·a~(-1))沸石(1.135×1018 sej·a~(-1))陶粒(1.131×1018sej·a~(-1)),而效益/成本比率呈现较明显差异,沸石(17.38∶1)陶粒(14.37∶1)砾石(6.98∶1);3种人工湿地系统的可持续性均较高,可持续性指数依次为沸石(209.29)陶粒(137.11)砾石(36.11)。环境经济价值中,资源价值占绝对优势,这表明中水作为一种可再生资源可以降低系统对环境的压力并发挥中水回收利用的潜力。沸石填料的人工湿地相对于其他两种类型的人工湿地具有环境经济效益最为显著、环境负载率最小和可持续发展水平高等优势,该研究可为人工湿地的填料选择及建设运行提供参考。     

改良剂对土壤Sb赋存形态和生物可给性的影响

采用室内土壤培养法研究不同改良剂(骨炭、生物调理剂、沸石、石灰、油菜秸秆、生物炭、堆肥和赤泥)对土壤Sb化学形态转化和生物可给性的影响.结果表明,除堆肥处理外,添加5%的其他7种改良剂均显著地提高了土壤的p H值,其中石灰处理p H最为明显.BCR分级提取表明,土壤Sb主要以残渣态形式存在.添加生石灰、骨炭和生物调理剂显著地提高了土壤Sb的移动性,而添加赤泥、生物炭和堆肥却显著地降低了土壤Sb的移动性.添加不同的改良剂对土壤Sb的生物可给性也有影响,但是受不同培养时间影响较大.培养2个月后,添加5%的堆肥、5%赤泥和5%生物炭处理导致土壤Sb的生物可给性含量分别比对照降低38%、23%和20%;而添加5%的石灰、5%油菜秸秆和5%的生物调理剂处理导致土壤Sb的生物可给性含量分别比对照提高1.07倍、1.06倍和1.11倍.堆肥、赤泥和生物炭是钝化Sb污染土壤的潜力材料.