基于响应面分析法的微波-过氧化氢-碱预处理污泥水解酸化优化研究

为进一步优化微波-过氧化氢-碱(MW-H2O2-OH)预处理污泥的水解酸化操作参数,在前期单因素试验研究的基础上,采用3因素3水平的响应面分析法,建立了水解温度、水解酸化时间和蛋白酶投加量分别对总VFA浓度和SCOD浓度影响的回归模型,并进行了碳源组成及其可利用性的评估.结果表明,模型极显著,拟合度、可信度和精确度高,数据合理,试验误差小.通过对回归模型的求解及综合考虑,得到优化的工艺条件为水解温度53.13℃、水解酸化时间4 d、蛋白酶投加量30.14 mg·g-1(蛋白酶/总固体浓度(TS),下同).验证结果表明,总VFA浓度和SCOD浓度的相对误差均在3%以内,说明该模型能很好地优化微波-过氧化氢-碱预处理后污泥的水解酸化操作条件和预测总VFA浓度和SCOD浓度.在碳源组成方面,优化工艺条件下SCOD占TCOD(混合液总COD)的44.56%,总VFA、溶解性蛋白质、溶解性糖类分别占SCOD的66.42%、19.34%和6.89%,碳源以总VFA为主,其中,VFA以乙酸(35.11%)、异戊酸(20.14%)、正丁酸(19.94%)、丙酸(16.90%)为主.三维荧光光谱的分析结果表明,污泥上清液中以溶解性微生物产物类酪氨酸和类色氨酸为主.优化组的污泥上清液作为碳源时的反硝化速率(0.184g·g-1·d-1,以每g VSS每天反硝化的NO-3-N量(g)计,下同)远远高于未优化组(0.065 g·g-1·d-1),碳源可利用性介于甲醇和乙酸钠之间,碳源可利用性较好.     

北京某污水处理厂污泥重金属污染特征、潜在生态风险及健康风险评价

连续采集了北京市某污水处理厂污泥,样品经过微波消解后利用ICP-OES测定重金属含量,同时,利用BCR连续提取分析方法分析了污泥中重金属赋存形态.在分析测定污泥中Pb、Zn、Cd、Cr、As、Ni、Cu 7种重金属含量及形态的基础上,开展了污泥重金属污染水平评价、潜在生态风险评价及健康风险评价.结果表明,污泥中重金属含量最高的是Zn,含量为930.08 mg·kg-1,残渣态及可提取态所占比例最高的元素分别是Pb和Ni,所占比例分别为80.86%及18.84%;污泥重金属综合污染指数为4.84,属重度污染;污泥重金属潜在环境综合风险指数为237.60,属极高生态风险.基于健康风险评价模型建立两条暴露途径,分别对儿童及成人进行健康风险评价,得出儿童非致癌指数及致癌指数分别为2.02×10-1和1.44×10-4,而成人非致癌指数及致癌指数分别为7.21×10-2和5.13×10-5.     

旱柳(Salix matsudana Koidz)对Pb的耐性、富集、转运与胁迫响应研究

耐性机理的系统解析对于旱柳在土壤Pb污染控制上的应用具有重要意义.为了明确旱柳对Pb的耐性机理,通过盆栽试验研究了旱柳对Pb的耐性、富集、转运特征,采用STEM、EDAX、FTIR分析了旱柳对Pb的胁迫响应机制.结果表明:低含量(≤600 mg·kg-1)Pb对旱柳生长有促进作用,高含量(≥1000 mg·kg-1)Pb明显抑制旱柳的生长;旱柳对Pb具有很高的耐性,耐性指数TI(%)可达108.32,属Pb高耐性植物;旱柳对Pb的富集能力较强,富集系数均值可达7.5773,而对Pb的转运能力较弱,转运系数均小于1;低含量Pb胁迫不影响叶绿素的合成,也不会促生丙二醛(MDA),而高含量Pb胁迫明显抑制叶绿素的合成,促使MDA大量生成,导致严重的细胞膜脂过氧化和膜损伤;抗氧化酶(POD、CAT、SOD)及可溶性蛋白能够对低含量Pb胁迫做出积极有效的响应,但无法清除高含量Pb胁迫所产生的毒害;扫描透射电镜(STEM)分析表明,Pb胁迫使根系发黑、萎蔫,茎部破败、堵塞,叶片褶皱、卷曲,破坏气孔结构;傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,Pb胁迫使导致膜脂过氧化和膜损伤的自由羟基增多,而使对Pb具有络合、螯合作用的连生羟基、巯基、羰基数量减少;能谱(EDAX)分析表明,Pb胁迫抑制了Ca、K的吸收,同时干扰其他矿质元素的吸收利用.     

基于LLE-ELM的矿井瓦斯涌出量预测方法研究

基于局部线性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE)算法和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)神经网络建立矿井瓦斯涌出量预测模型,该预测模型运用LLE算法对矿井瓦斯涌出量影响因素样本进行数据挖掘,得到降维后的有效因子,再将这些有效因子作为ELM神经网络的输入层进行训练和预测。利用某矿井的实测数据进行实例分析,结果表明该预测模型预测速度快,精度高,能够用于矿井瓦斯涌出量预测。     

澧阳平原黑褐色土壤剖面常量元素地球化学特征

对澧阳平原典型土壤剖面--玉成(YC)剖面进行常量元素地球化学分析,结果表明,YC剖面沉积物中SiO2,Al2O3和TFe2O3(包括Fe2O3和FeO)三者的含量总和达到80%-85%,其中SiO2的含量占60%-65%,Al2O3含量在12%-15%之间,而TFe2O3的含量占5.5%-7%;其它常量元素的含量相对较低,表现为K2O(2.5%-2.8%)>TiO2(1.2%-1.5%)>MgO(0.7%-1.2%)>CaO(0.5%-0.8%)>Na2O(0.4%-0.6%)>MnO(0.1%-0.5%)>P2O5(0.1%-0.15%).黑褐色土壤剖面CIA值(74.82)远高于上地壳(UCC)的平均值47.96,明显高于黄土高原黄土(63.73)和古土壤(67.36),略高于镇江下蜀黄土(70.45).表明黑褐色土壤剖面经历了比黄土高原黄土和古土壤更强烈的化学风化.CIA指数的垂向变化表明黑褐色土壤剖面经历了风化相对较弱、风化相对较强、风化相对较弱、风化相对较强4个阶段.     

通江城市河道浮游植物分布研究——以镇江市古运河为例

为了解通江城市河道浮游植物分布动态规律，同时为制定有效的水环境质量改善方案，对镇江市古运河的浮游植物组成与分布变化进行现场调查与分析，探讨了环境因子变化对河道浮游植物结构与数量的影响。结果表明，研究区共检出藻类6门38属，其中绿藻门、蓝藻门和硅藻门为3个常见门类。河道内藻类细胞密度与生物量排序为春季>秋季>夏季>冬季。对比河源采样点，河道内藻类细胞密度、生物量均在春、秋季大幅增长，藻类种类组成比例也逐渐由硅藻门为主过渡到以绿、蓝藻为主，但在夏、冬季这种变化趋势不明显。水动力、营养盐浓度、水温以及水体悬浮泥沙含量等多环境因子影响了河道内藻类生长与繁殖条件，其中因受闸控影响的水动力学条件变化是造成藻类分布变化的关键诱发要素。〖     

工业用水与经济发展的关系——用水库兹涅茨曲线

经验数据显示,发达国家工业用水随经济发展的变化存在着一个由上升转而下降的转折点。因此,工业用水随收入增长的演变模式可以用库兹涅茨曲线形式来表示。工业用水下降点对应的人均GDP的阈值是3700-17 000US$(PPP,以1985年为基数)。与之相应的第二产业在GDP总量中所占份额是30％～50％。工业用水下降的直接原因是用水效率的提高,其来源有两方面:部门用水效率的提高和经济结构调整。这提供了一个积极的信号,即发展中国家的工业用水将不会一直持续增长,从而为更好地预测发展中国家的工业用水量提供非常重要的思路,也为正确把握用水变化规律,制定符合规律的水资源对策提供科学基础。     

生物滴滤床净化二甲苯废气的性能研究

分别以大小两种拉西环作为生物滴滤床填料净化二甲苯废气,研究入口负荷、气体停留时间、营养液喷淋密度及营养液中氯化铵的质量浓度对生物滴滤床净化效果的影响.实验结果表明:随着入口负荷的增加,去除负荷也呈增加趋势,但二者并非线性关系.气体停留时间越长,去除效果越好.营养液中氯化铵的质量浓度对去除效果有显著影响,充足的氮源是高去除率的保证.在氮源充足的前提下,营养液喷淋密度对去除效果无显著影响.      

几种地板燃烧性能的实验研究

地板的燃烧性能对室内火灾的发展蔓延及火灾危害都有重要的影响,本文使用锥形量热仪对市场上常见几种地板(实木地板、竹制地板和复合地板)的燃烧性能进行试验研究。实验结果表明,地板的热释放速率具有两个峰,相同辐射功率下,竹地板和实木地板的比消光面积分别比复合地板高29．3％、42．5％,竹制地板点燃时间较小,复合地板火灾危险性要小于竹制地板和实木地板。     

斑节对虾Penaeus monodon养成期间池水CODMn和BOD5的变化及其相互关系

研究了有益微生物制剂调控下,斑节对虾生长周期内,池水中CODMn和BOD5的变化规律.结果表明,CODMn和BOD5的动态变化大致分为3个阶段：前期在低浓度下缓慢增长,中期由较低浓度向较高浓度快速增长,后期在较高浓度波动,回归分析结果显示二者呈显著的线性正相关关系（P〈 0.01）.在养殖后期,未投放微生物的对照池中CODMn和BOD5浓度比投放微生物的试验池中有所增高,分别增高约9 %和21 %.