辽河流域水环境管理技术研究进展

受经济发展及工业化和城市化快速进程影响,辽河流域遭到了严重的破坏,水体污染、生态破坏等问题不断出现。水环境管理技术研究分析了水体及水环境和水生态存在的问题和原因及规律,并对相应的解决方法和技术进行了探索,相关水环境水环境管理技术成果推动了辽河流域水环境改善。本文从水污染控制与治理技术、水生态恢复与管理技术及水环境风险评估与预警技术等方面对辽河流域水环境管理技术研究进展进行概述,以系统反映水环境管理技术的研究情况,为辽河流域水环境管理提供技术支持。     

奎屯市-独山子区-乌苏市区域大气对流层NO2柱浓度时空变化分析

为研究以石化工业为主的奎屯市-独山子区-乌苏市（简称“奎-独-乌”）区域大气对流层NO₂柱浓度的时空变化,基于地基多轴差分吸收光谱仪（MAX-DOAS）于2018年2月—2019年7月在各城市城区中心进行固定监测（09:00—20:00）,以及在环奎-独-乌区域进行车载移动监测（10:00—15:00）,结合地形地貌、气象、工业分布和人为排放量等因素,反演分析该区域对流层NO₂柱浓度的时空变化规律.结果表明:①奎-独-乌区域对流层NO₂柱浓度日变化呈早晚高、中午低,冬季高、夏季低的特点,对流层NO₂柱浓度季节性变化呈冬季（11.8×1015 molec/cm2）>秋季（9.46×1015 molec/cm2）>春季（7.46×1015 molec/cm2）>夏季（4.33×1015 molec/cm2）的特征.奎-独-乌区域对流层NO₂柱浓度最高值均出现在冬季（1月）,呈独山子区（22.23×1015 molec/cm2）>奎屯市（21.30×1015 molec/cm2）>乌苏市（18.34×1015 molec/cm2）的特征.②奎-独-乌区域大气对流层NO₂柱浓度存在空间集聚现象,且区域内部差异显著.不同季节高值主要出现在区域内交通交错区（奎屯立交桥、独山子立交桥）和工业集中分布区,最低值均出现在奎-独-乌区域西南部的乌苏市,且位于主导西风通道的上风向.③结合后向轨迹分析发现,奎-独-乌区域气流来源中冬季气流运动在水平方向和垂直方向上均不利于污染物扩散,夏季西北风向导致下风向路段NO₂浓度相对较高,该区域大气NO₂污染物以本地输送为主,且在城际间存在污染物的传输与积累.④奎-独-乌区域的能源结构以煤炭为主,其固定源排放以工厂和电力部门为主,而乌苏市交通移动源所产生的NO₂排放总量远高于奎屯市和独山子区.该区域冬季燃煤6个月,低风速（1.5~3.0 m/s）频率持续时间较长,加之独特的山盆结构形成的“山谷风”,有较厚的逆温层,不利于污染物远距离扩散.研究显示,能源工业结构背景下形成的奎-独-乌区域环境有利于大气污染物的聚集和积累,其污染源以本地污染为主.      

固定化混合菌处理高盐含油废水

对固定化微生物的除油性能进行研究,结果表明:以甘蔗渣和海绵为载体的固定化微生物的除油效果比游离状态的微生物除油效果好。甘蔗渣的最佳投加量为20 g/L(干重),最佳固定化条件为:固定化时间为36 h、pH为6、温度为40℃,在最佳固定化条件下菌种接入废水24 h后,除油率达62%;海绵的最佳投加量为5 g/L(干重),最佳固定化条件为:固定化时间48 h、pH为7、温度为35℃,在最佳固定化条件下菌种接入废水24 h后,除油率达75.8%;以甘蔗渣为载体的固定化微生物在处理时间为108 h时,除油率达最高为84.5%,以海绵为载体的固定化微生物在处理时间为96h时,除油率达82.4%。     

生化需氧量BOD5测定的简化法

通过对稀释法公式的推导得出简化法的公式，并与稀释法进行比较，结果表明，简化后的方法与稀释法无显著性差异，精密度，准确度较好。     

稻香湖景酒店景观再生水生产中的细菌群落结构变化

为了解生活污水处理系统对水体细菌群落结构及多样性的影响,以北京稻香湖景酒店生活污水处理系统为例,利用16SrDNA文库技术研究了不同处理阶段水体细菌的群落结构及多样性.结果表明,酒店排放的生活污水中细菌类型较多,Shannon-Weaver多样性指数为3.12,其中ε-变形杆菌纲在克隆文库中所占比例最高,达32%;另外还有9%～15%的克隆分别与CFB类群、γ-变形杆菌纲、梭杆菌门和厚壁菌门的细菌高度同源;经中水站处理后,水体细菌多样性指数下降到2.41,β-变形杆菌纲的细菌占据绝对优势,比例高达73%;进一步经小型人工湿地处理后,细菌的多样性指数提高到3.38,其中放线菌门的细菌比例最高达33%,成为最优势的类群,蓝细菌的比例次之,达26%;而对照样品中蓝细菌为最主要的优势类群,比例高达38%,主要涉及的种属为蓝菌属、聚球藻属和微囊藻属,比例分别为47.1%、17.6%和8.8%,且检测到少量铜绿微囊藻,水体有轻度蓝藻水华暴发.因此,该酒店的生活污水经过逐级处理改造成景观再生水的过程中改变了细菌的优势群落结构和多样性;经过处理的水体未有蓝藻水华出现,水体状况优于对照.该研究对了解景观再生水生产过程中细菌微生态的变化、将来从生态学的角度加强蓝藻水华的控制提供有用的资料.     

高铁低铝煤矸石酸法提取铝、铁研究

以高铁低铝煤矸石为原料,经机械活化,酸浸提取有价元素铝、铁.首先利用硫酸盐在不同温度和不同硫酸质量分数条件下的溶解度差异,通过结晶分离法从酸浸液中转移出硫酸盐,然后利用新鲜煤矸石中和酸浸液中的游离酸,调节pH值至1.5～2.0,制备酸浸初步净化液.以初步净化液为研究对象,利用不同离子水解pH值的差异进行物质分离,再经纯化处理制备相应产品.用XRD对原料和产品进行了表征.结果表明,在硫酸质量分数为75％的条件下,反应液固比为4、温度为125℃、3h时煤矸石中铝、铁溶出率分别为92.5％、99.7％.通过项目经济效益分析可知,该法可以产生良好的环境效益、社会效益,同时可实现煤矸石增值,产生较好的经济效益.     

混凝法处理污水处理厂出水中磷的实验研究

采用硫酸铝、PAC、氯化铁和明矾四种混凝剂对城市污水处理厂出水进行除磷实验研究。实验结果表明,四种混凝剂硫酸铝、PAC、氯化铁和明矾的最佳投药量分别为40mg/L、30mg/L、50mg/L和70mg/L,最佳pH范围分别为6.92～8.08、5.92～10.07、6.92～10.07和6.92～8.08,在此最佳条件下,出水中总磷浓度分别为0.18 mg/L、0.03 mg/L、0.17 mg/L和0.19 mg/L,相应的去除率分别为80.85%、96.81%、81.73%和79.73%。处理后出水总磷浓度达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准(总磷浓度≤0.2mg/L)。     

乌昌石都市圈城市空间发展对NO2浓度时空变化的影响

为探究城市空间发展对天山北坡经济带重心乌昌石都市圈NO₂污染的影响,利用多源遥感数据对乌昌石都市圈NO₂排放量时空变化进行研究。结果表明：基于2006—2020年OMI遥感数据,按全疆NO₂平均排放量大小进行划分后发现,新疆地区NO₂低污染区为和田等小城市,较低污染区为喀什及哈密等地区,中污染区在其中西部地区,次高污染区出现在天山南坡中等城市巴音郭楞蒙古自治州中部,高污染区在乌昌石都市圈。在空间格局上,城镇用地与建设用地以乌鲁木齐市五大城区为中心,以昌吉回族自治州昌吉市、阜康市及石河子市城区为副中心不断增长。乌昌石都市圈城市化进程加快,距离城区越近NO₂浓度越高,对其周围环境的污染程度越高。乌昌石都市圈2次疫情防控时,NO₂浓度下降幅度最大。对新型冠状病毒感染疫情防控前后(2019—2021年)乌昌石都市圈潜在源贡献因子(PSCF)及浓度权重轨迹(CWT)进行分析,结果表明主要潜在源区为乌鲁木齐本地区域以及昌吉回族自治州西南部邻近城市。     

新疆绿洲城市夏季农田区对流层NO_2垂直柱浓度特征分析

2014年夏季6~8月利用地基多轴差分吸收光谱仪(MAX DOAS)在新疆绿洲城市乌鲁木齐市三道坝镇、库尔勒市西尼尔镇及博乐市84团农田区观测的NO_2垂直柱浓度(VCD)数据,结合同期的气象数据分析了NO_2VCD的变化特征。研究表明:1NO_2气体的日变化规律在乌鲁木齐市和库尔勒市农田区呈波浪式多峰特征,博乐市农田区呈明显的双峰形式,且峰值除了库尔勒市在午后外,乌鲁木齐市和博乐市均出现在早晚时段;2新疆绿洲城市农田区在夏季6月(3.327×1015molec/cm~2)的NO_2VCD最高,其次是7月(2.002×1015molec/cm~2),最低是8月(1.656×1015molec/cm2);3NO_2VCD与气温、水汽压气象要素密切相关;由于城市间地势、格局的差异,库尔勒市的NO_2浓度与风速呈显著正相关,乌鲁木齐市、博乐市的NO_2浓度与风速相关性不显著。