中国南方红壤丘陵区湖南水环境时空变化研究

以中国南方红壤丘陵区的典型区域-湖南省为例,利用1990～2000年湘、资、沅、澧四水和洞庭湖区重要断面的水质数据,采用综合污染指数方法和污染分担率方法,研究了湖南省水环境质量时空变化特征,并选取1990～2005年经济和废水排放数据,分析了经济因子与废水排放之间的相互关系,建立湖南省废水排放的库兹涅茨曲线模型。研究结果表明,从时间上看,湖南省的总体水环境污染有加重的趋势;从空间上看,水环境质量是从湖南省的西部向东部恶化。在流域和地区对比中,湘江和位于该流域的株洲市最为严重,总氮和汞是湖南省最主要的污染因子;通过环境库兹涅茨曲线模型模拟表明,湖南水环境与经济发展的关系位于环境库兹涅茨曲线上升段。本研究结果对于改善整个湖南省水环境污染状况,以便采取正确的防治策略具有一定的实践意义。     

熵权多目标决策-理想区间法在水库富营养化评价中的应用

通过将多目标决策-理想区间法与熵值法相结合,建立了基于运用熵权来确定权重的多目标决策-理想区间法,应用一种新思路评价福州市山仔水库1998～2002年富营养化程度.其结果表明,该方法可以有效地解决水库营养程度的优劣评价问题,且使评价过程大大简化,评价结果合理.     

云南自水台现代钙华δ13C的季节和空间变化特征研究

对云南白水台引水渠道中钙华沉积的δ13C值分析发现,白水台引水渠道中钙华δ13C值与降雨量有着较好的线性负相关关系,这一发现为下一步利用当地古钙华的δ13C数据重建古降水量提供了实验与理论基础.而造成雨季钙华δ13C值偏负的原因是雨后形成的低δ13C值的坡面流对高δ13C值的渠道水的稀释效应,降低了渠道水的δ13C值.水中贫13C的CO2逸出至大气是下游方向钙华δ13C偏正的主要原因.     

重金属抗性菌Bacillus cereus HQ-1对银离子的生物吸附-微沉淀成晶作用

发现1株对银离子有强吸附能力的蜡状芽孢杆菌HQ-1,研究了其对银离子的吸附特性及吸附机理.结果表明,菌体对银的吸附量可达91.75 mg/g,吸附过程符合Pseudo-second Order吸附动力学模型,相关系数高达0.999 9;吸附热力学很好地符合Freundlich吸附等温模型,相关系数为0.99;考察菌体浓度和温度对吸附的影响发现,菌体浓度增加有利于对银离子的吸附,温度对吸附影响较小;FTIR、SEM及EDAX实验结果表明吸附存在2种吸附机理,一为菌体表面一些含氮氧的基团对Ag 的络合作用,二为菌体分泌的胞外多糖等物质对Ag 的微沉淀成晶作用.     

水力坡度对溪流钙华沉积的影响

在有钙华沉积的云南白水台景区引水渠道中,通过水准测量以及导线测量的方法,获得了引水渠道各研究点的相对高程和距离。利用流速仪测定了各研究点的水流流速,通过计算获得了各研究点的总水头和水力坡度。利用水化学记录仪,在短时间内测定了各研究点的电导率、水温与pH值,结合现场滴定以及室内水样分析的结果,计算出各点的方解石饱和指数和二氧化碳分压。发现在方解石饱和指数大于0.8的研究渠段,电导率、Ca2+和HCO3-浓度沿水流方向降低,经成因分析与数学推导,得出Ca2+浓度与总水头呈线性关系,水力坡度与渠段上的钙华沉积量也呈线性关系,这是岩溶作用动力学扩散边界层控制理论的具体体现,也即水力坡度越大,流速越快,扩散边界层越薄,碳酸钙沉积速率越大。     

胶州湾水体重金属Hg Ⅱ. 分布和污染源

根据1980年6月,7月,9月,10月胶州湾水域调查资料,探讨和研究胶州湾重金属Hg的水质、平面分布、垂直分布、月变化以及污染源.结果表明:在胶州湾东部近岸,有三个Hg的重度污染源:海泊河、李村河和娄山河的河口区0.0832～13.04 μg/L,在近岸水域有两个Hg的轻度污染源:薛家岛的两侧0.0637～ 0.134 μg/L;在胶州湾近岸水域,其Hg的含量在0.030～0.050 μg/L之间;胶州湾中心水域,其Hg的含量都低于0.030 μg/L.胶州湾海域表层水和底层水中Hg含量分布的变化证实了Hg的迁移过程,表明了Hg入海后沉降较快,在胶州湾近岸水域沉降.通过胶州湾Hg污染的时空分布,认为人类活动造成Hg的污染,Hg污染的程度与采取的措施密切相关.因此,要治理胶州湾Hg的污染,首要的是采取措施控制陆源污染物的排放.     

煤泥水絮凝沉降性能影响因素试验研究

以上清液浊度和沉降面高度作为表征煤泥水沉降性能指标,利用正交试验设计软件--Design Expert software设计研究了粘土类型、pH值、絮凝剂用量、水质硬度和煤变质程度五个因素对煤泥水静态澄清效果的影响.结果表明:粘土类型是影响絮凝效果最显著的影响因素,在相同条件下,含高岭石的煤泥水比含蒙脱石的煤泥水上清液浊度大,而沉降面高度小.pH值越大,上清液浊度越小,但沉降面高度越高;絮凝剂用量对两个指标影响都不显著,其值越大,上清液浊度越小,沉降面高度越大;提高水质硬度有利于降低上清液浊度和沉降面高度,但影响不显著;煤变质程度对两种指标都没有影响.     

基于EPANET-MSX的多组分给水管网水质模型的开发与应用

基于EPANET-MSX工具包开发了机制性的多组分给水管网水质模型,模型将管段概化为管壁、生物膜、液膜和液相4个组成部分.模拟过程包括基质利用和微生物生长、微生物衰减和死亡、溶解性物质的液膜传质、不溶性物质的吸附和脱落、余氯与有机物的氧化和卤代反应以及管壁腐蚀消耗余氯等.模拟变量共15个,包括生物膜和液相中各7个变量,即溶解性有机物、不溶性有机物、氨氮、余氯、异养菌、自养菌和惰性颗粒,以及管壁生物膜厚度.利用管段模拟实验数据进行模型验证,模型对余氯和浊度的模拟精度分别为0.1 mg/L和0.3 NTU.案例研究的模拟结果合理地反映了给水管网中余氯和浊度的动态变化特征,而同时考虑水厂出水水质可变性和参数不确定性的Monte Carlo模拟则可用于评价案例给水管网的水质超标风险.     

缺氧活性污泥对17β-雌二醇的吸附与降解研究

试验用缺氧活性污泥降解17a-雌二醇,降解过程中,同时测定17a-雌二醇在水相与泥相上的浓度,考察厂缺氧活性污泥对17a-雌二醇的吸附等温线与降解动力学,并研究了温度和电子受体NO3--N浓度对吸附与降解的影响.结果表明,缺氧活性污泥对17a-雌二醇的降解是在泥中进行,水中不直接降解,泥中物质浓度降低后再吸附水中物质,反应是一个动态的吸附降解平衡过程.17a-雌二醇初始浓度为5～15 ìg/L时,2 h内能完全降解.缺氧降解符合一级反应动力学:降解过程中,17a-雌二醇在缺氧活性污泥上的吸附既符合Freundlich模型又符合线性吸附模型.温度对17a-雌二醇的吸附与降解有很大影响,温度升高反应速率常数增加,但分配系数降低.10、20、30℃条件下.其降解速率常数分别为2.411、3.045、3.527 h-1;分配系数kd分别为540.9、460.4、396.9 L/kg.NO3--N浓度(10～30 mg/L)的变化影响17a-雌二醇的缺氧降解,减少或增加NO3--N浓度.降解速率常数降低的最大变幅约20%.     

SBR无厌氧段实现生物除磷

研究了SBR在模拟城市生活污水处理中的除磷效果.结果表明, SBR在进水后未经过传统除磷理论认为所必须的厌氧段而直接好氧曝气,废水中磷的浓度仍下降较快.在曝气时间为4h,进水COD浓度为400mg·L-1左右,反应过程中pH值7.0±0.2时,进水中TP浓度由15-20mg·L-1降到1mg·L-1以下,磷的去除效率达到90%以上.反应过程中传统的储能物质多β-羟基烷酸盐(PHA)基本保持不变且含量较低(PHA浓度在5mg·L-l左右),聚合磷酸盐(聚磷)在4h好氧阶段呈先下降后上升的趋势(好氧开始时聚磷含量为83.034mg· g-1,好氧1h时污泥中聚磷含量为79.980mg·g-1,好氧结束时聚磷含量为83.086mg·g-1),在0.5h沉淀和3.5h静置期内聚磷没有明显的水解现象.此研究表明在无厌氧段、无PHA合成而直接好氧曝气,聚磷菌亦能将废水中磷酸盐合成聚磷,通过排除富磷污泥而达到除磷目的,这和传统的理论与研究有所区别.