模拟可见光下土壤表面石油的光化学降解研究

在模拟可见光照射下,分析了土壤中的初始含油量、土壤类型和土壤pH值对石油在土壤表面光降解过程的影响,并利用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、气相色谱-氢火焰离子化检测器(GC-FID)和傅立叶红外光谱(FTIR)等方法对石油在光降解过程中的演变规律进行研究.结果表明,石油在土壤表面上的光化学降解行为符合准一级反应动力学,实验测得石油的光解速率常数为0.002 6～0.017 2 h^-1,半衰期为40～267 h.GC-FID分析结果表明,在光降解50 h后,石油的饱和烃组分中高碳数的烷烃相对含量降低,低碳数的烷烃相对含量提高;芳香烃组分的大部分色谱峰有明显地降低或消失.红外光谱分析发现,光照60 h后土壤萃取液中可能产生了羰基类化合物,说明石油在光降解过程中逐渐发生氧化.     

SBR反应器中有机物去除与硝化反硝化过程INT-ETS活性变化

通过检测不同进水氨氮浓度和有机物浓度下的SBR工艺系统的INT-ETS活性,研究了SBR工艺去除有机物与硝化反硝化过程中污泥生物活性的变化规律.结果表明,INT-ETS活性可以有效地表征SBR工艺系统的生化反应进程;SBR工艺一个反应周期内,有机物降解、硝化和反硝化阶段生物活性依次降低;当进水COD为300 mg/L,氨氮为40 mg/L时,系统的INT-ETS活性从232.59 mg/(g·h)下降到190.65 mg/(g·h),最终降至113.88 mg/(g·h);伴随有机物的去除和硝化反硝化的进程,INT-ETS活性一般会出现特征点,预示着不同反应阶段的开始与结束;通过不同进水氨氮浓度(14.5 mg/L 和42.0 mg/L)和有机物浓度(COD为293 mg/L 和685 mg/L)的试验,发现运行条件的变化并未明显改变SBR系统的INT-ETS活性变化规律,但会影响INT-ETS活性曲线上标志不同反应阶段的特征点出现时间.     

长三角典型区土壤重金属有效态的协同区域化分析、空间相关分析与空间主成分分析

以昆山市为典型区,采集了126个表层土壤样品,通过多元统计学、地统计学与GIS技术相结合,采用基于协同区域化理论的因子克立格法探讨了长三角多个土壤重金属有效态的区域分异,并在剖析不同空间尺度有效态重金属的空间结构特征基础上,应用空间相关分析和空间主成分分析来揭示引起这种分布格局的成因和污染来源,结果表明,昆山土壤有效态重金属服从正态或对数正态分布,变异系数较大,有效态Cd污染最重.重金属有效态在空间上可划分为块金尺度、小空间尺度（15 km左右）和大空间尺度（40 km左右）,它可用3个尺度的实验（交叉）变异函数的协同区域化模型线性拟合.空间相关分析中,Cd和Zn在3个尺度中的相关性均极显著,且元素在小尺度和大尺度的相关性比块金尺度更强,大尺度的负相关特征较其它尺度明显.空间主成分分析表明,不同尺度的空间污染来源不同.重金属有效态第一、二主成分的空间分布格局结果表明重金属有效态含量与工业活动、污水灌溉和土壤性质密切相关.     

地下水石油污染曝气治理技术研究

在石油开采区现场考察了地下水石油污染曝气治理效果.结果表明,现场土壤地质条件对曝气气流分布影响很大,气流分布并不与曝气井为轴对称,曝气井左侧影响距离达6 m,右侧仅为4 m;经过40 d的连续曝气,在气流分布密度大的区域,石油去除率高达70%,而在气流分布稀疏的区域,石油去除率只有40%,曝气影响区地下水石油平均去除率为60%;对曝气前后地下水中石油组分进行色质联机分析,表明石油去除效果与石油组分及其性质有关,挥发性高的石油组分容易挥发去除,而挥发性低的石油组分难于挥发去除,因此地下水石油污染曝气治理存在“拖尾效应”.     

硫酸铵气溶胶对甲苯-NOx-空气体系光化学反应的影响

利用大气模拟烟雾箱,研究了硫酸铵气溶胶对甲苯-NOx-空气体系光化学反应的影响.结果表明,硫酸铵作为气溶胶种子,其存在可以加快反应过程中颗粒物(particle matter,PM)的生成速度,并提高甲苯的气溶胶产率.在高浓度的硫酸铵气溶胶种子条件下,其初始浓度对反应过程中NOx、NO和O3的浓度变化没有明显的影响,但对二次有机气溶胶(secondary organic aemsol,SOA)的生成有显著影响.在硫酸铵气溶胶种子浓度小于160 μg·m-3时,SOA的产率随初始气溶胶种子浓度的增大而增大,从最小7.2%到最大11.7%,其增幅超过60%.     

非点源污染河流的水环境容量估算和分配

通过河流相应集水区内氮磷的各污染源分析(包括农地、畜禽养殖和生活排污等),利用输出系数模型估算各非点源的氮磷投(排)放量和入河量;采用河段氮磷输入-输出平衡关系分析方法,估算河流对氮磷的每月自净量.以此为基础,参照水功能区划所要求的水质目标,提出了水质未超标河段相应集水区的氮磷剩余水环境容量按月估算模型,和水质超标河段相应集水区内氮磷投放削减量的按月估算模型,及其在各污染源之间的分配方案.结果表明,长乐江的总氮和总磷自净量分别达到775.9 t·a^-1和30.9 t·a^-1,自净率分别为28.8%和51.2%.河流对氮磷的自净量不仅受水文生态条件的影响而表现出较大的季节性变化,而且随着污染负荷量本身的增加而提高.按照水功能区划中Ⅲ类水的水质要求,长乐江总氮含量全年超标;各非点源的总氮投(排)放量均须不同程度的削减,削减总量应达到1 581.0　t;氮源削减量分配结果表明,化肥是应削减的最大氮源,要求在河流相应集水区内的化肥氮投放削减量为1 047.4 t·a^-1;而与各种氮源的投排放现状相比,要求削减比例最高的是畜禽养殖的氮排放量,达32.4%.长乐江流域尚有一定的总磷剩余水环境容量(2 335.7 t·a^-1).根据目标水质要求,平水期是各污染源总氮投放需要削减的量最大的时期,丰水期则是总磷剩余水环境容量最小的时期.     

具有广谱偶氮还原能力柠檬酸菌AzoR-2的分离鉴定和还原特性研究

从印染活性污泥中分离到1株高效广谱偶氮还原菌AzoR-2,并对该菌株进行了鉴定和偶氮还原特性分析.通过细胞形态和BIOLOG细菌自动鉴定系统的生理生化特性及16S rDNA与β-内酰胺酶基因相结合的分子生物学特性的分析,鉴定该菌株为柠檬酸菌属细菌,定名为Citrobacter sp.AzoR-2.通过对其偶氮还原特性的研究表明,菌株AzoR-2能够在厌氧条件下利用多种有机物和氢气为电子供体还原多种偶氮化合物,具有广谱偶氮还原特征.对电子供体和偶氮键的定量分析表明,还原过程中偶氮键接受的电子全部来自一级电子供体.氧气对其偶氮还原具有强烈的抑制作用.该菌株的偶氮还原系统定位在菌体的细胞膜上,推测该菌株的偶氮还原与菌体膜上的电子传递过程密切相关.菌株AzoR-2的厌氧偶氮还原在碱性pH值范围发生,其反应的最适pH值为7.5.菌株偶氮还原要求的温度范围较宽泛,在20～40℃范围内都显还原活性,最适作用温度为35℃.具有偶氮还原能力的柠檬酸菌在受偶氮染料污染的环境以及在印染废水的脱色中,可以发挥重要作用.     

我国典型土壤对病毒等温静态吸附的数值模拟

通过室内等温静态批量平衡吸附实验,采用3种常见的等温线（Freundlich方程、Langmuir方程和Temkin方程）对2种病毒（MS2和X174）在2种处理（非灭菌和灭菌）条件下的6种土壤（红壤土、红粘土、乌栅土、黄泥土、沙质潮土和壤质潮土）中的吸附行为进行了回归拟合.实验结果和模拟结果均表明,土壤性质、病毒性质、土壤中的土著微生物对病毒在土壤中吸附行为均具有重要的影响.红粘土对MS2和X174的平均吸附比例几乎能达到100％,而2种潮土（沙质潮土和壤质潮土）相对较弱;总体来看土壤对X174的吸附能力高于MS2,但灭菌后的土壤对MS2的吸附能力却高于X174.在数值模拟中,Freundlich方程和Langmuir方程均具有理想的相关性.Freundlich方程能够表现出病毒浓度对其在土壤中吸附行为的影响;尽管Langmuir方程能够应用于土壤对病毒吸附能力的比较,但本研究中不能应用Langmuir方程来计算土壤对病毒的最大吸附量.     

POPs污染物莠去津在长期定位施肥土壤中的残留动态

在建立土壤中莠去津残留分析方法的基础上,采用室内培养法研究了该药在长期定位施肥处理土壤中的降解动态.土壤中的莠去津残留物用丙酮提取,经液-液分配和柱层析净化后,气相色谱检测.莠去津的最低检出量为6.4×10^-12　g,在土壤中的最低检出浓度为6.4×10^-9　g·kg^-1,土壤中0.11、1.1、11.0 mg·kg^-1这3个浓度的添加回收率分别为91.41%±4.36％、93.58%±4.54％、 90.35%±3.59％,符合农药残留分析要求.运用该残留分析方法研究了莠去津在长期定位施肥处理土壤中的残留动态.结果表明,莠去津在土壤中的降解遵循一级动力学方程,其在CK、NPK、NPK+M、NPK+S施肥处理土壤中的降解半衰期分别为20.6、 23.0、 28.5、 33.2 d,由LSR分析可知,NPK肥和有机肥的施入明显加快了莠去津在土壤中的降解.单独回归及逐步回归分析均证实莠去津在土壤中的降解半衰期与土壤中的碱解氮、有机质和全氮含量之间存在良好的正相关,其相关系数分别为0.998?3、0.982?6和0.952?1,原因可能是这些土壤养分为土壤微生物的活动提供了足够的碳素和氮素,微生物活性较高,从而致使莠去津在土壤中降解加快.     

酚类化合物在矿化垃圾中的吸附性能与结构相关性研究

采用静态吸附方法,对8种酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为进行了研究,并用Langmuir和Fieundlish等温吸附方程对其进行了拟合.研究结果表明,8种代酚的吸附能力大小顺序为3-甲基酚＞4-甲氧基酚＞4-氯酚＞2,4-二氯酚＞3-硝基酚＞4-硝基酚＞2-氯酚＞苯酚.对8种酚类化合物Langmuir和Frendlich等温吸附方程常数和18个量子化学参数采用PLS进行逐步回归分析,得到了以Frendlich方程参数lnκ为因变量的数学模型.该模型表明,有机酚在矿化垃圾中的吸附性能主要与有机酚分子的疏水性和极性有关.而且该模型得到的预测值与实测值接近,说明利用PLS进行回归处理得到的模型较为合理、能有效地预测有机酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为.