微生物光电化学池去除硝酸盐氮:以PANI/TiO2-NTs为光阳极

利用微生物光电化学池(MPEC)去除污染物是一种经济高效环保的方法.本实验在制备获得聚苯胺/二氧化钛纳米管阵列(PANI/TiO_2-NTs)复合光电极的基础上,构建了由PANI/TiO_2-NTs光阳极和生物阴极组成的MPEC系统,并对其去除硝酸盐氮(NO~-_3-N)的性能进行研究.结果表明,PANI负载时间为80 s时,PANI/TiO_2-NTs电极光电性能最佳,相比于TiO_2-NTs电极光电流密度增大约一倍,PANI的修饰有效提高了光能利用率.构建的MPEC系统能在无外加电压的条件下利用光能驱动实现自养反硝化脱氮,NO~-_3-N的生物降解符合准一级反应动力学方程.光响应电流密度越大,系统反硝化脱氮性能越好,NO~-_3-N初始浓度为25 mg·L~(-1)时,当光响应电流密度从0.17 mA·cm~(-2)增加至0.67 mA·cm~(-2),平均反硝化速率从0.83 mg·(L·h)~(-1)增大到2.83 mg·(L·h)~(-1).对生物阴极微生物膜进行了高通量测序,发现Pseudomonas所占比例最大(27.37%)为优势菌属.分析认为PANI/TiO_2-NTs光阳极产生的光生电子通过外电路传递到阴极,Pseudomonas、Alishewanella和Flavobacterium等具有自养反硝化能力和电化学活性的微生物可直接利用电极上的电子作为唯一的电子供体进行自养反硝化脱氮.     

高碱度水库水混凝过程中残留铝控制

针对高碱度水库水源的某水厂残留铝超标问题,选取碱化度(B)与Alb含量不同的3种铝盐絮凝剂,研究不同投量与pH值下混凝效果与残留铝浓度水平。结果表明,碱化度和Alb含量显著影响混凝效果。DOC和浊度的去除率随着3种絮凝剂AlCl3(B=0)、PACl-1(B=1.2)、PACl-2(B=2.2)投量增大而升高。3种絮凝剂投量在1.5～2.0 mg/L(以铝计)范围内,总铝和溶解铝含量最低。对于该水厂自制的絮凝剂PACl-2,可通过降低絮凝剂碱化度,或将水的pH值降低至7～7.5之间,以此可以提高PACl-2混凝效果,而且可以降低出厂水残留铝浓度。考虑工程应用可行性,可优先考虑调整絮凝剂生产工艺。     

大宝山矿区水体和沉积物中重金属的污染评价

分别于丰水期和枯水期对广东省大宝山矿区铁龙拦泥坝至凉桥河段水体中溶解态的重金属进行了调查,应用EPA推荐的健康风险评价模型发现,水体中非致癌物通过饮水途径所导致平均个人年风险排列顺序是Cu〉Pb〉Zn,最大值的平均个人年风险在丰水期和枯水期的平均值分别是2.14×10-7 a-1和4.13×10-7 a-1,小于国际防辐射委员会（ICRP）推荐的最大可接受平均个人年风险5.0×10-5a-1。致癌物Cd的平均个人年风险在丰水期和枯水期的平均值分别是3.52×10-4 a-1和4.53×10-4 a-1,大于ICRP推荐的最大可接受值,同时也大于非致癌物3～4个数量级。另外,通过对枯水期沉积物的重金属总量分析,发现凉桥槽对坑支流受水体pH的影响,导致其沉积物重金属的浓度最高。根据Long和Macdonald利用生物效应数据库法建立的沉积物质量基准,发现除冷水泾外,其他采样点的平均效应中值指数（mERMQ）值都大于1.5,可见沉积物中的重金属会对当地底栖生物产生毒害作用。     

无机膜-生物反应器处理生活污水试验研究

用无机膜－生物反应器进行处理生活污水试验,结果表明,当ＨＲＴ为５ｈ,膜通量为７５－１５０Ｌ／（ｍ＾２．ｈ）膜面流速为４ｍ／ｓ,ＳＲＴ为５,１５,３０ｄ时,分别经过１０,１６,１４ｄ,运行,生物反应器ＭＬＳＳ达到稳定值３．１,１０．７,１７．３ｇ／Ｌ,对ＣＯＤ,ＮＨ３－Ｎ和浊度的去除率分别为超过９６％,９５％,９８％,对ＳＳ和Ｅ．ｃｏｌｉ的去除率则达１００％;试验出水水质优于建设部生活杂用水水质标准     

雷击引燃森林可燃物概率的实验研究

利用自主设计的雷击点燃森林可燃物的模拟实验装置,采用大兴安岭地区的松针和白草作为实验材料进行了雷击点燃实验。通过Logistic回归分析得到雷击点燃概率方程,并且通过主成分分析发现可燃物含水率和设备的低压值是决定可燃物是否被点燃的主要因素。通过不同可燃物含水率和电极间距参数条件下的实验证明了Lo-gistic回归方程结果的合理性,并对电极间距改变范围对实验的局限性进行了分析。     

硅肥等量施用对土壤镉生物有效性和水稻吸收镉的影响

为研究硅（Si）肥等量施用对水稻不同生育期吸收镉（Cd）和土壤Cd生物有效性的影响,采用5种不同种类的Si肥（SiO₂用量为225 kg ·hm^-2）开展田间小区试验.结果表明,随着水稻生育期的延长,水稻根系和茎叶的Cd含量增加;施用Si肥,不同生育期水稻根系、茎叶和籽粒Cd含量平均分别降低14.9%、28.2%和12.2%;硅钙镁铁肥（SiCaMgFe）和水溶Si肥（SiW）处理,籽粒Cd含量分别比对照处理降低21.1%（P<0.05）和21.2%（P<0.05）;水稻根表铁膜中Cd含量（DCB-Cd）随着水稻生育期延长而增加,施用Si肥,水稻不同生育期DCB-Cd含量有高有低,DCB-Cd是根系Cd含量的15.8%~42.8%;与对照相比,施用Si肥水稻成熟期土壤可交换态Cd （Exc-Cd）含量平均降低36.4%,其它形态的含量平均增加12.5%~48.2%.水稻全生育期根系Cd与Si呈极显著负相关,与DCB-Cd呈极显著正相关,DCB-Cd与土壤有效态Cd和有效态Si呈极显著负相关,土壤Exc-Cd与Carb-Cd呈极显著负相关,土壤有效态Cd与pH值呈显著负相关.施用相同Si肥用量,SiCaMgFe和SiW处理降低水稻Cd含量的效果好;施用Si肥通过提高土壤pH值和土壤有效Si含量、降低土壤有效态Cd和Exc-Cd含量,促进Exc-Cd向Carb-Cd转移,减少根表铁膜对Cd的吸附,从而减少水稻对土壤Cd的吸收.     

地下渗滤处理村镇生活污水的中试

以红壤土作为填充土壤,在2cm/d的水力负荷下,进行了地下渗滤系统处理村镇生活污水的现场中试.结果表明,地下渗滤系统对COD、氨氮、总磷和总氮有着良好的去除效果,去除率分别达到84.7%、70.0%、98.0%和77.7%,出水COD、氨氮、总磷和总氮的平均浓度分别为11.7mg/L、4.0mg/L、0.04mg/L、4.7mg/L,达到建设部颁发的生活杂用水水质标准对总氮去除机理的分析表明,由硝化/反硝化实现生物脱氮是地下渗滤系统去除总氮的主要途径.在本中试系统中,反硝化效果良好但硝化效果不够理想,改善土壤环境以促进硝化作用是提高总氮去除率的关键.对土壤中氧化还原电位的测定结果表明,土壤内部的还原性质是阻碍硝化反应进行的主要原因.     

Pb/Zn冶炼废渣中重金属的生物浸出-盐浸处理

利用中温嗜热菌对某铅锌冶炼废渣进行生物浸出盐浸处理研究,并根据国家固体废物浸出毒性方法(HJ/T299-2007)对盐浸后余渣进行毒性分析。研究结果表明,在pH 1.5、温度65℃、矿浆浓度5%的优化条件下生物浸出3 d后,废渣中Cu、In、Ga和Zn的浸出率分别达到了91.5%、91.8%、84.9%和93.4%;盐浸生物浸出渣,其浸出液中Ag、Pb浓度分别为7.6和247.5 mg/L,可从废渣中有效回收Cu、In、Ga、Zn、Ag和Pb。生物浸出盐浸处理后余渣约为原渣量的70%;毒性分析浸出液中重金属元素Ag、As、Cd、Cu、Pb和Zn浓度分别为2～3.5、2～3、0.3～0.5、30～50、2～4、20～60 mg/L,低于国家危险废物鉴别标准(GB5085.3-2007)。根据试验结果,提出了针对冶炼废渣资源化、减量化、无害化的生物浸出盐浸联用工艺。     

PCR-DGGE技术分析倒置A~2/O工艺处理染织废水中的微生物区系

基于16S rDNA的PCR-DGGE(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis)技术研究了倒置A2/O(anoxic-anaerobic-aerobic)工艺处理染织废水过程中的微生物群落结构.从兼氧、厌氧和好氧区共取6个不同处理阶段的样品,测量了不同处理阶段样品的COD、pH、NH4+-N、H2S、总磷(TP)、污泥含量(TS)、色度及其脱除率,并分析了这些指标的变化规律.结果显示,COD在处理后期降到了145mg·L-1,NH4+-N的脱除率可达到85%,硫化氢的去除率达到了90%以上,磷的脱除率可达80%以上,TS处于逐渐升高的趋势,色度的脱除率达到65%.DGGE图谱显示,好氧处理阶段的微生物多样性明显比兼氧处理和厌氧处理的阶段的要丰富.     

重型柴油车实际道路排放与行驶工况的相关性研究

采用SEMTECH-D车载排放测试仪测量了东风柴油卡车在城市实际道路工况以及等速和加速工况下的油耗及污染物排放状况.测试结果显示,测试卡车实际道路综合百公里油耗为17.8 L,NOx、CO和HC排放因子分别为3.96、8.86和2.15g·km-1.其中主干道路况相对较差,油耗与排放因子较高,是所有测试道路平均水平的1.3～1.8倍左右.研究结果表明,重型车油耗及污染物排放与各行驶工况下的速度、加速度均密切相关,车辆在高速加速行驶状态下易产生高排放.车辆在30～50 km·h-1速度区间内等速行驶时,油耗与排放因子最为经济且环境友好.车辆在加速行驶时,油耗与NOx、CO排放因子可达到城市实际道路平均水平的2.0、2.2、1.4倍,急加速时达到2.8、2.1、14倍.应用比功率概念可准确描述车辆在各运行工况下的排放水平,但在重型车上缺乏实验依据,有待进一步研究.