餐厨垃圾水热炭对全(多)氟烷基化合物的吸附性能

以高湿餐厨垃圾为对象,通过水热碳化结合高温活化制备水热炭(AC).采用多种表征手段对水热炭的理化性质进行刻画,并对一类全球关注的新污染物——全(多)氟烷基化合物(PFAS)进行吸附实验及动力学分析,以期为“以废治污”提供新思路.结果显示,经过活化处理的水热炭具有较高的比表面积(206.97m²/g)和疏水表面特性,有利于与PFAS的吸附结合.在环境相关浓度下(～40μg/L),PFAS在AC上的吸附分配系数(log K_d)在2.3 8～6.49L/kg范围内,高于其他生物炭的报道结果,说明AC对目标PFAS具有良好的吸附性能.吸附过程较符合Langmuir等温吸附模型及Elovich动力学模型,证明PFAS在AC上的吸附从机理上近似单分子层化学吸附过程.此外,对于PFCA和PFSA,log K_d值与全氟烷基链长呈正相关,表明疏水作用在AC与PFAS的吸附过程中发挥重要作用.     

山地丘陵地区简易垃圾填埋场周边壤中流污染特性

为探析山地丘陵地区简易垃圾填埋场周边壤中流污染特性,在四川省盐亭县云溪镇垃圾填埋场开展了约1年的水质跟踪监测.结果显示,即使停止服役近20年,简易填埋场依然会通过壤中流向周边环境释放污染.具体而言,简易填埋场下游壤中流污染程度显著高于上游对照组水平（p<0.05）,污染物以有机物和氮为主.化学需氧量（COD）随着季节变化,在144.23~360.57 mg·L^-1.紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱分析均指示水质呈高度腐殖化.采用GC-MS进一步识别壤中流有机物类别,发现其中存在57种难降解的痕量有机物,而具有致癌性、生殖毒性及美国环保局 EPA 优先控制的污染物达15种.填埋场下游壤中流总氮为20.61~290.25 mg·L^-1,且以有机氮为主（54.24%）,硝态氮次之（33.28%）,亚硝氮和氨氮仅占12.48%.可见,简易填埋场壤中流是一种低C/N废水,且具有难降解特性.对简易填埋场下游1 km以内地下水、地表水开展采样检测,发现它们的紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱特性与壤中流类似,指示污染具有同源性.此外,地下水COD为10.05~12.47 mg·L^-1,不满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求,地表水总氮为3.83~18.34 mg·L^-1,存在富营养化风险.研究结果明确了对山地丘陵地区简易填埋场壤中流修复的必要性,也为修复技术的制定提供了基础数据.     

垃圾填埋与焚烧渗滤液全(多)氟化合物赋存特征

采样分析了来自中国西南地区6个生活垃圾填埋场的渗滤液、3个生活垃圾焚烧厂的渗滤液原液及场内处理出水，发现3种水样中17种全（多）氟化合物（PFAS）浓度分别在1805~43310，7228~16565和55~185ng/L之间；呈现以全氟丁烷羧酸（PFBA）和全氟丁烷磺酸（PFBS）等短链、偶数链PFAS为主的污染特征.对比位于相近地理区域的焚烧厂和填埋场渗滤液，发现两者PFAS组成类似，而前者PFAS浓度与运行时间为2a的填埋场渗滤液相似，高于运行时间较长（15a）的填埋场渗滤液.研究结果将为我国西南地区垃圾渗滤液PFAS赋存现状提供基础信息，并为预防和控制PFAS产品生产和使用带来的环境污染提供重要数据支持.     

基于基因组和代谢组学的厌氧消化氨抑制失稳机理研究

氨抑制是影响厌氧消化过程高效稳定运行的常见问题.为系统揭示氨抑制失稳机理，本研究在半连续反应器中加入高蛋白底物诱导氨抑制，结合理化分析、高通量测序及代谢组学分析，研究了失稳进程中理化指标变化、微生物群落演替、潜在功能变化和差异代谢物及代谢途径的响应.结果表明，在厌氧消化氨抑制阶段，乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等挥发性脂肪酸(VFAs)积累，甲烷产率由稳定阶段的0.43 L·g^-1下降至0.14 L·g^-1，指示系统失稳.失稳期间，产氢产乙酸菌相对丰度显著下降.丙酸氧化和乙酸型产甲烷途径中功能基因丰度下调，指示其代谢功能被抑制；丁酸和戊酸氧化方面，其β-氧化功能基因未出现丰度下调但其活化过程的功能基因下调.进一步分析差异代谢物发现，氨抑制阶段辅酶Q、L-精氨酸等343种代谢物的表达量显著变化，涉及新陈代谢、环境信息处理、基因信息处理和细胞生理过程等代谢途径.其中，辅酶Q表达量的显著下调可能会导致能量代谢链的活性下降.能量供应不足会进一步加剧乙酸和丙酸代谢功能的恶化，且由于丁酸和戊酸活化需要三磷酸腺苷(ATP)驱动，造成了丁酸和戊酸的代谢耗能及微生物活...     

1979~2016年中国城市生活垃圾产生和处理时空特征

改革开放以来,随着我国社会经济发展、居民生活水平提高,城市生活垃圾与日俱增,其妥善处理是我国各级政府面临的重要环境管理问题之一.本文通过系统收集和整理1979~2016年我国城市生活垃圾产生和处理的政府统计及相关中英文文献数据,分析了我国城市生活垃圾产生和处理的时空演变特征,建立了全国与各地区城市生活垃圾物理组分数据清单.研究结果表明：1979~2016年我国城市生活垃圾产生量显著增长至2016年的2.04亿t,以厨余类为主要成分.全国城市生活垃圾无害化处理率达到96.6%,无害化处理方式逐渐转向为焚烧为主、填埋补充的技术格局.我国各地区城市生活垃圾产生量、产生量增速、物理组分、无害化处理率和处理能力等存在时空差异,各地区应因地制宜,结合国家专项规划,提高生活垃圾减量化和资源化水平,弥补无害化处理缺口.     

厌氧消化过程稳定性与微生物群落的相关性

为探析厌氧消化过程稳定性与微生物群落的相关性,在餐厨垃圾厌氧消化反应器中引入负荷扰动以诱导不同的运行状态,理化分析和高通量测序相结合用于研究各个状态下的状态参数响应及微生物群落动态.结果表明,均衡的群落结构保证了反应器的稳定运行,稳定状态下反应器的甲烷产率和挥发性固体（VS）去除率分别高达（0.50±0.01）LCH₄/gVS和（89.58±0.08）%.高负荷下产酸细菌（柔膜菌门、放线菌门）大量增殖,诱导互养脂肪酸降解菌（梭菌纲）的相对丰度剧增,然而与之互营的氢型产甲烷菌的丰度和活性却下降了.产甲烷菌与互养脂肪酸降解菌的失衡导致它们不能有效的互养合作,从而引起挥发性脂肪酸（VFA）积累和过程失稳.积累的VFA和氨使比乙酸产甲烷活性（SAMA）和比产甲烷活性（SMA）分别下降60.12%和72.51%,进一步加剧了过程失稳.扰动停止后,尽管反应器恢复了原有运行条件和性能,但微生物群落达到了新的平衡.     

生物电化学厌氧消化的应用现状与研究进展

调研了近年来报道的生物电化学厌氧消化经典案例,梳理了该系统的构型及工作原理;讨论了其解抑增效潜能及机理;分析了外加电压、电极材料及布置间距等对系统强化效果的影响.目前,生物电化学厌氧消化系统通常可将厌氧消化甲烷产率产量提高0.15～8.6倍,提升沼气中的甲烷含量至原来的1.2～1.6倍.外加电极及电压造成的功能微生物富集和电子高效传递是系统性能强化的主要原因.有鉴于此,电压和电极材料是系统效能的主要影响因素.该系统的规模化运行受到经济性制约,后期探索间歇供电、新能源供电、峰谷电等用电策略或形式;研发利于微生物富集但不易结垢的电极材料,创新电极组件摆放或嵌入型式等可能对该系统的工程化应用具有重要促进作用.