广西西江流域土壤镉含量特征及风险评估

为了解广西西江流域土壤Cd含量分布特征及风险,结合土地利用方式进行大规模抽样调查,采集有色金属矿区土壤、农田土壤（水田土壤和旱地土壤）和自然土壤共2512个样品,测试其Cd含量.结果表明,西江流域土壤Cd的背景值为0.514 mg·kg^-1,显著高于前人研究结果（0.148 mg·kg^-1）和广西土壤背景值（0.267 mg·kg^-1）;旱地、水田、矿区土壤Cd含量分别为0.559、0.787、5.71 mg·kg^-1,水田土壤和矿区土壤Cd含量显著高于自然土壤;以西江流域土壤Cd含量背景值和基线值为限定值,超标率分别为51.2%、66.7%、77.8%和35.2%、39.6%、71.4%,矿区土壤和农田土壤都有明显的Cd积累趋势;从土壤Cd空间分布及污染特征来看,西江流域总体土壤Cd含量为0.726 mg·kg^-1,高Cd含量斑块主要集中在西江流域上游河池地区的南丹县、大化县、都安县、环江县和宜州市,以及柳江县、武宣县和象州县等地区,这些地方出现了重度甚至极重度污染、中等-强污染累积程度和高等-极高等潜在生态风险.总体上,广西西江流域上游地区的农业土壤、矿区土壤Cd污染问题突出,属于高Cd风险区域,土壤生态状况不容乐观,这主要与上游矿业密集区的矿业活动和地质高背景Cd有关,长期居住在矿区及周边地区的居民,以及食用这一区域生产的农产品,可能对部分当地居民的健康产生危害.建议进一步通过土壤-植物-人体体系展开镉风险评估,同时采取相应措施以控制风险.     

北京市典型道路交通环境细颗粒物元素组成及分布特征

对北京市典型道路交通环境中不同粒径段（0.2～0.5μm、0.5～1.0μm和1.0～2.5μm）的细颗粒物进行了采样分析,在2008—2009年期间5个阶段内共采集了198个细颗粒物样品.通过XRF分析得到细颗粒物中Al、Na、Mg、K、Ca、Si、S、Cl、Fe、Mn、Ti、Cu、Zn、As、Br和Pb16种元素的质量浓度.含量较高的元素有S、K、Fe、Cl、Si、Ca和Zn,占测试元素总浓度的90%以上.应用富集因子法将元素分为地壳元素、双重元素和污染元素三类.应用因子分析法分离出两个主要因子,因子1主要与地壳元素和双重元素相关,可归于扬尘源的贡献;因子2主要与污染元素相关,可能来自机动车、燃煤、生物质燃烧和工业等排放源.人为源对小粒径（0.2～0.5μm）颗粒物的贡献较大,而地壳源的贡献更集中于大粒径段（1.0～2.5μm）.多数地壳元素和双重元素在夏季和冬季均随粒径的增大而富集,且冬季浓度较高,而多数污染元素的分布形态存在季节差异.Br、As和Pb夏季在0.5～1.0μm出现峰值,而冬季在0.2～0.5μm出现峰值.冬季因采暖增加的煤和生物质的燃烧造成部分元素浓度在0.2～0.5μm有显著增加.云层内部的硫酸盐生成过程可能是夏季S元素在0.5～1.0μm出现峰值的原因.通过奥运时期与非奥运时期元素浓度和分布的比较,发现奥运时期交通源临时控制措施对机动车排放和道路扬尘均有显著的削减作用,削减率分别为53%和63%,且随粒径增大而增加.     

2001—2012年哈尔滨市空气质量长期变化特征

根据2001—2012年环保部发布的哈尔滨市城市空气质量日报数据及同期气象资料分析了哈尔滨市空气污染指数(API)的变化特征.结果表明,哈尔滨市空气污染呈现明显的北方季节变化特征,API冬、春季高,夏、秋季低,供暖期高于非供暖期.哈尔滨市空气污染以可吸入颗粒物为首要污染物,空气质量状况以良居多,占总样本数的75.4%.从年际变化来看,空气质量有了一定的改善,12年间空气污染指数呈显著下降的趋势.哈尔滨市空气污染指数与风速呈显著正相关,与降水量、气温、能见度呈显著负相关.后向轨迹分析结果表明,哈尔滨市出现中度以上污染时,其气团来源体现了3种不同的特征.     

氟利昂11在浸渍活性炭床层的吸脱附行为

对低浓度氟利昂11气体在浸渍活性炭 (浸渍炭) 上的吸脱附行为进行了研究。考察了不同的气流比速和气流湿度条件对氟利昂11在浸渍炭床层吸附穿透的影响,利用Wheeler方程和Yoon-Nelson方程描述了吸附动力学过程。探讨了脱附温度、气流比速及床层含水率等影响因素对氟利昂11脱除效果的影响机制,运用LDF和Freundlich脱附动力学模型对脱附过程进行了描述。结果表明：氟利昂11在浸渍炭上的吸附动力学主要受外扩散控制,确定了其1%穿透时间与气流比速的定量关系;气流湿度对氟利昂11吸附行为的影响体现在与水分子发生竞争吸附,从而导致穿透曲线出现卷起现象;氟利昂11的脱附速率大小与脱附温度、气流比速和床层含水率呈正相关;当脱附温度为25~30 ℃,气流比速为0.8 L·min⁻¹·cm⁻²时为最佳机械泄露测试脱附条件。本研究可为有毒有害气体净化用固定床吸附装置的设计,以及机械泄露非破坏性检验应用方法的建立参考。     

复合菌对黑臭水体中S2-的氧化条件优化及动力学特性

以S2-的氧化率为主要考察指标,对从北京黑臭水体东沙河筛选获得的3株高效S2-氧化土著微生物sp1(Citrobacter sp.)、sp2(Ochrobactrum sp.)和sp3(Stenotrophomonas sp.)进行复配,获得硫氧化复合菌(sulphur oxidizing composite microorganisms, SOCM),比较单株菌sp1、sp2和sp3和SOCM对S2-的氧化效果。结果表明,SOCM对S2-的氧化能力明显优于单菌株。SOCM在复配比例为1∶1∶1,温度为25 ℃,初始pH为7时对北京市东沙河黑臭水样中S2-的氧化效果最好,氧化率最高达到76.7%;同时,色度、COD、NH3-N和TP的去除率可分别达到83.3%、69.2%、77.9%和68.2%。此外,建立了SOCM氧化S2-的动力学方程。当SOCM初始菌浓度从0.01 g·L-1逐渐提高到10 g·L-1时,底物比氧化速率常数Km随之减小,S2-平均氧化速率提高。但是,当SOCM初始菌浓度从10 g·L-1逐渐提高到50 g·L-1时,S2-平均氧化速率不再随着初始菌浓度的升高而加快。最后,将SOCM接种于北京清河和景观沟渠黑臭水样中,其对S2-氧化率分别达到67.0%和64.1%;同时,色度亦分别下降了83.3%和79.2%。研究为黑臭水体的微生物法治理提供了参考。     

管式O3/UV-BAF处理印染生化尾水的中试实验

以印染污水生化处理出水为研究对象,组建了集管式臭氧/紫外(O3/UV)反应系统、臭氧发生系统、气液分离系统、臭氧破坏系统和生物曝气滤池(BAF)系统为一体的中试集成设备。分别研究了各单元及O3/UV-BAF一体化设备的运行效果。结果表明,COD范围为62.3~102.1 mg·L-1,平均值为83.2 mg·L-1时的进水经过O3/UV处理后,BOD5浓度可增加3倍以上,该处理单元可提高污水的生化性能;而单独BAF处理,COD去除率仅为22.5％,表明该污水生化性能较差(BOD5/COD=0.117)且出水COD浓度也不能达到排放标准;O3/UV-BAF联合工艺对印染废水则呈现良好的处理,出水COD去除率达到46.93%,UV254去除率为39.73%。此外,该联合工艺对色度、TN和TP也具有较好的去除效果,去除率分别为54%、34.52%和53.81%,均可达到排放标准。通过对O3/UV-BAF一体化中试设备的评估,为管式O3/UV高级氧化大规模工程应用提供技术支撑。     

废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附

利用废玻璃和铝渣制备沸石,进而表征沸石结构特征并研究其对水中Ca2+的吸附性能。采用批式实验考察不同温度下沸石用量、初始pH、振荡频率、接触时间对吸附量的影响,并研究吸附过程热力学、动力学特征。结果表明,吸附量随沸石用量增加而减小、随接触时间延长而增大。初始pH和振荡频率对吸附量影响较显著。温度变化对平衡吸附量影响不大,但升高温度可显著缩短吸附平衡时间。最佳工艺参数为：沸石用量20 g·L-1,初始pH 6~8,振荡频率150 r·min-1,接触时间60 min,此时吸附量约16 mg·g-1。Langmuir等温线最符合沸石吸附水中Ca2+过程,表明该过程是均质单分子层吸附。动力学特征最符合准二级动力学方程,证实该过程主要受离子交换、颗粒外液膜扩散和颗粒内扩散控制。该沸石对水中Ca2+吸附过程是物理吸附和化学吸附并存的自发、吸热、熵增过程。该沸石可较好地去除水中Ca2+,故具有一定软化硬水能力。     

聚丙烯酰胺作为唯一碳源的好氧和厌氧生物降解

油田为提高原油采收率而采用聚合物驱油作业,产生的采出水中残留着阴离子型高分子质量聚丙烯酰胺(PAM)。废水中PAM和淀粉共存时PAM可发生碳链断裂和生物降解,然而以PAM作为唯一碳源的生物降解性还不清楚。利用好氧悬浮污泥和厌氧升流式反应器,分别处理PAM为唯一碳源的模拟废水(水力停留时间(HRT)为2 d,PAM浓度为200 mg·L^-1),结果表明,好氧反应器出水的PAM浓度和黏度均没有降低,同时运行84 d后污泥流失,造成系统崩溃。而厌氧反应器出水PAM浓度和黏度分别降为169.81 mg·L^-1和1.50 mPa·s,流场流分离耦合多维角度激光光散射分析发现PAM的分子质量从2.17×10⁷ Da降低到3.35×10⁶ Da,表明厌氧条件下可以利用PAM作为唯一碳源进行生物降解,并发生碳链断裂。延长HRT从2~8 d可以提高利用PAM作为唯一碳源的厌氧处理效果,出水分子质量进一步降低到1.60×10⁶ Da,同时黏度也从1.50 mPa·s降低到1.21 mPa·s。串联生物膜反应器也可以提高利用PAM作为唯一碳源的厌氧生物处理效果,在HRT为4 d条件下PAM的分子质量和黏度降低到1.87×10⁶ Da和1.26 mPa·s。     

涪江绵阳段表层沉积物重金属污染特征及风险评价

为准确掌握涪江绵阳段表层沉积物重金属的污染特征,分析了7个监测断面表层沉积物中Cd、Se、Mn等19种重金属质量浓度,采用地累积指数法、潜在生态风险评价法和污染负荷指数法评估了沉积物重金属的污染程度及潜在风险。结果表明:涪江绵阳段表层沉积物中Se、Cd、Ba和Hg等元素含量显著超过其土壤背景值,重金属的污染程度依次为Se＞Cd＞Ba＞Hg＞Mo＞Mn;潜在生态风险评价和污染负荷指数评价结果均显示,断面的污染程度排序为楼房沟＞李家渡＞福田坝＞丰谷＞涪江铁路桥＞百顷＞平武水文站断面。楼房沟断面沉积物微观形貌主要为片状或块状,物相主要为石英及少量白云母、方解石和菱锰矿等,与铅锌矿、电解锰渣等主要矿物组成相似,重金属主要来源为尾矿渣在河床的沉积及金属矿开采等外源输入。     

分散式污水处理工艺跌水装置设计与充氧性能研究

跌水曝气是降低分散式污水处理运行费用的最佳选择之一,为优化跌水曝气充氧效率,作者设计了一套适于分散式污水工艺的跌水曝气装置,并对其进行充氧性能试验。结果表明,在一定的跌水高度和流量范围内,装置充氧效率与跌水高度、流量成正比;装置设有跌水紊流穿孔板明显比无跌水紊流穿孔板充氧性能高,穿孔板孔径为5 mm时充氧效率最高;试验分别得到了有无跌水紊流穿孔板条件下氧的总转移系数经验公式;污水充氧性能试验表明,充氧效率与进水COD浓度成反比,随着COD浓度的升高,氧总转移修正系数α降低,且随跌水高度的增加而增高但增长率较为缓慢。跌水曝气装置可用于地形有落差的村镇污水处理工艺而降低机械曝气运行费用。