甲基异噻唑琳酮对MBR出水微生物生长分泌特性及群落结构的影响

污水再生处理反渗透(RO)工艺已在国内外获得广泛应用,但膜污堵问题阻碍RO工艺的进一步推广.投加非氧化性抑菌剂是控制RO膜生物污堵的常用手段,能够抑制细菌生长,但对细菌代谢产物分泌特性的影响尚不清楚.本课题的前期研究表明,细菌的胞外多聚物(EPS)是导致反渗透膜生物污堵的重要因素,细菌数量并非导致RO膜污堵的主要原因.针对上述问题,本文系统考察了典型非氧化性抑菌剂——甲基异噻唑啉酮(MIT)对RO系统进水(MBR出水)微生物的生长特性、群落结构及分泌特性的影响.研究发现,随MIT浓度增加,微生物生长迟滞期明显增长,但稳定期生物量增加;放线菌门、放线菌纲、类节杆菌属相对丰度明显增加;微生物分泌产物胞外多聚物(EPS)浓度增加,可能加重RO膜污堵潜势.上述结果表明,在污水再生处理反渗透系统中,MIT高浓度、长时间间隔的冲击式投加可能不利于膜污堵控制.     

分流两段式土壤渗滤系统脱氮效果及机理研究

为解决传统土壤渗滤系统占地面积过大的问题,采用多级土壤渗滤系统和地下渗滤系统组合的新型两段式污水处理工艺,研究了在高水力负荷0.3m/d条件下分流比对其脱氮效果的影响,并通过实时定量PCR技术对不同层级的脱氮功能基因数量进行检测,进一步探究该系统中微生物脱氮机理.水质监测结果表明,分流措施可以显著提高两段式土壤渗滤系统在高负荷下的脱氮能力,当分流比为1：2时系统污染物去除能力最佳,对化学需氧量（COD）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）、总氮（TN）的平均去除率分别达到91.16%、96.91%、72.11%和72.27%.脱氮功能基因丰度分析结果表明,多级土壤渗滤系统中的硝化及厌氧氨氧化和地下渗滤系统中的硝化反硝化的耦合作用是该工艺微生物脱氮的主要途径.     

局域共振声学超材料技术进展及应用展望

介绍了声学超材料主要有布拉格散射型声子晶体、局域共振型声学超材料等。布拉格散射型声子晶体通常需要其晶格常数与声波波长处于同一数量级时才能产生声波禁带,从而使得其应用领域受限。局域共振型声学超材料利用其共振单元的共振频率与声波频率接近时所产生的耦合作用而消耗声能,其尺寸比作用声波波长降低了2个数量级,从而实现了小尺寸声学超材料对长声波的控制。局域共振声学超材料采用特殊的声学结构单元设计,使其在常规介质中具有一些超常物理特性,如负折射、负质量密度等;其在低频段具有声学禁带,在该禁带频率范围内将阻止声波传递。局域共振声学超材料已发展出了具有谐振特性的声学结构单元、表面附加局域共振单元板结构声学超材料、薄膜型声学超材料等结构形式。局域共振声学超材料的研究和发展为低频降噪提供了新的途径。     

绿茶中28种元素含量测定的消解条件比较

前处理条件对准确测定样品中多矿质元素含量至关重要,本研究设置4种酸消解体系(HNO_3、HNO_3-H_2O_2、HNO_3-HF、HNO_3-HF-H_2O_2)及5组消解温度(100～120℃、100～120～140℃、100～130～150℃、100～130～160℃、100～120～140～160～180℃),探究不同消解条件对绿茶标准物质GBW10052中28种多元素浓度的影响。结果表明,不同酸消解体系及消解温度下的各元素浓度均有差异,相比Ca、K、Fe、Mg、Na等主量元素,As、Cr、Cs、Cd、Li、Ni、Se、Rb、Tb、Th、Tl、U、V、Y等微量及痕量元素浓度变化更显著。HNO_3中各元素浓度最低,14个元素的相对误差(Relative error,RE)大于25%;混合酸消解效果较好,相比于HNO_3,混合酸中大部分元素浓度更接近参考值。HNO_3-H_2O_2中,除Mo、U、Se、V、Si、Pb外,其余元素浓度增大,RE减小; HNO_3-HF中U、V、Si、Li、Zn、Sr、Cr等浓度继续增大,RE持续减小,As、Pb、Cd等浓度减小,RE增大; HNO_3-HF-H_2O_2中As、Pb、Cd等持续更减小,RE增大,其余元素浓度更接近参考值,与HNO_3-HF相比,HNO_3-HF-H_2O_2中各元素RE减小,但变化不显著。升温能促进溶液中部分多元素消解,以HNO_3-HF-H_2O_2为例,消解温度为100～140℃的体系对获取主量元素更有利;高温消解对微量及痕量元素影响较大,尤其是As、Pb、Cd、Cr等易挥发元素,当温度超过140℃时,As、Pb、Cd、Cr亏损严重,RE均高于25%。因此,应该根据目标元素选择相应的消解条件,从而提高分析结果的准确性。     

复杂应力条件下EPS颗粒轻质混合土的动模量和阻尼比特性

目前EPS颗粒轻质混合土的动变形特性研究主要借助于常规的动三轴剪切试验,受仪器条件限制往往不能考虑EPS颗粒轻质混合土的复杂初始应力状态,也不能考虑复杂的应力路径,比如地震、波浪以及交通荷载等。针对这一问题,利用GDS空心圆柱扭剪仪,考虑复杂初始应力状态,研究交通荷载作用下EPS颗粒轻质混合土的动变形特性,分析EPS颗粒体积比Ve/Vs、初始平均有效固结压力p0、初始固结应力比R0、初始中主应力系数b0和初始大主应力方向角α05个因素对EPS颗粒轻质混合土的动模量和阻尼比特性的影响。试验结果表明:Ve/Vs对试样动力变形特性的影响与p0有关;在相同应变水平下,随着R0增大,试样的动模量增大,而阻尼比变化不大;p0对试样动力变形特性有显著影响,相比之下α0和b0的影响较小。     

绿色合成纳米铁同时去除水体中的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)

植物提取液绿色合成纳米铁是用于环境修复最有潜力的技术之一.本文利用苦丁茶提取液绿色合成纳米铁(Fe NPs),考察了Fe NPs去除Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的性能,同时,比较了不同温度对Fe NPs去除Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的影响.结果表明,在p H=3.5、温度303 K、Fe NPs投加量为2.0 g·L-1的条件下,反应60 min后,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)复合溶液中Pb(Ⅱ)的去除率为91.0%,Cd(Ⅱ)的去除率达31.4%,而单独的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)溶液中,Pb(Ⅱ)的去除率高达93.8%,Cd(Ⅱ)的去除率高达41.7%.根据Fe NPs对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)反应前后的表征结果和Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)去除动力学的研究结果表明,Pb(Ⅱ)的去除反应遵循伪一级动力学,而Cd(Ⅱ)的去除遵循伪二级动力学,去除机理可能是Fe NPs对Pb(Ⅱ)起到还原、吸附作用,而对混合液中的Cd(Ⅱ)起到吸附作用.     

热带气旋对海南岛臭氧污染的影响分析

基于2015～2020年西北太平洋生成的181个热带气旋资料,海南岛18个市县臭氧(O₃)小时浓度数据和气象观测资料,分析了热带气旋对海南岛O₃污染的影响.结果表明,近6年共有40个(22.1%)热带气旋的生命期间海南岛出现了O₃污染天气,热带气旋生成个数偏多的年份,O₃污染天数也偏多,其中2019年污染天数最多最严重,高污染(≥3个市县超标)天数高达39 d(54.9%).高污染(HP)类热带气旋有逐年增多趋势,趋势系数和气候倾向率分别为0.725(通过95%信度检验)和0.667个·a^-1.热带气旋强度与海南岛O₃最大8 h滑动浓度平均值(O₃-8h)成正相关关系,其中在台风(TY)等级,HP类热带气旋占所有样本数的比例高达35.4%.热带气旋路径聚类分析表明,南海生成影响型(A类)热带气旋生成个数最多,共有67个(37%),同时最容易造成海南岛出现大范围和高浓度的O₃污染,A类热带气旋中HP的个数和海南岛ρ...     

太湖表层沉积物重金属的分布、来源与生态风险评价

对2010年太湖表层沉积物样品进行pH、温度、氧化还原电位、含水率、孔隙度、粒径、总磷和烧失量这8种理化指标和Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Ba、Mn、Co和V这9种重金属含量测定分析.结果表明,太湖表层沉积物重金属含量大小为：Mn>Ba>Zn>Cr>V>Ni>Pb>Cu>Co,且各重金属含量均超过背景值,这9种重金属与太湖流域地质作用紧密相连,同时也受到了不同程度人类活动的影响.通过聚类分析和重金属空间分布分析可知,北太湖段和南太湖段重金属含量均从湖岸向湖心有所减少,西太湖段重金属含量从湖岸向湖心有所增高,湖心区重金属含量分布相对均匀.通过相关性分析可知,不同重金属在不同程度上具有正相关性,反映其具有同一污染来源.通过PCA和PMF分析可知,太湖重金属来源多样,交通和工业复合源是最主要的来源,成岩作用是第二主要来源,农业是第三主要来源.此外,收集分析了2000~2020年太湖表层沉积物重金属的污染情况,通过重金属地累积指数和潜在生态风险指数可知,Cu、Zn、Ni、Cr和Pb的污染程度和潜在生态风险均呈下降趋势.这为太湖今后的重金属污染控制提供了有力的理论支撑.     

螺旋霉素废水处理过程中菌群结构、水质特征及抗性基因之间关系分析

抗生素制药废水常含有大量抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARG）,传播抗性污染的风险高于城市污水,但目前人们对抗生素制药废水处理过程中ARG转归影响机制研究尚有不足.本研究采用高通量测序考察某螺旋霉素制药废水厂A²O工艺过程中菌群结构变化,并通过多种统计学分析方法考察菌群结构、水质特征及ARG之间的相互关系.结果表明,生物处理单元中污泥的菌群结构受进水水质影响较小,其中厌氧和缺氧池中均以产甲烷菌与硫酸盐还原菌为优势菌,好氧池和二沉池中优势菌群的功能较为复杂;A²O系统对常规污染物去除效果较好,但不能稳定削减潜在致病菌丰度.水质特征、菌群结构和ARG之间存在显著相互影响关系,其中废水处理过程中生物量、NH₄⁺-N和化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）与ARG和可移动遗传元件（mobile genetic elements,MGE）的分布密切相关.在水相和泥相中对ARG和MGE产生显著影响的菌属不同,而且泥相中有更多的潜在致病菌与ARG显著相关性,即污泥中微生物同时获得耐药性和致病性的可能性比水相中高.本研究可为今后抗生素制药废水处理过程的抗性污染控制提供科学参考.     

社区安全脆弱性评估模型的构建与应用

为了准确衡量社区的安全水平,提出了社区安全脆弱性的概念模型,并分析社区安全脆弱性的影响因素。通过由人员特征、基础设施、社区环境和管理水平构成的结构性因素和由自然风险、人为风险构成的胁迫性因素,构建出社区安全脆弱性评估模型,并选取3个代表性社区进行实证分析。结果表明:社区安全脆弱性评估模型计算得出的社区安全脆弱性指数,与社区安全的评估水平相吻合,能够准确反映出社区安全状况。