有机生活垃圾多组分联合厌氧降解产甲烷性能研究

为了阐明生活垃圾多组分的混合对其厌氧降解产气性能的影响,通过在中温（37±1）℃下对餐厨类、纸类和园林类垃圾组分进行单独和联合厌氧降解产甲烷实验,研究接种物来源对单组分和多组分物料厌氧降解产甲烷性能的影响,应用修正的Gompertz模型拟合和分析物料产甲烷过程动力学特征,并借鉴和发展评价混合物料联合厌氧降解性能的量化指标方法.试验与模型拟合结果均表明：接种物来源对各组分及其组合的厌氧生物可降解程度无显著影响,但对其降解速率存在明显影响.此外,尽管物料的混合对试验初期物料降解产甲烷速率存在促进作用,但仅有3组分混合试验组在最终累计甲烷产率方面表现出显著的协同促进,在2种接种物条件下,相比于3组分单独降解的甲烷产率分别增长了16%和14%.     

光源、氮源和碳源对紫色非硫细菌生长特性的影响

紫色非硫细菌（PNSB）能在厌氧光照条件下将污水中的氨氮、有机物和磷同化到细菌体内用于合成蛋白质等细胞物质,而不是转化为CO₂和N₂.为了优化PNSB的生长条件,以沼泽红假单胞菌为研究对象,考察了光源、氮源和碳源类型对PNSB生长的影响.结果表明厌氧红外光条件下PNSB的生长速率约是白炽灯条件下的3倍;PNSB对氨氮（NH₄⁺-N）的利用速率最快,同时也可利用硝态氮（NO₃^--N）,亚硝态氮（NO₂^--N）;PNSB对乙酸钠的利用速率最快,其次是葡萄糖,最难利用的是淀粉,主要归因于大分子有机物需要水解酸化后才能被PNSB吸收利用.厌氧红外光条件下PNSB处理城市污水具有较好的应用前景.     

含砂海水对40Cr钢加速冲刷腐蚀性能影响

目的研究40Cr钢在实际海水中的冲刷腐蚀性能。方法采用自制旋转冲刷实验装置,模拟实际海洋环境对40Cr钢进行实验。试验介质为含有质量分数为0.15%、0.3%、1%石英砂(300目左右)的青岛海域天然海水,冲刷流速分别为1、3、5 m/s。用交流阻抗谱和极化曲线测试检测其冲刷腐蚀性能,采用失重法测量冲刷腐蚀速率,并用扫描电镜观察其表面形貌,用XRD、EDS技术检测腐蚀产物成分。结果当流速一定,石英砂的质量分数为0.3%时,腐蚀速率最小,交流阻抗谱和极化曲线结合分析显示,此时最耐腐蚀,腐蚀产物成分为FeO(OH)。当含砂量一定时,随着流速的增加,试样腐蚀速率快速增加,耐蚀性逐渐下降,腐蚀产物主要成分为Fe O(OH)。结论流速对40Cr的冲刷腐蚀速率影响较大,而含砂量对冲刷腐蚀速率的影响较小。     

基于多旋翼无人机平台的大气PM2.5垂直结构观测技术

目的设计可用于大气边界层范围的大气污染观测平台。方法使用多旋翼无人机作为载体,集成多种大气污染物和气象要素的便携式检测设备,组建无人机观测平台。通过地面比对实验,保障所搭载的设备数据可靠,通过与大载荷系留气艇平台的垂直比对实验验证平台集成后的数据可靠性。结果对于重点观测指标PM_(2.5)而言,无人机和系留气艇所获取的垂直廓线表现出良好的一致性,各个航次的R2最低值为0.762,多数航次的组内相关系数为0.94以上。在2017年12月18日的案例中,无人机的观测数据表明,早上的大气垂直结构呈现了明显分层,0～200 m高度较为稳定的大气层结阻碍了污染物向上扩散,导致了近地面PM_(2.5)80μg/m~3的较高浓度,而下午的观测数据有助于解释污染消散。结论文中搭建的多旋翼无人机平台可以用于0～1000 m范围内的边界层观测,尽管个别航次数据和系留气艇平台仍存在差异,但现有观测结果已表明,该平台有助于研究人员了解污染事件的发生和消散,可以进一步推广应用。     

基于WRF-CFD耦合的复杂城市形态街道通风性能模拟研究

目的研究静稳天气下复杂城市形态街道的通风性能。方法用WRF中尺度气象模式耦合CFD流体模型,通过选取冬季一次静稳天气过程,对南京市不同城市形态的街区通风性能进行分析,评价不同形态街区的通风性能,给出现有城市通风性能的状态,并对城市规划提供合理的意见。结果静稳天气条件下,人口密集居住的住宅区,通风性能严重不足,大部分街区风速只有0.3m/s,不利于居民的健康生活。局部区域的通风性能主要由街道的交叉口位置和街道与主导风向的位置关系决定,此次静稳天气综合型切片的中心区域通风性能明显优于中心区和住宅区。在迎风向的街谷或道路的通风性能明显,在静稳天气下能够达到2～3m/s,很好地起到了城市通风走廊的作用。结论合理的城市设计和建筑布局能够有效地增加局部区域,尤其是高密度地区的通风性能,有利于污染物等的扩散以及居民的健康。     

基于熵权法的集对分析模型在青岛市崂山区海水入侵现状评价中的应用

传统海水入侵现状评价中单指标评价法指标存在随机性和不确定性等问题,论文将熵权理论和集对分析模型相结合,以青岛市崂山区海水入侵实测点为例进行研究。基于咸、淡水中的重要特征成分的显著差异,选取了Cl-,M,SO₄2-,γCl-/γHCO₃-,SAR五项化学特征指标作为评价指标。研究结果表明崂山区海水入侵主要分布于江家土寨东-浦里社区北入侵段,王哥庄-港西-港东入侵段、仰口湾入侵段、登瀛村-栲栳岛入侵段。该评价结果与单指标（Cl-）评价法反映的海水入侵现状具有一致性,比单指标评价法具有优势,可见基于熵权法的集对分析模型合理可靠,评价结果较为准确。     

珠三角典型地区大气细颗粒物中有机物质的化学组成研究

本文主要利用热解-气相色谱质谱联用技术(Py-GC/MS)对珠三角典型区域的大气颗粒物的化学特征进行研究,讨论了不同地区样品的化学和来源组成。结果显示,不同样品热解产物的组成具有一定的类似性。这些化合物均以脂肪烃(24. 6%～52. 2%)、脂肪酸(5. 0%～43. 6%)、芳香化合物(14. 7%～36. 3%)为主,另外还包括苯酚类化合物(0. 68%～11. 5%)、呋喃类化合物(0. 26%～5. 86%)、含N化合物(4. 80%～10. 2%)和含S化合物(NA～0. 67%)等,表明这些样品主要由芳香碳和脂肪链结构组成,连接有含氧、氮等杂原子基团。同时不同地区的气溶胶样品的热解产物也具有一定的差异性,反映了气溶胶中有机质的组成、来源是有差异的,如从化样品中植物来源贡献是最多的,其次是珠海,广州最少。另外不同季节采集的气溶胶样品的热解产物也表现出一定的差异性,一般情况下夏季样品中生物质来源贡献更多,而冬季样品中则是老化的气溶胶更多。     

重庆废弃煤矿区表层土壤多环芳烃污染特征及风险评价

随着煤炭行业的萧条,废弃煤矿逐渐增加。为有效管理和改善矿区废弃地环境生态系统,采集废弃22年的重庆中梁山马家沟煤矿区内18个表层土壤样品和1个煤矸石样品,以及矿区之外的2个背景土壤样品,分析样品中多环芳烃（USEPA 16 PAHs）、正构烷烃（n-alkanes）、汞（Hg）和有机质（OM）含量水平。结果表明,表层土壤中PAHs的平均含量为170.3 ng/g,低于我国正在运行的煤矿区土壤PAHs含量水平,高于山区背景土壤PAHs含量水平。主成分分析（PCA）结果表明煤燃烧释放和原煤残渣分别贡献78.3%和17.6%,是表层土壤中PAHs的主要来源。PAHs与n-alkanes的相关系数r=0.83（P<0.01）,表明土壤中两者具有类似的输入途径和富集行为。PAHs与Hg之间不存在相关性,表明煤矿长期废弃后,这两种与矿区活动释放有关的污染物的环境归趋有显著差异。PAHs和OM之间也不存在相关性,表明与煤矿相关的有机质来源已经被植物、微生物的分泌物质及其残体的有机质替代,生态环境正逐步恢复。风险评价结果表明PAHs含量水平相对安全。值得注意的是,Hg含量超过农用地土壤污染风险筛选值。因此,政府对矿区旧址的土地利用应当基于多污染参数的叠加结果,避免单一指标的片面性评价与诊断。     

前置A2NSBR系统硝化和反硝化除磷的特性

以处理实际低C/N生活污水的前置A₂NSBR系统为研究对象,考察系统内生物膜的硝化特性和活性污泥的反硝化除磷特性.试验研究了有机物和NO₂^--N浓度对生物膜硝化性能的影响,以及不同电子受体浓度对反硝化吸磷速率的影响.结果测得硝化速率为11.3mgNH₄⁺-N/（L·h）,在填充率40%的条件下容积负荷为0.27kgNH₄⁺-N/（m³·d）,有机物的存在会对硝化有抑制,但是系统表现出了良好的抗有机负荷冲击能力,硝化速率为9.72mg NH₄⁺-N/（L·h）.NO₂^--N处理对AOB活性几乎无影响,对NOB活性抑制作用明显,当NO₂^--N浓度为400mg/L时,NOB活性仅为1.63%,几乎接近完全被抑制.根据本次不同电子受体条件下除磷批次试验的结果,好氧吸磷速率为17.62mg P/（g VSS·h）,以NO₃^--N为电子受体的缺氧吸磷速率是12.94mg P/（g VSS·h）,从而可知缺氧聚磷菌占总聚磷菌的比例大约是73.4%,其中在NO₂^--N浓度为30mg/L出现吸磷抑制,当NO₂^--N和NO₃^--N共存时,NO₂^--N在初始浓度为15mg/L便出现吸磷抑制.     

紫外活化过硫酸盐降解二苯甲酮-4的动力学影响及降解机理与风险评价

活化PS（过硫酸盐）氧化工艺对于降解水中新兴微污染物具有潜在应用价值.为研究活化PS体系对BPs（二苯甲酮类）有机防晒剂的降解性能,以BP4（二苯甲酮-4）为研究对象,采用UV/PS（紫外活化过硫酸盐）工艺降解BP4,比较单一UV、单一PS和UV/PS 3种工艺对BP4的去除效果,考察各因素对UV/PS工艺去除BP4动力学的影响,同时探究BP4降解机理并进行风险评价.结果表明:BP4降解过程符合准一级反应动力学模型;最佳PS投加量为1.0 mmol/L,反应30 min后BP4去除率可达94%,增加PS投加量或降低初始c（BP4）均可促进BP4降解,无机阴离子（HCO₃-和Cl-）对BP4降解均有抑制作用,酸性条件有利于BP4降解;基于HPLC-MS/MS鉴定出8种中间产物,并提出降解路径,费氏弧菌毒性试验和ECOSAR v1.10软件预测表明,UV/PS工艺降解BP4过程中生成的中间产物比母物质毒性更高.研究显示,UV/PS工艺可有效去除BP4,但其中间产物可能会造成潜在的生态风险,后续需进一步深入研究.