典型污水处理厂中多溴联苯醚的分布特征、迁移及负荷研究

本研究通过对典型污水处理厂各构筑物进行采样分析,研究多溴联苯醚在污水处理厂中的分布、迁移和转化.结果表明,在污水处理厂所有污泥样品中都有PBDEs检出,PBDEs浓度范围在4226.76~9204.14 ng·g-1之间.其中,BDE-209是主导同系物,所占平均比例为83.16%(范围为75.75%~89.48%).该污水处理厂的进水样品中溶解态PBDEs总浓度为183.11 ng·L-1,而出水样品中溶解态PBDEs浓度则降至7.07 ng·L-1,PBDEs的去除率达到96%以上.所有污水样品中BDE-209都是最主要的同系物,所占比例在75.75%~85.68%之间,BDE-99和BDE-47是仅次于BDE-209的另外2种主要同系物.通过对污水处理流程中PBDEs的溶解态和颗粒态分配系数的研究得出,溶解性颗粒物对疏水性有机物在整个污水处理流程中的迁移、转化有重要的影响.该污水厂的日均PBDEs负荷量为21311.2 mg·d-1,污水经初沉池和二沉池处理之后分别有58.07%和39.91%的PBDEs被去除,即一共有97.98%的PBDEs被去除了,最后在出水中只剩2.02%的PBDEs.该污水厂通过出水的日均排放PBDEs的量为430.8 mg,通过脱水污泥日均排放PBDEs的量高达20880.4 mg.土壤在污泥农用之后PBDEs浓度年增加量为25.4μg·kg-1,污泥农用需要百年以上才能达到欧盟的规定限值.     

铜藻基载铁活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附特性研究

以一种大型海藻——铜藻为原料,Fe Cl3·6H2O为活化剂,采用超声浸渍-原位合成法制备了铜藻基载铁活性炭(Fe/SAC),并以活性炭得率和亚甲基蓝吸附值为指标,通过正交法考察了活化温度、活化时间和浸渍比的影响.同时,采用X射线衍射、扫描电镜和比表面积分析仪对最优结果进行表征,并考察了Fe/SAC吸附亚甲基蓝的热力学与动力学特性.结果表明,Fe/SAC的最优制备工艺条件为活化温度600℃、活化时间1 h、浸渍比1∶1,此时的活性炭得率为39.5%,亚甲基蓝吸附值为255.67 mg·g~(-1);最优工艺条件下制得的Fe/SAC比表面积为558.31 m2·g~(-1),其负载的铁组分主要为Fe3O4和Fe O;亚甲基蓝在Fe/SAC上的吸附过程符合准二级动力学模型,Langmuir等温吸附模型能够很好地描述吸附平衡过程,该吸附是熵增加的自发吸热(ΔS0、ΔG0、ΔH0)过程,升温有利于吸附.     

烧失量法测定土壤有机质含量的实验条件探究

烧失量法是测定有机质含量的可靠手段,以其方便、快捷、经济等优点被广泛应用于土壤学、地质学、湖泊学等研究中。但由于对煅烧过程的研究较少,煅烧条件的选择不统一,使得不同实验条件下测定结果的可比性较差。本研究使用带烧失称重系统的马弗炉,对中国北方有机质含量不同的三种类型土壤进行了烧失量测定实验,通过观察土壤重量随温度和时间变化的连续失重过程,对煅烧温度、煅烧恒温时长、样品量及升温速率等实验条件进行了系统研究,确立了烧失量法适宜的实验条件组合。实验结果表明:升温速率宜选择3℃/min;样品量建议选用3~5 g,有机物含量低的样品可适量增加;不同类型土壤的适宜煅烧温度略有差别,黑土和栗钙土建议选用550℃,而黑垆土选用500℃或550℃;恒温2h可获得较为稳定的烧失量结果。     

炼油行业泄漏检测与修复技术实践研究

炼油行业排放的大气污染物主要是挥发性有机物,是形成二次污染物的重要前体物,也是引发大气环境问题的重要污染物.以天津某炼油企业泄漏检测与修复技术的工作实践为例,结合炼油行业生产装置的工艺特点,介绍在该行业开展泄漏检测与修复技术时的工作流程,包括设备和管线组件密封点位的建档、检测、泄漏点位的修复、复测以及泄漏量核算方法,对炼油行业开展泄漏检测与修复工作减少挥发性有机物无组织的排放起到借鉴作用.     

露天采矿过程粉尘产生环节及污染治理措施分析研究

粉尘是露天采矿过程的主要污染物之一,露天采矿中粉尘要达到环保要求,需要从生产过程中的凿岩、爆破、装卸、运输、堆存各环节进行污染控制.采用对上述各生产环节中的粉尘产生原理进行分析的方法,找出各个生产环节粉尘的主要产生点,通过对比前人在各个生产环节粉尘控制的研究成果,找出控制粉尘产生的主要影响因素,总结出露天采矿中各个环节上技术经济上最有效的粉尘防治措施,为露天矿山开采污染防治提供系统的解决方案.通过对前人研究成果的总结,汇总形成一套完善的粉尘控制方案.     

A new process to improve short-chain fatty acids and bio-methane generation from waste activated sludge

As an important intermediate product, short-chain fatty acids(SCFAs) can be generated after hydrolysis and acidification from waste activated sludge, and then can be transformed to methane during anaerobic digestion process. In order to obtain more SCFA and methane,most studies in literatures were centered on enhancing the hydrolysis of sludge anaerobic digestion which was proved as un-efficient. Though the alkaline pretreatment in our previous study increased both the hydrolysis and acidification processes, it had a vast chemical cost which was considered uneconomical. In this paper, a low energy consumption pretreatment method, i.e. enhanced the whole three stages of the anaerobic fermentation processes at the same time, was reported, by which hydrolysis and acidification were both enhanced, and the SCFA and methane generation can be significantly improved with a small quantity of chemical input. Firstly, the effect of different pretreated temperatures and pretreatment time on sludge hydrolyzation was compared. It was found that sludge pretreated at 100°C for 60 min can achieve the maximal hydrolyzation. Further, effects of different initial p Hs on acidification of the thermal pretreated sludge were investigated and the highest SCFA was observed at initial p H 9.0with fermentation time of 6 d, the production of which was 348.63 mg COD/g VSS(6.8 times higher than the blank test) and the acetic acid was dominant acid. Then, the mechanisms for this new pretreatment significantly improving SCFA production were discussed. Finally,the effect of this low energy consumption pretreatment on methane generation was investigated.     

Adsorption of chlorophenols from aqueous solutions by pristine and surface functionalized single-walled carbon nanotubes

The adsorption of six kinds of chlorophenols on pristine, hydroxylated and carboxylated single-walled carbon nanotubes(SWCNTs) has been investigated. Pseudo-first order and pseudo-second order models were used to describe the kinetic data. All adsorption isotherms were well fitted with Langmuir, Freundlich and Polanyi–Manes models, due to surface adsorption dominating the adsorption process. The close linear relationship between log Kowand log Kdsuggested that hydrophobicity played an important role in the adsorption. The SWCNTs' adsorption capacity for chlorophenols was weakened by addition of oxygen-containing functional groups on the surface, due to the loss of specific surface area, the increase of hydrophilicity and the reduction of π–π interaction. The best adsorption capacity of pristine SWCNTs, SWCNT-OH and SWCNT-COOH for six chlorophenols varied from 19 to 84 mg/g, from 19 to 65 mg/g and from 17 to 65 mg/g,respectively. The effect of pH on the adsorption of 2,6-dichlorophenol(2,6-DCP), was also studied. When p H is over the pK aof 2,6-dichlorophenol(2,6-DCP), its removal dropped sharply. When ionic strength increased(Na Cl or KCl concentration from 0 to 0.02 mmol/L),the adsorption capacity of 2,6-DCP on pristine SWCNTs decreased slightly. The comparison of chlorophenols adsorption by SWCNTs, MWCNTs and PAC was made, indicating that the adsorption rate of CNTs was much faster than that of PAC. The results provide useful information about the feasibility of SWCNTs as an adsorbent to remove chlorophenols from aqueous solutions.     

退牧还草前后鄂尔多斯市生物资源产品消费的生态影响

为了明晰退牧还草工程前后生物资源产品消费结构变化对生态环境的影响差异,以内蒙古自治区鄂尔多斯市为例,通过对传统生态足迹计算中的“全球公顷”进行本地化处理,采用“省公顷”生态足迹法分析该地区1995年(退牧还草前)、2012年(退牧还草后)生物资源产品消费特点及其生态影响. 结果表明:与1995年相比,2012年鄂尔多斯市生物资源产品消费结构呈现多元化特征,由以粮食油料和肉蛋奶为主向多种食物种类转变,化石能源的大量使用使薪柴消费量相对减少;与此同时,2012年鄂尔多斯市粮食油料和薪柴消费的生态足迹消耗量均呈降低趋势(降幅分别为53.23%和86.49%),而蔬菜瓜果和肉蛋奶的生态足迹均有所增加(其中蔬菜瓜果增幅达到44.97%). 各种生物资源产品的消费主要是对耕地生态足迹的消耗,粮食油料对耕地生态足迹消耗量的贡献率由1995年的40.17%降至2012年的21.74%,而蔬菜瓜果和部分肉蛋奶的贡献率均有所增加. 2012年鄂尔多斯市生态赤字(2.738 4 hm2/人)低于1995年(3.438 2 hm2/人),生态效率亦明显较高,表明人类活动对自然资源的扰动、占用和对生态环境的影响均有所缓解,并且资源环境利用效率得到显著提升. 但该市生态赤字率仍然很高,伴随着外来人口的迁入,还需548.83×104 hm2的生物生产性土地面积才能满足2012年鄂尔多斯市常住人口对生物资源产品消费生态足迹的总需求. 研究显示,鄂尔多斯市生物资源产品消费结构的多元化转变在一定程度上可有效缓解其所产生的生态压力,生态效率的提高有助于进一步调解人地关系、改善生态环境.      

基于卫星观测的2005—2015年京津冀地区NO2柱浓度分布及变化趋势

为更好地了解京津冀地区NO₂浓度的长期时空分布变化特征,对2005—2015年京津冀地区对流层NO₂柱浓度数据进行了统计分析.结果表明,京津冀地区对流层NO₂柱浓度在2005—2010年增加明显,年均复合增长率为6.8%,并在2010年达到峰值,为1 329.07×1013 mol/cm2;2010—2013年保持相对稳定;2013—2015年显著下降,降幅达26.2%.2015年NO₂柱浓度为964.43×1013 mol/cm2,基本与2005年的浓度水平持平.北京地区NO₂柱浓度最先开始下降并保持降低趋势,其中北京市城区降幅远大于郊区,并在2015年达到最低值,为1 647.38×1013 mol/cm2;天津市城、郊区NO₂柱浓度变化相近,总体上均呈先增后减的趋势,并且均在2010年达到峰值,分别为2 686.96×1013、2 019.36×1013 mol/cm2;而河北省西南部(石家庄、邢台、邯郸市)在近两年降幅最为明显,均在35.0%以上.京津冀对流层NO₂柱浓度呈由南向北递减的空间分布趋势,高值区主要分布于京津唐一带以及河北省南部沿太行山一带.研究显示,虽然近年来京津冀地区NO₂柱浓度降幅明显,但相比于周边地区仍面临较大的减排压力.      

岩溶地下河反硝化作用的有限性——一个碳酸盐岩管道的实验研究

反硝化作用是公认的去除水体中硝酸盐的路径,但相比于多孔介质,岩溶地下河中反硝化效果具有不确定性.为更好地认识岩溶地下河中反硝化效果,本研究利用天然碳酸盐岩管道几何模型,以乙醇为可利用电子供体(碳源),示踪了控制流速条件下管道流中反硝化作用,并辅以多孔介质流实验进行对比.反应示踪、地球化学印迹和微生物检测结果表明:当碳源缺乏时,反硝化作用没有明显启动的迹象;一旦补充了碳源,溶解氧、硝酸盐浓度和质量都出现了明显衰减,并且有中间产物亚硝酸盐产生,水体碱度增加.然而,即使在碳源充足情况下,管道流中反硝化强度却明显比多孔介质流中强度低,两者硝酸盐生物去除率分别为39.4%和大于99%,生物降解速率分别为0.113和10.8 mg·L~(-1)·h~(-1).推测其原因,一是碳酸盐岩管道内固体表面积与水体积比值低,固体吸着条件不利于微生物生长与发育,降低了硝酸盐去除率;二是管道富含的溶解氧可能延迟了反硝化作用启动,溶解氧降至3.0 mg·L~(-1)左右时硝酸盐浓度才有明显衰减.相比之下,其它环境因素如p H值和温度没有出现明显变化.该研究意义在于:岩溶管道流反硝化去除硝酸盐的潜能是存在的,但即使可利用碳源充足仍具有明显的局限性,这可能意味着岩溶地下河一旦遭受硝酸盐污染,其作为饮用水源的安全风险更大.