低温热水解和超声联合破解污泥优化工艺的参数研究

针对国内低温热水解和超声联合技术应用于低有机质剩余污泥厌氧消化预处理领域的实验研究和工艺参数缺陷问题,探讨了低于100℃的低温热水解和超声波技术联合破解剩余污泥的技术可行性及工艺参数的优化.以热水解温度和超声能量为控制参数,以污泥破解度、溶解性蛋白质和多糖浓度为分析指标,通过Box-Behnken设计实验,并根据响应曲面法(RSM)构建了污泥破解的二次多项式预测模型,进而得到各影响因素作用下的最佳破解工艺参数.结果表明,温度对污泥破解的影响较超声能量明显.低温热水解和超声联合作用下,最佳工艺组合为温度80℃和超声能量12000kJ/kgTS,该工艺下的污泥破解结果为污泥破解度39.01%,溶解性蛋白质1360.59mg/L和多糖334.52mg/L,该结果与预测值吻合度较高,表明响应曲面模型所得参数较为可靠,能够为实际应用和推广提供参考.     

微生物金矿处理技术进展及应用前景

回顾了已经出现的多种微生物金矿处理技术,对他们的作用机理、浸金结果、完善措施和存在的问题等进行了综合评述,在此基础上,作者探讨了微生物金矿处理技术的研究方向及其工业化前景。     

太湖流域污水排放对湖水天然水化学的影响

为揭示太湖流域污水排放对湖水天然水化学(主要离子)的影响,对太湖上游19个污水处理厂的进水、出水及雨水、入湖河水和湖水中主要离子进行了分析,同时收集历史数据对比了太湖1950s年代和目前的天然水化学特征.结果表明,太湖水体天然水化学类型主要受流域碳酸盐岩风化作用控制,而受雨水影响较小;流域排放的污水主要离子特征类似于干旱地区的河水,部分工业污水甚至具有海水水化学特征,说明人为活动对当地淡水水质的重要影响.同时,太湖水化学已从60年前的重碳酸盐钙型水转变为目前的氯化物钠型水.进一步通过修正的完全混合断面污染物浓度模型的计算结果显示,生活污水排放可以解释对太湖多数主要离子的影响,生活和工业污水的排放可以更好地解释Cl#的变化;但太湖Ca2+和Mg2+浓度(硬度)的增长受污水影响较小,而是受流域酸沉降的影响控制.分析显示,60年来受流域不断增长的污水排放影响,太湖水体的优势阴阳离子组分均已发生了显著变化,目前湖水(Ca2++Mg2+)-HCO-3和(Na++K+)-Cl-均分布在1∶1线上侧,而(Ca2++Mg2+)/(Na++K+)比值则下降了约1半,同时湖水的Cl#/Na+比值显示出显著的升高趋势,说明流域人类活动已经成为影响太湖水化学的主要原因.本研究可为湖泊水化学演化研究及强烈人为干预条件下的水环境管理提供新的基础.     

万宁滨海与西沙群岛大气腐蚀性对比研究

统计分析了西沙群岛和万宁试验站近海场的润湿时间、空气中二氧化硫和氯离子沉积速率,根据环境因素法和标准金属法评定了两地的大气腐蚀性,两地的大气腐蚀等级同为C5级,但西沙群岛的腐蚀性稍弱于万宁试验站近海场。Q235钢、镀镍钢、镀铬钢、不锈钢钝化件在两地的试验结果证实了上述结论,试验结果表明,万宁试验站近海场积累的大量试验数据可应用于西沙群岛。     

螺旋对称流厌氧膜生物反应器的运行及优化

通过对螺旋对称流厌氧反应器(SSSAB)外置平板膜组件形成了螺旋对称流厌氧膜生物反应器(SSS-AnMBR).研究了SSS-AnMBR的启动阶段和有无沼气曝气时的运行性能,并建立了其设计与操作优化模型.在启动过程中,反应器内挥发性脂肪酸与碱度的比值为0.001~0.016,未发生酸化现象,后期反应器对化学需氧量(COD)的去除率稳定在90.27%~95.35%.有沼气曝气状态下SSS-An MBR的有机负荷和COD去除率分别为2.28 kg·m~(-3)·d~(-1)和98.24%,均高于无沼气曝气状态下的2.13 kg·m~(-3)·d~(-1)和97.58%,表明系统的污染物去除效能较好.有沼气曝气状态下膜组件的平均负荷、平均COD去除率和SSS-An MBR平均总COD去除率的CV值分别为21.98%、14.15%和0.78%,均低于无沼气曝气状态下的25.27%、21.98%和0.89%,表明该状态下系统稳定性较好.最后建立了厌氧反应器体积(V)、进水流量(Q)和进水COD(X)三者之间的数学模型:V/Q=HRT0/C_(inf)×η_(sss)(X-Cinf)+HRT_0,以及膜面积A与Q之间的数学模型:A=Q×C_(sss)×η_m/MLR,可指导同类型的厌氧膜生物反应器的设计和操作优化.     

湖泊生态系统健康评价方法研究

以生态系统健康、生态系统完整性和湖泊内物质循环为基础,在国内外已有的研究基础上,提出了评价湖泊生态系统健康的方法体系、指标和综合健康指数,评价指标包含外部指标、环境要素状态指标和生态指标,并以滇池为例进行评价.1988年、1994年和2001年,滇池的生态系统健康指数从0 847下降到0 814和0 787,这说明滇池的生态系统健康状况在下降,且已处在一种稳定的富营养化状态.     

不同沙生灌木下土壤颗粒及重金属空间分布特征

以乌兰布和沙漠沙冬青、花棒、猫头刺、白刺和梭梭灌木下及流动沙丘0~100 cm风沙土为研究对象,通过野外分层采样与室内实验,采用多重分形理论探讨土壤粒径分布(particle size distribution,PSD)和ω(Mn)、ω(Zn)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Pb)、ω(Ni)、ω(As)、ω(Cd)及分布特征并分析其相互关系,反映土壤结构及重金属污染状况.结果表明,α(q)-f(q)图像均左偏,呈左钩状,即不同灌木均可增加粒度级配中细小颗粒子集比例,同时,沙冬青、花棒可显著增加PSD范围、非均匀度及离散度.不同灌木下土壤重金属整体表现为ω(Mn)ω(Zn)ω(Cr)ω(Cu)ω(Pb)ω(Ni)ω(As)ω(Cd),除ω(Cu)及ω(Cr)外,各灌木下0~10 cm土层重金属含量大多高于流动沙丘;沙冬青下ω(Mn)、ω(Cd)均值分别为354.899、1.429 mg·kg~(-1),远高于流动沙丘,各土层间差异显著(P0.05),ω(Mn)、ω(Cd)最大值分别出现在30~40 cm、10~20cm土层;花棒下ω(Pb)均值居各灌木之首为13.556 mg·kg~(-1),高于沙冬青3.24%,而ω(As)则低于沙冬青0.37%,但均高于流动沙丘.φ(粉粒)与φ(中砂)分别为决定风沙土中重金属含量的细粒及粗粒土壤,8种重金属均与φ(黏粒)、φ(粉粒)正相关,除ω(Cr)外,其余重金属均与φ(中砂)负相关,重金属含量与多重分形参数间的相关系数与φ(黏粒)、φ(粉粒)、φ(中砂)相似,即多重分形维数同样可较好地描述重金属含量与决定性土壤颗粒间的关系.研究显示,沙冬青及花棒可拦滞风沙流中的细小土壤颗粒使其沉降在周围表层土壤,并更好地改善各土层PSD特征,且二者作用后的风沙土中重金属含量高于其余灌木及流动沙丘,故可通过种植二者局部改良土壤并拦滞、原位固控重金属,减轻下风向城市空气中的重金属污染.     

硝酸盐对土壤反硝化活性及蒽厌氧降解的影响

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)在土壤中的反硝化降解是其厌氧去除的重要途径之一,但严格厌氧条件下反硝化电子受体(硝酸盐)对土壤反硝化活性及PAHs降解影响的报道还不多见.通过添加硝酸盐和蒽的厌氧微宇宙培养实验,探讨厌氧条件下硝酸盐对土壤蒽的厌氧降解及反硝化活性的影响.设置了不添加(N0)和添加硝酸盐(N30:30mg·kg~(-1))的两组处理,每组处理分别含3个蒽浓度(A0:0 mg·kg~(-1)、A15:15 mg·kg~(-1)、A30:30 mg·kg~(-1)),共6个处理(N_0A_0、N_0A_(15)、N_0A_(30)、N_(30)A_0、N_(30)A_(15)、N_(30)A_(30)).厌氧条件下25℃黑暗培养45 d,并于第3、7、15及45 d测定土壤N2O和CO2的产生速率、反硝化相关功能基因(nar G、nir K、nir S)丰度及蒽含量.结果表明,在培养第3 d检测到较强的反硝化活性,且硝酸盐及蒽均能显著促进土壤的反硝化酶活性.随着培养时间的延续,各处理中土壤反硝化活性急剧下降,蒽对土壤反硝化活性却表现出明显的抑制作用.方差分析的结果也表明,硝酸盐、蒽及其交互作用均能显著影响土壤的反硝化活性.3种反硝化功能基因中,只有narG和nirS基因的丰度在培养期间呈现逐渐升高的趋势,且它们能够受到硝酸盐、蒽及其交互作用的显著影响.厌氧条件下土壤蒽的最终去除率在33.83%~55.01%之间,添加硝酸盐对土壤蒽的去除率和降解速率均无显著影响,但高蒽含量(N_0A_(30)、N_(30)A_(30))处理的降解速率显著高于低蒽含量(N_0A_(15)、N_(30)A_(15))处理(P0.05).综上,硝酸盐的添加能显著影响土壤的反硝化活性及与反硝化相关的narG和nirS基因的丰度,但对土壤蒽的厌氧降解无显著影响.     

广州市蔬菜中重金属污染特征研究与评价

蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物,但蔬菜受重金属污染会对人体健康造成直接的威胁.于广州市12个区(市)采集116个蔬菜样品,检测分析Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr这6种元素,通过单因子评估、内梅罗综合指数分析广州市蔬菜中重金属的超标因子与污染特征,采用暴露风险分析评价食用当地种植蔬菜引起重金属对人体的健康风险.结果表明,8种蔬菜中Cu与Zn的含量未超标;Cr的超标率高达91.67%;Pb超标蔬菜为莴苣、丝瓜、番茄和胡萝卜,超标率高达35.71%,以胡萝卜超标最为严重;Cd超标的蔬菜为番茄,超标率达31.25%;Ni超标的蔬菜包括油麦菜、空心菜与菜心,超标率最高为8.33%.8种蔬菜污染程度表现为:空心菜、油麦菜、菜心、白萝卜和胡萝卜均处于警戒级,而莴苣、丝瓜和番茄则处于安全级别;4类蔬菜的重金属综合污染程度呈现叶菜类肉质根类茎类菜茄果类的趋势.健康风险评估表明,广州市居民中日常多食用空心菜、菜心和油麦菜的人群重金属累积的健康风险较高,且经膳食摄入重金属Cr对人体健康可能会造成危害,摄入Cd对人体具有潜在的健康风险.经口摄入蔬菜重金属对儿童可能造成的暴露风险要高于成年人.     

微生物降解多溴联苯醚研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)广泛用于电子电器设备、自动控制设备、建筑材料和纺织品等商品化产品中。作为工业阻燃剂,它是一类环境中广泛存在的全球性有机污染物。由于其结构稳定,难以降解,具有环境持久性、迁移性、生物富集性及对生物和人体具有毒害效应等特性,对其微生物降解的研究已成为当前生命科学的新兴热点。文章详细地探讨了国内国外微生物厌氧,有氧降解PBDEs以及其降解基因的最新研究进展,并针对目前的研究状况对今后PBDEs的微生物降解研究方向进行了展望。