粉末活性炭处理酚类突发性水污染的应用研究

以苯酚和多种氯酚(CPs)为代表的酚类是一类重要的有机污染物。针对饮用水突发性酚类污染物控制,考察了粉末活性炭(PAC)吸附工艺对苯酚及CPs的去除效果,并讨论了主要影响因素。结果表明,对CPs和苯酚的吸附反应可在10~60 min、300 min内完成,吸附速率从快到慢依次为TCP、MCP、DCP、PCP和苯酚。由于酚羟基(Ar—OH)电离作用受到影响,在3~11范围内去除率随pH值升高而降低。少量腐殖酸对吸附影响不大,但TOC质量浓度超过10 mg/L时腐殖酸可产生明显竞争吸附作用。热力学拟合表明,吸附反应符合Freundlich和Langmuir吸附等温式,苯酚/CPs在PAC上的吸附过程以物理吸附为主,且为放热反应,较低温度有利于吸附反应的进行。相比于准一级反应和孔内扩散反应,准二级动力学方程可较好地描述吸附过程。将PAC用于中山市某饮用水源的模拟突发性污染应急处理,投加10 mg/L的PAC即可有效去除原水中超过饮用水标准3~5倍的CPs类污染物,同时水处理成本仅有少量增加。     

长江中游岸线资源与开发利用适宜性评价分析

长江中游岸线资源丰富,开发利用价值较大。通过充分分析长江中游岸线资源特征与地质环境条件,从地质学角度构建港口码头、过江隧道与过江大桥等重大工程建设适宜性评价模型,运用层次分析法（AHP）划定出三种工程类型一级岸线（适宜）、二级岸线（较适宜）、三级岸线（一般适宜）与四级岸线（非优先开发）区域范围。由结果可知：长江中游岸线港口码头以非优先开发区域为主,长度合计931.47 km,占岸线总长的46.71%;过江隧道与过江大桥以较适宜开发、一般适宜开发区域为主,较适宜开发、一般适宜开发区长度合计分别为1550.75 km、1224.18 km,占岸线总长的77.77%、61.39%。最后,针对三种工程类型适宜性等级特征提出相应地学对策建议,为重大工程部署规划提供地学理论依据,促进长江中游岸线资源科学合理开发利用与有效保护,以期推动长江经济带发展与国土空间规划,保护大长江持续健康发展。     

基于不同空气质量模型的二噁英沉降效果研究

为评估不同空气质量模型（AERMOD、ADMS和CALPUFF）在复杂地形-气象场条件下的干湿沉降模拟效果,利用上述模型模拟我国西南某代表性山地的医废、垃圾焚烧项目的二噁英环境影响,并通过土壤实测数据进行模型分析验证.结果表明：AERMOD、ADMS和CALPUFF模拟的空气中年均浓度依次为1.53×10^-8~4.14×10^-6,5.23×10^-9~3.28×10^-6和2.66×10^-9~2.59×10^-7ngTEQ/m³;AER MOD、ADMS和CALPUFF模拟的固定点位总沉降量依次为4.41~285.72,3.07~268.02和0.02~1.35ngTEQ/m².在扩散、沉降形态上,CALPUFF的模拟结果与其他两种模型均表现出较大差异,AERMOD和ADMS的沉降形态相似,空气中的扩散形态却存在差异.利用土壤监测值验证模型效果发现,AERMOD、ADMS和CALPUFF的相关系数r分别为0.66、0.70和0.83,CALPUFF的模拟结果在空间分布上表现更为优越,可作为相关项目的布点指导模型.     

好氧颗粒污泥快速培养影响参数及方法研究进展

针对好氧颗粒污泥培养速度慢、启动周期长等突出问题,通过综述好氧颗粒污泥的形成机理、颗粒化主要影响参数以及促进颗粒化的方法,发现调整反应器的水力剪切力、沉降时间、有机负荷、饥饿期等参数有利于诱导微生物分泌更多的胞外聚合物(EPS),促进初期微生物聚集体的快速形成,从而缩短好氧颗粒化时间。因此,当前快速颗粒化的方法基本上是基于诱导初期颗粒聚集体快速形成或直接投加聚集体的方法缩短好氧颗粒化时。最后,总结好氧颗粒快速培养过程中存在问题,并提出好氧颗粒污泥形成机理的明晰、好氧颗粒化的标准以及培养指标体系的建立是解决相关问题的关键,以及今后的研究重点。     

Molecular characterization of root exudates using Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry

The release of root exudates (REs) provides an important source of soil organic carbon. This work revealed the molecular composition of REs of different plant species including alfalfa (Medicago sativa L.), bean (Phaseolus vulgaris L.), barley (Hordeum vulgare L.), maize (Zea mays), wheat (Triticum aestivum L.), ryegrass (Lolium perenne L.) and pumpkin (Cucurbita maxima) using electrospray ionization coupled with Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (ESI FT-ICR MS). The combination of positive ion mode (+ESI) and negative ion mode (-ESI) increased the number of the molecules detected by ESI FT-ICR MS, and a total of 8758 molecules were identified across all the samples. In detail, lipids and proteins and unsaturated hydrocarbons were more easily detected in +ESI mode, while aromatic compounds with high O/C were readily ionized in -ESI mode, and only 38% of the total assigned formulas were shared by -ESI and +ESI modes. Multivariate statistical analysis of the formulas indicated that the close related plants species secreted REs with similar molecular components. Moreover, the unsaturation degree and nitrogen content were the two key parameters able to distinguish the similarities and differences of molecular components of REs between plant species. The results provided a feasible analysis method for characterization of the molecular components of REs and for the first time characterized the molecular components of REs of a variety of plant species using ESI FT-ICR MS.     

Catalytic ozonation treatment of papermaking wastewater by Ag-doped NiFe2O4: Performance and mechanism

The catalytic ozonation treatment of secondary biochemical effluent for papermaking wastewater by Ag-doped nickel ferrite was investigated. Ag-doped catalysts prepared by sol-gel method were characterized, illustrating that Ag entirely entered the crystalline of NiFe₂O₄ and changed the surface properties. The addition of catalyst enhanced the removal efficiency of chemical oxygen demand and total organic carbon. The results of gas chromatography-mass spectrometer, ultraviolet light absorbance at 254 nm and three-dimensional fluorescence excitation-emission matrix suggested that aromatic compounds were efficiently degraded and toxic substances, such as dibutyl phthalate. In addition, the radical scavenging experiments confirmed the hydroxyl radicals acted as the main reactive oxygen species and the surface properties of catalysts played an important role in the reaction. Overall, this work validated potential applications of Ag-doped NiFe₂O₄ catalyzed ozonation process of biologically recalcitrant wastewater.     

地表水水质模型综合评价技术体系研究

水环境数学模型开发及应用的不规范会严重影响水环境管理决策的有效性和科学性.为了更好地发挥模型的职能,减少因采用的模型差异而造成差别管理等不公平因素,应当建立科学的模型筛选制度和评价体系.基于模型开发及应用的生命周期全过程,在文献调研和专家咨询基础上,提出了包含目标层、准则层和指标层的地表水水质模型综合评价指标和评价方法,其中指标层包括通用性、可靠性、友好性、先进性和易用性5个准则的29个指标.采用层次分析法和专家打分法确定指标值及指标权重,并以国内外常用的水质模型,即HEC-RAS、MIKE11、CE-QUAL-W2、WASP、EFDC和Delft3D模型为例,进行了水质模型的综合评价.案例应用的模型评价得分高低的排序依次为Delft3D、EFDC、CE-QUAL-W2、MIKE11、WASP和HEC-RAS模型,结果表明建立的水质模型综合评价技术体系科学、可靠、易用,可为我国水环境数学模型的规范化建设提供重要参考.      

黄河三角洲滨海滩涂多环芳烃分布及风险评估

采集黄河三角洲滨海滩涂湿地7个样地共120个表层沉积物样品,分析沉积物中16种优先控制的多环芳烃(PAHs)的含量和来源,并评价其生态风险。结果表明,沉积物中16种PAHs的平均含量为415 ng/g,其中PAHs以2～3环为主,属于中等污染水平。空间分布上,黄河口附近样地低于黄河三角洲北部和南部滨海滩涂湿地表层沉积物中PAHs含量,但不同样地间及距低潮区不同距离间PAHs含量均差异不显著。特征比值法分析表明,不同样地中PAHs来源不同,位于黄河三角洲南部的样地6表层沉积物中PAHs主要来源于草木和煤燃烧,而位于黄河三角洲北部的样地2表层沉积物中PAHs主要来源于石油燃烧、生物质燃烧和原油污染,其它样地的PAHs来源以原油污染为主。采用毒性当量因子评价法(TEQ)和平均效应区间中值商法(m-ERM-Q)分析,发现不同样地表层沉积物中∑PAHs的TEQ值均小于40 ng/g,且15种PAHs的m-ERM-Q值均低于0.1,表明PAHs的生态风险较低。     

工业铝灰资源化利用及管理政策研究现状与展望

实现铝灰的资源化利用可以有效节约资源、改善环境、提高经济效益,对铝行业发展具有重要意义。本文总结了铝灰的来源、分类、组成和危害性,并介绍了国内外针对铝灰的资源化利用技术,以及我国对于铝灰的管理政策。最后,展望了我国铝灰资源化利用未来技术和政策的发展前景,提出了相关建议。     

重庆市区域性暴雨危险性定量分析及其时空分布规律研究

区域性暴雨是重庆市危害性最大的自然灾害之一,对其研究有助于科学地开展防灾减灾工作。利用重庆市34个国家基本气象站逐日降水资料,采用概率统计、Matlab小波分析和ArcGIS空间分析等方法,研究1962~2016年重庆市发生的176场区域性暴雨危险度及其时空分布规律。得出如下结论:选择区域性暴雨平均降水量、日降雨极值、区域性暴雨覆盖范围和持续时间4个指标评价重庆市区域性暴雨危险度。在176场区域性暴雨中,轻度危险出现83次,占47.16%;中度危险49次,占27.84%;重度危险35次,占19.89%;极重度危险9次,占5.11%。从时间变化上看,6月和7月是重庆市区域性暴雨的多发期,7月区域性暴雨危险度平均指数最高,其他月份相对较低;重庆市年区域性暴雨危险度存在7a和28a的变化周期;各年代的区域性暴雨发生次数及其危险度差异较小,但各年代内区域性暴雨危险度等级构成差异较大。从空间分布上看,区域性暴雨中心地区差异明显,渝东北部地区的开州和渝西部地区的荣昌是重庆市区域性暴雨中心;各季节的区域性暴雨中心也存在明显差异,春季区域性暴雨中心主要出现在渝西部地区,夏季主要出现在渝东北部和渝西部地区,秋季主要出现在渝东北部地区。