北京某污水处理厂及受纳水体中典型有机磷酸酯的污染特征和风险评估

有机磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)在环境中普遍存在,对生态系统和人体健康构成潜在的风险.在优化固相萃取(SPE)前处理方法的基上,建立了超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS/MS)测定水体中8种OPEs的检测方法.实验对比了不同SPE小柱、不同洗脱液和不同洗脱液体积对8种目标化合物的回收率.结果发现,使用ENVI-18柱富集OPEs,用8 mL含25%(体积分数)二氯甲烷的乙腈洗脱,目标化合物加标回收率在92.5%～102.2%.不同基质样品加标回收率为88.5%～116.1%,RSD为1.7%～9.9%.对北京某污水处理厂不同工艺和污水受纳河流水体上下游连续6 d取样检测,污水厂出水中OPEs的浓度范围为85.9～235.4 ng·L^-1,受纳河流下游的6 d OPEs平均浓度为130.3 ng·L^-1,高于上游来水中浓度(119.4 ng·L^-1),但低于污水处理厂出水平均总浓度(162.5 ng·L^-1).结果表明,污水处理厂不能完全去除OPEs,对磷酸...     

TiO2、BiVO4、Cu2O光催化降解低浓度甲醛

比较研究了3种（TiO2,BiVO4,Cu2O）光催化剂对低浓度甲醛的降解过程,拟通过结构分析（晶粒尺寸、比表面积、禁带宽度）和实验评价其性能优劣,优选出光催化性能较好的材料。通过结构分析和降解甲醛实验发现,甲醛初始浓度较低时,BiVO4降解率优于其他,随甲醛浓度增加,催化剂降解率均呈上升趋势,TiO2-1（T-1）、TiO2-2（T-2）降解率增加显著。随环境湿度增大,降解率先上升后下降,BiVO4-1（B-1）、BiVO4-2（B-2）降解率下降的较为缓慢。同一物质当晶粒尺寸越小比表面积越大,其降解率越好。T-2比B-1有更好的稳定性。分析认为在较低甲醛浓度时,决定光催化降解率的主要因素是催化剂的表面反应速率。随着甲醛初始浓度的增加,吸附脱附成为主要限制步骤。随环境湿度增加,甲醛降解率先上升后下降,具有较小比表面积的BiVO4降解甲醛效率下降不显著。连续的工作产生甲醛分解副产物,不易堵塞具有大比表面积的T-2的活性位点,所以T-2有更好的稳定性。     

施粪肥土壤中抗生素的提取条件优化及残留特征

为确立高效的土壤抗生素提取条件,揭示施用粪肥土壤中抗生素的残留水平,分别采集江苏省常州市某养猪场新鲜猪粪样品6份、施用粪肥及无机肥水稻土壤样品各13份,对土壤抗生素提取液配比与超声提取时间进行筛选,利用高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）对生猪粪便和土壤中的四大类（四环素类、磺胺类、喹诺酮类和大环内脂类）15种抗生素含量进行检测分析。结果表明,最优提取条件选择为：提取液配比为甲醇：EDTA=1：1,超声提取时间为10 min,四环素类抗生素的加标回收率为73.2%~93.4%,磺胺类为81.2%~101.1%,喹诺酮类为106.3%~110.8%。该养猪场猪粪与施粪肥土壤中均未检测到大环内脂类抗生素,其余各类抗生素平均残留量从高到低排序分别为：猪粪中四环素类 > 磺胺类 > 喹诺酮类;施粪肥土壤中四环素类 > 喹诺酮类 > 磺胺类,四环素类是最主要的抗生素污染物,残留量分别为猪粪中1.9~12.5 mg·kg-1、施粪肥土壤中23.9~212.4 μg·kg-1;施无机肥土壤中未检测出抗生素,施粪肥土壤中的抗生素来源于生猪粪便。     

蔬菜类废弃物甲烷发酵的产气潜能及过程特征

蔬菜废弃物具有适合厌氧发酵的特性。采用Batch实验方法,对5种常见的蔬菜废弃物的产气潜能进行研究,并在此基础上进一步对厌氧发酵过程限制性步骤及物质转化特征进行分析。研究结果表明:5种蔬菜废弃物累积产甲烷量在发酵0～10 d内增加较快,土豆和白菜废弃物产甲烷潜能最大,分别达到102 mL·g-1(VS),和83 mL·g-1(VS),而黄瓜废弃物的甲烷化潜能较低,只有35 mL·g-1(VS)左右。动力学参数拟合表明:土豆和白菜废弃物厌氧发酵水解、酸化、乙酸化和甲烷化各过程转化速率都明显高于其他废弃物,并且各过程最大转化潜能也较其他类蔬菜高出2倍之多。厌氧发酵限制性步骤分析表明,快速水解生成的SCOD不能有效地转化为VFAs,限制了白菜废弃物厌氧消化的后续转化,而VFAs的累积则是胡萝卜、黄瓜和土豆废弃物厌氧发酵的限制性步骤, SCOD以及VFAs同时累积是茄子废弃物发酵过程的显著特征。对各物质发酵过程物质转化特征分析表明,各废弃物由于4 d以后甲烷菌对乙酸的利用减慢,导致丙酸向乙酸的转化减慢而发生累积现象,10 d以后由于产酸过程的减弱,累积的丙酸盐逐渐转化。     

利用逐级提高进料浓度的方法启动完全混合反应器处理鸡粪

为了改进完全混合反应器（continuous stirring tank reactor, CSTR）厌氧消化处理鸡粪的启动效果,通过逐级提高进料鸡粪浓度的方法在CSTR中进行中温（36 °C）厌氧消化的启动实验,实验分为2个步骤：污泥适应性驯化和消化能力提升,即通过间歇添加2%浓度鸡粪的方法驯化活性污泥;利用逐级提高进料鸡粪浓度（2.1%、3.2%和5.2%)的方法提高污泥消化能力。结果表明：通过逐级提升进料鸡粪浓度的方法能够驯化出处理一定浓度鸡粪的活性污泥,当进料鸡粪浓度达到5. 2%时,CSTR进料有机负荷（organic loading rate, OLR）、总固体含量（total solid, TS）去除率和产沼气量分别达到1.5 g·（L·d）-1、60%和1 L·（L·d）-1,甲烷体积分数稳定在（65±3）%左右,总氨氮浓度最高达到1 200 mg·L-1,没有出现氨抑制的现象,污泥活性随进料鸡粪浓度提升而逐步得到驯化,从而成功启动反应器正常运行。为CSTR厌氧消化处理高氮基质启动提供了新的方法,具有重要的理论和实践意义。     

废弃铬盐厂土壤中铬的赋存特征及异位淋洗修复可行性研究

土壤理化性质、污染物的分布及赋存特征是土壤异位淋洗技术是否可行的关键依据。以西北某废弃铬盐厂铬污染场地土壤作为研究对象,测定了土壤基本理化参数及各粒径污染物的浓度,探究总铬和六价铬在不同粒径土壤中的分布特征,并通过铬的赋存形态分析确定清水作为淋洗剂,开展异位清水淋洗实验。结果表明：供试土壤粗颗粒物料（粒径分别为：>9.50 mm、2.00~9.50 mm、0.841~2.00 mm及0.25~0.841 mm）占土壤总质量的比例达到93.36%,总铬和六价铬污染物富集于土壤细颗粒（粒径-1,达到修复标准要求。     

饮用水中典型含氮消毒副产物的生成与控制研究进展

含氮消毒副产物作为一类具有强“三致”作用的高毒性新兴消毒副产物,其生成和控制等相关问题是饮用水处理领域研究的重点和难点。典型的含氮消毒副产物有卤乙腈、亚硝胺、卤代硝基甲烷及卤乙酰胺,在总结这类消毒副产物的生成机制和去除手段的基础上,针对其浓度低、极性强造成富集难、去除率低的瓶颈问题,分别从新材料、新技术研发及工艺优化组合方向提出了消除含氮消毒副产物问题的研究重点,展望了新型纳米功能材料耦合电化学技术处理含氮消毒副产物的发展前景,为解决强“三致”作用的高毒性新兴含氮消毒副产物问题提供参考。     

中试规模动力波吹脱技术分离老龄化垃圾渗滤液中的高浓度氨氮

为解决老龄化垃圾渗滤液的脱氨难题,采用动力波吹脱技术对老龄化垃圾渗滤液进行氨氮吹脱分离,探究了吹脱时间、pH、气液比、温度和进水氨氮浓度对吹脱效能的影响。单因素实验结果表明：前3 h吹脱去除率增长最快,5 h后吹脱去除率变化较小;高pH下游离氨占比增大,对吹脱更为有利,pH为10.5左右时的工艺最为经济;动力波吹脱适用温度范围广,在10 ℃和25 ℃时,去除率可达72.62%和90.68%;增加气液比可提高吹脱效率,但当气液比超过129后,吹脱效果增幅不明显;氨氮浓度对吹脱去除率的影响较小。正交实验结果显示：温度方差最大,pH、气液比方差次之,进水氨氮浓度方差最小,即表明温度对动力波吹脱脱氨影响最为显著;pH、气液比也是重要影响因素;初始氨氮浓度对吹脱效率影响不显著。在25 ℃、pH=10.5、气液比为129时,吹脱5 h的最优条件下,氨氮去除率约91.25%~94.15%。相比传统吹脱工艺,动力波吹脱技术能大幅提高氨氮分离效率。     

微生物反向电渗析反应器产过氧化氢的研究

微生物反向电渗析(Microbial reverse-electrodialysis electrolysis cell, MREC)是一种通过微生物产生的电能与浓淡水盐差能耦合形成的一种新型的生物电化学技术.本文对MREC阴极回收H_2O_2的运行条件与影响因素及同步产能效应进行了研究.结果表明,浓淡水流速及浓度比是影响H_2O_2产生的关键因素.在浓淡水流速为2 mL·min~(-1)、浓/淡水比为100时,MREC可以获得最大H_2O_2产量711.4 mg·L~(-1),产H_2O_2速率达到最大33.65 mg·L~(-1)·h~(-1),阴极回收率为19.77%.同时,对应的产电性能达到1.25 W·m~(-2).MREC反应器能够在无需施加外界能源的情况下获得较高的H_2O_2产量,为H_2O_2绿色生产提供了一条新思路.     

藻细胞破碎释放有机物的特性

对含藻水及藻细胞破碎条件下水样中有机物的分子质量分布、吸光度(UV)、总有机碳(TOC)进行了研究.结果表明,含藻水及其藻体细胞破碎后水样中有机物可划分为5个分子质量群,平均分子质量分别为8785.254,4476.826,3880.367,2968.352,1522.776u;藻体细胞破碎后向水体中释放带有双键基团的有机物,随破碎时间的延长,水样UV₂₆₀值增加;藻体细胞破碎后,主要溶出平均分子质量为8785.254u的大分子有机物,使水样TOC值随破碎时间的增加而增加.