褐煤对苯酚的吸附性能及机制研究

酚类废水是一种有毒且排放量较大的有机废水,排放之前必须进行有效处理。以污染物苯酚为研究对象,褐煤为吸附剂,基于实验室小试,在正交试验的指导下,采用振荡平衡法研究了褐煤对苯酚的吸附效果,确定了褐煤用量、振荡吸附时间、温度、pH值对苯酚模拟废水吸附效果的影响。结果表明:在褐煤用量为10 g、振荡时间为1.5 h、温度为25℃、pH值为6的条件下,对100 mL质量浓度为100 mg/L的苯酚模拟废水处理效果最佳,苯酚的去除率可达70.86%。在最佳吸附条件下,一方面结合吸附苯酚前后褐煤比表面积及孔隙结构的变化进行分析,另一方面利用FT-IR对褐煤吸附苯酚前后表面官能团的变化进行了对比分析。褐煤内部孔隙发达,存在多类孔,以50 A以下的孔居多数,表明其微孔结构较复杂,且吸附行为致使孔隙面积缩小至近1/3,微孔减少明显,表明微孔对吸附过程影响很大;褐煤表面含有丰富的含氧官能团,为吸附苯酚提供了条件,在吸附苯酚的过程中物理吸附与化学吸附同时存在,褐煤主要表面宫能团—COOH、酚羟基及苯环结构骨架在化学吸附苯酚方面发挥着重要作用。这两方面从微观角度很好地解释了褐煤的吸附机理。     

退耕还林还草工程对生态系统碳储存服务的影响——以黄土高原丘陵沟壑区子长县为例

陆地生态系统碳储量是表征生态系统碳储存服务的重要指标,与土地利用变化之间存在着密切的关系。退耕还林还草工程使区域土地利用格局发生巨大变化,并对生态系统碳储存服务造成了较大的影响。为了能简单快速的评估退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储存服务所带来的影响,以位于黄土高原丘陵沟壑区的子长县为例,运用InVEST模型评估了退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储量的影响,进一步耦合InVEST模型和FLUS模型,并设置四种不同的退耕还林还草实施情景,预测子长县2037年陆地生态系统碳储量变化和碳汇产生的经济价值。研究发现：（1）子长县退耕还林还草工程实施效果显著,17年间共有31627.98 hm²耕地退耕为林地和草地,境内的林草覆盖率由2000年的53.26%增长至2017年的64.20%;（2）退耕还林还草工程的实施显著提升了子长县陆地生态系统碳储存服务,碳储量由2000年的39.19×10⁶ t增长至2017年42.34×10⁶ t,增加量集中在工程实施主要阶段（2000—2008年）;（3）未来子长县若继续实施退耕还林还草工程,其生态系统碳储存服务会得到进一步提升,且会获得一定的碳汇经济价值。预计到2037年子长县在退耕还林还草工程实施A、B、C、D四种情景下的陆地生态系统碳储量将分别达到：43.78×10⁶ t、44.10×10⁶ t、44.32×10⁶ t和44.54×10⁶ t,并将由此获得碳汇经济价值净收益分别为1627.88万美元、1979.89万美元、2231.39万美元和2471.67万美元。耦合InVEST-FLUS模型,不但能利用InVEST模型简单快速的对陆地生态系统碳储量进行评估,而且还能基于FLUS模型对未来土地利用变化情景下的陆地生态系统碳储量和碳汇经济价值做出测算。     

生活垃圾焚烧厂超低排放的改造路线

通过分析国内外垃圾焚烧发电厂烟气净化系统的现状,基于燃煤电站和垃圾焚烧发电厂烟气物性之间的相似性及燃煤电站超低排放系统的先进性,提出了分别以循环流化床法脱硫和高效协同型湿法脱硫技术为核心的垃圾焚烧烟气超低排放改造可行技术路线,并分析了2种技术路线的初投资和运行成本.结果表明：2种技术路线的初投资相当,约为1.37万元/t,但以湿法脱硫为核心的技术运行费用较高,日运行成本约为16.46元/t;采用环保电价补贴政策时,2种烟气超低排放技术路线超过政策发电量部分的发电收入分别可以在3a和7a内弥补超低排放改造及运行带来的资金支出.     

干旱寒冷地区氧化沟工艺活性污泥的菌群结构研究

为了探讨新疆干旱寒冷地区城市污水厂活性污泥的菌群结构特征,采用高通量测序技术对北疆5座城市污水厂活性污泥进行菌群分析。结果表明:5座污水厂基本可以达到各自的设计出水标准,其中3座污水厂运行中出现了污泥丝状膨胀。变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）是活性污泥的优势细菌门,相对丰度分别为30.65%~43.12%、21.15%~33.64%和5.02%~14.36%。放线菌门（Actinobacteria）在沉降性能良好的污泥中相对丰度为2.97%~6.17%,而在丝状膨胀污泥中相对丰度达到11.69%~15.64%。季节性膨胀污泥中微丝菌属（Microthrix）和黄杆菌属（Flavobacterium）相对丰度呈现出季节性变化,常年膨胀的污泥中腐螺旋菌属（Saprospiraceae_norank）为优势细菌属,相对丰度达到17.48%~18.30%。子囊菌门（Ascomycota）是丝状污泥膨胀中的优势真菌门,相对丰度达到56.60%~72.68%。研究结果可对干旱寒冷地区污水厂运行调控提供理论支撑。     

产多胺细菌阻控空心菜富集Cd和Pb效应

通过产多胺筛选培养基,借助超高效液相色谱技术,本研究从重金属污染农田空心菜根际土壤中筛选具有钝化重金属的产多胺细菌,并通过水培试验研究功能菌株对空心菜生长、多胺含量和抗氧化酶活性以及Cd和Pb吸收的影响.结果显示,从空心菜根际土壤中共分离到9株高产多胺的细菌菌株,其中Enterobacter bugandensisYX6能够分泌精胺和亚精胺,Klebsiellaquasivariicola YX8能够分泌腐胺.在LB培养基中,菌株YX6和YX8对Cd和Pb吸附去除率均大于80%.水培试验表明菌株YX6和YX8能够显著提高空心菜地上部和根部多胺（29.3%~180%）的含量以及可食用部分超氧化物歧化酶（18.5%-42.7%）和过氧化物酶（46.2%~100%）的活性,进而显著提高了空心菜地上部（21.2%~40.9%）和根部（43.3%~68.2%）的干重,同时降低了空心菜地上部和根部Cd（45.8%~69.5%）和Pb（42.4%~63.6%）的含量.产多胺细菌E.bugandensisYX6和K.quasivariicola YX8不仅能够提高空心菜生物量和抗氧化酶活性,还能低空心菜对Cd和Pb的吸收,为重金属超标农田安全利用和减少蔬菜中的重金属含量提供菌种资源.     

Pxrf土壤重金属检测的影响因素、模式与校正方法

针对便携式X射线荧光光谱（Pxrf）法测定土壤重金属检测精度不足的问题,提出一种以Pxrf测定值及场地参数的特性关系为基础的通用建模方法和流程,用以构建适用于各场地特性的Pxrf校正模型,以提高Pxrf的测量准确度.以北京某典型矿区污染场地为例开展研究,选取土壤中Pb、Sr、Cu、Fe、Mn、Zn 6种重金属,通过潜在相关因子（土壤有机质含量、含水率、实际污染物含量）及其不同数学变换形式（指数、对数、幂函数的数学变换）与Pxrf测定值的相关分析,识别显著影响Pxrf测定值的影响变量、影响程度及影响形式;基于影响因子识别结果,建立其与Pxrf的数学模型表达式,实现Pxrf测定值校正,准确值提高的目的.结果表明：Pb、Cu、Zn 3种重金属的Pxrf测量值与实际浓度呈现显著相关,相关系数值为0.75~0.82;重金属Sr、Fe、Mn相关系数值为0.25~0.52,其相关性稍差.含水率对Pxrf检测影响程度从小到大排列依次为Sr、Mn、Cu、Pb、Zn,相关系数值范围为0.1~0.7.所有重金属的Pxrf测量值受土壤有机质含量影响弱,相关系数均低于0.5.经模式变换后,重金属Zn、Pb、Cu的Pxrf测量值与实际浓度相关性呈增大趋势（增大了4%~13%）;其他重金属无显著变化.模型校验结果显示,Pb、Zn、Cu、Mn四种重金属的模型可用来提高该场地Pxrf法检测精度.相较于原始Pxrf测量值,可用模型中经校正后的Pxrf值的相对误差从32.4%~56.6%降至4%~29.9%.     

基于氨氮,硝氮及乙酸条件下Anammox菌的培养

为探讨Anammox菌在氨氮、硝氮及乙酸条件下的富集特性,采用某城市污水处理厂A²/O系统中的生物填料作为MBBR的载体直接启动并运行.结果表明,在NH₄⁺-N、NO₃^--N及乙酸为基质的培养条件下,Anammox菌可在部分反硝化和厌氧氨氧化协同作用下快速富集.经过130d的富集培养,MBBR处理负荷（以N计）达到920.79mg/（m²·d）,Anammox活性（以NH₄⁺-N计）达到3 018.19mg/（m²·d）.高通量结果显示,经富集培养后,Ca.Brocadia占比从0.89%增至27.80%,为Anammox菌的主导菌属;Thauera占比从0.01%增至6.75%,Flavobacterium占比从0.29%增至11.72%,为部分反硝化菌的主导菌属.     

持久性有机污染物(POPs)超临界水修复技术的发展与展望

持久性有机污染物（POPs）具有持久性生物累积性、半挥发性和长距离迁移的性质,广泛位于土壤、废水和污泥中。我国目前面临的POPs污染问题日益严峻。由于超临界水修复技术具有快速、高效、无毒等优点,在POPs修复方面具有较好的应用前景。从超临界水特性、国内外超临界水修复技术等方面系统分析了国内外超临界水修复的研究现状、超临界水修复技术的优缺点和适用性,提出了超临界水修复关键技术及装备系统,以期为其发展和提升提供参考。     

秸秆能源化利用技术评价方法探究与优化

生物质能源是未来能源结构的重要组成部分,而农作物秸秆作为生物质能资源的主要来源之一,其能源化利用技术值得探索。为科学评价秸秆能源化利用技术的资源利用、技术适用性、经济效益、环境效益和社会效益,以现有文献为基础,对常用于秸秆能源化利用技术的评价方法研究现状进行综述,分析各种技术评价方法的优缺点,总结比较了不同方法的评价范围,提出适合秸秆能源化利用技术的评价方法,即全生命周期评价法与层次分析法相结合的综合评价方法。并根据现有文献建立了评价指标体系,为后续秸秆能源化技术利用模式的科学评价提供参考。