化学活化法制备麻疯树果壳活性炭的实验研究

以麻疯树果壳为原料,KOH为活化剂,通过化学活化法制备活性炭。考察了反应温度、反应时间和碱炭比（KOH与麻疯树果壳炭化料的质量比）等因素对活化结果的影响,并利用N2吸附和BET等现代分析测试方法来表征活性炭的结构特征。结果表明,化学活化法制备的活性炭吸附剂性能较好,且当活化温度为850℃,活化时间为240min,碱炭比R=4时制得活性炭产品的质量最好;化学活化法制备的活性炭为微孔吸附剂,在最佳条件下得到最大的碘吸附值和比表面积分别为2218．44mg／g和1890m^2／g。     

北京城市河湖营养状态与蓝藻水华研究

2003-2004年的调研结果显示,北京城市河湖(长河水系)总氮平均含量为1.667 mg/L,总磷平均含量为0.144 mg/L,浮游藻类平均细胞密度为41 150×104/L,其中蓝藻占90.0%.浮游藻类的群落结构为蓝藻(Cyanophyta)-绿藻(Chlorophyta)型,河湖水体中营养盐与初级生产力的关系为浮游藻类响应型,连续两年发生以微囊藻(Microcystis)占优势的蓝藻水华.河湖水体5项指标(SD、TP、TN、CODMn、Chla)的TSIM值在57～87间,水体已达到富营养或重富营养程度.其主要原因是:1)营养盐和有机物的污染;2)北京市淡水资源紧缺,补给城市河湖水量少;3)在河湖水系治理中,底部硬化,两侧(或周围)衬砌,破坏了水体的自然生态系统,使其自净能力大大降低.     

响应面优化石油降解菌配比及降解条件研究

利用前期筛选的4株高效石油降解菌,采用响应曲面法优化混合菌配比并研究环境因素对混合菌影响,以期提高混合菌对石油的降解效率。结果表明,当石油浓度为10 g/L时,菌株Rp、Sm、Bc和Kv接种量分别为3.97%、2.00%、2.04%和2.07%时混合菌对石油降解率达最大值69.14%,验证值68.83%。此外,考察了环境因素对混合菌降解石油烃的影响,发现混合菌对盐度和p H有较大范围的适应性。其中盐度为5%时降解率仍可达40.37%;p H为7.5时降解率最高可达64.93%,p H为4时降解率最低。     

湖泊富营养化综合评价的坡度加权评分法

通过对地表水富营养化评价标准的分析,发现对于同一评价指标10个区间的坡度不同,表明同一评价指标的权重分配应随其测定值的大小而动态改变.基于该思想,在插值评分法的基础上提出了一个新的湖泊富营养化综合评价方法--坡度加权评分法.对评价标准中各评价指标和营养状态分值的界值数据分别进行标准化处理,以消除量纲的影响;利用处理后的界值数据可以计算得到各评价指标在不同分级区间的坡度.应用该方法评价湖泊营养状态时,首先根据各评价指标测定值在评价标准中所处的区间,通过线性插值方法计算各评价指标的营养状态分值,并记录各指标测定值所处区间的坡度;再根据各指标对应的区间坡度计算各指标的权重,然后根据各指标的权重和营养状态分值,加权平均得到综合营养状态分值.该方法利用评价标准中各评价指标的区间坡度信息,实现了各评价指标权重的动态分配,符合富营养化综合评价问题的非线性特征.该方法对巢湖富营养化的综合评价结果与插值评分法有显著差异,与综合营养状态指数法有极显著差异.     

河岸草本缓冲带对模拟径流中污染物的净化

选择华北地区3种常见草本植物——狗牙根、虎尾草和天堂草,通过人工配水模拟地表径流,在北京潮白河河岸设置径流试验,研究河岸带宽度、水力负荷和进水浓度对不同缓冲带截污能力的影响。结果表明:模拟径流中污染物均随缓冲带沿程距离增加有降低趋势,且前段下降较快,后段下降逐渐趋缓。SS的去除主要发生在沿程前3 m,TP和COD的去除主要发生在前6 m,TN的去除主要发生在9 m以内。若缓冲带的宽度设置受限,为保证一定的截污效果,宽度不应小于9 m。狗牙根、虎尾草和天堂草缓冲带在沿程15 m处对NH_4~+-N的去除率分别为50.6%、32.0%和40.4%,总体上狗牙根和天堂草对N、P的去除能力优于虎尾草。不同水力负荷和进水浓度下,草本缓冲带均能有效截留径流中的SS,去除率均在70%以上,而NH_4~+-N的去除受进水浓度的影响较大。由于模拟径流中NO_3~--N和溶解性磷(DP)进水浓度低于1 mg/L,缓冲带对两者的去除效果较差,特别是虎尾草缓冲带,出现了出水浓度高于进水的情况。     

开封城市河流底泥重金属积累生态风险评价及同位素源解析

分析了开封市不同区位3条代表性河流底泥样品中重金属总量及形态.采用改进的Hakanson潜在生态风险指数法评价了不同区位河流底泥的污染情况.使用MC-ICP-MS分析了Pb、Zn和Cu的稳定同位素组成,并基于此尝试解析底泥中重金属污染来源.结果表明：①开封城市河流底泥各重金属含量均超过环境背景值,重金属污染以Cd最为严重,其次为Zn、Cu、Pb、As、Cr和Ni.位于老工业区的化肥河底泥中重金属的平均含量明显高于老城区和新开发区.②从形态分布来看,开封城市河流底泥重金属Cd和Zn的生物有效态含量最高,具有较高的潜在风险.老工业区河流底泥中重金属的生物有效态含量高于老城区及新开发区.③潜在生态风险评价结果表明,位于老工业区的化肥河底泥重金属污染表现为很强生态风险程度的V等级,位于老城区的黄汴河和新开发区的马家河则均表现为强生态风险程度.④基于Pb-Zn-Cu同位素组成表明,老工业区底泥重金属主要来自工业活动,老城区黄汴河和新开发区马家河重金属主要来自生活污水的排放及城市地表径流.     

连续测量大气·OH的化学电离飞行时间质谱仪的研制

搭建了一套化学电离飞行时间质谱仪用于连续测量大气·OH.该仪器采用了基于63Ni放射源的双管正交式结构大气压化学电离源电离大气中的·OH,最大程度地避免了试剂气体电离及滴定、转化反应间的相互干扰.63Ni放射源首先电离HNO3试剂气体得到试剂离子NO-3,·OH在反应管中与SO2反应最终转化为H2SO4,NO-3与H2SO4发生化学电离反应生成HSO-4离子,进入到质谱仪中进行检测,通过测量NO-3与HSO-4离子的强度,利用化学电离反应方程可直接计算出大气中OH的浓度.所研制仪器用于实验室内·OH的在线检测,在5 s内测得·OH的浓度为1.6×106个·cm-3,实验结果显示该仪器可用于原位连续测量大气中的超痕量自由基.     

城市雨水管网降雨径流污染特征及对受纳水体水质的影响

以北京市城区和近郊区选取的2个不同下垫面类型的汇水小流域为代表,在2008—2009年共进行了4场降雨过程的雨水管网出口和下游受纳水体水质同步监测.研究结果表明,分流制雨水管网降雨径流污染严重,其中悬浮物浓度高于城市污水,COD、氨氮、总磷和总氮浓度略低于城市污水,但明显高于《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中的Ⅴ类标准,以及《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B标准;木樨园小流域由于绿地面积比例小,道路面积比例大,城乡结合部地带环境卫生相对较差,雨水管网降雨径流各污染物的EMC浓度比西蒲小流域高21.4%—246.5%.雨水管网降雨径流存在一定程度的初期冲刷效应;雨水管网降雨径流中COD和总磷与悬浮物之间具有较强的相关性.管网降雨径流使受纳水体污染物浓度升高16.9%—541.7%,其中悬浮物、COD和氨氮升高幅度最大.增加城市绿地可明显降低降雨径流中的悬浮颗粒物及其携带的有机污染物的含量.     

菲对沉积型微生物燃料电池电能输出及污染物去除的影响

结合极化曲线和全电池电化学交流阻抗测试,研究了菲对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)体系电能输出和COD去除率的影响.结果表明,当菲浓度为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mg·L-1时,体系输出电压峰值分别为186.1、283.4、136.7、112.7、74.7 m V,COD去除率分别为30.8%、39.4%、26.7%、23.5%和22.0%,库伦效率则为5.4%、7.1%、4.1%、2.7%和2.1%.SMFC体系的电能输出、污染物去除和库伦效率随菲浓度升高,先促进后抑制,0.5 mg·L-1菲可促进电能输出.电化学交流阻抗谱测试结果表明,0.5 mg·L-1菲体系的欧姆内阻、活化内阻和浓差极化内阻均最小,分别为20.79Ω、14.94Ω和106.8Ω,其表观内阻主要由扩散或浓差极化内阻构成,其次为欧姆内阻,阳极氧化反应和阴极还原反应的活化内阻所占比例最小.     

好氧脱氮微生物的混合培养条件

从土壤和水中筛选分离到混合脱氮微生物菌群，能在好氧条件下将NH4^ 一步转化为N2排放，整个过程无NO3^-的积累，混合脱氮微生物菌群培养的最佳碳源为NaHCO3和CH3COONa的混合物，质量浓度均为0.25gL^-1;（NH4）2SO4为氮源的最适质量浓度为0.2gL^-1；最适pH7-10；温度30℃；在混合脱氮微生物菌群的最适培养条件下，30h内氨氮去除率达98%以上，细胞生长质量浓度达2.9gL^-1，采用分批补料策略补加（NH4）2SO4使菌浓提高了31.0%，图6表4参11