碳源对生物阴极降解对硝基苯酚效能及生物阴极群落结构分析

研究不同碳源类型对双室生物电化学反应器（biocathode bioelectrochemical system,BES）生物阴极（biocathode）降解对硝基苯酚（p-nitrophenol,PNP）效能的影响.以碳酸氢钠和葡萄糖作为碳源,研究不同碳源类型下BES反应器效能和生物阴极的微生物群落结构.BES反应器效能和PNP去除率受到碳源类型的影响,以葡萄糖作为碳源时PNP去除率比碳酸氢钠为碳源的去除率在12 h和24 h分别提高了约3倍和1倍.R_NaHCO3和R_Glucose的PNP去除速率常数随碳源转换分别从（0.022±0.002）h^-1和（0.059±0.009）h^-1减小到（0.018±0.001）h^-1和（0.042±0.002）h^-1,PNP去除率分别下降了36%和6.9%.R_NaHCO3和R_Glucose的PNP降解速率常数在外加电压由0.5 V转换为0 V时分别下降到（0.004±0.00061）h^-1和（0.007±0.0006）h^-1,再次转换为0.5 V时PNP降解速率常数升高到（0.022±0.002）h^-1和（0.062±0.004）h^-1.454-焦磷酸测序结果表明碳源类型导致阴极微生物群落结构的显著差异.以碳酸氢钠为碳源的生物阴极富集Proteobacteria,而以葡萄糖为碳源的生物阴极Firmicutes和Bacteroidetes成为优势菌门.     

河套灌区地下水化学演变特征及形成机制

地下水资源是我国西北干旱区的重要资源,但不合理的开发利用导致系列生态环境问题,深入探究地下水化学演变特征及形成机制,对于地下水资源的合理利用具有重要意义.以河套灌区永济灌域为研究区,综合运用聚类分析和因子分析等统计学方法,研究了该区域地下水化学演化特征并阐明了地下水化学的形成机制,说明不同因子的影响程度.结果表明,研究区地下水阳离子以Na⁺+K⁺为主,阴离子分别以Cl^-和HCO₃^-为主,且Na⁺+K⁺和Cl^-离子具有较高的空间变异性,是决定地下水盐化的主要因子,地下水化学类型以Cl-Na、HCO₃ ·Cl ·SO₄-Na和HCO₃-Na型为主;通过聚类分析,研究区地下水可分为4类（A₁、A₂和B₁、B₂类）,其中A₁类地下水为高矿化度Cl-Na型水,A₂、B₁和B₂类地下水主要为HCO₃ ·Cl ·SO₄-Na和HCO₃-Na型水,结合因子分析,该区域地下水化学主要受"盐化"作用、碳酸盐岩溶解作用和人类活动影响,影响程度分别占了45.976%、23.853%和16.678%.蒸发盐岩溶解和阳离子交换作用是研究区Na⁺和Cl^-积聚的重要来源,农业灌溉（对土壤盐分的淋洗）和干旱（蒸腾蒸发强烈）是地下水盐化的关键驱动因素.     

1987～2015年嘉陵江源区植被覆盖度时空变化特征

江河源头地区植被建设与生态保护意义重大。应用遥感技术分析植被覆盖状况近年来已渐成热点。本文以嘉陵江源头所在地陕西省宝鸡市凤县为研究区,基于1987年、2000年和2015年3期Landsat卫星遥感影像,提取归一化植被指数NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）,采用像元二分模型,运用ENVI 5.3和ArcGIS10.4软件计算得到研究区植被覆盖度分布格局及动态变化。结果表明：（1）1987~2015年期间研究区植被以高覆盖区为主,高覆盖区面积增加了5.96%,呈上升趋势;（2）研究区植被退化面积占3.91%,基本不变的面积占85.36%,改善面积占10.73%,研究区植被改善面积多于退化面积,与退耕还林还草工程关系密切;（3）植被覆盖度随坡度和高程的增大呈先增加后降低的趋势;阴坡的植被覆盖度低于阳坡,但高于平地,坡向对植被覆盖的影响主要体现在温度上;（4）矿产资源开发对植被破坏的影响大于风力发电场建设,建议当地政府加强矿山生态环境修复力度。研究结果可服务于嘉陵江源区生态保护与流域管理。     

基于油提取的土壤与沉积物中微塑料的分离方法

微塑料作为一种全球性新兴污染物受到学界与社会的广泛关注.由于土壤和沉积物中的微塑料难以分离提取,目前关于微塑料的研究主要集中于水体中,而关于土壤与沉积物中微塑料的丰度、分布与环境行为尚不清楚,迫切需要一种经济、快速、可靠的前处理手段将微塑料从土壤或沉积物中分离出来进而开展检测与监测工作.油提取法不同于传统密度浮选法,其利用塑料的亲油性,使用植物油代替密度液分离土壤与沉积物中的微塑料.通过油提取法在砂土（二长花岗岩风化层残坡积物）、壤土（菜地黄棕壤）、黏土（稻田水稻土）、泥质湖泊沉积物中获得的总加标回收率分别为88.3%±6.29%、88.3%±3.82%、90.0%±2.50%、90.8%±1.44%.其中,对于密度浮选法较难提取的聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）,其回收率分别为93.3%±11.6%（壤土）、96.7%±5.77%（壤土）.植物油的加入会对后续微塑料的光谱表征识别产生影响,但可通过无水乙醇冲洗去除,与拉曼光谱仍具有良好的兼容性.利用该方法开展的实地研究获得黄冈市残坡积物（砂土）、武汉市菜地（壤土）、武汉市水稻田（黏土）、武汉市东湖泥质湖泊沉积物中的微塑料丰度分别为1 679、1 612、1 766、7 629个/kg.研究显示,油提取是当下密度浮选技术的可替代方案.      

O3氧化-湿式镁法同步脱除烧结烟气中NOx和SO2的中试研究

为了探究烧结烟气O₃镁法吸收技术的实际应用情况,对模拟烧结烟气开展O₃氧化镁法吸收技术的中试研究。采用中晶中试试验平台研究验证O₃氧化镁法吸收技术的脱硫脱硝超低排放路线,研究表明:在烟气量为1000 m3/h,ρ(SO₂)为1500 mg/m3,ρ(NO)为280 mg/m3,烟温为130 ℃的条件下,将n(O₃)∶n(NO)控制在1.5∶1以上时,NO氧化效率可稳定达到100%,系统整体NO_x脱除率可达到90%,出口的ρ(NO_x)可维持在20~35 mg/m3。研究结果表明,中试条件下O₃氧化镁法吸收技术应用于烧结烟气脱硫脱硝满足钢铁行业对硫氧化物和NO_x的超低排放标准。     

高炉渣和粉煤灰制备矿渣纤维试验研究

根据CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-FeO-Na₂O-K₂O多元体系的液相线温度和黏度的计算结果,以高炉渣和粉煤灰为原料,用喷吹法转型制备了矿渣纤维。热力学计算结果表明,混合熔体制备矿渣纤维是可行的。经过1450℃时的喷吹实验,高炉渣比例为80%~60%时获得了细长、均匀的棉絮状高质量矿物棉纤维。系统研究了高炉渣配比、喷吹温度、喷吹压力等因素对纤维直径的影响。1450℃时,当高炉渣比例从20%增加至60%时,纤维平均直径从18.08 μm降低至6.03 μm;当高炉渣比例从60%增加到80%时,纤维平均直径为5~7 μm,单纤维平均拉伸强度约为1085 MPa;但是当高炉渣比例>80%时,喷吹产品以玻璃球为主。喷吹温度越高,喷吹压力越大,获得的纤维直径越小。从实际生产的角度出发,控制高炉渣比例为60%~80%,喷吹温度控制在1400~1500℃可以获得高质量的矿物棉纤维。     

原位微生物技术在亮马河水质提升中的应用

原位微生物技术通过激活水体中的土著微生物快速降解有机物,其在亮马河应用的结果显示,下游COD和TP较上游出现明显下降,因NH₃-N本底较低,变化趋势不明显。该技术运行60 d后,监测数据显示下游水生生物种类明显增加。从底栖动物种类数的分布情况看,下游点位底栖动物种类数明显多于上游点位,并且下游出现了中-高需氧型种类,与上游相比,下游调查河段的底质已能够适合多种底栖动物的生存和繁衍,底质生境较上游有较明显改善。原位微生物技术在提升水质的同时改善了底泥,并有利于水体多样性的恢复,一定程度上提升了水体的自净能力。     

尿素废水生物处理技术原理与工艺研究进展

尿素废水的处理是当前亟需解决的难题,其中生物处理法因具有工艺流程短,成本低,抗冲击负荷,不产生二次污染等优点,在尿素废水的处理中备受青睐.本文基于尿素生物水解法原理,从机理上深入分析了脲酶的发展历程,酶学结构与水解机制,并对传统生物尿素脱氮法的应用进行了系统梳理.此外,为了更好地理解厌氧氨氧化菌降解尿素的潜能及在实际工程中的应用,本文分别从微生物学和工程应用的角度总结了相关研究结果.最后提出了尿素废水生物处理研究的建议与展望,以期为实际工程应用提供有力的理论基础和技术支持.     

锰钴水滑石/石墨烯电极的制备及催化性能

采用水热法制备了以氧化还原石墨烯（rGO）为载体的锰钴水滑石（LDH）,即MnCo-LDH/rGO复合材料并研究其氧还原性能.在Mn/Co物质的量比为1：3的条件下,MnCo-LDH和MnCo-LDH/rGO的形貌和催化性能最为突出.与MnCo-LDH相比,MnCo-LDH/rGO在Na₂SO₄溶液中的氧化还原峰更加明显（-0.425V）,且峰电流更大,达到0.749mA/cm².将MnCo-LDH/rGO作为阴极,在120min内持续提供30mA/cm²的电流可使浓度为20mg/L的罗丹明B染料（RhB）降解98.6%,具备良好的降解性能.旋转圆盘（RDE）及自由基淬灭实验结果显示,反应中转移电子数为2,且主要自由基为·OH.     

表面活性剂强化好氧生物修复PAHs污染土壤效果研究

通过实验测试不同浓度梯度表面活性剂对PAHs的增溶效果,筛选出一种能够提升PAHs脱附于液相的表面活性剂,利用其与好氧生物促进剂的协同作用,强化土壤中PAHs的脱附及生物降解过程,并应用于中低浓度PAHs污染土壤的中试实验。通过对比营养物质投加量、氧气供给方式、含水率控制、人工翻抛频次等条件确定最佳的现场实施方式,其中氧气供给方式采用缓释氧药剂和人工翻抛2种曝气方式。结果显示:缓释氧+生物促进剂,辅以定期补水的养护操作,是最为有效的处理方式,总PAHs降解率可达91.24%,苯并(a)芘降解率可达89.86%,此技术路线不需要人工曝气,可大幅节省实施成本。该成果为国内中低浓度PAHs污染土壤提供了一种更加经济高效的解决方案。