Impact of land use changes on water quality in headwaters of the Three Gorges Reservoir

The assessment of spatial and temporal variation of water quality influenced by land use is necessary to manage the environment sustainably in basin scales. Understanding the correlations between land use and different formats of nonpoint source nutrients pollutants is a priority in order to assess pollutants loading and predicting the impact on surface water quality. Forest, upland, paddy field, and pasture are the dominant land use in the study area, and their land use pattern status has direct connection with nonpoint source (NPS) pollutant loading. In this study, two land use scenarios (1995 and 2010) were used to evaluate the impact of land use changes on NPS pollutants loading in basins upstream of Three Gorges Reservoir (TGR), using a calibrated and validated version of the soil and water assessment tool (SWAT) model. The Pengxi River is one of the largest tributaries of the Yangtze River upstream of the TGR, and the study area included the basins of the Dong and Puli Rivers, two major tributaries of the Pengxi River. The results indicated that the calibrated SWAT model could successfully reproduce the loading of NPS pollutants in the basins of the Dong and Puli Rivers. During the 16-year study period, the land use changed markedly with obvious increase of water body and construction. Average distance was used to measure relative distribution patterns of land use types to basin outlets. Forest was mainly distributed in upstream areas whereas other land use types, in particular, water bodies and construction areas were mainly distributed in downstream areas. The precipitation showed a non-significant influence on NPS pollutants loading; to the contrary, interaction between precipitation and land use were significant sources of variation. The different types of land use change were sensitive to NPS pollutants as well as land use pattern. The influence of background value of soil nutrient on NPS pollutants loading was evaluated in upland and paddy field. It was found that total nitrogen (TN) and total phosphorous (TP) in upland were more sensitive to NPS pollutants loading than in paddy fields. The results of this study have implications for management of the TGR to reduce the loading of NPS pollutants into downstream water bodies.     

电絮凝—超滤组合工艺处理设施农业营养废液的试验研究

设施农业营养废液具有氮和磷营养元素含量高、碳元素少、病原菌多的特点,直接排放会污染环境、影响生态平衡,因此排放前需经过适当净化处理。为此,采用电絮凝—超滤组合工艺对设施农业营养废液进行处理,重点研究了电絮凝—超滤组合工艺对营养废液中污染物的去除效果,同时考察了电流密度和电解时间对处理效果的影响。结果表明,电絮凝—超滤组合工艺对大肠杆菌、总磷、总氮和总有机碳(TOC)都有一定的去除效果,在电流密度为1.78mA/cm2、电解时间为30min、超滤压力为0.16 MPa的条件下,其去除率分别为99.88%、99.76%、47.59%、28.72%。因此,电絮凝—超滤组合工艺对设施农业营养废液有较好的处理效果。     

MnO_2/Al_2O_3吸附草甘膦及微波紫外耦合降解再生工艺

以掺混煅烧法制备Mn O2/Al2O3,并对草甘膦进行吸附,将吸附态草甘膦置于微波紫外耦合系统中进行降解和再生。研究并给出了Mn O2/Al2O3的最佳制备条件、最佳吸附条件和微波紫外耦合降解再生的最佳工艺参数。Mn O2/Al2O3最佳制备条件为Mn O2质量分数15%,煅烧温度500℃,煅烧时间2 h。在常温下,Mn O2/Al2O3对草甘膦的最大吸附量为75 mg/g。微波紫外耦合系统最佳工艺参数为功率500 W,时间25 min,空气量0.06 m3/h。在此操作条件下,Mn O2/Al2O3的再生率达到85%,并且可以多次再生利用,草甘膦最终降解产物为二氧化碳、氮氧化物、磷酸和水,矿化率为65%。     

16S rDNA克隆文库解析AO-MBR系统中细菌种群多样性

采用分子生物学手段16S rDNA克隆文库方法对缺氧/好氧膜生物反应器(AO-MBR)的好氧池与缺氧池中细菌进行了多样性研究.实验结果表明,好氧池污泥样品的克隆文库包括9个类群,其中变形菌(Proteobacteria)和拟杆菌(Bacteroidetes)在文库中所占比例最大,分别为37.04％和14.81％;其次是酸杆菌(Acidobacteria)、未培养菌(uncultured bacterium)、绿菌(Chlorobi)和未培养的绿弯菌(uncultured Chloroflexi bacterium)、浮霉状菌(Planctomycetes),分别为11.11％、11.11％、7.41％、7.41％和5.56％;硝化螺旋菌(Nitrospirae)和裸藻门(Euglenozoa)所占比例相对较小,均为1.85％.缺氧池样品克隆文库包括10个类群,其中变形菌(Proteobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)和未培养菌(uncultured bacterium)在文库中所占比例最大,分别为27.91％、13.95％和12.79％;其次是浮霉状菌(Planctomycetes)、酸杆菌(Acidobacteria)和绿弯菌(Chloroflexi),在文库中所占比例分别为9.3％、9.3％和9.3％;硝化螺旋菌(Nitrospirae)、裸藻门(Euglenozoa)、芽单胞菌(Gemmatimonadetes)和放线菌(Actinobacteria)所占比例相对较少,分别为6.98％、8.14％、1.16％和1.16％.两池细菌的主要类群相似,但菌属及比例有所差异,变形菌是系统中的主要脱氮菌属.     

声凝并联合雾化预处理及其在过滤除尘中的应用

根据声凝并理论和雾化湿式除尘理论,建立了燃煤飞灰在声场联合雾化加湿作为预处理的过滤式除尘实验装置。分别在声场、雾化加湿、声场与雾化加湿相结合3种预处理条件下进行实验,确定合适的加湿量范围,得出不同条件下燃煤飞灰的去除效果。在声场联合雾化加湿条件下,分别研究了声压级和雾化加湿量对飞灰的去除率的影响。结果表明,声场和雾化加湿联合作用能有效提高燃煤PM2.5去除率。以声场联合雾化加湿作为预处理进行过滤除尘实验,结果表明,虽然对高效滤料的除尘效率提高作用有限,但是该预处理可减轻滤袋负荷,有效延缓压差增长,降低清灰频率。由于采用表面覆膜滤材,加湿量控制得当可避免产生"糊袋"现象。     

焙烧温度对铁覆膜砂IOCS吸附Cr(VI)的影响

采用序批试验研究了焙烧温度对铁覆膜砂(Iron Oxide Coated Sand,IOGS)吸附6价铬Cr(VI)的吸附平衡和吸附速率的影响.结果表明,铬在IOCS上的吸附平衡符合Langmuir吸附模型.低温制备IOCS具有较高吸附容量且对pH不敏感.110℃制备IOGS在pH 7的最大吸附容量(0.181 mg·g-1)远高于660℃制备10CS(0.023 m8·8-1).吸附过程符合准二级动力学模型.吸附速率随焙烧温度提高而下降.     

β射线衰减法和重量法测定环境空气中PM10的对比研究

用β射线衰减法和重量法同步测定了2005年乐清市环境空气中PM10日均浓度,实验覆盖了乐清市的各种气象条件和PM10的浓度变化范围,具有一定的代表性.实验结果表明:在同一监测条件下,两种方法的测定结果具有一致性和可比性,β射线衰减法测得的PM10比重量法高,年均值偏高23%;两种方法测得的PM10高度相关,相关系数为0.994,能用回归直线来描述两者之间的关系.     

生物质废弃物快速热解制取富氢气体的实验研究

采用管式炉对红松锯屑快速热解制取富氢气体进行了实验研究,分析了反应器温度、物料粒径和催化剂对热解产物组成的影响.结果表明高温能加快生物质快速热解进程,减少炭和焦油生成量,利于富氢气体的生成,800℃时气态产物比例可达56.9 wt.%,气态产物中H2体积分数由4.3%(500℃下)上升至17.2%,H2 CO体积分数达68.3%.小粒径能增大热解气态产物的比例,但对气态产物组成的影响很小,这可能与红松锯屑本身质地疏松有关.以与生物质直接混合方式添加的煅烧白云石能使热解产物中H2含量增加,但造成产气过程变缓,炭生成量增多,富氢气体总产量未能得到提高.     

生物修复剂在清除海滩石油污染中的应用

介绍了生物修复石油污染海滩时常用的修复剂类型及其特点.当实验室环境条件能较好控制时,生物强化剂一般是有效的;然而污染现场得出的证据不能表明其对生物降解有促进作用.实验室和现场的研究均表明营养型生物促进剂能有效促进石油的生物降解.水溶性营养易被波浪和潮汐冲刷掉;缓释型营养盐面临的主要挑战是如何控制其释放速率,以保证孔隙水中能较长时间维持理想的营养浓度;亲油型肥料中含有有机碳,有可能在微生物降解石油之前被优先降解.建议根据污染环境的特点选用适合的生物促进剂.     

含砷污泥的粉煤灰固化研究

硫酸废水处理系统的中和污泥属于有害废渣,其中As浸出率超标.采用固化的方法处理某冶炼厂硫酸废水中和污泥,发现以水泥∶粉煤灰∶污泥=1∶1∶2的配比固化后,固化块浸出液浓度达到国标规定(1.5 mg/L).研究表明,粉煤灰替代水泥50%可达到较好的固化效果,浸泡24 d后浸出浓度达到稳定值,pH值为7时浸出浓度最小,外加剂对固化有负影响,采用湿养护可获得更好的效果.