湿地植物香蒲体内氮、磷含量的季节变化及适宜收割期

通过实地调查,研究了南四湖湿地生态自然保护区香蒲对氮、磷元素的吸收与蓄积规律.结果表明:氮磷元素在香蒲体内的蓄积含量具有季节性规律,随生长发育时期的延长,香蒲组织内氮、磷均具有随季节而向上输送蓄积或向下进行"营养回流"的特点.结合香蒲资源化利用的途径,香蒲的收割方式应按照其分布特点,分区域交替收割,既要保证香蒲的正常繁殖,还要保证香蒲能够从湿地环境带出一定量的氮磷,收割期宜在10月下旬或11月份.从香蒲吸收氮磷元素的年际间对比,发现2008年度地上部较2007年度有明显的累积,香蒲具有年际间的累积特点,但在生长后期一部分营养可能转运至土壤环境,使得累积现象不明显.氮磷营养元素在植物体内的高度分布规律在湿地生态管理中具有重要的指导意义,调研结果显示,生长初期与生长后期香蒲体内营养元素的高度分布具有近似相反的规律性.     

基于微藻细胞培养的水质深度净化与高价值生物质生产耦合技术

水资源和能源危机是21世纪人类面临的重大挑战.开发高效的氮磷控制技术以及寻找可持续再生、环境友好的新型能源是解决这些挑战的有效手段.微藻培养技术的出现,为水质深度净化、氮磷高效去除和生物能源生产提供了可能.总结了微藻培养技术在污水处理中作为三级处理单元深度净化水质、去除氮磷的应用,并分析了大规模培养微藻以获得生物能源的研究现状.在此基础上,提出了将污水处理工艺和生产工艺耦合的理念,以污水为资源,实现污水处理系统从"处理工艺"向"生产工艺"的转化,在深度净化污水的同时,以污水为原料获取"新"资源和"新"能源,为缓解当前资源匮乏、能源紧缺的形势提供可能的解决途径.在未来资源和能源愈加紧张的严峻形势下,基于微藻细胞培养的水质深度净化与高价值生物质生产耦合技术具有广阔的发展前景.     

HS-SPME-GC-MS法测定黑臭河流中二甲基三硫醚

该研究在优化分析条件的基础上,采用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱/质谱(GC-MS)联用方法测定了黑臭河流水体中二甲基三硫醚的含量。通过研究萃取头涂层、萃取温度、萃取时间、水样体积和气相色谱进样口温度对二甲基三硫醚萃取效率的影响,得到了二甲基三硫醚最佳预处理和检测条件为:采用CAR-PDMS(75μm)萃取头,取20 mL待测水样在45℃恒温搅拌下顶空萃取30 min,进样口温度为250℃。采用优化后的方法对实际城市黑臭河流水样进行了检测,测得的二甲基三硫醚的浓度范围为5 853～8 939 ng/L。     

系统工程视野下的再生水饮用回用安全保障体系构建

再生水是就地可取、稳定可靠的城市第二水源.再生水饮用回用（补充水源）技术经济性可行,是解决城市缺水问题的重要途径和构建可持续水循环系统的重要组成部分.作为具有复杂系统特征的非传统供水工程,再生水饮用回用的关键是保障水质安全稳定和系统可靠高效运行,因此需要构建包括水质安全管理、健康风险评价和多重屏障工程措施在内的安全保障体系.水质安全管理方面需建设包括制订科学的饮用回用水质标准和再生水处理工艺要求,建立针对再生水处理工艺和饮用回用全系统的危害分析关键控制点管理（HACCP）体系,并加强水质安全监管和认证.健康风险评价方面需开展全方位、统筹性和持续性的化学污染物和微生物风险评价方法.工程措施方面需建设包括源头控制、再生水厂净化、环境缓冲和饮用水厂净化在内的多重屏障系统,以确保水质安全.在多重屏障系统中,再生水厂是保障饮用回用水质安全的核心环节,“反渗透-高级氧化”和“臭氧-生物活性炭”是再生水处理的可行工艺.今后需深入、持续开展新兴高风险污染物控制技术、再生水环境储存和饮用回用模式等方面的研究.      

日本污水处理与再生利用现状分析

对日本水资源赋存状况、供水用水状况和污水处理与再生利用状况进行了系统梳理和分析。日本水资源总体较为充沛,但关东沿海、北九州和东海等地区严重缺水。近年来(2014—2018年)日本年人均综合用水量稳定在630 m³左右,约是中国的1.5倍;2018年,全国年污水处理总量约为146.4亿m³,平均污水处理成本为143.3日元/m³。日本的再生水利用总量约为2亿m³/a,再生水利用率约为1.5%。大型城市如东京等城市集中式再生水利用率为3.2%,显著高于全国平均水平。日本的再生水利用途径广泛,再生水分类统计工作细致且全面,针对冲厕、景观环境、融雪等9种用途进行分别统计可知：再生水的主要用途为补充地表水用水、观赏性景观环境用水和融雪用水,约占再生水利用总量的78.0%。日本在污水处理与再生利用信息统计、收集、分类等方面的经验和方法可为我国再生水利用规范化管理和发展提供重要参考。     

固定在活性炭聚砜中空纤维膜中的Pseudomonas putida菌对四氯苯酚的共代谢降解

以苯酚-四氯苯酚共代谢体系为对象,研究了中空纤维聚砜膜作为细菌固定化材料对该共代谢过程的强化作用.结果表明,该膜具有内、中、外3层的结构,Pseudomonas putida菌可被固定在膜的表面和中间层;固定化后,细菌对高浓度有毒底物的忍受限度增强,从而得以持续生长,并在29 h内将600 mg/L和120 mg/L的苯酚和四氯苯酚完全降解.在膜的制作过程中添加了一定量的活性炭后,发现膜对苯酚和四氯苯酚的吸附能力增强,同时结构上更疏松,对四氯苯酚的降解效率得到了提高.固定在活性碳中空纤维膜中的Pseudomonas putida可以将1 000 mg/L和200 mg/L的苯酚和四氯苯酚在51 h内完全降解,比不加活性炭的情况缩短了37 h,中空纤维膜可以连续多次使用,对相同浓度的四氯苯酚的降解速度保持稳定.     

栅藻LX1和雨生红球藻的胞外产物产生特性及其对藻细胞生长的影响

基于微藻在资源化大规模培养过程中,其胞外产物对藻细胞生长影响的不确定性,对比研究了两株高含油脂藻种,栅藻LX1（Scenedesmus sp.LX1）和雨生红球藻（Haematococcus pluvislis）的生长特征、胞外产物的产生特性,以及胞外产物对藻细胞生长的影响。研究结果表明,在相同培养条件下,栅藻LX1与雨生红球藻的内禀生长速率基本相当,分别为0.16和0.17 d-1。两株藻在不同生长期的胞外产物（以DOC值表征）产生速率不同,其中栅藻LX1胞外产物的对数期产生速率（1.4 mg·L-1·d-1）﹥稳定期后期产生速率（0.56 mg·L-1·d-1）﹥稳定期产生速率（0.48 mg·L-1·d-1）;雨生红球藻胞外产物的稳定期后期产生速率（2.3 mg·L-1·d-1）﹥稳定期产生速率（0.88 mg·L-1·d-1）﹥对数期产生速率（0.66 mg·L-1·d-1）。栅藻LX1胞外产物对其整个生长过程都有明显抑制;雨生红球藻胞外产物则在稳定期后期才对其生长产生明显抑制作用。     

城市污水再生处理过程中病原性原虫的去除特性

通过定期监测北京市某城市污水再生处理过程各单元出水中的隐孢子虫和贾第鞭毛虫(两虫)浓度,系统考察了污水再生处理系统对两虫的去除特性.结果表明,原污水、初沉池出水、二沉池出水、絮凝沉淀池出水和砂滤池出水中隐孢子虫的平均检出量分别为238、179、6、1、0.3个·L-1,贾第鞭毛虫的平均检出量分别为1 568、1048、22、4、0.6个·L-1.污水再生处理系统对隐孢子虫和贾第鞭毛虫的总去除率分别为2.98log(99.895%)和3.46log(99.965%).一级处理工艺对污水中两虫的去除效果并不理想,去除率分别只有0.13log和0.18log.二级生物处理对两虫的去除贡献最大,去除率分别达1.50log和1.67log.污水深度处理工艺(絮凝-沉淀-砂滤)能有效提高两虫的去除效果.污水厂进水中的两虫检出量随季节变化,雨季较低,旱季较高.     

投加化学药剂改善城市黑臭河流水质的研究

该研究通过投加化学药剂比选、药剂投加浓度和投加方式优化试验,考察了投加化学药剂对城市黑臭河流水质的改善效果和适用性。结果表明,投加过氧化钙能够快速提高水体溶解氧含量,同时降低水体总磷含量。在该试验条件下,投加400 mg/L的过氧化钙后水中的溶解氧迅速升高,但1天后即恢复到投加前水平。由于投加过氧化钙增氧的成本相对较高,并且水体流动性会影响过氧化钙的增氧效果,投加过氧化钙方法仅适用于对封闭的污染水体进行快速增氧和修复。     

石化废水生化处理前后抗雌激素活性的变化

以某企业的石化废水处理工艺为对象,利用固相萃取-双杂交酵母法,对混入和未混入苯胺废水2种典型工况下进、出水的抗雌激素活性进行了研究,以了解不同性质废水的混合处理对石化废水抗雌激素活性的影响规律. 结果表明,现有的废水处理系统能有效降低有机物浓度,2种典型工况下溶解性有机碳(DOC)的去除率分别可达72%和74%,但生成了更具抗雌激素活性的物质. 在混入苯胺废水的工况下,出水的抗雌激素活性显著高于进水,为进水的2.8倍. 进一步研究废水中不同组分的抗雌激素活性发现,苯胺废水中的疏水性物质是导致出水抗雌激素活性升高的主要原因.