微生物光电化学池去除硝酸盐氮:以PANI/TiO2-NTs为光阳极

利用微生物光电化学池(MPEC)去除污染物是一种经济高效环保的方法.本实验在制备获得聚苯胺/二氧化钛纳米管阵列(PANI/TiO_2-NTs)复合光电极的基础上,构建了由PANI/TiO_2-NTs光阳极和生物阴极组成的MPEC系统,并对其去除硝酸盐氮(NO~-_3-N)的性能进行研究.结果表明,PANI负载时间为80 s时,PANI/TiO_2-NTs电极光电性能最佳,相比于TiO_2-NTs电极光电流密度增大约一倍,PANI的修饰有效提高了光能利用率.构建的MPEC系统能在无外加电压的条件下利用光能驱动实现自养反硝化脱氮,NO~-_3-N的生物降解符合准一级反应动力学方程.光响应电流密度越大,系统反硝化脱氮性能越好,NO~-_3-N初始浓度为25 mg·L~(-1)时,当光响应电流密度从0.17 mA·cm~(-2)增加至0.67 mA·cm~(-2),平均反硝化速率从0.83 mg·(L·h)~(-1)增大到2.83 mg·(L·h)~(-1).对生物阴极微生物膜进行了高通量测序,发现Pseudomonas所占比例最大(27.37%)为优势菌属.分析认为PANI/TiO_2-NTs光阳极产生的光生电子通过外电路传递到阴极,Pseudomonas、Alishewanella和Flavobacterium等具有自养反硝化能力和电化学活性的微生物可直接利用电极上的电子作为唯一的电子供体进行自养反硝化脱氮.     

基于互联网大数据的成都餐饮源细颗粒物排放空间分配研究

餐饮过程排放的废气正成为大城市大气污染的重要来源之一.根据成都市2013年排放清单更新的研究成果,综合运用本地化的餐饮排放因子、排放活动水平的调查成果和成都市统计年鉴的统计数据等信息,对成都市餐饮源的PM_(2.5)排放总量进行了估算,其结果为4740 t·a~(-1).为了对区域的餐饮废气排放进行空间分配,本文抓取了互联网兴趣点POI信息.通过这些信息,对成都市的社会餐饮、学校食堂餐饮和家庭餐饮的空间来源进行了表征,对成都市生活源中餐饮污染物排放的空间分布规律进行了探索,并提出了新的餐饮源高分辨空间分配方法.结果表明,基于POI空间分配的2013年成都餐饮源单位面积年排放强度均值为0.29 t·km~(-2)·a~(-1),主城区均值为3.47 t·km~(-2)·a~(-1),全市的排放量分布区间为0~35.7 t·km~(-2)·a~(-1).互联网POI信息可以作为研究城市餐饮源空间分布的重要数据来源,在实际应用上更适于表征社会餐饮点源污染.     

重庆市城镇居民生活区污水水质特征分析

随着城市化建设加快,城市人口增加。重庆市城区居民生活区所排污水已成为生活污水主要来源之一。对重庆市13家居民生活区污水进行监测的基础上,分析了污水的污染当量负荷比、污染物随时间变化规律,结果表明,重庆市城镇居民生活区污水未经处理,水质较差,化学需氧量达672.11 mg/L。污水经处理后,各项指标均有所削减,其中动植物油削减效果最好,削减率达77%。居民生活区主要污染因子为COD、BOD5。污染物浓度冬季最高,夏季最低,春秋两季浓度波动不大。早、中、晚污染物浓度变化不大,小范围内略有波动。     

基于AOD数据和GWR模型估算京津冀地区PM2.5浓度

利用MODIS气溶胶光学厚度（AOD）数据针对不同土地覆盖类型的适用性,提出了一种基于土地覆盖类型的AOD融合方法,生成了一种新的3km AOD数据集.在此基础上,通过地理加权回归（GWR）模型估算了京津冀地区2016年PM_2.5浓度,并用交叉验证的方法对模型性能进行评价.结果表明：利用融合后的AOD数据建立的模型可解释PM_2.594.85%的浓度变化,交叉验证R²为0.94,RMSE为9.27μg/m³,MPE为6.72μg/m³,明显优于多元线性回归（MLR）模型;基于GWR模型估算的京津冀地区2016年年均PM_2.5浓度为58.57μg/m³,其中冬季PM_2.5浓度最高,春秋季次之,夏季浓度最低,PM_2.5月均浓度变化范围32.78~140.83μg/m³,8月份浓度最低,12月份浓度最高;空间分布南北差异显著,衡水市PM_2.5污染最为严重,张家口市PM_2.5浓度较低.利用此方法成功弥补了PM_2.5空间缺失,为城市尺度的健康效应和环境流行病学研究提供数据支持.     

铅酸电池系统的铅流分析

探求铅的工业流动规律,寻求环境管理的理论依据.在构建铅酸电池生命周期铅流图基础上,建立了铅酸电池系统与外部环境之间的联系,获得了铅的工业流动基本规律.结果表明,提高铅的生态效率,有助于铅矿资源保护和环境改善.要做到这一点,需要保持较高的铅循环率、较低的铅排放率.提出了铅流状况的评价指标.分析了中国铅酸电池系统中铅的流动.通过与瑞典某铅酸电池系统中铅的流动进行对比,发现由于中国铅的循环率低下、铅的排放率偏高、铅酸电池年产量持续增长等,造成了中国铅酸电池系统中铅的生态效率十分低下.结合中国铅业实况,分析了铅的循环率低下和铅的排放率偏高的成因,提出了改善对策.     

长期定位施肥对土壤生理转化菌群的影响

针对哈尔滨黑土28 a长期定位施肥现状进行土壤生理转化菌群测试分析,采用稀释平板法和MPN法测定不同施肥处理土壤的微生物各生理群的数量.结果表明:施肥处理的土壤微生物多样性指数最高,微生物种类多,群落结构较复杂,同不施肥处理之间的土壤微生物群落结构组成存在显著差异.     

铜绿微囊藻、斜生栅藻生长的磷营养动力学特征

在无磷培养基中添加不同质量浓度的磷,对经过磷饥饿的铜绿微囊藻Microcystisaeruginosa和斜生栅藻Scendesmusobliquus进行一次性培养,比较研究磷饥饿下两种藻对外源磷的生长反应,并应用Monod方程计算了两种藻的营养动力学参数(Umax、Ks)。结果表明,铜绿微囊藻现存量快速增加的磷质量浓度在0.020~0.200mg·L-1之间,比生长速率快速增长的磷质量浓度在0.00~0.200mg·L-1之间,斜生栅藻现存量快速增加的磷质量浓度在0.02~4.00mg·L-1之间,比生长速率快速增长的磷质量浓度在0.020~0.500mg·L-1之间。无论在现存量上还是在生长速率上,铜绿微囊藻适宜的磷质量浓度都比斜生栅藻的低。铜绿微囊藻的最大生长速率和半饱和常数分别为0.229/d、0.026mg·L-1;斜生栅藻的最大生长速率和半饱和常数分别为0.395/d、0.031mg·L-1。生长动力学参数表明:当磷缺乏的情况下,铜绿微囊藻容易形成优势,当磷丰富的情况下,斜生栅藻容易形成优势。     

天津市纪庄子污水处理厂恶臭气体排放研究

2011年,在天津市纪庄子污水处理厂内采集空气样品,并对其中恶臭气体的浓度、扩散模式、影响范围及污水厂内各主要构筑物间相关系数进行了分析研究。结果表明,污水处理厂格栅处恶臭气体浓度最高,为4.31 ng/mL,其中95.61%为H2S气体,其他构筑物恶臭气体浓度范围为0.09～0.32 ng/mL,恶臭气体浓度较前处理工艺相比有大幅度减少;各主要构筑物排放的恶臭气体符合高斯气体扩散模式,恶臭影响范围为厂界外100 m以内;格栅处恶臭气体的排放对于厂界处恶臭气体浓度的贡献度最大,为42.68%;格栅、初沉池、脱水机房、二沉池之间的相关度在90%以上。     

甲烷吸附塔模拟装置阻火性能的实验研究

为了研究甲烷变压吸附提纯装置工作过程中的安全性,研制了甲烷吸附塔阻火性能模拟试验装置.通过改变吸附层厚度、空间位置和工作压力,测试点火引爆后的压力和温度,得到了爆炸火焰穿透介质层的规律,并按照各个因素对火焰穿透性能的影响建立了指数评价公式模型,根据该模型可以判断甲烷吸附塔内发生火焰传播的可能性.     

偏远高山湿地土壤中PAHs污染特征:以神农架大九湖为例

于2012年4月沿大九湖湿地平均分布10个采样点,各采集0~10、10~20以及20~30 cm浅层土壤,采用GC-MS对大九湖湿地浅层土壤中USEPA 16种优控多环芳烃（PAHs）进行分析,对其分布、组成、来源进行了详细的讨论,并对高山湿地PAHs污染标志物进行了浅析.结果表明,研究区0~10、10~20、20~30cm浅层土壤中∑₁₆PAHs含量分别为48.55~984.73、14.36~806.47、12.84~1191.53 ng·g^-1,均值分别为302.94、142.98、208.68 ng·g^-1;7种致癌单体多环芳烃含量范围分别为21.20~844.29、2.96~592.06、0.66~964.70 ng·g^-1,均值分别为197.25、93.16、147.16 ng·g^-1,分别占总PAHs的65.12%、65.13%、69.08%;泥炭区PAHs含量明显高于非泥炭区,且已达到重度污染程度;PAHs组成以4、5、6环为主;结合IcdP/（IcdP+BghiP）及Pyr/BaP比值分析,推测大九湖湿地浅层土壤中PAHs主要来源于化石燃料及木材的燃烧,近年来旅游车辆的进入对PAHs的贡献较大;对浅层土壤中各单体PAH与PAHs总含量进行回归分析表明、苯并（b）荧蒽、茚（1,2,3cd）并芘、苯并（a）蒽作为泥炭地PAHs标志性化合物,用来评价PAHs的污染程度.