Shifts in microbial community structure and diversity in a MBR combined with worm reactors treating synthetic wastewater

The chemical oxygen demand (COD) and NH₃-N removal, membrane fouling, sludge characteristics and microbial community structure in a membrane bioreactor (MBR) coupled with worm reactors (SSBWR) were evaluated for 210 days. The obtained results were compared to those from a conventional MBR (C-MBR) operated in parallel. The results indicated that the combined MBR (S-MBR) achieved higher COD and NH₃-N removal efficiency, slower increase in membrane fouling, better sludge settleability and higher activities of the related enzymes in the activated sludge. Denaturing gradient gel electrophoresis was used to analyze the microbial community structures in the C-MBR and the S-MBR. The microbial community structure in the S-MBR was more diverse than that in the C-MBR. Additionally, the slow-growing microbes such as Saprospiraceae, Actinomyces, Frankia, Clostridium, Comamonas, Pseudomonas, Dechloromonas and Flavobacterium were enriched in the S-MBR, further accounting for the sludge reduction, membrane fouling alleviation and wastewater treatment.     

北京市郊区夏季臭氧重污染特征及生成效率

为研究北京郊区夏季O₃(臭氧)重污染过程特征及O₃生成的光化学敏感性,基于2016年夏季在北京郊区开展的针对O₃及其相关污染物的强化观测试验(7月23日—8月31日,共计40 d),分析了观测期间O₃浓度[以φ(O₃)计]变化特征、O₃重污染过程主控因素与O₃敏感性化学特征.结果表明:观测期间φ(O₃)超标时有发生,最大小时φ(O₃)为151.1×10-9,其中有15 d的φ(O₃)最大8 h滑动平均值(O₃-max-8h)超过了GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值,占观测天数的37.5%;不同O₃重污染过程成因有所不同,城市烟羽传输的污染物对郊区O₃重污染过程影响显著(观测期间臭氧重污染过程:过程1,7月27—29日;过程3,8月9—11日;过程4,8月16日;过程5,8月21—24日),区域光化学污染对郊区O₃重污染过程也有贡献(观测期间O₃重污染过程2:8月4—6日);结合后向气流轨迹进一步辅助说明了不同重污染过程中O₃的来源不同.研究还发现,观测区域存在反“周末效应”现象,说明观测区域周末受人为影响较为明显;基于观测数据计算的OPE(O₃生成效率)分析了O₃光化学敏感性表明,在有OPE值的22 d内NO_x控制区和VOCs控制区出现的概率(41%)相等,即观测区域O₃对NO_x和VOCs均敏感;此外还发现,在O₃重污染过程中光化学敏感性会随其反应进程发生改变,由NO_x控制区逐渐转变为VOCs控制区.      

新型重金属絮凝剂巯基乙酰化羟甲基聚丙烯酰胺的优化制备

为提高含铜废水的处理效果及简化处理流程,以聚丙烯酰胺(PAM)、甲醛、氢氧化钠、巯基乙酸(TGA)为原料,先经羟甲基化反应制备中间产物羟甲基聚丙烯酰胺(MPAM),再通过酰胺化反应将巯基接枝到MPAM分子链上,制备出新型重金属絮凝剂巯基乙酰化羟甲基聚丙烯酰胺(MAMPAM).以水样中Cu(Ⅱ)的去除率为考察目标,采用Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和响应面法中CCD实验优化MAMPAM的制备条件.结果表明,MAMPAM最优制备条件为:MPAM浓度0.31%、MPAM与TGA物质的量比为1∶3.2、反应介质p H值为4.76、反应温度为25℃、反应时间为2 h,在此条件下制备的MAMPAM对Cu(Ⅱ)的去除率为95.30%,与模型的理论预测值94.47%接近,相对偏差仅为0.83%,模型合理可靠.红外分析表明MPAM分子链上成功接上了巯基.MAMPAM对不同初始浓度的含Cu(Ⅱ)水样具有很好的去除效果,Cu(Ⅱ)去除率均能达到90%以上.MAMPAM有望成为一种有效的含铜废水处理剂,具有一定的应用前景.     

港口罢工对周边空气质量的影响

港口污染物的排放浓度极大地影响着周边的空气质量,以2013年3月28日香港国际集装箱码头发生的罢工事件为契机来探究港口运作短暂的瘫痪对周边空气质量的影响。首先,进行污染物之间的相关性分析确定影响本次罢工事件的污染物主要为NO_2、NO_x、SO_2以及O_3。其次,基于罢工前、罢工期间以及罢工后污染物排放的浓度变化,进行横向对比发现罢工期间的污染物确实有一定程度的减少。再次,利用纵向对比排除四季带来的影响探究不同年份同一阶段污染物浓度的变化情况评估罢工期间的空气质量。最后,以NO_2为例建立预测模型对罢工期间的NO_2浓度进行预测,根据实际值与预测值之间的差异来说明罢工影响了NO_2的预测趋势。这项研究主要强调港口空气质量对整个环境的影响,在一定程度上说明政府实施政策的有效性,为政府提供了决策支持,同时也要注重污染物之间的相互转化作用对环境的影响。     

碳酸钙改性硅藻土处理电解锌漂洗废水实验研究

铅锌矿在我国储存量大,电解法生产锌过程中可产生含Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、As5+和Cu~(2+)等重金属离子的漂洗废水。以硅藻土精土为基体,用碳酸钙作为改性剂制备改性硅藻土,对电解锌漂洗废水进行吸附实验研究。结果表明:在反应时间为150 min,碳酸钙改性硅藻土用量为3 g/L,pH为5.46,温度为25℃条件下,对废水进行吸附实验,吸附后废水中的Cu~(2+)和As5+离子浓度低于仪器检测线(0.01 mg/L和0.09 mg/L),Pb~(2+)浓度为0.16 mg/L,吸附后废水中Cu~(2+)、As5+和Pb~(2+)离子浓度均满足GB 25466—2010《铅锌工业污染物排放标准》的排放要求。同时,采用SEM、FTIR、XRD等对碳酸钙改性硅藻土进行表征,进一步探讨了碳酸钙改性硅藻土对重金属的吸附机理。     

Quantifying public health benefits of environmental strategy of PM2.5 air quality management in Beijing–Tianjin–Hebei region, China

In 2013,China issued "Air Pollution Prevention and Control Action Plan(Action Plan)" to improve air quality.To assess the benefits of this program in Beijing-Tianjin-Hebei(BTH)region,where the density of population and emissions vary greatly,we simulated the air quality benefit based on Ben MAP to satisfy the Action Plan.In this study,we estimate PM_(2.5) concentration using Voronoi spatial interpolation method on a grid with a spatial resolution of 1 × 1 km~2.Combined with the exposure-response function between PM_(2.5) concentration and health endpoints,health effects of PM_(2.5) exposure are analyzed.The economic loss is assessed by using the willingness to pay(WTP) method and human capital(HC) method.When the PM_(2.5) concentration falls by 25% in BTH and reached 60 μg/m~3 in Beijing,the avoiding deaths will be in the range of 3175 to 14051 based on different functions each year.Of the estimated mortality attributable to all causes,3117 annual deaths were due to lung cancer,1924 – 6318 annual deaths were due to cardiovascular,and343 – 1697 annual deaths were due to respiratory.Based on WTP,the estimated monetary values for the avoided cases of all cause mortality,cardiovascular mortality,respiratory mortality and lung cancer ranged from 1110 to 29632,673 to 13325,120 to 3579,1091 to 6574 million yuan,respectively.Based on HC,the corresponding values for the avoided cases of these four mortalities were 267 to 1178,161 to 529,29 to 143 and 261 million yuan,respectively.     

In-situ synthesis of TiO2 rutile/anatase heterostructure by DC magnetron sputtering at room temperature and thickness effect of outermost rutile layer on photocatalysis

TiO_2 rutile/anatase heterostructure thin films with varying rutile thickness have been in-situ synthesized via DC magnetron sputtering with Ar gas at room temperature. The crystal texture, surface morphology, energy gap and optical properties of the films have been investigated by X-ray diffraction meter, grazing incidence X-ray diffraction meter, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, and UV–visible spectrophotometer, which indicates that the rutile/anatase heterostructure films are successfully fabricated. The further degradation experiments display that the photocatalytic activity can be dramatically affected by the thickness of the outmost rutile layer and the 100 nm thickness exhibits the best performance in all of the TiO_2 thin films. With the increase of the outmost rutile layer, the optical band gap of TiO_2 film displays a systematic decrease slightly. However,the change in photocatalytic activity does not coincide with that in the band gap. The photoresponse and electrochemical properties of the thin films have been characterized to understand the mechanism of the varied photocatalytic activity.     

哈尔滨市土壤表层重金属污染特征及来源辨析

鉴于确定土壤重金属来源是降低土壤重金属人为输入和控制土壤重金属面源污染扩散的必然要求,以哈尔滨市9个市辖区中4个主要老城区（道里区、道外区、南岗区、香坊区）为研究区,依据标准格网进行土壤样本采集（表层土壤样本307个,深层土壤样本77个）,分析土壤中w（As）、w（Hg）、w（Cd）、w（Cr）、w（Cu）、w（Ni）、w（Pb）、w（Zn）;并利用主成分分析法、地累积指数法和指示克里格插值法,分别对该区不同成土母质区域表层土壤重金属的污染特征和来源进行分析.结果表明:① 哈尔滨市四区表层土壤中As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn主要来源于成土母质,Hg和Cd受人类活动的影响显著.② 以各类成土母质中重金属含量平均值为评价依据,哈尔滨市表层土壤中Hg、Cd表现出较大范围的重金属污染,依据土壤样本所在格网覆盖范围,污染范围分别占研究区的60%、65%.③ Cu、Pb、Zn污染范围小且污染程度低.研究显示,人口集聚、工业发展、交通发达等因素已经造成研究区表层土壤中Hg、Cd、Cu、Pb、Zn不同程度、不同范围的污染,需要合理有效地处理生活垃圾、控制工业和交通排放,以缓解表层土壤重金属污染.      

4.0版海洋功能区划的生态环境政策基础与任务探讨

本文分析了国际海洋生态环境管理趋向和我国海洋功能区划与生态环境政策的关系,首次提出版本1.0~4.0的概念规范我国海洋功能区划序列,探讨了4.0版海洋功能区划的生态环境政策基础与所需承载任务。研究认为:不同版本海洋功能区划虽然反映出海洋生态环境政策的逐步完善和强化,但仍面临政策滞后性的制度障碍。4.0版海洋功能区划需要审慎地开展基于生态系统管理方面的工作,关注生态系统服务功能和价值的理论运用和实践,采纳与区划目标相适应的量化控制手段,并与海洋生态环保制度、机制、管理相协调,为海洋生态政绩考核提供科学依据与有力支撑。     

大连重要海水增养殖区粪便污染指示菌和弧菌的时空分布

开展海水增养殖区卫生安全评价对于减少人体健康风险、提高增养殖区的有效管理尤为重要。本研究于2013年3月、5月、8月和10月对大连市金石滩、大长山岛、大李家3个重要海水增养殖区的贝类和海水进行了粪便污染指示菌总大肠菌群（TC）和粪大肠菌群（FC）的监测,同时监测了弧菌总数（TV）和主要环境要素（包括水温、pH、盐度、COD、DO、Chl a）。结果表明:这3个海区贝类组织中TC及海水中的TC、FC浓度均呈显著的时间和空间分布变化。贝类组织中TC含量随时间的分布趋势为:8月> 5月> 3月> 10月,空间分布为:大长山岛>金石滩,大长山岛>大李家,而金石滩和大李家差异不显著（P < 0.05）;海水中TC和FC浓度分布特征相似,时间分布特征均为:金石滩8月份最高,大李家5月份最高,而大长山岛各月份均低于最低检测限（2 MPN/100 mL）,空间分布特征均为:大李家增养殖区污染较为严重,而金石滩和大长山岛差异不显著（P < 0.05）。3个增养殖区8月份和10月份的海水中TV浓度较高,为3.3×102~4.23×105 CFU/100 mL。通过分析不同季节海水增养殖区中TC、FC、TV之间及其与水温、pH、盐度、COD、DO、Chl a的相关性,表明环境要素以及增养殖区水域特点对于粪便污染指示菌和弧菌的时空分布具有重要的影响。为更好地反映增养殖区的卫生安全状况,海水和养殖生物体内指示生物应同时监测,在监测传统粪便污染指示菌的同时,建议将弧菌作为重要的病原菌指标。