基于卫星遥感的中国城市NO2月际演变分析及污染控制研究

利用OMI(ozone monitoring instrument)数据,研究了2004—2012年中国地区,以及北京、兰州、上海、重庆、广州等城市的NO₂柱密度月均值演变,发现近８年特别是“十二五”后中国NO₂柱密度月均值仍呈增加趋势。各城市NO₂柱密度月际演变具有明显的周期性特征,分析表明,海平面气压场的月均值变化与污染源排放量和NO₂存在时间具有一致性,是导致区域及城市NO₂柱密度显著增高的主要原因之一。基于各城市的NO₂污染源数据,对比分析了北京、上海、重庆、天津NO₂排放源的行业差异,指出根据天气背景结合NO₂排放源特征是NO₂污染控制的有效途径。     

天然橄榄石对水体铜绿微囊藻的去除效果

为开发安全、高效、廉价的水华控制技术,选择铝土矿、磷铁矿、黄铁矿、铬铁矿及橄榄石等10种天然矿物材料,以水体铜绿微囊藻为研究对象,通过跟踪测定其叶绿素a的变化,研究了天然矿物对水体铜绿微囊藻去除特性,并探讨了天然橄榄石去除铜绿微囊藻的影响因素及去除机理。结果表明：相同条件下天然橄榄石具有最高的除藻能力;矿物用量及藻密度对橄榄石除藻过程影响最大,其次为pH及水温,光强影响最小;当橄榄石浓度为1.5 g·L^‒1,藻密度<1.7×10⁶ cells·mL^‒1、水温15 ℃、反应介质为弱酸性或中性(pH 5~7)时,吸附1 h后,叶绿素a去除率高于96%。进一步分析可知,天然橄榄石主要通过静电作用对铜绿微囊藻进行吸附,进而使藻细胞絮凝沉降,部分藻细胞破裂分解,同时天然橄榄石在反应过程中吸附培养基中的营养盐,造成藻细胞营养缺少,从而对藻细胞的生长造成一定的抑制作用。     

我国生态环境预警研究进展

通过回顾国内生态环境预警研究历程,系统分析、总结了生态环境预警研究基本原理、研究内容与研究方法,指出国内生态环境预警研究视野涵盖生态环境要素与生态系统、人居生活与产业经济、流域与不同级别行政区等众多领域,但由于基础理论及关键技术研究成果积累有限,研究内容设置欠合理、研究技术方法体系不健全,难以支撑国家及地方生态安全保障需求;提出今后生态环境预警研究亟须强化基础理论建设,补充生态安全问题辨识、诊断及其产生发展、驱动机制等重要研究内容,重视不同类型生态风险在时间上延续、空间上扩展的发展特征,并采用多尺度研究技术获取全面的数据信息充实研究细节、提高生态环境预警精准度,进而健全生态环境预警研究体系,切实为区域生态环境管理提供支撑。     

生物洗涤塔内产漆酶苯降解菌的分离鉴定及菌剂制备应用

从生物洗涤塔内循环洗涤液中分离鉴定得到3株苯降解菌Kocuria rosea sp. R(玫瑰色考克氏菌属)、Bacillus sp. W(芽孢杆菌属),以及Arthrobacter sp. Y(节杆菌属),通过研究其苯降解动力学,确定苯降解优势菌为Bacillus sp. W,优化其降解条件并探究其代谢途径。结果表明,添加皂角苷可促进苯的生物降解,但根据不同细菌的代谢特点,其影响存在显著差异。在产漆酶菌Bacillus sp. W的降解下,苯的半衰期为8.08 h,而皂角苷与苯共代谢时,苯的半衰期缩短为4.90 h。在最优条件下,即pH为7、起始苯浓度为50 mg·L⁻¹、皂角苷添加量为75 mg·L⁻¹,Bacillus sp. W的漆酶酶活最高为490.21 U·L⁻¹。在漆酶等参与下苯存在独特苯降解通路,苯在加氧酶作用下转化为邻苯二酚,漆酶可催化酚羟基邻位发生甲氧基取代,进而分子内加成为呋喃衍生物,再经一系列下游酶的作用降解成小分子。在生物反应器中添加由分离得到3株菌株复合而成的菌剂,苯去除效率在第5 d达最高81.21%,比常规驯化活性污泥提前了17 d,还增强了反应器的抗冲击能力。将菌剂接种到实验室的泡沫生物洗涤反应器中,实现了反应器快速启动,启动期仅为5 d。本研究可为生物技术治理疏水性和难降解性VOCs提供参考。     

Pt-CuMnCeOx/堇青石微波催化燃烧VOCs性能

微波催化燃烧是一项新的VOCs处理技术,提升VOCs处理效率的关键在于开发催化活性更高、性能更稳定的催化剂。将贵金属Pt与铜锰铈金属氧化物复合制备了Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂,SEM、BET和XRD表征基础上测试催化剂对双组分VOCs-甲苯和乙酸乙酯的催化活性与稳定性。研究表明,Pt的复合提高了催化剂表面活性颗粒的分散性,增大了催化剂的比表面积和孔体积,升高了铜锰价态而提高了催化剂的低温催化活性。微波功率40 W时,Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂的甲苯和乙酸乙酯的降解效率高出CuMnCeO_x/堇青石16%和11%;微波功率70 W时,Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂可完全去除甲苯和乙酸乙酯,总VOCs去除率达97%左右且活性保持稳定。本研究结果可为微波催化燃烧VOCs技术提供参考。     

基于环境DNA宏条形码的青岚湖自然保护区鱼类组成及分布特征

为探究在不同引物、不同参考数据库下环境DNA技术检测结果的差异,于2021年4月,采用环境DNA宏条形码技术分析了青岚湖鱼类多样性。选取16S rRNA及Cytb 2种引物,NCBI及本地数据库2种数据库,分别进行比对注释。结果表明:在青岚湖29个采样点中,共检测到7目15科43属64种鱼类,其中在16S-NCBI情形下获得4目9科19属20种鱼类,在16S-本地数据库情形下获得6目13科27属38种鱼类,在Cytb-NCBI情形下获得4目6科16属19种鱼类,在Cytb-本地数据库情形下获得2目5科15属20种鱼类。在青岚湖29个采样点中,鱼类更多地分布于湖面宽阔的中间地带(如S31附近),且南部较北部更少,鱼种的分布呈现一定的空间相似性。就研究区域而言,选择16S rRNA引物及本地数据库可以获得更全面的鱼类物种。通过与青岚湖鱼类历史数据比对发现,环境DNA技术在研究区域具有较强的适用性,如能选择适当的引物和本地数据库,可以更全面地反映研究区域的物种组成情况。     

广西近岸海水和沉积物中有机氯农药的分布及生态风险

通过对广西近岸水体和沉积物中2类有机氯农药(OCPs,包括HCHs和DDTs)的大面调查,评估了广西近岸海域OCPs的分布特征、污染状况和生态风险。结果显示:广西近岸海域的海水中所有站位都未检出HCHs和DDTs,所有站位的沉积物中也未检出HCHs,43个沉积物站位中DDTs的检出率为11.6%,沉积物中DDTs含量范围为nd~3.7 ng/g。研究表明:广西近岸水体及沉积物中OCPs的污染水平很低,沉积物中DDTs具有较为明显的空间分布规律,呈现出渔港附近含量高,以及TOC (有机碳)含量较高的河口附近含量高的特征。船舶防污漆可能是造成渔港附近DDTs含量较高的主要原因,部分河口站位主要受河流输入污染物影响,DDTs主要来源于历史残留,沉积物中TOC含量是影响DDTs残留分布的重要因素,DDTs易与悬浮物中的有机质通过吸附络合结合而沉积。生态风险评价结果显示:广西近岸海水的HCHs和DDTs生态风险极低,沉积物的HCHs生态风险也极低,沉积物中DDTs的潜在生态风险总体很低。     

TiO2/UV/O3协同老化对微塑料吸附甲基橙的影响

为了探究协同老化后的微塑料与有机污染物的相互作用机制,以PVC作为研究对象,采用TiO₂/UV/O₃协同老化方式,对比考察了老化前后PVC对甲基橙(MO)的吸附性能。结果表明,随着老化的进行,PVC颗粒表面碎片化加深,粒径明显减小,Zeta电位值降低,并出现了新的含氧官能团。原始PVC对MO的吸附符合准一级动力学模型,而老化后的PVC对MO的吸附符合准二级动力学模型,且主要的吸附模式均为液膜扩散和颗粒内扩散。动力学拟合结果表明老化前的PVC对MO的吸附以物理吸附为主,而老化后的PVC对MO的吸附以化学吸附为主。老化前后的PVC对MO的吸附均符合Freundlich等温吸附模型,表明MO与微塑料之间的相互作用是在非均匀表面上的多层吸附。以上研究结果可为微塑料携带有机污染物在环境中的迁移转化的行为提供参考。     

微波-均相Fenton法深度处理工业聚集型村镇复合废水

为了提高工业聚集型村镇复合废水处理效率,对微波-均相Fenton技术进行了研究。基于Box-Behnken响应曲面法,重点考察了初始pH值、H2O2/Fe2+摩尔比、H2O2投加量、微波功率及微波辐射时间的单独及交互作用;建立以COD去除率为响应值的二次响应曲面模型并采用方差分析进行验证。结果表明,影响因子显著性排序为：初始pH值 > H2O2投加量 > 微波辐射功率 > H2O2/Fe2+摩尔比 > 微波辐射时间;其中初始pH和H2O2投加量之间交互作用显著;所建数学模型回归性较好,最优组合条件为：初始pH值3.43,H2O2投加量19.2 mmol·L-1,H2O2/Fe2+摩尔比39.42,微波辐射功率597.55 W,微波辐射时间5.12 min,该条件下COD实际去除率为95.3%,与模型预测结果相比偏差为4.7%。采用微波-均相Fenton法深度处理工业聚集型村镇复合废水,出水COD值完全满足《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级排放标准COD≤100 mg·L-1。     

利用制糖副产物土壤化赤泥的效果

赤泥因具有碱性高、孔隙率低、团聚性差和养分缺乏等问题,同时因其生产性状差,堆场植被复垦难以实现;而且在堆存过程中,重金属元素具有潜在的长期浸出性,存在污染环境的风险。利用富含多种有机成分且蓬松度好的制糖副产物酒精废醪液、蔗渣对赤泥进行改性,可实现土壤化及植被复垦。结果表明,添加制糖副产物对赤泥理化性质及所含重金属迁移性具有显著影响,蔗渣能使孔隙度得到改善,酒精废醪液与赤泥比值（mL:g）＞3时,赤泥的pH可降至8以下,配合添加酒精废醪液和蔗渣可使赤泥的有机质含量从（19.8±1.2）g·kg-1增加到200 g·kg-1左右,经土柱模拟实验发现添加剂可使赤泥所含重金属的生物有效性增强。