从上海市凤眼莲的生活史特征与繁殖策略探讨其控制对策

凤眼莲是上海地区水体中危害最严重的外来人侵种之一。通过对上海地区凤眼莲种群的连续监测，探究其生活史特征及其繁殖策略，结果表明，1）每年3～5月为凤眼莲的萌芽阶段，7月下旬为凤眼莲爆发起始时期，8～12月为凤眼莲爆发的高峰期，12月下旬凤眼莲开始枯萎死亡。但其腋芽能够存活越冬，是来年凤眼莲爆发的种源。2）上海地区凤眼莲主要以无性繁殖为主。导致该结果的内因是凤眼莲具有高的克隆生长潜力，外因是上海市水体富营养化严重。3）河道内其它水生植物的广泛分布是凤眼莲固着生长的主要机制，这些植物主要为：喜旱莲子草、菰、芦苇、牛筋草和千金子等。有鉴于此，根据上海市凤眼莲的生活史特征和繁殖策略，提出其综合防治对策为：1）最佳的打捞时期为12月至翌年6月，以去处种源为目标；2）清理河道内及堤岸上的水生杂草；3）开展生物防治的研究；4）加强与周边省份的协调合作。     

厌氧互营苯甲酸降解菌 Sporotomaculum syntrophicum对玉米秸秆沼气发酵的生物强化作用

木质素的有效降解是提高秸秆等木质纤维素原料沼气发酵效率的有效途径。木质素很难被厌氧微生物分解利用,然而有研究表明木质素可以经由苯甲酸、苯酚等芳香族化合物被微生物分解利用。采用批次试验探究厌氧苯甲酸降解菌Sporotomaculum syntrophicum FB对秸秆沼气发酵的影响。强化菌株S.syntrophicum接种比例的结果表明,接种比例为5%、10%和20%时,甲烷产量分别为252.2,244.9,234.8 mL/g TS,比对照组提高了20.5%、17.0%和12.2%,TS去除率提高了2.9%、3.1%和3.4%。投加5%~20% S.syntrophicum后的玉米秸秆中纤维素、半纤维素、木质素的去除率,比对照组提高了12%~13%,3%~5%和38%~46%。进一步试验结果显示,添加S.syntrophicum使甲基纤维素、木聚糖和碱木质素(纤维素、半纤维素和木质素的模式物)的甲烷产量分别提高了15.7%、11.4%和7.8%。     

京津廊城市气团光化学污染潜势分析

选取京津廊三市交界处,于2019年和2021年的7月开展PAN (过氧乙酰硝酸酯)在线监测、空间来源解析与反应产率研究,以评估北京、天津、廊坊不同城市气团的光化学污染潜势及近年变化趋势.观测结果表明,三市交界处2021年夏季PAN浓度均值(0.89±0.21)×10^-9,较2019年同期(2.45±0.71)×10^-9下降63.8%.PAN在夏季大气寿命很短,其在该观测点浓度主要受周边城市气团光化学反应控制,其产率呈现明显双峰特征,峰值水平在2019年和2021年的7月分别为3.08×10^-9/h、1.75×10^-9/h,2021年较2019年下降43.18%,与PAN的年际变化趋势吻合.该观测点PAN的潜在源贡献函数(PSCF)高值区在2个观测月均出现在东南方向50km范围内,显示了天津市气团输送对该观测点PAN浓度的显著贡献.当该观测点受天津城市气团绝对影响时,PAN生成潜势和前体物NO₂均呈最高水平,约为受北京城市气团影响时的2.03倍和2.01倍,为受廊坊城市气团影响时的1.53和1.21倍.可见,天津城市气团具有最高的光化学污染潜势,其与北京气团的差异主要源自NO_x,而与廊坊气团的差异则来自NO_x和VOCs两类前体物.     

太湖水体中NSAIDs的时空分布规律和生态风险评价

非甾体类消炎药(non-steroidal anti-inflammatory drugs, NSAIDs)是太湖水体中检出频率较高的一类药物残留物,但目前尚无研究从整个时空角度报道多种典型NSAIDs混合物在太湖的赋存情况.为此,采用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)技术检测了全太湖19个断面5种典型NSAIDs(双氯芬酸、布洛芬、吲哚美辛、萘普生和酮洛芬)的赋存浓度,分析了NSAIDs的时空分布规律及其与环境因子的相关性,并应用混合风险熵值(mixture risk quotient, MRQ)模型初步评估了NSAIDs混合物的生态风险.结果表明,相比于太湖中部,太湖北部、西部和东部水体的NSAIDs混合物赋存浓度较高,酮洛芬是NSAIDs混合物污染的主要贡献者;太湖水体中NSAIDs混合物在夏季(15.9～134.3 ng·L~(-1))和秋季(16.4～144.6 ng·L~(-1))的赋存浓度较高,而在春季(25.3～72.5 ng·L~(-1))和冬季(14.6～57.4 ng·L~(-1))的赋存浓度较低,其在太湖的分布分别与水体电导率和pH的相关性较大;MRQ模型评估结果发现全年共有9个断面处于NSAIDs混合物的高生态风险(MRQ1),NSAIDs混合物的中高级别生态风险(MRQ0.1)持续时间长,横跨春夏秋3个季节,其中秋季的生态风险最大.总体来看,太湖水体中NSAIDs混合物带来的污染不容忽视,尤其是秋季需要引起高度重视.     

双台子河口沉积物重金属溯源及生态风险评估

基于2017~2019年对盘锦双台子河口12个监测站采样点采集的沉积物6种重金属（Cu,Pb,Zn,Cd,Hg和As）的监测分析结果,采用Hakanson潜在生态风险指数法评估其生态风险,并结合监测数据中有机碳及沉积物粒径等参数,借助数理统计与Pearson相关性分析法,开展双台子河口区重金属溯源分析.结果表明：双台子河口沉积物中的重金属Pb和Zn含量均符合第一类海洋沉积物质量标准,而其他4种重金属Cu,Cd,Hg,As则存在不同程度的超标情况,超标站位比例为27.8%,2.8%,27.8%,5.5%,但均符合第二类海洋沉积物质量标准;河口东岸重金属含量高于西岸,河口顶端高于远海,部分重金属元素于该区存在较强的富集现象;双台子河口区域各重金属元素生态风险状况由高至低为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Zn,整体上处于“中风险”水平;溯源分析发现Hg和Cd具有相似物质来源,可能为石化产业项目及海洋油气开发活动引入.Pb,Zn,Cu多来源于化石燃料的使用以及化工生产过程,As的污染源则主要来自农业.     

氧化石墨烯强化厌氧氨氧化菌的脱氮性能

采用氧化石墨烯（GO）增强厌氧氨氧化菌的脱氮性能.通过批次试验观察GO对厌氧氨氧化菌的影响,结果表明：当GO浓度为0.15g/L时,厌氧氨氧化菌脱氮性能最好,总氮去除率比无GO的空白组提高18.6%;当GO剂量达到0.2g/L时,厌氧氨氧化菌活性受到抑制,总氮去除率比空白组降低了26.0%.通过对照实验研究GO对厌氧氨氧化菌脱氮性能的长期影响,结果表明：添加GO的R2反应器在每个基质浓度阶段的平均总氮去除率分别为85.3%,83.2%,81.1%,80.8%,均高于未添加GO的R1反应器.对R2反应器周期内脱氮性能进行动力学分析发现,修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型比修正的Logistic模型更适合描述GO作用下周期内基质去除特性,并且通过模型得到了周期内任意t时刻下的出水总氮浓度和总氮去除率预测公式.     

2019年7月石家庄市O3生成敏感性及控制策略解析

基于石家庄市2019年7月近地面污染物和气象观测数据,分析夏季O₃污染状况及其影响因素;结合WRF-CMAQ模式和O₃浓度等值线（EKMA曲线）,探究不同区域O₃-VOCs-NO_x的非线性响应关系,旨在探究最佳的前体物减排方案.结果表明,观测期间,石家庄市市区MDA8 O₃超标率高达70.9%.污染天期间,伴随着高温、低湿、小风,且以南风和东南风为主.石家庄市市区属于VOCs控制区,郊县为NO_x和VOCs协同控制区.在臭氧污染时段,市区在仅削减NO_x排放,且削减比例超过50%时,持续减排NO_x使得O₃浓度呈逐渐下降趋势.在非臭氧日时段,市区在VOCs和NO_x的削减比例大于1倍时,O₃浓度才不会出现反弹.对于市区应考虑以仅削减VOCs为先;对于郊县区域而言,不同的NO_x和VOCs削减比例下,O₃浓度均会下降...     

基于反硝化除磷的低温启动与稳定运行的中试试验

为了解反硝化聚磷菌(DPAOs)的脱氮除磷特性,以实际生活污水为研究对象,在低温(6～16)℃下采用改良UCT工艺开展了中试规模(20 m3)的反硝化除磷试验研究.结果表明,当T为6～12℃,HRT为20 h,SRT为35 d改良UCT工艺可成功启动并稳定运行.稳定运行时,系统能保持60%±5%的脱氮率,80%±5%的除磷率,其中COD、NH4+-N、总氮(TN)和总磷(TP)出水浓度分别为20、5、11和0. 5 mg·L-1,可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准.为进一步考察该系统脱氮除磷特性,增大好氧池到缺氧池回流比至150%,待系统稳定后,系统可获得较高的脱氮除磷率,其中脱氮率为80%±10%,除磷率为90%±5%.其中,缺氧池反硝化除磷的作用占总生物除磷的80%±4%,COD、NH4+-N、总氮(TN)和总磷(TP)平均出水浓度分别为19. 55、0. 1、7. 8和0. 15 mg·L-1,可达到京标A排放标准.     

污水处理行业温室气体核算模型开发及减排潜力分析

城镇污水处理行业是我国现代化进程中不可或缺的一部分,它承担着城镇污水处理和减排的重要作用,在运行过程中不可避免会产生大量的温室气体。本研究基于污水处理过程中的温室气体排放机理及排放因子法,构建了污水处理温室气体核算模型,并应用于国内典型的某厌氧—缺氧—好氧工艺的污水处理厂。研究结果表明,开发的模型能够有效识别出厌氧—缺氧—好氧工艺温室气体排放占比较高的环节,该环节为污水处理过程中电耗和污水处理过程中的甲烷排放,其在整个温室气体排放系统内占比高达93.09%。污水处理厂可以采取减小曝气量的措施使溶解氧达到2 ～ 3 mg/L,从而降低污水处理系统曝气电耗;另外,优化泵及鼓风机的运行,选用变频调速水泵等措施,可以降低污水提升环节能耗,达到温室气体间接减排的目的。污水处理厂还可以采取甲烷产能回收利用措施,将CH₄燃烧产生的能量作为污水处理系统内的能源供应,这样不仅可以有效减少污水处理厂的能耗,而且可以实现污水处理过程中温室气体排放减量化。     

感潮河段盐度和缺氧水体时空分布规律研究

感潮河段水体的物质输运规律及其时空分布不仅受径流、潮汐动力的双重影响,还受水闸调度等人类活动的影响.针对水闸调度影响下感潮河段复杂的水动力学及其伴随的物质输运过程,提出一种新的算盘式网格结构,建立了水动力学和物质输送的三维数学模型,考察了在径流、潮汐及水闸调度综合作用下,感潮河段水流密度分层的特点,并对水体中溶解氧和盐度的时空分布规律及其影响因素进行研究.结果发现,数值模拟计算结果与观测值吻合良好,表明所建立的三维数值模型可以很好地预测感潮河段的水流运动和物质输运规律.研究表明,感潮河段的缺氧水体首先出现在盐水楔的前端,在盐-淡水分层强度、盐水停留时间及水闸调度的综合作用下,出现溶解氧浓度持续降低的趋势,并导致缺氧水体范围从河口上游向下游扩展,随水闸的放流缺氧水体被冲刷的现象.