长江中游平原湖区人工林枯落物和表层土壤持水特性

研究长江流域平原湖区人工林的水源涵养功能,对长江两岸造林绿化和生态修复具有重要指导意义.通过野外调查,采用室内浸泡法,分析比较了7种不同林分类型枯落物层和土壤表层的水源涵养能力.结果表明:(1)枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,未分解层蓄积量以池杉林(Taxodium ascendens)最大,半分解层蓄积量以苏柳林(Salix jiangsuensis)最大.池杉林的总蓄积量最大,为3.90 t/hm2;(2)未分解层最大持水率大于半分解层,其值分别为263.63％～530.86％和209.17％～277.91％.未分解层和半分解层的最大持水量为0.95～4.48和4.15～6.02t/hm2,分别以池杉林和苏柳林最大;(3)未分解层有效拦蓄量为0.44～3.11 t/hm2,半分解层为0.75～3.82 t/hm2,分别以池杉林和二球悬铃木林(Platanus acerifolia)最高.总最大持水量和总有效拦蓄量均以池杉林最大,分别为9.61和5.64t/hm2;(4)枯落物持水量随浸水时间的延长表现为先显著增加后减缓,最后达到饱和,两者之间呈对数函数关系.枯落物吸水速率随浸水时间的延长表现为前期吸水速率较大,后急剧变小,最后趋近于0,两者之间呈幂函数关系;(5)表层土壤最大持水量和有效持水量最大的均为苏柳林,分别为1 116.27和213.27t/hm2.枯落物层以池杉林水源涵养能力较好,土壤表层以苏柳林水源涵养能力较好.总体来看,以苏柳林的综合水源涵养能力较好.     

钙基吸附剂捕集生物质燃气中的二氧化碳

生物质热解燃气中CO2的捕集,是提高燃气热值和实现碳减排的关键问题之一。为利用生物质热解燃气温度偏高的特点,拟通过化学吸附方法,捕集燃气中高浓度的CO2。为此,利用不同钙基前驱物制备了系列钙基固体吸附剂,系列钙基固体吸附剂对CO2的单次吸附和循环吸附实验结果表明,含钙和镁氧化物混合物的吸附剂具有较稳定的循环吸附特性以及较大的吸附负荷。孔结构特性分析表明,适宜于CO2吸附的有效孔径范围可能为小于4 nm。因此,可以通过对天然白云石的改性获得合适孔径的钙镁基固体吸附剂,达到有效捕集生物质燃气中CO2的目的。     

模块化填料人工湿地处理农村生活污水

构建美人蕉(Canna indicate L.)潜流人工湿地系统,对比研究基于模块化填料的人工湿地系统(MS-C-S)和基于普通碎石填料的人工湿地系统(GS-C-S)对农村生活污水的处理效果。结果表明,模块化填料对氨氮和总磷的去除率明显高于碎石填料。在MS-C-S和GS-C-S系统运行5 d后,MS-C-S系统对氨氮的去除率高达54.2%～69.4%,而GS-C-S系统仅为13%～28%;MS-C-S系统对总磷去除率77.7%～83.5%,而GS-C-S仅为54.5%。MS-C-S系统对氨氮和COD的去除率比MSU-S分别高出约23%和11%;而MS-C-S和MS-C-L系统对氨氮、总磷和COD的去除趋势和去除效果都几乎相近。模块化填料及以其为基质的人工湿地系统可以很好地去除氨氮、总磷和COD,有一定的应用前景。     

改性活性氧化镁的除氟效能及机制

通过静态吸附实验,研究了改性活性氧化镁的除氟效能,通过比表面积、孔容、孔径和表面元素及化合物含量分析,初步探讨了改性机制。结果表明,改性后的活性氧化镁吸附行为更符合Langmuir等温线的拟合,即吸附为单分子层吸附,饱吸附容量为88.50 mg/g,吸附平衡常数为0.3681 L/mg,吸附速率可用拟二级动力学方程描述;改性活性氧化镁的吸附除氟效果基本不受溶液中共存的Cl-、NO-3、SO2-4和HCO-3的影响,但HPO2-4对改性活性氧化镁等除氟效果影响较大,尤其当其浓度大于100 mg/L时,显著降低改性活性氧化镁的吸附容量。温度升高改性活性氧化镁的吸附容量增大,在实际饮用水处理中p H基本不会影响除氟效果。改性活性氧化镁吸附除氟的最佳温度为30℃,最适p H为6~9.5。比表面积和孔容的增大可能是改性活性氧化镁吸附容量提高的主要原因之一。     

磁性活性炭的制备及其对水中甲基橙的吸附

活性炭被广泛应用于水处理领域,然而吸附饱和后难以分离和再生的缺点却限制了其应用。本研究采用化学共沉淀法将铁氧化物和活性炭进行复合,制备出同时具有磁分离性能和较强的吸附性能的磁性活性炭复合材料,并对制备的复合材料进行表征,考察其对水中甲基橙的吸附性能。结果表明,制备的磁性活性炭的比表面积为666.72 m2/g,平均孔径为3.16 nm,具有良好的磁性能,在外加磁场下能快速地从溶液中分离出来且磁性能相对稳定,铁氧化物对活性炭吸附性能的影响不大。在温度为25℃、p H为5、吸附剂用量为3 g/L的情况下,吸附3 h后,该磁性活性炭对甲基橙的吸附率可达99.1%,预示着该磁性活性炭在水处理方面具有潜在的应用前景。     

修复 PAHs 复合污染体系的高效菌群构建及降解特性简

从污染环境分离和筛选得到了9株PAHs降解菌,以其为基本菌种,构建高效修复PAHs复合污染体系的菌群（D）。采用平板稀释涂布计数法对降解体系中菌群（D）的动态结构进行了解析,数据显示菌群内的微生物在降解过程中能相互协作,发挥稳定且高效的降解作用。实验进一步研究了菌群D对单一PAH和混合PAHs的降解特性,结果表明,无论对单一PAH还是混合PAHs,菌群D均具有较强的降解能力。当降解历时6 d,菌群D能使40 mg/L的单一PAH平均降解85.8%,使60 mg/L的混合PAHs平均去除89.4%。菌群D在多环芳烃复合污染体系的生物修复方面具有潜在的应用价值。     

固定化菌藻微球的制备、表征及其对富营养化湖水的修复

以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为主要包埋材料,以活性炭、SiO2和CaCO3作添加剂,采用普通小球藻(Chlorella vulgaris)和活性污泥制备固定化菌藻微球。采用正交实验对微球的制备条件进行了优化,并对最优化条件下制得的微球进行了表征,还考察了固定化菌藻微球对某富营养化湖水的修复效果。结果表明,固定化菌藻微球的最优化制备条件为:PVA用量10%(m/v),微生物包埋量15 mL,海藻酸钠用量0.6%(m/v),氯化钙浓度2.0%(m/v)。制得的微球具有较大的比表面积,内部呈网状结构,孔径分布均匀,中孔居多,适合小球藻和微生物生长。采用固定化菌藻微球可有效修复上述湖泊的实际富营养化湖水,微球可重复使用3~4个循环,在前4个循环中,每个循环历时96 h,TN平均去除率达80%以上;TP平均去除率达90%以上;COD平均去除率达85%以上,表明固定化菌藻微球在富营养化湖水的修复方面具有潜在的应用价值。     

硝态氮为惟一氮源时异养微生物增长特性

采用SBR研究了缺氧条件下硝态氮为惟一氮源时异养微生物的增长特性。结果表明,异养微生物能利用硝态氮作为氮源进行增殖。当进水COD浓度为1 400 mg/L,硝态氮浓度为280 mg/L时,COD和硝态氮的去除率分别达到97%和99%;污泥中微生物的含氮量为8.8%,低于常规利用氨氮作为氮源的微生物;在实验条件下活性污泥的产率系数为0.30 g VSS/g COD。反硝化菌可利用硝态氮作为氮源进行细胞合成对含硝氮的废水处理具有重要意义。一方面由于无需投加氨氮降低了废水处理成本,另一方面由于污泥产率低,降低了污泥处理成本。     

修复PAHs复合污染体系的高效菌群构建及降解特性

从污染环境分离和筛选得到了9株PAHs降解菌,以其为基本菌种,构建高效修复PAHs复合污染体系的菌群(D)。采用平板稀释涂布计数法对降解体系中菌群(D)的动态结构进行了解析,数据显示菌群内的微生物在降解过程中能相互协作,发挥稳定且高效的降解作用。实验进一步研究了菌群D对单一PAH和混合PAHs的降解特性,结果表明,无论对单一PAH还是混合PAHs,菌群D均具有较强的降解能力。当降解历时6 d,菌群D能使40 mg/L的单一PAH平均降解85.8%,使60 mg/L的混合PAHs平均去除89.4%。菌群D在多环芳烃复合污染体系的生物修复方面具有潜在的应用价值。     

染发污水对生物处理效能的影响

以生活污水、含染发污水的混合污水及低浓度染发污水为对象,通过实验研究了SBR去除其COD、总磷、氨氮和总氮效能及活性污泥CAT活性变化特征,结果表明,染发污水对SBR法去除COD、总磷、氨氮影响不大,通过生物方法可以处理低浓度染发污水,染发污水COD、总磷、氨氮和总氮的去除效率可分别达到79.11%、92.16%、74.51%和55.93%,但由于染发污水的环状有机物有可能抑制了异养菌的作用,影响总氮的生物去除效果,使染发污水比生活污水的总氮去除率低14.70%;在反应器正常运行的典型周期内,3种污水的活性污泥CAT活性均呈先高后低的总体变化趋势,且活性污泥CAT活性分别依生活污水、混合污水、染发污水降低。