Phytoremediation of the polluted Waigang River and general survey on variation of phytoplankton population

The Waigang River, a major tributary of the Qinhuai River system, has suffered from long-standing pollution because of lack of management. Restoration was commenced in April 2006 to reduce pollutants and improve water quality. Four ecological areas and ten surface carriers were constructed for the culture of plants (mainly water hyacinth (Eichhornia crassipes) and ryegrass (Lolium perenne L.)) for phytoremediation. Chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), total phosphorus, total nitrogen (TN), ammonia?Cnitrogen (NH₃?CN), water transparency, and variations in phytoplankton population were investigated to evaluate the effects of restoration. Over 36?months, TSS, COD, TN, and NH₃?CN levels decreased by 91.1, 55.3, 91.5, and 86.5?%, respectively. Transparency increased from 25?cm in 2006 to 165?cm in 2009. Improvements in water quality significantly enhanced the diversity of phytoplankton, which were harmed by pollution stress. Our results show that the water hyacinth and ryegrass cultured in the ecological areas and the surface carriers can be used to restore other heavily polluted rivers with conditions similar to those of the Waigang River, especially in the initial stages of restoration.     

超声波促进城市生活污泥缺氧/好氧消化的研究

本研究将超声波预处理引入城市生活污泥缺氧/好氧消化工艺中,自主设计了容积为30 L的生活污泥超声波-缺氧/好氧消化中试系统并用以实验研究。超声波预处理的参数为超声频率28 kHz,声能密度0.15 W/mL,超声时间10 min,超声间隔12 h,污泥超声比例30%。结果表明,引入超声预处理后,缩短了污泥的稳定时间,提高了污泥的消化效率。污泥消化10 d就已经达到了稳定标准,比未引入超声预处理时缩短了12 d,而MLVSS最大去除率提高了11%,达到了55.10%。超声波的引入,对污泥缺氧/好氧消化系统中污泥上清液溶解性COD（SCOD）的变化趋势影响比较明显,而对上清液的pH、氨氮和TP的变化趋势没有明显影响。     

人工湿地构筑根孔作用下土壤物质分布状况

嘉兴市石臼漾湿地应用人工构筑根孔技术,以玉米秸秆和油菜秸秆按比例混合埋植于土壤亚表层,作为湿地的基质/填料。在湿地运行一年半后,按照正交设计表,以埋植秸秆的种类(S)、填埋的土壤层次(L)、距离秸秆外环的远近(D)和秸秆周围土壤的表观颜色(C)作为实验因素,对秸秆周围养分物质浓度、土壤酶活性以及铁含量进行采样分析。实验结果显示:玉米秸秆和油菜秸秆腐烂较充分,分别形成较发达的粗根孔和细根孔;根孔周围土壤呈中度还原状态;粗根孔具有较强的优先流效应,其周围土壤具有较高的养分物质含量和较低的Fe2+/Fe3+比。粗根孔周围土壤具有较高的磷酸酶活性,而细根孔周围具有较高的β-葡糖苷酶活性和脲酶活性。综合比较,人工湿地构建初期,径级较大秸秆腐烂后形成的粗根孔发挥着更高的水分传导效率和更强的物质截留效应。     

高分子量高纯度阳离子聚丙烯酰胺的合成

以丙烯酰胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为单体,在复合引发剂的作用下,选择水溶液共聚法合成高分子量与高纯度阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)。实验表明,有机偶氮引发剂A用量0.5‰、氧化还原引发剂用量0.45‰、还原剂与氧化剂摩尔比2∶1、反应体系pH为4与反应时间5 h条件下,CPAM分子量为1 042万,且溶解性好。通过对聚合物残单含量影响因素添加剂用量、反应时间的研究,结果表明,添加剂EDTA和增溶剂D对残留AM含量影响小,而苯甲酸钠对聚合物残留AM的含量影响显著;延长反应时间至7 h,残单含量可降低至0.27%,CPAM的纯度高。通过与国内外3种同类型产品进行对比,结果表明,自制产品的分子量明显高于其他产品,且残单含量比国内产品降低了50%～75%。     

SO2-4/TiO2光催化降解苯酚

以工业硫酸氧钛为原料水解制得SO42-/TiO2光催化剂,并以苯酚为目标降解物,考察了SO24-/TiO2的光催化性能。结果表明:随着SO42-/TiO2制备过程中焙烧温度的升高,其光催化活性逐渐增加,650℃焙烧获得的SO24-/TiO2的光催化活性最好,此后再升高温度会因催化剂中硫的挥发而下降;在确定苯酚原液初始浓度为50 mg/L条件下,SO42-/TiO2的光催化降解苯酚的最佳工艺条件为反应时间2 h、苯酚pH为7、催化剂用量1 g/L。XRD、SEM和FTIR的分析结果显示实验温度下制得的SO42-/TiO2均为锐钛型TiO2;其间掺杂的SO24-在TiO2表面分散性较好,没有聚集成大的颗粒;红外分析的结果初步判定低温(<550℃)焙烧制得的催化剂SO42-在TiO2表面是螯合双配位吸附,高温焙烧时(>550℃)SO42-在TiO2表面是桥式配位吸附。     

电絮凝处理油田生化出水

为了减轻对后续处理中超滤膜的污染,采用电絮凝法处理油田生化出水,降低油田生化出水中的有机物含量。研究了电流强度、曝气时间和pH值对水中总有机碳（TOC）和浊度除去效果的影响以及pH值随曝气时间的变化趋势,通过红外光谱对絮凝处理前后水中总溶解固体进行了分析,优化了电絮凝的工艺条件。研究表明,当水流速度控制在50 mL/s,电流强度为2 A,500 mL絮凝出水的曝气时间为30 min时,整套絮凝工艺对TOC的去除率为48%,浊度去除率为42.9%,COD去除率为44%。     

基于GCM_CB模型的土壤重金属污染评价

灰色聚类法已经运用于土壤重金属污染评价中,然而此法在确定聚类权重时仅考虑重金属浓度,忽略了衡量重金属毒性强弱的重要指标生物毒性指数。为了更客观和准确地反映土壤重金属的污染程度,将生物毒性指数引入到聚类指标权重中,构建GCM_CB(grey clustering method_concentration and biotoxicity)土壤重金属污染评价模型。通过对华东某地区的10个区域土壤重金属污染进行分析评价,并与常用评价方法对比研究,表明:其多数样点的评价结果基本一致,但针对样品4和样品9中的元素Hg,因其强毒性,使得评价等级由I级定为II级,从而提高了评价方法的灵敏度,更加符合该区域的实际土壤污染情况。     

TiO2/Ti及其改性处理聚乙二醇模拟废水

采用溶胶-凝胶法制备TiO2/Ti负载体系,并以聚乙二醇2000（PEG-2000）为模拟废水对其光催化性能进行研究。实验表明,TiO2/Ti的最佳负载条件为镀膜层数8层、pH值为3、焙烧温度700℃、焙烧时间2 h,掺杂Fe3＋、Ag＋、La3＋、Pt4＋4种金属离子均可有效提高TiO2/Ti对PEG-2000模拟废水的处理效果,在Ag＋掺杂量为0.3%、焙烧温度800℃时,2.5h反应后的COD去除率达到了79.5%。XRD分析表明,金属离子的加入抑制了TiO2由锐钛矿相向金红石相转化。GC-MS分析表明,PEG-2000的光催化是大分子分解为小分子然后被矿化的过程。     

不同改性多壁碳纳米管对Cr3+的吸附性能

通过催化裂解法制备多壁碳纳米管,利用不同化学试剂对多壁碳纳米管改性,研究了不同化学改性对多壁碳纳米管表面物理化学特性的影响和Cr3＋的吸附特性。结果表明,所制备的多壁碳纳米管孔隙均匀,外径为30～50 nm,长度为0.5～2μm,经过不同化学改性表面有效地引入了含氧基团。未改性、H2SO4、HNO3、H2SO4-HNO3改性碳纳米管对Cr3＋的吸附动力学均符合Langergren模型;吸附等温线均符合Freundlich模型。温度和pH升高均有利于改性多壁碳纳米管对Cr3＋的吸附。     

湘江株洲段丰水期镉污染负荷总量测算及分配

以2010年8月湘江干流株洲段代表性断面水质与底泥监测资料以及其他资料为基础,采用WASP7模型模拟该江段丰水期镉浓度,并进行镉污染负荷测算与分配。研究结果表明,WASP7模型较好地重现了镉浓度的变化规律,8月份该河段上游镉入流量2 446.33 kg,下游出流量3 076.44 kg,区间增量630.12 kg,其中点源负荷量241.67 kg,占38.4%,面源负荷量304.49 kg,占48.3%,内源负荷量为83.96 kg,占13.3%。