水质监测频率与极端气候对高原湖泊入湖河流氮磷通量估算的影响

河流是流域氮磷营养盐的主要输出途径之一,准确掌握其通量变化和驱动因素对流域营养盐管理具有重要意义.本研究以滇池主要入湖河流宝象河为例,基于周水质观测数据和逐日水量数据,构建了河流氮磷通量LOADSET模型.估算了宝象河不同时间尺度(日、季、年)TN和TP的通量,评估了4种低频水质采样和极端气候指数对河流氮磷通量计算的影响.结果表明:(1)2018年宝象河的TN和TP年通量分别为270.49 t和11.19 t,存在显著的年内差异,夏季是通量最高的季节,分别占TN和TP年通量的40.78%和41.96%.(2)基于LOADEST模型的低频水质采样的氮磷估算结果与高频采样差异较小,宝象河TN、TP通量估算受采样频率影响较小.(3)宝象河的TN和TP通量变化受连续5日最大降水量、平均最低气温、平均最高气温、最低气温、最低气温极大值、最高气温极小值和平均温差7种极端气候指数的显著影响.     

4种动物养殖场空气中抗生素耐药菌的生物多样性及群落结构

动物集约化养殖场可向空气环境释放大量微生物,包括抗生素耐药菌甚至是耐药致病菌,危害动物和工人健康并污染周边空气环境.针对以上问题,本研究以四环素和红霉素耐药菌为例,对动物养殖场空气颗粒物负载抗生素耐药菌的生物多样性以及群落结构展开研究.基于高通量测序技术,对比分析动物舍内与舍外颗粒物,以及粪便样品中抗生素耐药菌的生物学差异,并研究驱动以上差异的关键菌属.结果表明,整体上养殖场空气颗粒物负载红霉素耐药菌的生物多样性高于四环素耐药菌,舍内空气颗粒物负载生物的多样性高于粪便样品.细颗粒物和粗颗粒物负载抗生素耐药菌的生物多样性和群落结构均无显著差异. Actinobacteria是导致红霉素耐药菌和其他细菌群落差异的关键菌门之一,Staphylococcus是四环素耐药菌群区别于红霉素耐药菌和全部细菌菌群的关键菌属之一.群落结构研究结果显示,四环素和红霉素耐药菌的优势菌群和群落结构没有显著差异.但粪便和空气颗粒物负载生物的群落结构在属水平上差异显著,优势菌门也有所不同.本研究结果将为准确评估动物养殖场空气环境中抗生素耐药菌污染现状及其生态风险提供基础数据.     

基于顺序注射分析技术的总氮在线分析仪

针对环境监测领域,研制了一种基于顺序注射分析技术的总氮在线分析仪。该分析仪以注射泵为分析过程的液体驱动定量单元,以多通道选向阀为流路切换单元,以发光二极管和硅光电管为检测单元。在该分析平台上,含氮化合物在高温高压条件下经过硫酸钾氧化成硝酸根,硝酸根被还原为亚硝酸根后与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐生成偶氮染料,再由光电检测单元测定吸光度值,经计算得到总氮含量。与现有的总氮在线分析技术相比,该分析仪具有检测单元简单、生产成本低、测量精度高、试剂消耗和废液产生量少等优点,适合于环境监测等领域的长时间在线分析。     

铅锌冶炼废水处理后沉渣重金属元素特征与环境活性研究

通过扫描电子显微镜与X射线衍射仪分析、BCR法三步连续提取及元素化学分析,对铅锌冶炼废水处理后沉渣中重金属的赋存状态、环境活性进行研究。结果表明,沉渣中主要毒害元素为Zn、Pb、Mn、Cd和Cu,且以非晶态存在,其含量分别为62350、29530、7650、4530和830 mg/kg。渣中Zn和Cd酸可提取态所占比例较大,分别为37.72%和34.44%; Mn的可还原态相对含量很高,达到49.67%;Zn和Pb的可氧化态含量较高,分别占全量的34.16%、34.68%;Pb和Cu的残渣态含量较高,分别占全量的39.72%和61.69%。     

西宁市典型开放源颗粒物粒径组成特征分析

采用BT-9300S激光粒度仪分析了西宁市道路尘、扬尘、土壤尘、建筑尘4种典型开放源的粒径组成。结果表明,4种类型尘中大粒径颗粒物占主导地位,粒径大于10 μm颗粒占到全部颗粒的73.80%以上,可吸入颗粒物的含量仅占7.06%～26.20%;建筑尘的细颗粒物含量最高,粒径小于2.5、1 μm的颗粒含量分别为8.36%±4.25%、2.42%±1.02%;道路尘的细颗粒物含量最低,粒径小于2.5、1 μm的颗粒含量分别为2.30%±0.94%、0.73%±0.28%;4种类型尘的体积平均直径、面积平均直径、中位直径分别在37.70～87.99 μm、8.50～23.53 μm、28.95～74.98 μm之间,其中道路尘的3种粒径参数最大,建筑尘最小;开放源颗粒物的粒度分布曲线主要呈头长尾短的不对称单峰分布,累积频率曲线为两段式,存在较为明显的拐点。     

酸碱改性活性炭吸附微污染水源水中的Ni2+

通过HNO3-KOH对活性炭进行改性,采用扫面电镜（SEM）、比表面积分析（BET）、红外光谱分析（FT-IR）和Boehm滴定法对改性前后的活性炭进行表征,研究了改性前后的活性炭在不同条件下对微污染水源水中Ni2+的吸附能力和动力学。结果表明：改性活性炭表面含氧酸性官能团数量增加,比表面积和总孔容均略有降低,孔径变化不明显。在Ni2+浓度为0.4 mg·L-1,改性活性炭投加量5.0 g·L-1,温度30 ℃时,反应1 h去除率可达95.55%,剩余Ni2+浓度为0.017 8 mg·L-1,达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中的要求。相同条件下,改性前活性炭对Ni2+的去除率仅为74.45%,剩余Ni2+浓度达不到标准要求。活性炭对Ni2+的等温吸附更符合Langmuir方程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程。     

脉冲曝气活性污泥胞外聚合物的产生特性及其与脱氮效率的关系

为探讨脉冲曝气活性污泥胞外聚合物（EPS）的产生特性及其与脱氮效率的关系,研究了在脉冲曝气装置中曝气时间5 min及停曝时间10 min的条件下,松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）与紧密结合型胞外聚合物（TB-EPS）的变化规律,并分析EPS与脱氮效率之间的关系。结果表明：脉冲曝气活性污泥LB-EPS的含量低于TB-EPS含量,且随着脉冲驯化的进行,EPS的含量持续增长。三维荧光图谱（3D-EEM）分析表明脉冲曝气的LB-EPS的色氨酸荧光峰产生红移,TB-EPS的色氨酸荧光强度增大,说明了脉冲曝气驯化过程导致了活性污泥胞外聚合物中色氨酸蛋白类物质含量呈增加趋势。对比研究表明：脉冲曝气氨氮（NH4+-N）去除率在80%左右,与连续曝气相近;而总氮（TN）去除率在50%左右,高于连续曝气20%。脉冲曝气下,EPS对于脱氮有抑制作用,EPS与NH4+-N及TN的去除率之间呈负相关的关系,LB-EPS与TN去除率之间负相关;TB-EPS与NH4+-N去除率负相关且关系显著。     

低温等离子体活化胶粉改性沥青的性能

通过低温等离子体对橡胶粉进行表面活化处理,在高速剪切机作用下,采用湿法制备橡胶粉改性沥青,研究不同掺量下未活化和活化橡胶粉制备的改性沥青的性能变化。结果表明,低温等离子体活化可以促进胶粉与基质沥青的共混,活化后的橡胶粉制备的改性沥青高温性能、低温性能和温度敏感性均有不同程度的增强;胶粉掺量15%~20%时改性效果最好。     

基于污泥堆肥产物与余泥渣土制备的人工土壤的理化性质分析与评价

为实现污水厂污泥及余泥渣土的协同处理和资源化利用,以“两步法”制备人工土壤,考察不同配比条件对人工土壤理化性质的影响。结果表明：污水污泥与3种不同辅料 (玉米秸秆、菌菇渣、木屑) 配比后进行好氧堆肥,堆肥结束后腐熟度符合国家相关标准要求,将污泥堆肥产物和余泥渣土制备得到人工土壤,其理化性质与天然土壤类似。堆肥添加量能显著影响人工土壤水稳性团聚体、pH值、EC、有机质、总氮及有效磷含量,在人工土壤种植应用时,污泥+玉米秸秆的堆肥种植效果最好,采用改进的内罗梅综合指数法进行综合评价,综合考虑,污泥+玉米秸秆堆肥产物添加量为30%、余泥渣土添加量为70%和污泥+玉米秸秆堆肥产物添加量为50%、余泥渣土添加量为50%是最优质的人工土壤,污泥+木屑堆肥次之,污泥+菌菇渣堆肥效果最差。     

木屑-硫磺填充床反硝化生物滤池强化硝酸盐去除

针对污水处理厂二级出水深度脱氮的需求,设计了以木屑与硫磺颗粒为填料（质量比1:1）的反硝化生物滤池,对碳氮比失衡的污水处理厂二级出水进行深度脱氮处理。结果表明,木屑释放碳源速率在10 d之后趋于稳定,COD中（40.6±10.0）%是反硝化菌可直接利用的VFA。反硝化生物滤池运行的最佳HRT为10 h,在此条件下,进水硝酸盐（以N计）浓度为30 mg·L-1时,出水硝酸盐浓度最低为11.5 mg·L-1,亚硝酸盐（以N计）浓度最低为1.4 mg·L-1,反硝化生物滤池内未发生硝酸盐异化还原（DNRA）作用,出水无氨氮积累。出水SO42-浓度最高为73.8 mg·L-1。反硝化生物滤池运行稳定后,出水中COD未超过30 mg·L-1,木屑释放的碳源与异养反硝化过程消耗的碳源持平,经反硝化生物滤池深度处理的出水中无过量残留有机物。出水pH稳定在6.9~7.4范围内,反硝化生物滤池无需外加碱类物质。