硅藻土负载纳米铁对Cd2+的吸附性能与机制研究

为了提高硅藻土(CDt)的吸附能力,采用NaBH_4液相还原二价铁法合成负载纳米铁的硅藻土颗粒(nZVI-CDt),运用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对nZVI-CDt进行表征,采用静态吸附法研究不同吸附条件对CDt和nZVI-CDt吸附Cd~(2+)的影响,并结合等温吸附属性、吸附过程控制步骤以及吸附动力学、热力学属性分析探讨了CDt和nZVI-CDt对Cd~(2+)的吸附机制.结果表明,负载纳米铁后,硅藻土的团聚现象得到改善,分散性更好,表面活性基团向有利于吸附方向发生变化,吸附能力得到显著提升,相对于CDt,nZVI-CDt对Cd~(2+)的吸附量提升了3.9倍;nZVI-CDt对Cd~(2+)的吸附较为迅速,20 min左右就可达到吸附平衡;随着投加量的增加,nZVI-CDt对Cd~(2+)的吸附量呈下降趋势,而初始浓度对Cd~(2+)的吸附影响则正好相反;相对于CDt,溶液初始pH值对nZVI-CDt吸附Cd~(2+)的影响明显减弱;nZVI-CDt对Cd~(2+)的吸附能力受温度影响不大;nZVI-CDt对Cd~(2+)的吸附符合Temkin等温吸附模型和拟二级动力学模型.吸附反应容易进行,且以物理吸附为主,吸附过程控制步骤为发生在微孔内的吸附反应.吸附热力学参数表明CDt和nZVI-CDt对Cd~(2+)的吸附是自发的吸热过程,且系统的无序性增加.     

甘肃省资源环境承载力监测预警

在综合考虑国家不同部门出台的政策基础上,构建了甘肃省资源环境承载力监测预警指标体系,采用基于AHP—熵权法的综合赋权法确定权重,并借鉴已有成果对各项指标的警限阈值进行了讨论确定;使用综合指数模型对甘肃省2006-2016年及各县级行政区资源环境承载力进行了分析研究。结果表明：（1）2006-2016年甘肃省资源环境承载力水平介于0.32~0.46之间,虽总体呈现增加趋势,但均处于超载预警状态。在空间上呈现出河西地区承载能力高,南部和东南部地区次之、中部地区承载力较差的格局。（2）十年间甘肃省资源承载力水平呈平稳上升态势,其中水资源承载力与能矿承载力处于较差水平;当前临夏市、天水市和平凉市处于橙色超载状态。（3）十年间甘肃省环境承载力水平呈“W”型曲线波动且超载严重,具有南部地区和兰州环境承载能力较好于河西和东部地区的空间差异。研究表明甘肃省资源环境超载严重,虽然自“十二五”以来生态文明建设成效显著,但缓解这一压力非短期之功,仍需进行不懈的努力。     

长江江苏段抗生素的空间分布特征及典型污染来源分析

利用超高效液相色谱-三重四极杆质谱法,于2021年4月对江苏省长江干流12个监控断面、入江支流116个监控断面表层水中7大类42种抗生素的分布特征和浓度水平进行研究,并开展典型污染来源分析。结果表明,平水期长江干流42种抗生素总质量浓度范围为47.3～92.8 ng/L,处于较低水平;各入江支流抗生素总质量浓度范围为16.2～3 052 ng/L,干支流水体中检出品种以磺胺类、氯霉素类、林可酰胺类及大环内酯类为主;通过差异性比较发现,C市存在磺胺类抗生素污染的典型区域;典型污染溯源分析结果表明,工业废水可能是该地区环境水体中抗生素污染的来源之一。长江江苏段及地表水中各类抗生素普遍检出,虽然抗生素总量水平不高,但由制药废水、畜禽养殖、污水处理厂等污染源引入而引起的长期积累仍是隐患。研究结果为江苏省长江流域水环境抗生素污染控制和管理提供基础数据。     

微生物在重金属离子污染修复及治理中的应用研究

重金属污染对环境造成了严重破坏,并威胁着人类的生命健康和财产安全。本文从重金属环境污染现状、重金属污染对微生物影响、微生物对重金属离子污染的修复作用、微生物修复方法的作用机理等方面,综述了微生物在重金属污染修复及治理中的研究概况,并对微生物修复及治理重金属污染存在的局限性进行分析,进一步提出相关改进建议,为处理重金属离子污染提供了理论依据。     

三峡库区EFDC模型集成与应用

为满足三峡库区大尺度的水质预测需求,降低专业水质模型使用门槛,实现模型业务化运行,采用涵盖"模型封装-接口服务-系统集成"全过程的模型封装集成技术方法,开展了EFDC模型集成研究,并在三峡库区水质安全评估与预警系统中进行验证和应用.结果表明:①基于实例化模型建立的模型预置参数库,是模型业务化运行中参数简化的前提,可有效解决模型本地驯化及模型实例的基础数据复用问题;②依据参数识别结果,将模型参数识别为"必调参数、可调参数、默认参数"三类,并采用B/S架构对输入文件、输出文件和主控文件中的不同参数进行分类封装,达到参数简化目的;③采用半紧密型方式建立的基于Web services的EFDC模型集成接口服务及标准,可为信息系统提供通用的EFDC模型计算服务;④该方法在EFDC模型与三峡库区水质安全评估与预警系统集成中得到验证,实现了全库区干流及主要支流COD_Cr、总磷、总氮等污染因子的长时间序列水动力水质预测联机在线运算,满足了用户在水质影响预测预警中低修改量、高运算效率和良好用户体验等需求,实现了模型的业务化运行.      

城陵矶综合枢纽工程建设对洞庭湖水动力影响模拟研究

受流域降雨量偏枯以及三峡工程蓄水运行等综合影响,洞庭湖季节性干旱问题近年来日益突出.为缓解洞庭湖旱情,湖南省和湖北省政府提出了建设城陵矶综合枢纽工程.枢纽工程的建设,将改变洞庭湖水动力特征,影响湖区生态环境.该研究基于MIKE 21模型构建了洞庭湖二维水动力模型,模拟预测了枢纽工程建设前后洞庭湖湖体水位、流速等水动力参数变化特征.验证结果显示:水动力模拟结果与实测值吻合较好,模型计算结果有效可靠.模拟结果显示:城陵矶综合枢纽调度运行后,能够有效抬升全湖水位0.78~1.06 m,增加湖泊面积5.96%~10.84%,增加湖容31.18%~39.69%.枢纽工程对缓解洞庭湖秋季旱情、春季旱情作用明显,能够在一定程度上解决洞庭湖枯水期提前、枯水期延长、枯季水位偏低等问题.随着水位的抬升,湖体流速有不同程度的减小,退水期、枯水期平均流速由0.30 m·s-1和0.23 m·s-1降至0.28m·s-1和0.19 m·s-1,分别降低了6.67%、17.39%.城陵矶综合枢纽运行后,水流速度减缓、水体滞留时间延长,将加大湖体富营养化风险.     

氯菊酯在不同质地土壤中的光降解动力学规律

为了研究氯菊酯在土壤中的光降解规律,更好地为其在自然环境中的降解提供理论依据,探讨了氯菊酯在不同质地土壤中,不同条件下的光降解动力学规律。结果表明:氯菊酯降解符合准一级动力学规律,氯菊酯的降解受土壤质地的影响较大,在不同土壤中降解率为:壤质砂土砂质壤土壤质黏土,日光比紫外光照射下腐殖酸对氯菊酯的降解影响明显,随着腐殖酸浓度的增加,它对氯菊酯的降解作用先促进后抑制。     

铁铜内电解-膨润土组合工艺处理含铬废水

研究利用铁铜内电解工艺和膨润土吸附的联合作用,对含铬废水进行处理。含铬模拟废水首先经过铁铜内电解法装置,该出水再经膨润土吸附,以达到去除效果。并考察此组合工艺的各种影响因素。结果表明:(1)铁铜内电解预处理确定最佳反应参数为:铁铜用量之比为8:1,反应时间为100 min,pH值为3.0;(2)膨润土最佳吸附条件为:膨润土用量为2 g/l,反应时间为20 min;(3)在最佳反应条件下,对初始浓度分别为30 mg/l和60 mg/l的实际制革废水中的铬进行了处理,都取得较好的去除效果,其Cr(VI)去除率分别为99.54%和99.32%。     

污水厂强化生物硝化和除磷的研究及运行策略

针对城镇污水厂运行过程中出现的问题(进水水质复杂、pH超标,造成NH3-N去除效率极低及某A/O工艺污水厂出水TP波动),进行了强化生物硝化和除磷的试验研究,得出了污水厂的运行控制策略,同时分析了A2/O工艺的运行模式对生物除磷的影响。     

Winsor I微乳液+臭氧氧化联合处理油基岩屑的研究

采用“含有配制油基钻井液用主乳和油相的Winsor I微乳液+臭氧氧化”联合工艺对油基岩屑进行处理,Winsor I微乳液处理油基岩屑后的所得基础油和部分主乳进入平衡油相,可以用来配制油基钻井液,臭氧氧化对岩屑进行深度处理,进一步降低岩屑表面含油量。论文以处理后岩屑含油量为指标,系统优化了微乳液组成、微乳液清洗油基岩屑工艺和臭氧氧化工艺。实验结果建议微乳液组成为“脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠+配制油基钻井液用主乳(2:1)”混合乳化剂浓度为6wt%,正戊醇浓度5 wt%,柴油浓度36 wt%,其他为盐水。推荐微乳液清洗条件为固液比1:5,室温下搅拌清洗60 min。此条件下岩屑含油量可以降低至1.41 wt%,微乳液重复使用4次后,岩屑含油量仍可以保持在2.0 wt%以下。臭氧氧化深度处理时,建议工艺条件为臭氧氧化时间40 min,清水pH=7,固液比1:5,臭氧流量5 mg/min,处理后岩屑含油量可降低至0.36wt%。