青藏高原纳木错湖水主要化学离子的时空变化特征

为揭示青藏高原纳木错湖水化学离子的时空变化特征、来源以及主要控制因子,于2006～2010年连续定点(30°47.27’N,90°58.53’E,4 718 m a.s.l.)采集近岸表层湖水样品;于2009年8月采集湖心区剖面样品;于2010年10月采集湖心区剖面样品及表层湖水样品;对其主要化学离子进行分析.结果表明,纳木错湖水中主要阳离子为Na+,主要阴离子为HCO3-.绝大多数离子浓度在季风期较高(6～9月),而非季风期尤其是封冻期(1～4月)偏低;Ca2+浓度的变化则相反,即封冻期较高,而非封冻期较低且变化较小.对垂直剖面湖水分析表明,在湖水垂直结构稳定的非季风期(如10月),除Ca2+浓度随深度无显著变化外,其他离子浓度随深度增加而增大.纳木错湖水主要离子来源于入湖河水的贡献;影响离子时空变化的因素包括蒸发、降水、pH值等,其中蒸发是最主要的影响因素,它造成湖水Na+浓度不断升高而Ca2+浓度降低.     

青藏高原冰川区可溶性有机碳含量和来源研究

对青藏高原祁连山老虎沟12号冰川、唐古拉山小冬克玛底冰川及珠穆朗玛峰北坡东绒布冰川雪坑样品中可溶性有机碳(DOC)和主要离子的质量浓度进行了分析.结果表明3个雪坑中DOC的平均质量浓度分别为(250.30±157.10)、(216.92±142.82)和(152.50±56.11)μg·L-1,具有从北到南依次减小的空间分布特点.3个雪坑DOC和主要离子质量浓度比例分析表明,唐古拉山冰川区和珠穆朗玛峰冰川区两个雪坑中DOC质量浓度与主要离子总质量浓度相当(DOC质量浓度占DOC与主要离子总质量浓度的比例分别为51%和49%).相应地,祁连山冰川区雪坑由于地理位置和气候条件等因素,受粉尘影响较大,导致Ca2+的质量浓度最高可达5 299.18μg·L-1,DOC所占比例较低(仅占5%).青藏高原冰川区DOC与Ca2+、Mg2+、K+和SO2-4均呈显著正相关.主成分分析(PCA)表明,青藏高原冰川区雪坑DOC主要是自然来源,也有生物质、化石燃料燃烧和农业生产过程等人为排放的贡献.此外,对3个雪坑的碳沉降通量进行了估算,LHG、TGL和ZF这3个雪坑的碳沉降通量分别为189.23、132.76和128.44 mg·(m2·a)-1,这对该地区碳循环的深入认识和研究具有重要意义,同时也有利于冰川变化的研究.     

腐殖酸混凝过程FI曲线的特征参数分析

在pH=5.0条件下，通过PDA2000对腐殖酸的混凝过程进行了在线监测，并对PDA输出信号——FI曲线进行了解析，分析了FI曲线的特征参数s、、h、t1、t2与投药量及絮凝体大小之间的关系。FI曲线与混凝过程中絮凝体粒径变化曲线具有相同的趋势，其特征参数s和h与絮凝体最大成长粒径几乎成正比关系。FI曲线及其特征参数受混凝剂投药量的影响很大，其变化情况与胶体稳定情况（ζ电位）及混凝效果（TOC去除率）具有良好的相关性。     

太阳能热活化过硫酸盐降解染料罗丹明B的效能

在基于硫酸根自由基的高级氧化技术中,热活化被证实是最为有效的过硫酸盐（PS）活化方法之一,而利用蕴涵巨大热能的太阳能来活化PS降解污染物具有十分广阔的应用前景.对此,本研究通过构建太阳能集热反应装置,系统地探究了太阳能热活化PS降解典型染料有机物罗丹明B的效能及机制,并深入地探讨了太阳辐照强度、PS浓度、底物浓度、溶液初始pH及背景水质条件对罗丹明B降解效率的影响.结果表明,太阳能热活化PS体系具有十分突出的有机污染物氧化降解性能,反应120 min对于罗丹明B的去除率和矿化率分别高达94%和60%.该系统的处理效率受太阳辐照强度的影响较为明显,晴天最好,阴天次之,雨天最差;增大PS浓度或降低底物初始浓度,并调节溶液初始pH为中性可以显著提高系统的处理效率.SO₄^-·和·OH是反应体系中主要存在的活性氧化性物质,其中·OH在降解过程中起主要作用.     

城市污水管网中有机与无机氮源对水质转化的影响作用

全文通过建立两套长度为1200 m的城市污水管道收集系统,系统对比研究了城市污水管网中有机氮、无机氮对城市污水水质的转化规律与影响机制.结果表明,两种条件下污水中COD含量均随沿程逐渐降低,总磷含量基本保持不变,但以有机氮作为氮源,管道系统中蛋白质含量随沿程减少,NH_3-N由最初的零逐渐增加,NO_2-N含量低于0.05 mg·L~(-1),NO3-N基本没有;以无机氮作为氮源,管道系统中NH_3-N含量随沿程逐渐减少,蛋白质由最初的零逐渐增加,NO_2-N含量低于0.05 mg·L~(-1),NO_3-N未检测出.通过测定两系统中分子量分布和三维荧光光谱随沿程的变化以及出水氨基酸的种类,研究了造成水质变化的原因.结果表明,两系统中主要有机物均为蛋白类和腐殖质类物质,相对分子质量主要集中在小分子区间,大分子区间响应值较小,但以有机氮作为氮源,系统内荧光强度减弱,主要以组氨酸、精氨酸、苏氨酸为主,共12种氨基酸;以无机氮作为氮源,系统内荧光强度增加,主要以丝氨酸、精氨酸、异亮氨酸为主,共8种氨基酸.为了更深程度的了解系统内氮类物质的转化原因,对两系统内生物膜进行FISH分析,发现系统内存在发酵菌、水解酸化菌等说明在微生物的作用下使得氮类营养物质发生改变,进而引起系统内水质发生改变.     

基于光学在线监测及形态学研究的絮凝体强度分析方法

以PDA在线监测混凝过程和絮凝体形态学分析为基础,建立了絮凝体强度的分析评价方法.为了计算某一特定絮凝条件下形成絮凝体的黏结力,进行混凝实验并运用图像解析法及粒子图像测速技术研究絮凝体形态学特征.实验过程中将水样引入与光散射颗粒分析仪(PDA2000)相连的透明橡胶管内,并通过准确控制橡胶管内的水流速度梯度来改变作用于絮凝体上的剪切力,这样就可以在线监测絮体的破碎情况,然后根据PDA输出的FI曲线来确定絮凝体的临界破碎条件.根据临界破碎条件下剪切力、破碎力和黏结力的等量关系,确定黏结力系数k1,进而计算出可以表征絮凝体强度的黏结力B.该方法的有效性已经被大量以硫酸铝为混凝剂的腐殖酸混凝实验所证实.     

腐殖酸絮凝体形成过程中初期搅拌条件对其形态结构的影响

以腐殖酸为研究对象,采用硫酸铝为混凝剂进行混凝杯罐实验,借助PDA在线监测系统、图像解析法及粒子图像测速技术分析评价絮凝体的构造特征,着重探讨了混凝过程中初期快速搅拌条件对絮凝体形态结构的影响.结果表明,快速搅拌条件对腐殖酸絮凝体的形成过程及形态结构有着显著影响.最佳快速搅拌条件为:搅拌历时l min,搅拌强度300 r·min-,此时形成的絮凝体结构密实,抗剪切能力强,整体性能最优,絮凝体分形维数、强度及平均粒径分别为1.8842、0.164 N·m-2、0.43 mm.腐殖酸絮凝体的形成包括不溶性微粒的产生及初期颗粒的形成与结合等过程,其中,不溶性微粒的形成及初期颗粒的致密化过程是决定最终絮凝体形态构造的重要环节,而快速搅拌条件影响着混凝剂扩散混合效果和初期颗粒的形成速率与致密化程度,这也是初期快速搅拌条件对于腐殖酸混凝过程有显著影响的一个重要因素.     

引汉济渭工程秦岭隧洞岭北段施工废水污染物解析

秦岭隧洞是引汉济渭工程的主要组成部分,在秦岭隧洞岭北段施工过程中产生了大量的施工废水,直接排放会对周围环境产生诸多不利影响。通过对秦岭隧洞岭北段施工废水的分析监测,全面解析废水中污染物种类及来源,研究表明,该隧道施工废水属于高SS、低COD、含有较少量氮磷等营养物、无重金属等有毒有害物质的无机污染性废水。同时,基于隧道施工方法的特点,分析隧洞施工废水中污染物的浓度变化模式,为施工废水处理工艺的选择提供依据与参考。