生物表面活性剂改性对纳米铁/炭去除地下水中NO3--N的影响

纳米铁由于其反应活性强、来源广泛等优点被广泛应用在去除地下水NO-3-N污染中.利用生物表面活性剂对纳米铁进行改性可以避免采用化学表面活性剂改性对环境造成的二次污染.本研究采用鼠李糖脂、茶皂素、无患子3种生物表面活性剂对纳米铁进行改性后附着在活性炭上构成改性纳米铁/炭复合材料,通过批试验、沉降试验、迁移试验等研究生物表面活性剂对纳米铁/炭复合材料的改性作用.结果表明:鼠李糖脂、茶皂素、无患子对纳米铁/炭改性后去除NO-3-N效果最佳时的投加量分别为0.7%、1.0%、0.7%,此时对比三者改性作用,鼠李糖脂改性纳米铁/炭去除NO-3-N效果最佳,无患子改性纳米铁/炭迁移效果最佳;鼠李糖脂投加量在0.1%到1.3%范围内时,改性纳米铁/炭迁移能力随投加量的增加而增大.     

g-C3N4制备及其协同PDS可见光催化降解布洛芬的研究

以尿素为主要原料,采用热聚合法在不同条件下制备了光催化剂g-C3N4(石墨相碳化氮),通过改变尿素在马弗炉中加热的温度(350℃、400℃、450℃、500℃)和时间(0.5 h、1 h、1.5 h),得到不同烧结温度和时间的光催化剂,并对其进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱分析仪(FT-IR)、紫外可见漫反射光(UV-Vis)表征,并通过可见光光催化降解布洛芬试验,探究了制备温度、时间对g-C3N4光催化性能的影响;并在溶液中加入PDS(过硫酸钾),联合g-C3N4在可见光下光催化降解布洛芬。结果表明,当烧结温度为500℃、烧结时间为1.5 h时,制备的g-C3N4在可见光区有较强吸收且具有较大的比表面积,以致其表现出最佳的光催化性能;PDS的存在对布洛芬的降解有促进作用,且加快了g-C3N4对布洛芬的光催化降解,相比于纯g-C3N4,4 h内布洛芬的降解率由63%提升为90.5%。以异丙醇、甲醇、对苯醌、草酸钠、重铬酸钾、甲醇分别为羟基自由基(·OH)、·OH和硫酸根自由基(SO4^-·)、超氧自由基(·O2-)、空穴(h+)、电子(e^-)的捕获剂。通过对反应过程的活性物种鉴定,·OH、SO4^-·、h+、e^-均参与了布洛芬的光催化降解,其中h+在反应中的贡献率达到了82.9%,在降解布洛芬过程中起主导作用;在反应体系中添加PDS后,催化剂g-C3N4的荧光强度变小,即加入PDS能够有效降低g-C3N4的光生空穴与电子的复合率,提高g-C3N4的光催化性能。     

改性纳米铁/炭填充PRB去除地下水硝态氮研究

采用鼠李糖脂对纳米铁进行改性后负载在活性炭上制备出改性纳米铁/炭,将其作为PRB填充材料,并采用有机玻璃柱模拟连续墙式PRB来进行水中硝态氮地去除研究.结果表明：经过改性后的纳米铁能够有效负载在活性炭上,悬浮稳定性得到明显提高;改性纳米铁/炭粒径远大于纳米铁,将其作为填充材料可有效缓解PRB堵塞问题;当纳米铁与活性炭质量比为5：2时,PRB运行效果最佳;pH值越小,污染液硝态氮浓度越低,水流速度越小均有利于硝态氮地去除.     

改性沸石处理含磷废水的实验研究

探讨了改性沸石粒径、废水酸度、废水含磷浓度、废水温度、接触时间等因素对除磷效果的影响。结果表明,当沸石粒径为0.15～0.60mm,废水pH为4～12,含磷(以P2O3计)在40mg／L以下,常温下接触时间为100min时,对磷有较强的去除效果。     

红壤原位覆盖对河流底泥氮污染物释放的抑制研究

使用红壤(RS)原位覆盖黑臭河底泥来抑制底泥中氮污染物的释放。结果表明,RS覆盖可有效控制氮污染物释放,经RS覆盖60d后,上覆水中TN、氨氮的释放抑制率分别为77%、63%;同时,RS覆盖可有效减少底泥中TN浓度,60d后RS覆盖组底泥TN从1 409mg/kg下降至786mg/kg,下降了44%,明显高于无RS覆盖的对照组(22%)。随着水流速度增加,水体复氧量增大,使红壤与底泥中部分金属元素(如铁和锰)被氧化,使水中溶解性氮更容易被吸附到底泥中,从而有助于降低TN的释放。     

不同黑臭程度下城市河道浮游植物群落结构、多样性和功能群

浮游植物群落特征、多样性和功能群分析可以反映水体环境质量状态.为探究城市河道黑臭对浮游植物群落的影响,2020年11月至2021年3月,以四川盆地内16条城市河道,38个采样点水环境质量调查数据为基础,基于改进的模糊综合评价模型法和k-均值主颜色提取法评价城市河道黑臭程度,将河道划分为不黑不臭型、只黑不臭型、只臭不黑型和又黑又臭型这4种河道类型,在此基础上对不同黑臭类型河道的浮游植物群落结构、多样性和功能群进行分析.结果表明,城市河道从不黑不臭型至又黑又臭型,浮游植物丰度从1.329×10⁵ cells ·L^-1升至6.627×10⁵ cells ·L^-1,组成由蓝藻-绿藻-硅藻型变化为蓝藻型;浮游植物生物量从64.056 μg ·L^-1升至120.465 μg ·L^-1,组成由适应营养盐环境的绿藻-硅藻型转变为适宜有机物环境的甲藻-硅藻-裸藻型;Shannon-Weaver多样性指数从2.45下降到1.98,Simpson指数从0.84下降到0.73.研究区域浮游植物共29个功能群,随着水质黑臭化,生长策略由S、R、C、CR和CS型组成,减少为以R型为主.综上,浮游植物指标能较好地反映河道黑臭状态,在城市河道黑臭管理中,浮游植物监测是具有前景的手段和方法.     

黄土丘陵沟壑区小流域植被恢复对土壤稳定入渗的影响

经过20多年的退耕还林还草和封禁措施,纸坊沟流域植被得到良好恢复,并对土壤产生正面影响。流域内11种主要植物群落下以及不同生活型下土壤稳定入渗速率均有显著差异,其中灌木和草本群落下土壤稳定入渗速率较大,乔木林下较小。土壤稳定入渗速率与其影响因子之间存在相关关系,其中土壤稳定入渗速率与土壤容重、土壤总孔隙度及土壤活性孔隙度存在极显著的相关关系;与枯枝落叶层厚度也有一定的相关关系;还与土壤水稳性团聚体重量百分含量、土壤有机质含量有一定的相关关系。结果表明,黄土丘陵沟壑区进行植被建设选择灌草群落较好,天然群落可优先选择铁杆蒿、茭蒿、长芒草和白羊草等,人工灌木群落可优先选择柠条等。由于该区属森林向草原的过渡区,尽管也能种植刺槐等乔木树种,但营造乔木林应考虑林灌草隔带混交和垂直配置,并注意微地形的影响。     

黄土高原人工林土壤水分效应的地带性特征

为提高黄土高原人工植被建设成效,依据天然植被呈地带性分布的规律,对比分析不同地带人工林与天然植被对土壤水分利用的差异。结果表明:不同植被地带的人工林下均存在一定程度的水分亏缺和干化层现象,其严重程度为森林带<森林草原带<典型草原带。森林带的水分条件可满足林木成材对水分的需求,林木采伐后土壤水分可得到很好恢复;森林草原带可满足10龄以下林木生长对水分需求,10龄以上林分的水分亏缺严重,林木采伐后土壤水分恢复进程缓慢;典型草原带不能满足人工林生长对水分需求。在此基础上,提出了与地带性水分条件相适应的人工林草植被建设模式。     

改进模糊综合评价和主颜色提取模型对河道黑臭独立评价

为实现水体黑度和臭度的独立评价,以四川省11个市17条黑臭或曾黑臭的河道为研究对象,利用相关性分析法、主成分分析法,提取出影响河道水体黑度和臭度的特征因子,采用改进模糊综合评价法和基于K-均值聚类的主颜色提取法搭建出黑臭程度独立评价模型。结果表明：影响河道水体发黑的特征因子是总铁、COD和DO;影响河道水体发臭的特征因子是COD、NH₃-N、TP和DO;改进模糊综合评价和主颜色提取模型对河道黑度和臭度的独立评价与实测值误差基本在一个等级以内的准确率为85.7%。河道的黑臭程度独立评价模型的确定能够实现对城市河道水质更为客观与快速的评价,为黑臭水体针对性治理与水质提升提供理论依据。