锰生物氧化的研究进展及在水处理中的应用

自然界中锰氧化物的形成主要是通过微生物作用,而锰的微生物氧化机制较为复杂,除了多铜氧化酶、过氧化物酶外,最近发现微生物生成的超氧化物可能也参与了锰的氧化.微生物生成的生物锰氧化物具有较高的吸附氧化活性,其微观结构和活性会随时间快速变化.比如,锰的生物氧化初级产物具有强的诱导Mn(Ⅱ)氧化的活性,而次级产物则几乎没有.锰的生物氧化过程复杂而又广泛进行着,尤其在含锰水体的处理单元中发挥着重要的净水作用,为了深刻理解生物锰氧化物,对锰氧化细菌和真菌、锰生物氧化机理、生物锰氧化物的吸附氧化特征及潜在的工程应用等当前研究热点问题进行了综述.     

同步辐射X射线荧光和吸收谱技术在环境汞污染研究中的应用进展

汞作为一种重要的全球性重金属污染物,被许多国际组织列为优先控制污染物。常规的汞分析手段,例如电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、原子荧光光谱(AFS)等,对汞的分析精度较高,方法比较成熟,但对样品前处理要求也较高。同步辐射技术由于其高、精、准的优势,且对样品前处理要求比较简单、可实现原位无损分析,因此被广泛应用于环境样品的分析中。随着研究的发展,同步辐射X射线荧光光谱(SRXRF)和同步辐射X射线吸收光谱(SRXAS)技术在环境汞污染分析领域得到了越来越多的应用。主要介绍了我国环境汞污染现状及污染特征,同步辐射技术对于汞分布蓄积、含量和化学形态分析方面的独特优势,重点回顾了本项目组和其他一些研究组近几年关于SRXRF和SRXAS技术在环境介质如土壤、植物体内汞的分布蓄积、相对含量和化学形态转化研究领域的应用进展,对进一步发展并提高同步辐射技术在环境及生物体汞污染水平、毒性机理和生态毒理评价方面的应用进行了展望。     

温度和pH值对活性污泥法脱氮除磷的影响

温度和pH值是影响污水脱氮除磷效果的2个重要因素.试验采用连续搅拌槽式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR),通过对不同温度和pH值条件下的硝化、反硝化、释磷和吸磷反应速率的测定,总结出温度和pH值对活性污泥生化反应速率的影响规律.试验表明,硝化和反硝化速率随温度的升高而加快.在5℃和33℃时,硝化速率分别为0.01 kg NH4 -N/(kg VSS·d)和0.28 kg NH4 -N/(kg VSS·d);在5℃和30℃时,反硝化速率分别为0.097 kg NO3--N/(kg VSS·d)和0.476 kg NO3--N/(kg VSS·d);但温度对吸磷和释磷速率的影响不大.pH值对硝化、反硝化、吸磷和释磷速率均有显著影响,在pH值为7.74时,硝化速率为0.095 kg NO3--N/(kg VSS·d);而在pH值为4.9和10.08时,硝化速率仅为0.005 kg NO3--N/(kg VSS·d)和0.006 kg NO3--N/(kg VSS·d).在pH值为7.85时,反硝化速率达到最大值0.36 kg NO3--N/(kg VSS·d);而在偏酸性和碱性条件下,反硝化速率显著下降.     

PM10-PM2.5冲击采样器的研制与开发

在颗粒物研究中,分级采样是一种常用的监测方法,而冲击采样器是颗粒物分级采样的重要仪器.根据斯托克斯数,对PM10-PM2.5冲击采样器设计参数进行了详细分析,并对PM10-PM2.5的捕集效率特征进行了分析.结果表明,PM10-PM2.5冲击采样器具备理想的PM10和PM2.5捕集效率,PM10冲击采样器、PM2.5冲击采样器切割粒径分别为9.94、2.43μm,均在其允许误差范围内.     

天津市纪庄子污水处理厂恶臭气体排放研究

2011年,在天津市纪庄子污水处理厂内采集空气样品,并对其中恶臭气体的浓度、扩散模式、影响范围及污水厂内各主要构筑物间相关系数进行了分析研究。结果表明,污水处理厂格栅处恶臭气体浓度最高,为4.31 ng/mL,其中95.61%为H2S气体,其他构筑物恶臭气体浓度范围为0.09～0.32 ng/mL,恶臭气体浓度较前处理工艺相比有大幅度减少;各主要构筑物排放的恶臭气体符合高斯气体扩散模式,恶臭影响范围为厂界外100 m以内;格栅处恶臭气体的排放对于厂界处恶臭气体浓度的贡献度最大,为42.68%;格栅、初沉池、脱水机房、二沉池之间的相关度在90%以上。     

Microbial responses to the use of NaClO in sediment treatment

• Chlorine addition enhanced the release of TOC, TN from the sediment. • Chlorine has a long-term negative effect on microbial richness. • Usually enzymes lose activity, and expression of genes was downregulated. • Carbon degradation and nitrification might be strongly inhibited. Chlorine is often used in algal removal and deodorization of landscape waters, and occasionally used as an emergency treatment of heavily polluted sediments. However, the ecological impact of this practice has not been fully studied and recognized. In this study, NaClO at 0.1 mmol/g based on dry weight sediment was evenly mixed into the polluted sediment, and then the sediment was incubated for 150 days to evaluate its microbial effect. Results showed that NaClO addition enhanced the release of TOC, TN, Cr and Cu from the sediment. The microbial richness in the examined sediment decreased continuously, and the Chao1 index declined from 4241 to 2731, in 150 days. The microbial community composition was also changed. The abundance of Proteobacteria and Bacteroidetes increased to 54.8% and 4.2% within 7 days compared to the control, and linear discriminant analysis (LDA) showed gram-negative bacteria and aerobic bacteria enriched after chlorination. The functional prediction with PICRUSt2 showed the functions of the microbial community underwent major adjustments, and the metabolic-related functions such as carbon metabolism, including pyruvate and methane metabolisms were significantly inhibited; besides, 15 out of 22 analyzed key enzymes involved in C cycling and 6 out of 12 key enzymes or genes involved in N cycling were strongly impacted, and the enzymes and genes involved in carbon degradation and denitrification showed remarkable downregulation. It can be concluded that chlorination posed a seriously adverse effect on microbial community structure and function. This study deepens the understanding of the ecological effects of applying chlorine for environmental remediation.     

城市污水厂二级处理出水深度处理组合工艺研究

为了研究臭氧-曝气生物滤池二级处理出水深度处理组合工艺的处理效果,采用臭氧-曝气生物滤池(biological aerated filter, BAF)组合工艺对城市污水处理厂二级生化处理出水进行深度处理。结果表明,组合工艺对造成水中色度的主要物质腐植酸和富里酸类有机物和嗅味物质中的二甲基三硫和二甲基异莰醇(MIB)能够进行有效去除。臭氧氧化能够显著提高后续BAF单元对COD_Mn的去除。在进水COD_Mn6~8 mg/L、色度为25~30度、浊度约为8 NTU的条件下,当臭氧投加量为5~6 mg/L、BAF的水力停留时间为1~1.5 h时,出水COD_Mn< 5 mg/L、色度<5度、浊度<1 NTU,出水水质可满足生产工艺对回用水的水质要求。     

US/UV联用降解荧光增白剂CBW的研究

对超声波、紫外联用技术降解荧光增白剂的反应进行研究，考察了辐射时间、超声功率、pH、H2O2投加量等因素对降解效率的影响。结果表明：荧光增白剂的降解效率受辐射时间影响较大，降解过程符合拟一级反应I提高超声波的功率可提高荧光增白剂的降解率；H2O2的添加，可使溶液中的氢氧自由基的浓度增加，从而提高了荧光增白剂的降解率。在初始浓度为40mg／L，超声功率为500w、pH为9、H2O2的添加量为30mL／L、反应120min的条件下，荧光增白剂的降解率可达95％。     

灰霾的健康效应

灰霾是颗粒物和气体污染物导致的可察觉到的能见度降低的污染天气现象.近年来,随着城市化进程的快速发展,城市大气污染加剧,灰霾天气也随之增多.总结了灰霾这一污染型天气的特征,介绍了灰霾的化学成分、污染机制等,并从影响机制和流行病学角度出发,对国内外灰霾对人体的健康效应研究成果进行了综合评述,提出目前急需解决的科学问题和今后的研究方向.     

氧活性粒子氧化NO生成HNO_3

采用强电离介质阻挡放电方法制取高浓度氧活性粒子(O+2、O3)并注入气体外排烟道中,实现O+2、O3氧化NO转化成资源酸(HNO3)的等离子化学反应。描述强电离放电的氧活性粒子产生器,讨论烟道中O+2、O3氧化NO成HNO3等离子体反应机制,分析回收酸液的NO-2、NO-3离子种类及浓度。考察强电离放电等离子体源的输入功率、水体积百分比、气体温度、气体流速对NOx氧化率的影响。氧化率为97.2%的最佳实验条件是:O+2浓度为1.38×1010个/cm3,O3浓度为210 mg/L,烟气温度为65℃,H2O体积浓度为5.6%,停留时间为0.94 s。