Anthropogenic magnetic particles and heavy metals in the road dust: Magnetic identification and its implications

Magnetic properties of road dusts in the East Lake area in Wuhan, China, were measured and compared with the results of heavy metal analyses in order to delineate the sources of pollutants. A total of ninety-seven dust samples were collected spatially from four segments with different traffic density and field settings from the roads encircling the lake. Thermomagnetic and hysteresis measurements revealed that the dominant magnetic carrier is coarse-grained magnetite. Correlations between magnetic parameters and element concentrations with traffic density and distances to the industrial region revealed that elements Cu, Ni and Fe mainly originate from vehicle traffic, which is also the major source of coarser magnetic particles (e.g., pseudo-single-domain/multi-domain (PSD/MD) grains), while element Pb and the smaller grains such as single-domain (SD) magnetic particles mainly originate from industrial emissions. The ratio between anhysteretic remanent magnetization and low-field magnetic susceptibility (ARM/χ_lf) can be employed as an indirect indicator for Cu, Fe and Ni emissions resulting from vehicle traffic. Due to the intermixture of elements from different sources, the element concentrations are not conclusive about the pollution source. A linear correlation between magnetic concentration-related parameters (e.g., ARM and saturation isothermal remanent magnetization, SIRM) and the concentrations of major elements (e.g., Cu, Co, Fe, Mn, Ni and V) suggests that they can be used as a proxy for heavy metal pollution. Road dusts in four segments show different magnetic characteristics, indicating various influxes of anthropogenic magnetic materials from vehicle traffic and industrial plants due to the different traffic loads and field settings. These results suggest that magnetic measurements can serve as an efficient complementary tool for the routinely employed geochemical methods to map the heavy metal pollution and trace the sources of pollutants in the road dust.     

胶团强化超滤中表面活性剂结构差异对苯酚增溶性能的影响研究

在胶团强化超滤(MEUF)技术处理有机物废水中,采用多因素正交实验研究了3种不同类型的阳离子型表面活性剂,即疏水链长度相同,而亲水基头不同;亲水基头相同,而疏水链长度不同的表面活性剂,分析基团差异对于苯酚增溶的影响。结果表明,十六烷基氯化吡啶(CPC)对于苯酚的去除效果最好,其次是十八烷基三甲基溴化铵(OTAB),最后是十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。综合去除效果和经济性两方面考虑,在单因素超滤实验中选择OTAB来重点研究表面活性剂浓度和电解质浓度两个操作参数对于苯酚增溶的影响。     

生物制剂对MBR中无纺布膜组件过滤性能的影响

研究了生物制剂对浸渍式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)中聚丙烯无纺布(non-wov-en fabric,NWF)膜组件过滤性能的影响。结果表明,能减少膜组件表面附着污泥胞外聚合物(extra-cellular polymeric sub-stances,EPS)的含量及污泥的沉积,减缓膜通量的衰减速率和膜污染,无纺布膜组件的过滤性能得到明显改善,表现出一定的耐污染性。生物制剂能改善污泥的沉降性能,有效防止污泥膨胀;对MBR的COD去除率基本没有影响,但略微增大了处理水的浊度。     

微波强化氧化处理垃圾渗滤液工艺研究

考察了最优作用方式下单独微波、单独氧化剂以及两者的结合工艺对垃圾渗滤液的处理效果。单独微波工艺在功率为700 W,辐射10 min,COD、氨氮、磷和色度去除率分别为37.66%、96.14%、40%和80%,BOD5/COD由0.16增加到0.43。渗滤液先微波再氧化,氨氮去除率增加显著,节省了氧化剂用量。微波后渗滤液在pH=5,T=50℃,NaClO=24 mL/L时COD、氨氮、磷和色度去除率分别为98.63%、99.67%、97.25%和98%,BOD5/COD=0.8。总处理效率:微波-NaClO微波-Fenton微波-KMnO4微波-H2O2,微波-Fenton处理效率低于微波-NaClO主要取决微波后滤液中小表观分子质量增加导致氧化剂的混凝作用减弱,其次受反应后pH值变化的影响。     

Fe(Ⅱ)EDTA/H2O2电催化降解甲基橙模拟废水的研究

在无隔膜电解槽中,采用SPR(Ru-Ir-Ti0₂)为阳极,石墨为阴极,考察了Fe(Ⅱ)EDTA/H₂O₂电催化降解甲基橙(methyl orange)模拟废水的影响,发现EDTA很大程度上促进了类电Fenton试剂对甲基橙模拟废水的降解。实验研究表明,在外加电压为5.0 V,EDTA∶Fe²⁺=2∶1(摩尔比,Fe²⁺=40 mmol/L),H₂O₂=48 mmol/L,电解质Na₂SO₄=40 mmol/L,废水pH值为(6.5±0.1)的条件下,降解260 mg/L的甲基橙模拟废水90 min, EDTA的加入可以使甲基橙模拟废水的脱色率由29.5%上升到78.4%,COD由571.429 mg/L降至80 mg/L,COD的降解率为86%,EDTA在此过程中既是催化剂又是反应物,可有效避免EDTA带来二次环境污染的可能性。     

Ni-Y分子筛对燃料油中二苯并噻吩的吸附性能研究

以Y型分子筛为载体,采用液相离子交换法制备Ni-Y分子筛吸附剂。采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、低温液氮吸附法、X射线衍射(XRD)等手段对Ni-Y分子筛进行表征,使用静态吸附方法考察吸附条件对分子筛吸附燃料油中二苯并噻吩性能的影响,并使用Langmuir-Freundlich(L-F)方程对分子筛的吸附等温线进行拟合。结果表明,Ni2+离子的改性对分子筛的孔道结构影响不显著。吸附过程中,吸附时间、剂油比以及芳烃类物质的干扰,都对吸附效果有较大影响。利用L-F方程拟合,计算出25℃时Ni-Y分子筛对二苯并噻吩的饱和吸附量为72.9 mg/g。     

pH值对霞湾港沉积物重金属Zn、Cu释放的影响

以霞湾港(铜霞路段)的底泥沉积物为研究对象,采用重金属连续浸提法对重金属Zn、Cu在沉积物中的5种形态进行浸提,分析了其分布特征和在不同pH值与时间的条件下重金属的释放规律。研究结果表明,重金属Zn主要以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态的形态存在,Cu主要以有机结合态和残渣态的形态存在,可交换离子态的重金属含量都很低。重金属Zn、Cu从沉积物中的释放,主要是在酸性条件下发生,在酸性区内释放量随pH的升高而迅速降低。释放能力和释放速率均为ZnCu,它们释放的过程基本相似,释放速率都比较小,向环境中的释放是个长期过程。     

生物脱氮除磷活性污泥系统复合模拟方法

为避免繁琐的参数校核工作,提出了活性污泥2 d号模型(ASM2d)和人工神经网络(ANNs)相结合的复合模拟方法。考察了复合方法在某污水处理厂生物脱氮除磷工艺中的应用情况。研究表明,ANNs能够准确地模拟出水实测值与未经校核的ASM2d机理模型的估计值之间的差值。利用Levenberg-Marquardt算法,对出水氨氮、总氮和总磷分别建立网络结构为5-12-1、5-8-1和5-8-1的ANNs子模型,将这些子模型输出同ASM2d机理模型输出相加便得到复合模型输出。复合模型估计值对前10.4 d(ANNs子模型训练数据时段)出水氨氮、总氮和总磷浓度的拟合平均绝对百分比误差分别为0.267、0.055和0.048;其对后2.6 d(ANNs子模型测试数据时段)出水氨氮、总氮和总磷浓度的预测平均绝对百分比误差分别为0.332、0.083和0.069。均方根误差、平均绝对误差等评价指标也表明复合模型能够给出合理的模拟结果。     

混沌粒子群算法在水污染控制系统规划中的应用

针对常用的最优化方法解决水污染控制系统规划问题运算过程较复杂,容易陷入局部极值,且优化解精度不高的情况,尝试利用混沌方法和粒子群算法相结合的混沌粒子群算法(chaos particle swarm optimization,CPSO)求解此类问题。CPSO算法具有原理简单,且能快速获得最优解的特点。在实例应用中与遗传算法和MATLAB优化函数的优化结果做了比较,CPSO算法的性能以及得到的解明显优于后两种方法,验证了该方法的可行性和有效性。     

西藏生活垃圾填埋场周边地表水环境质量调查评价

采用标准指数法、综合评价法和灰色关联分析法对西藏地区4个典型垃圾填埋场周边地表水环境质量进行分析和评价。结果表明：各填埋场各评价因子均满足《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅲ类标准;各填埋场临近地表水环境综合水质均呈现上游监测点优于下游监测点;综合水质现状为尚清洁—清洁;灰色关联分析法评价结果为工布江达县生活垃圾填埋场下游监测点水质为Ⅱ类,其他填埋场各监测点水质均为Ⅰ类。各填埋场临近地表水水质现状满足其水域功能区要求,受填埋场污染环境影响较小。