杏子河沉积物中石油污染物释放实验研究

以延安市安塞县境内杏子河中游主河道水体沉积物为研究对象,研究石油类污染物对上覆水体的二次污染规律。研究表明,在实验条件下,沉积物中石油污染物达到释放平衡的时间为16~18 d,上覆水体二次污染的质量浓度分别达到2.8 mg/L和3.5 mg/L;通过释放前后沉积物的石油含量对比发现,沉积物表层10 cm厚度对水体的污染贡献最大,是造成水体二次污染的主要源头。根据沉积物组分分析,杏子河沉积物中共检测出11种烷烃,7种多环芳烃。通过释放前后峰面积比较发现,碳原子数在12和17之间的烷烃容易进入水体,成为杏子河石油污染物的主要组成部分。另外,杏子河多环芳烃污染的主要组份是苊、芴、异丙基萘、菲、蒽、苯并[a]芘。     

异养硝化细菌处理氨氮废水及影响因素研究

从生物陶粒反应器中筛选出6株异养硝化细菌,将异养硝化细菌扩大培养后,建立SBR反应器并进行了氨氮去除的试验研究。在SBR反应器进入稳定运行阶段时,可以观察到系统对于氨氮的去除率稳定在82．96％左右,表现出较好的氨氮去除效果;出水亚硝酸盐含量一直维持在较低的水平,其最大值不超过3．84mg·L-1;COD的平均去除率为54．72％,基本实现了同一反应器中的有机物和氨氮的共同去除。异养硝化SBR反应器温度为29℃时,反应器对氨氮和总氮的去除能力最大为82．28％和47．27％;在pH值为8．0时,氨氮去除率最高达到80．15％。C／N〈4．5时,随着C／N比的增加,氨氮和总氮的去除率快速增加;在C/N为6时,氨氮去除率最高达到87．62％。     

不同强度降雨径流对水源水库热分层和水质的影响

基于西安金盆水库2012～2019年汛期多场不同强度的降雨径流水质数据,对水温、浊度、总氮、总磷及含砂率等指标进行分析,全面探究不同强度降雨径流潜入过程及其对水源水库热分层与水质的影响.结果发现,不同强度降雨潜入库区位置不同,径流量较小时(洪峰流量<500m3/s),径流为等温度层潜流,从温跃层上部进入库区;中径流(洪...     

扬水曝气强化催化氧化去除水中有机微污染物

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍焙烧法制备了负载型催化剂RuO2-CeO2/γ-Al2O3、Fe2O3-CeO2/γ-Al2O3、Fe2O3/γ-Al2O3。在扬水曝气条件下,以西安某水源水库水为原水,考察了各催化剂对有机微污染物的净化效果,实验发现,催化剂反复多次使用并无明显失活现象,连续使用20 d以消除单纯吸附的影响后,仍然可在7 d内使UV254、CODMn、DOC的去除率分别达到38%、28%和27%。离子溶出实验表明,Fe2O3/γ-Al2O3有很好的稳定性。综合考虑处理效果、制备工艺以及制备成本,选择Fe2O3/γ-Al2O3为最佳催化剂。为了使催化剂Fe2O3/γ-Al2O3具有最佳活性,分别考察了焙烧时间、焙烧温度、浸渍液浓度、浸渍时间等,并对其制备工艺进行了优化。然后反应前后水样的分子量测定结果表明,反应后大分子比例下降,而小分子比例提高,说明催化氧化将一定量的大分子降解成为小分子。     

金盆水库沉积物铁锰释放规律

针对分层型水库周期性厌氧问题,金盆水库利用人工强制混合充氧技术补充底部水体溶解氧,抑制沉积物中还原性污染物的释放.但受水库地形地貌的影响,人工强制混合充氧效率存在一定差异性,在曝气系统运行结束后部分较深区域上覆水体溶解氧迅速耗竭,导致污染物的再次释放.为探究铁锰在该条件下的释放规律及扩散强度,选取主库区代表性采样点,对沉积物间隙水及上覆水溶解态铁锰浓度分布进行测定,并计算沉积物-水界面处溶解态铁锰的扩散通量.结果表明,人工强制混合充氧结束后地势较低区域底部水体迅速进入厌氧状态,导致大量溶解态锰释放进入上覆水体,浓度最高达0.42mg·L~(-1);而地势较高区域底部水体短暂进入缺氧状态,之后溶解氧浓度迅速回升,因此底部溶解态锰浓度升高幅度较小,浓度最高为0.17mg·L~(-1).沉积物间隙水-上覆水铁锰浓度分布结果表明,由于铁锰氧化还原电位的差异,溶解态锰相较于铁在厌氧条件下更容易释放进入上覆水体,且不断在表层沉积物及上覆水体中积聚,而溶解态铁的释放不仅受溶解氧的抑制,还受锰氧化物等其他氧化剂的抑制.由扩散通量计算可知,人工强制混合充氧结束后溶解态锰的扩散通量有降低趋势.由质量平衡计算可知,溶解态锰在厌氧层中的积聚不仅与扩散通量有关,还与沉降通量、厌氧层厚度有关,因此厌氧层中铁锰的生物地球化学循环作用有待进一步的研究.     

好/厌氧条件下反硝化细菌脱氮特性与功能基因

从西安市金盆水库沉积物中分离筛选出1株高效反硝化细菌,经形态学观察和16S r DNA测序鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),命名为KK99.探究了该菌株在好/厌氧条件下的脱氮特性以及nar G、nir S和nos Z功能基因的表达水平.结果表明,KK99菌株在好/厌氧条件下,均能进行反硝化作用,且在两种不同的条件下均具有高效的脱氮效率.经过24h的培养,其总氮(TN)去除率分别为85.08%和89.05%.胞内功能基因nos Z和nir S的表达量较高,nos Z在好氧条件下的反硝化发挥主要作用,nir S在厌氧条件下的反硝化发挥主要作用,nar G在两种条件下的表达均较低.同时该菌株还具有同步硝化反硝化性能,在好氧条件下,能同时去除硝酸盐氮和氨氮,24 h时,TN去除率为76%.施氏假单胞菌(P.stutzeri KK99)将为微污染水体富营养化控制和总氮削减工程应用提供菌源保障.     

微生物异化还原针铁矿过程中4-硝基苯乙酮降解动力学特征及机理初探

以硝基类有机污染物为研究对象,探讨了在多相界面(矿物相/生物相)反应体系及纯生物相反应体系中4-硝基苯乙酮微生物还原动力学特征,同时对"针铁矿-微生物-4-硝基苯乙酮"相互作用机制进行了初步阐明.结果表明,2-磺酸钠蒽醌(AQS)对4-硝基苯乙酮微生物还原降解速率有显著的促进作用;不同反应体系中还原降解产物4-氨基苯乙酮含量(μmol·L-1)的对数值和反应时间(h)之间均呈典型的动力学一级增长模式(ExpGro1 Mode),ExpGro1模型拟合的校正R2系数(R2adj)在0.9699～0.9894之间.针铁矿介导下的多相界面反应体系中,4-硝基苯乙酮微生物还原过程可分为耦合的两个子过程,即针铁矿的微生物还原解离过程和吸附态Fe(Ⅱ)调控下的非生物还原过程.不同浓度的AQS以及反应体系中针铁矿的介入,导致4-硝基苯乙酮微生物还原反应所需"活化时间"存在一定程度的差异.研究进一步证实,针铁矿还原解离过程生成的吸附态活性Fe("Ι)在4-硝基苯乙酮微生物还原过程中起到了至关重要的作用.     

黄土地区石油类污染物的径流污染模拟及模型预测

在土壤石油污染负荷为721－16060mg/kg、暴雨强度为 0.5－1.70mm/min的条件下进行了室内径流污染模拟试验研究．结果表明,随土壤石油污染负荷的提高,产流量与释放至水中的污染物浓度均增大,但产沙量降低;随暴雨强度的增大,产流、产沙、产污的强度均提高．试验条件下释放于水中的石油污染物浓度可高达1.56－15.6mg/L,由此进一步表明,暴雨径流对水体造成的石油污染不可轻视．在试验研究基础上,建立了径流污染过程的稳态产流、产沙、产污模型;应用该组模型对土壤石油污染负荷为 7050mg/kg和不同雨强下的径流污染进行了预测,预测结果与试验模拟结果吻合良好     

催化氧化除氨氮/锰滤料活性恢复方式优化研究

以催化氧化除氨氮/锰失活滤料为研究对象,考察了3种不同恢复方式(自然恢复,投加碱度,再次挂膜)对滤料催化氧化氨氮、锰效能的影响.结果表明,自然恢复(1#)滤柱,投加碱度(2#)滤柱,再次挂膜(3#)滤柱分别于4,2,3d后氨氮去除率达到90%以上;逐渐提高氨氮浓度,3#再次挂膜滤柱出水氨氮浓度波动最大,1#自然恢复滤柱恢复期间出水亚硝氮积累时间最长且峰值最高.3根滤柱催化氧化去除锰活性恢复速度均较快.1#自然恢复滤柱和2#碱度恢复滤柱均能在2d内将锰完全去除.3#挂膜滤柱是在停止投加高锰酸钾后5d内实现将进水锰完全去除.氨氮和锰的相互影响实验结果表明,3根滤柱中投加碱度(2#)滤柱表现最优.尽管氨氮抑制锰的去除,但是投加碱度滤柱随着进水氨氮浓度的升高出水锰浓度始终低于0.1mg/L;锰对氨氮的去除影响不显著.XRD分析结果表明,受其表面负载新生成氧化膜的影响,高锰酸钾重新挂膜滤柱的滤料样品的结晶度较差.综合考虑氨氮和锰的活性恢复效率以及挂膜过程中药品的投加,提出采用自然恢复方式最适.     

分层型水库水体好氧不产氧光合细菌时空演替特征

好氧不产氧光合细菌(aerobic anoxygenic photosynthesis bacteria,AAPB)以多样的群落结构及独特的代谢功能在水体物质循环中扮演着重要角色.基于实时荧光定量PCR及Illumina MiSeq高通量DNA测序技术研究金盆水库水体中AAPB丰度及群落结构时空演替特征,结合冗余分析揭示环境因子对其群落结构影响规律.结果表明,金盆水库水体AAPB丰度(以pufM基因计)变化范围为(6.70±0.43)×10³～(2.69±0.15)×10⁴ copies·mL^-1,最大值出现于10月,且随水深增加而减小.样本主要归为19个属(除未分类菌属外),优势AAPB菌属包括慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium sp.)和甲烷菌属(Methylobacterium sp.),两者隶属α-变形菌(α-Proteobacteria),其中慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium sp.)占比于11月最高,高达60%以上(除10 m外),此外也发现了以低比例存在的红长命菌属(Rubrivivax ...