土壤和地下水耦合数值模拟研究进展

土壤和地下水在水分运移、污染物迁移转化等方面高度相关,基于数值模拟预测土壤和地下水耦合污染趋势可以为土壤与地下水污染协同防治工作提供定量化技术支撑。文章综述了土壤和地下水数值模拟方法,总结了土壤和地下水中水流和溶质运移的耦合数值模拟研究进展,并对耦合数值模拟研究的未来发展趋势进行了展望。     

平板陶瓷膜深度处理石化废水试验研究

采用平板陶瓷膜中试装置处理石化废水,分析了处理效果与膜污染情况,获得了平板陶瓷膜稳定运行条件下的工艺参数。结果表明:在COD为50~100 mg/L、浊度为2~11 NTU的进水条件下,平板陶瓷膜出水COD与浊度分别为20~42 mg/L和0.05~0.2 NTU,与双层过滤器+中空纤维超滤工艺出水水质较为接近;在运行通量40 L/(m 2·h)、反洗周期45 min、反洗时间60 s的条件下,采用浓度为100~150 mg/L的次氯酸钠每7小时进行1次化学清洗,平板陶瓷膜系统运行较为稳定。     

AAO工艺联合臭氧削减污水中微量有机污染物及遗传毒性

近年来,微量有机污染物(OMPs)的环境赋存及风险越来越受到学者的重视,而城市污水厂出水作为向水环境释放OMPs的重要污染源,应被加以监测和管控.以小试厌氧/缺氧/好氧工艺联合臭氧(AAO-O_3)为研究对象,考察了污水中14种OMPs在组合工艺中的迁移转化规律及遗传毒性的削减.结果表明,活性污泥系统对于大多数OMPs的去除效果不佳,去除率低于50%,而后续臭氧可以弥补其不足.AAO-O_3组合工艺可以保证多数OMPs去除率在90%以上.芳香性结构的取代基中含有酚羟基(—OH)、胺基(—NH2)、甲氧基(—OCH3)的OMPs易于在臭氧过程中降解.遗传毒性结果表明,污水和二级出水都存在一定致突变风险,二级出水经过臭氧处理之后,遗传毒性去除率达到98%,污水厂出水对水环境风险大大降低.     

废铅酸电池回收制取再生铅合金技术的生命周期评价

废铅酸电池的回收利用已成为铅酸电池行业实现健康持续发展的关键一环.本文采用生命周期评价方法,分析了废铅酸电池回收制取铅合金技术及末端污染控制全过程的环境影响,并与废铅酸电池回收制铅锭再制电池材料和利用原生材料生产电池材料的过程进行了对比研究.结论表明废铅酸电池回收直接制取铅合金过程中铅膏熔炼和合金配制环节在各环境影响指标中的贡献较大(其中全球变暖潜值中占60%和33%,酸化潜值中占33%和54%,人体毒性潜值中占28%和57%),主要为辅助材料及能源动力带来的间接影响;利用原生材料生产电池材料过程的环境影响相对另两个过程更大,归一化的环境影响指标结果中人体毒性潜值、富营养化潜值及酸化潜值最大(分别为2.42×10~(-11)、1.26×10~(-11)和1.08×10~(-11)),其中铅原料生产的贡献比例占绝大部分.废电池回收直接制取再生铅合金与废电池回收制铅锭再制电池材料相比,环境影响表现更优,有利于形成电池生产企业的闭环循环过程,值得应用推广.未来应鼓励以废铅酸电池回收代替相应原生材料生产新电池,同时进一步减少回收过程中使用的资源能源环境影响,以带来更大的环境效益.     

冬季太湖草、藻型湖区N2O的生成与排放特征

对太湖典型草（包括沉水植物及挺水植物湖区）、藻型湖区水-气界面N₂O排放通量、水柱溶存浓度、泥-水界面通量以及3个湖区的水柱及沉积物理化性质进行了原位观测及实验室分析研究,并针对影响N₂O生成与排放的主要环境因子进行了室内的微环境模拟试验.研究结果表明：水-气界面N₂O释放通量及泥-水界面N₂O释放通量为藻型湖区 > 沉水植物湖区 > 挺水植物湖区（（123.10±11.43）μg/（m²·h）,（79.19±4.90）μg/（m²·h）,（53.45±4.22）μg/（m²·h）和（29.60±0.20）μmol/（m²·h）,（10.89±1.66）μmol/（m²·h）,（3.83±0.30）μmol/（m²·h））;水体溶存N₂O浓度均为藻型湖区 > 挺水植物湖区 > 沉水植物湖区（（0.0247±0.0003）μmol/L,（0.0236±0.0003）μmol/L,（0.0219±0.0001）μmol/L）;室内微环境实验结果表明：冬季升高温度能够显著地提高N₂O的生成潜力,高盐度对3种生态类型湖区沉积物N₂O的生成速率总体表现出抑制作用,藻型湖区及挺水植物湖区沉积物N₂O释放潜力在添加Cl^-组明显高于控制组,氮盐度过高会抑制沉积物N₂O产生,而沉水植物湖区沉积物N₂O产生受到抑制;随添加NH+4-N和NO-3-N等营养盐浓度升高,藻型湖区及沉水植物湖区沉积物中N₂O生成速率增加,挺水植物湖区N₂O生成速率降低,而乙酸盐作为微生物活动的碳源和能源对N₂O生成表现出抑制作用.冬季太湖典型草、藻型湖区N₂O排放存在显著差异,冬季草/藻型湖区N2O生成主要受冬季低温的限制,另外也受水柱无机氮形态及浓度的影响.     

51CrV4弹簧钢环箍断裂失效分析

目的研究51Cr V4弹簧钢环箍出现断裂失效原因。方法通过化学成分分析、力学性能分析、断口扫描分析、显微组织分析及能谱分析测试手段,对51Cr V4弹簧钢环箍的断裂模式及失效原因进行分析。结果长时间处于拉应力状态,致使51Cr V4弹簧钢环箍内表面棱边萌生裂纹源;同时,在腐蚀介质和应力的协同作用下,S元素加速腐蚀进程,腐蚀产物积累,加快腐蚀微裂纹的扩展,最终导致应力腐蚀断裂失效的发生。结论通过合理的选材、结构设计和防护工艺,严格控制原材料成分,降低应力水平和环境严苛度,使应力腐蚀出现概率大大减小。     

哈法亚油田注水井管材腐蚀规律研究

目的合理地进行井筒选材和更好地开展防腐工作。方法通过高压釜模拟哈法亚油田注水井腐蚀介质环境,研究温度、压力和pH对注水井油管L80钢腐蚀规律的影响。结果随着实验温度的升高,L80钢表面腐蚀产物越来越疏松,腐蚀速率增大;随着注水压力的升高,腐蚀速率增大,局部腐蚀逐渐增强;随着pH的升高,L80的腐蚀速率有所降低,主要发生全面腐蚀;腐蚀产物主要为铁的氧化物和CaCO_3。结论该研究为井筒选材和防腐工作提供一定的技术支持。     

高氨氮废水处理系统中功能微生物的检测

利用16S rDNA分子检测技术对高氨氮废水处理系统中的氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌等难分离培养微生物进行了分析检测.从实验室处理高氨氮废水的生物流化床硝化系统生物膜中提取细菌总DNA,以其为模板,利用氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的16S rDNA特异性引物进行多聚酶链式反应(PCR)扩增,获得AOB和NOB的特异片段.将特异片段与pGEM-T载体连接并转化到E.coli DH5α中获得重组子,对阳性重组子进行酶切分型,AOB可分为8种不同类型.选取AOB的8种类型代表以及随即选取8个NOB克隆进行测序.经GenBank搜索以及同源性分析,发现所获得的8个AOB类型来自不同的菌株,处理系统中以Nitrosomonas sp.和Nitrosococcus sp.为氨氧化细菌的优势菌属;8株NOB重组子中有7株来自不同的菌株,系统中Nitrobacter sp.和Afipia sp.为亚硝酸盐氧化细菌的优势菌属.图6表1参14     

扑草净降解菌降解特性、降解基因保守序列的扩增及同源性分析

从受污染农田中分离到一株补草净降解菌FR，经鉴定属于假单胞菌，考察了温度及pH对其降解能力的影响，确定pH7.0,32℃为最适作用条件；设计引物，通过PCR扩增到一条长度约为500bp的降解基因保守片段，通过对该片段部分序列测定及同源性搜索，证实该片段与atzA,triA等均三嗪化合物水解酶基因具有很高的同源性。     

三江源区植被固定CO2释放O2功能评价

植被在固定CO2释放O2和大气与陆地生态系统碳循环中起着十分重要的作用,是区域和全球环境变化的主要反馈和调节系统,具有重要的生态功能,体现出生态服务价值。根据三江源区多次科考调查及相关资料,计算各种植被类型的净初级生长量,进而根据光合作用方程式、造林成本法、碳税法和工业制氧法估算其固定CO2和释放O2的物质量及其价值量。结果表明:三江源区植被年净初级生长量为8.67×107t·a-1,固定CO21.41×108t·a-1,释放O21.04×108t·a-1。根据造林成本法和碳税法估算出三江源区植被固定CO2的价值为2.8926×1010元·a-1。利用造林成本法和工业制氧法估算出释放O2的价值为3.9157×1010元·a-1。三江源区植被固定CO2释放O2物质量和价值量中,草甸贡献率最高,其次是落叶灌丛、沼泽和草原。本研究对地处青藏高原腹地、生态系统脆弱且空气稀薄的江河源区的生态系统结构和功能的研究具有重要意义。