微生物光电产甲烷及其能量自适应转化机制

<正>近年来,福建农林大学周顺桂教授团队独辟蹊径,基于地表水体受太阳光照输入能量的基本现象,聚焦微生物光电产甲烷及其能量转化机制关键科学问题,取得了系列研究进展。相关成果相继发表在《Nature Communications》、《Angewandte Chemie International Edition》和《Environmental Science&Technology》等期刊^[1-5]上。     

曝气深度对河道底泥特性及水质的影响

采用室内模拟实验方法对受污河道底泥和上覆水进行研究,对比分析静置状态X0和不同曝气深度条件下(分别为水体曝气泥水界面上方10 cm,底泥曝气下方5和15 cm处,依次记为X+10、X-5和X-15)河道底泥特性及水质的影响情况。结果表明:底泥曝气较水体曝气而言,能促进水体DO更快恢复;停止曝气,DO浓度也会维持在较高的状态,有利于有机物和氨氮的进一步去除。在相同曝气量下,底泥曝气比水体曝气能更好地去除底泥中污染物,并减少再次释放,且底泥曝气深度越深,处理效果越好,至实验结束时,X-15组上覆水中COD、NH_4~+-N、TN及TP浓度分别为16.25、3.03、13.39及0.09 mg/L,去除率分别为69.73%、78.36%、45.98%及84.21%;停止曝气后,经曝气处理的底泥对磷的吸附容量显著增加,并且不会再向上覆水中释放污染物,避免引起水体的二次污染。     

我国城市黑臭水体治理现状、问题及未来方向

<正>城市黑臭水体是城市建成区内呈现令人不悦的颜色(黑色或泛黑色)和(或)散发出令人不适气味(臭或恶臭)的水体的统称[1]。近年来,我国城市化、工业化进程的加快,导致城市污水排放量不断增加,全国相当部分城市河段受到不同程度的污染[2-3]。同时,由于城市环境基础设施日渐不足及老城区改造困     

人工湿地技术在景观水处理中的应用案例研究

介绍了人工湿地技术在景观水体处理中的工程应用具体实例.采用挺水植物、沉水植物和浮水植物组合配置的表面流人工湿地来净化直接排入景观水体的道路雨水;采用潜流人工湿地来处理易导致藻类暴发的支流河道循环水和补充水.连续4年的选择性跟踪监测证明,人工湿地技术在景观水体处理中具有良好的实际效果和应用推广价值.     

刈割对千岛湖生态浮床植物生长与氮素净化效率的影响

生态浮床是一种净化水体氮磷污染的高效人工强化技术,刈割是生态浮床管理的重要措施。为探究深水水库中刈割管理对生态浮床植物生长及氮素去除效率的影响,以华东地区最大深水水库千岛湖为例,选取沉水植物绿色狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)和挺水植物水芹(Oenanthe javanica)为研究对象,分别对2种植物进行刈割和未刈割处理,构建生态浮床系统,进行水质净化培养实验。结果表明：刈割处理对水芹和绿色狐尾藻生长的影响不同,刈割后水芹相对增长率加快,经25 d生长干重翻了约一倍,未刈割水芹后期观察到部分叶片凋零、株高降低;绿色狐尾藻刈割后干重无明显增加,水下部分萎缩,在此状态和水质背景下很难恢复;刈割处理能明显促进水芹水上部分茎叶对氮素的吸收,占比从13.85%提升至25.37%;绿狐尾藻茎秆的刈割会影响水下根系的正常生长,整体降低氮素去除效率;浮床植物的种植明显增强了水体反硝化脱氮能力,水体溶解性氮气增量(△[N₂])较对照高3.52～6.98μmol·L^-1。但刈割对于植物根系反硝化速率存在负面影响,刈割后水芹和绿狐尾藻水体△...     

水、土壤、食物中的油脂分离和测定方法的讨论

一、前言 漂浮于水体表面的油脂影响空气和水体界面中氧的交换。水中的油易被微生物分解,因此消耗水中的溶解氧,使水体恶化。渔业用水要求油的排放标准为0.05mg/1,地面水排放标准为0.3mg/1,工业用水排放标准为10mg/1[1]。含有油脂的污水灌溉造成土壤油脂污染,从而使作物污染。各种粮食、蔬菜、水果、龟和肉等含有较大量的矿物油脂使人难以入喉。测定水、土壤、作物和食物中的油脂通常用有机溶剂萃取,常用溶剂为石油醚、三氟三氯乙烷和四氯化碳。也有人建议把“油脂”这个监测项目称为     

不同深度处理工艺去除污水处理厂出水中氮磷的比较研究

城市污水厂出水直接进入天然水体、或经过深度处理后回用于灌溉、补充景观水体和回灌地下水,均需要进行安全性评价.针对北京市北小河污水处理厂出水经过深度处理后回用于奥运公园的安全性,比较了不同深度处理工艺对营养盐(氮、磷)总量和不同形态的去除效果.研究表明,二级处理本身对氮磷的去除效果十分有限,回用水需经过深度处理.在所研究的生物活性炭吸附、微滤、超滤、反渗透以及上述技术的组合工艺中,使用超滤和反渗透联用的工艺路线对脱氮除磷的效果较为理想,其他工艺对去除氮磷的效果十分有限.     

不同深度处理工艺去除污水处理厂出水中氮磷的比较研究

城市污水厂出水直接进入天然水体、或经过深度处理后回用于灌溉、补充景观水体和回灌地下水,均需要进行安全性评价.针对北京市北小河污水处理厂出水经过深度处理后回用于奥运公园的安全性,比较了不同深度处理工艺对营养盐（氮、磷）总量和不同形态的去除效果.研究表明,二级处理本身对氮磷的去除效果十分有限,回用水需经过深度处理.在所研究的生物活性炭吸附、微滤、超滤、反渗透以及上述技术的组合工艺中,使用超滤和反渗透联用的工艺路线对脱氮除磷的效果较为理想,其他工艺对去除氮磷的效果十分有限.     

黑臭水体沉积物中耗氧指标的垂向分布特征及其耗氧能力研究

恢复溶解氧是黑臭水体治理的核心目标,内源沉积物的治理是黑臭水体整治的重要内容。但是黑臭水体沉积物耗氧能力的研究相对较少。以成都市两段黑臭水体为研究对象,分析了其沉积物中烧失量(LOI)、酸性挥发硫(AVS)、亚铁、氨氮等典型耗氧指标的垂向分布特征,研究了沉积物的耗氧能力。结果表明:黑臭水体沉积物中氨氮基本随深度的增加而升高;亚铁与深度的关系不明显;AVS大体表现出随深度增加先升高后降低的趋势;LOI大体呈现随深度增加先降低后升高的趋势。沉积物30min和24h的单位干泥耗氧量均与亚铁、LOI呈极显著正相关,是影响沉积物耗氧能力的最主要影响因子。因此,针对黑臭水体的治理,首先应该控制LOI和亚铁。     

粘土矿物处理水体富营养化藻类的研究进展

水体富营养化是当前水环境污染急待解决的问题,因此就粘土矿物在水体富营养化的藻类处理方面进行调查,分析了水华藻类的分类及蓝藻的成因和危害,阐述了粘土矿物在水华处理方面的研究和应用。     

不同pH下水葫芦与紫根水葫芦生长特性与净化效能对比研究

为了探讨不同pH条件下水葫芦与紫根水葫芦生长特性与净化效能的差异,以滇池草海原水为实验用水,利用HCl和NaOH稀溶液调节水体pH,设置3个pH处理,分别是8．00、9．50和11．00,开展了为期30d（重复3个周期）的静态模拟实验,结果表明,在实验条件下,pH过高会对水葫芦和紫根水葫芦的生长发育产生抑制作用,紫根水葫芦受到的抑制效果更为明显;水葫芦和紫根水葫芦的生长也会使水体pH降低至接近中性,水葫芦调节水体pH的能力更强;pH为8．00、9．50时,水葫芦和紫根水葫芦对水体氮磷污染物具有净化作用,水葫芦的净化能力更强;pH为11．00时,水葫芦和紫根水葫芦处理的水体氮磷浓度均表现起伏,表示在高碱度条件下,两者的净化能力减弱。     

超声波对滇池蓝藻伪空胞和群体沉降性能的影响

为提高混凝沉淀藻水分离技术的分离效果,以滇池新鲜蓝藻为研究对象,研究不同超声波处理条件下,超声波对伪空胞、蓝藻群体沉降性能及水体水质的影响。结果表明:超声波对伪空胞的破坏效果满足准一级动力学规律,反应速率常数k随着超声波功率密度的增大而增大,并逐步趋于饱和;短时间低功率(5 s,5.0～16.7 W·L~(-1))的超声波能破坏伪空胞,改善蓝藻群体沉降性能,降低水体pH,且对水体DTN、DTP浓度的影响5%;在保证出水安全的前提下,综合考虑处理效果和经济成本,超声波功率密度16.7 W·L~(-1)、处理时间5 s为超声波处理滇池藻样的最佳条件,该条件下蓝藻伪空胞破坏率、沉降率分别为84%、80%。利用超声波对滇池蓝藻进行处理,确定了超声波对滇池蓝藻的伪空胞有破坏作用,可以改善蓝藻群体的沉降性能,达到大规模、无污染的藻水分离的目的,为蓝藻水华控制提供参考。     

引黄水臭氧预氧化强化混凝处理及安全性研究

分析了山西省太原段的引黄水水质,探讨了臭氧预氧化强化混凝处理引黄水的适用性、处理效果及安全性。结果表明,引黄水原水中的COD含量较高,而Br-未检出,提示可以采用臭氧预氧化强化混凝处理;总体来说,臭氧低投加量(0.52～0.98mg/L)时的助凝效果更为显著,在不同的聚合氯化铝(PAC)投加量下的除浊效果都优于常规混凝处理;单独投加臭氧时,随着臭氧投加量的增加,水体紫外吸光度(UV254)逐渐降低,当臭氧投加量为2.52mg/L时,UV254去除率为44%;虽然常规混凝处理即可控制出水的浊度和UV254,但由于混凝剂投加量大,综合效益较低,而臭氧预氧化在一定程度上能起到助凝作用,也能对水体UV254起到良好的控制作用;从甲醛、BrO3-产生量控制的角度来看,太原段引黄水水质适用臭氧预氧化强化混凝处理,安全性较好。     

采油废水中多环芳烃的生态风险评价

先利用C-18固相萃取小柱富集大港油田港东联合处理站污水处理站的采油废水中16种多环芳烃(PAHs,即萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽和苯并[g,h,i]苝),再用气相色谱/质谱(GC/MS)分析测定其浓度,以评价PAHs的去除率和生态风险。结果表明:(1)采油废水经处理后,COD、石油类去除率分别达到82.27%、91.06%;外排水COD、石油类达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准要求,优于中国采油废水处理的一般水平。(2)采油废水主要以2、3环的PAHs为主,约占总量的93%以上。(3)苯并[a]芘超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中限值。(4)处理前的采油废水中蒽、菲和苯并[a]芘具有一定的生态风险;处理后的外排水中萘、蒽、菲、荧蒽、苯并[a]芘的暴露浓度(PEC)/预测无效应浓度(PNEC)均小于1,目前尚未对环境造成威胁。但是8种PAHs(苊烯和苯并类PAHs除外)总和表现出较大的毒性,需要引起重视。     

水体铯污染的生物效应与修复植物筛选

研究铯对水生植物的生物效应,筛选对铯富集能力强的水生植物,能够为水体铯污染的修复治理提供方法依据。设计铯污染浓度为0、0.5、2.5和10 mg/L,9种水生植物,3次重复,研究铯对不同水生植物生物效应(BE)和不同水生植物对铯的吸收和富集情况。结果表明,不同植物对水体铯污染有不同的反应。就增加鲜重而言,绿萍、水花生、轮叶狐狸藻、水蓼、水葱增加鲜重大于对照;眼子菜、水葫芦、水稻增加鲜重小于对照;不同植物的铯含量不同。平均铯含量依次为水花生水蓼水稻水葫芦水葱眼子菜轮叶狐狸藻绿萍,其中水花生为935.12 mg/kg DW,水蓼为825.93 mg/kg DW,水稻为723.38 mg/kg DW;不同植物清除水体铯污染的能力不同。收获时水体铯浓度降低最多至最少的依次是水蓼、水花生、水稻、轮叶狐狸藻、水葱、水葫芦、绿萍和眼子菜。根据生物效应、植物铯含量、水体铯减少情况,水花生、水蓼、水葫芦和水稻可以作为铯污染水体修复植物。     

上海市截流外排工程污水扩散影响数值研究

城市污水截流外排工程是上海市城市水环境整治的重大战略。文章以CODCr为例,数值模拟研究了上海近岸水域东、南、西三大截流外排干线不同排污方案下污染物的输移扩散规律。结果表明,长江口的水动力条件有利于污水的稀释扩散;在现状排污条件下,无论洪枯季,引起的环境水体污染物CODCr浓度增量均不大,能够满足长江口水环境容量的要求;对于规划排放量的污水,预处理和一级处理条件下引起的环境水体污染物CODCr,浓度增量较为显著,对周围敏感目标的影响也比较大;二级处理条件下所引起的污染浓度增量比较小,对水环境的影响相对较小。因此,在规划城市污水外排工程时,建议必须近期和远期相结合,合理充分利用水体自净能力。     

太原市汾河公园再生水补水方案优化模拟

为了解决汾河公园景观水体因缺乏稳定充足的补水水源而导致的水景效果下降、水质逐渐变差的困境,考虑将再生水作为其主要的补水水源。使用EFDC—WASP水动力水质耦合模型对不同的再生水补水方案下汾河公园水质时空变化进行了模拟。结果显示,当公园采用人工湿地深度处理后的再生水联合水库水共同补水时,除TN指标浓度部分时段内出现超过V类标准限值50％的情况,其他TP、COD、NHf—N主要水质指标浓度均能有效地维持在地表水Ⅱ～Ⅲ类标准,并且叶绿色a浓度始终保持在较低水平。该结果表明,再生水经人工湿地深度处理后联合水库共同补水方案可以作为汾河公园景观水系的推荐补水方案。     

受污染水体的水质恢复方法

大量未经处理的污水排入水休理，会导致地面水体严重污染。受污染水体的水质恢复方法有物理法、化学法和生物法，它们能控制水体外源性和内源性污染物的排入量、人工织经水体自身的净化能力，以降低水体中污染物的浓度、提高溶解氧浓度，恢复水生生物的多样性。     

底泥-苦草系统对景观水体氮磷的去除效果及其中微生物群落的结构变化

底泥-沉水植物-微生物系统在景观水体氮磷消减过程中有关键作用。为缓解底泥氮磷释放压力并探究底泥改造材料的选择与氮磷去除效果之间的联系,选用石灰石、白云石和蓬莱镇组紫色母岩作为改造材料,构建水-底泥-苦草系统,结合水体元素质量浓度和微生物群落结构进行分析。结果表明,底泥改造联合苦草(sediment modification combined with Vallisneria natans,SMVS)对上覆水体氮、磷的去除效果相较于未改造处理显著提高(P<0.05),蓬莱镇紫色母岩组处理效果最好,对总磷、总氮的去除率分别达到87.06%、80.96%。上覆水悬浮态颗粒物中微生物群落结构发生改变,在门分类水平上,Actinobacteriota、Bacteroidota丰度在不同改造处理中存在显著差异(P<0.05);在属分类水平上,norank＿f＿norank＿o＿Chloroplast、 Mycobacterium为优势菌属,Mycobacterium在不同改造处理中存在显著差异(P<0.05)。冗余分析结果表明Ca、Mg是驱动上覆水氮磷营养盐降低的主要元素。蓬莱镇...     

中国学者完成的固体废物英文学术专著出版

<正>同济大学赵由才教授(注:本刊副主编)及其团队完成的城市污泥、生活垃圾焚烧、生活垃圾卫生填埋、工业建筑废物处理与资源化、两性金属危险废物处理与资源化英文学术专著,已经由Elsevier出版社和Springer出版社出版发行。"Pollution Control and Resource Recovery:Sewage Sludge"描述了城市污泥污染控制与资源化,包括污泥好氧堆肥、厌氧发酵、物