可见光促有机物诱导铁还原的多相类芬顿体系强化效能与机制

近年来,亚铁离子活化过硫酸盐的类芬顿(Fe²⁺-PMS/PS)高级氧化技术发展日趋成熟,但因Fe³⁺无法还原导致反应停止的问题仍制约其大规模应用.结果发现,当把以双酚A（BPA）为代表的某些有机物与Fe³⁺和TiO₂混合,所形成的某种络合物可以拓宽TiO₂光响应范围捕获可见光,通过TiO₂将光生电子传递给Fe³⁺进行还原,从而实现Fe³⁺/Fe²⁺的无限循环.依据上述原理,构建了可见光下BPA-TiO₂-Fe³⁺-PS复合体系来降解BPA,并对其催化性能、催化机制和影响因素进行探讨.结果表明,该体系具有突出的催化性能,60 min内BPA(50 mg·L^-1)降解率达到93.1%,矿化度达到70%.同时验证该体系可以通过双酚A自生光电子还原Fe³⁺, 60 min还原得到的Fe²⁺稳...     

基于分区供氧与溶解氧调控的低C/N比污水短程硝化反硝化

针对城镇污水中碳源不足、C/N比低导致脱氮性能不佳的问题,建立了A2/O中试装置,通过调整系统缺氧/好氧分区比例及好氧区溶解氧水平,探究亚硝氮积累率及氮类污染物去除情况.结果表明,在DO为2. 0～2. 5 mg·L~(-1)条件下,改变缺氧/好氧分区比例对系统的影响较小,难以实现短程硝化;当控制DO为0. 5～0. 8 mg·L~(-1)、V_缺∶V_好=1∶1时为系统最优工况,此时系统好氧区末端亚硝氮积累率稳定在62%以上,出水总氮降至9. 0 mg·L~(-1),能够实现深度脱氮的目标.分析硝化菌表观活性可知,最优工况下SAOR与SNOR分别(以N/VSS计)为0. 14 g·(g·d)~(-1)和0. 04 g·(g·d)~(-1),二者差值较试验其他阶段更为明显,即NOB活性受到更高程度抑制是提高亚硝氮积累率的直接原因. Illumina MiSeq测序结果表明,该阶段NOB数量显著低于其他阶段.通过间歇OUR法分析缺氧区进出口碳源组成情况,结果表明最优工况下系统通过短程硝化节约碳源27. 3%,可生化性COD在缺氧区消耗63. 6%,远高于其他阶段,是低C/N比城市污水实现深度脱氮的碳源有力保障.     

保定市2013~2019年秋冬季污染物浓度变化特征

为深入了解保定市空气质量状况,揭示保定市空气污染变化趋势、多尺度变化特征和突变特性,综合利用Morlet小波分析和Mann-Kendall非参数检验方法,对保定市2013~2019年秋冬季PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO₂、CO和O₃-8h 6种常规大气污染物年均浓度和秋冬季污染特征逐日数据进行分析.结果表明：除O₃-8h外保定市其它各污染物年均浓度逐年下降,全年重度污染天数占全年天数的比例从31%下降到6.6%,整体呈好转趋势,但2013~2019年秋冬季重度污染天数占全年重度污染天数的81%~97%,秋冬季污染依然需要重视;小波分析结果显示,保定市秋冬季各污染物浓度存在显著的周期性变化,周期震荡主要在20d准双周、50~90d左右的季节内震荡和90~110d的季节震荡3个时间尺度范围,污染物浓度存在的低频震荡与大气中存在的低频震荡密切相关;历年各污染物污染最严重的月份多集中在12月、1月和2月,主要与污染源排放强度和相对静稳的大气条件有关;各污染物污染序列突变点多集中于10月和3月;2019~2020年秋冬季NO₂呈极显著的下降趋势,且突变点较往年提前1个月,这与疫情期间车辆排放大幅降低有直接关系;SO₂和CO在2013~2014年和2015~2016年秋冬季的突变点时间相近,这可能与冬季居民取暖散煤的不完全燃烧有关,2015年后保定实施了煤改气、煤改电,劣质散煤专项治理等措施后,2种污染物突变点时间存在差异,说明清洁取暖措施对降低SO₂浓度,改善空气质量的效果明显.     

多点汇流下污水管网污染物迁变规律及其机制

为研究城市污水管网多点汇流条件下污染物的迁变规律及其对微生物繁衍的影响机制,建立一套多汇流点位的污水管道中试系统,探究污水输送过程中碳,氮,硫3类主要污染物质的迁移转化特性.结果表明,汇流点前溶解态化学需氧量（SCOD）和硫酸盐（SO₄^2-）浓度下降,氨氮（NH₄⁺-N）浓度上升,支管汇流使得汇流点3类污染物浓度显著增加.后期水质达到稳定,在保证支管污水的汇入导致各类污染物增加量基本不变的情况下,SCOD浓度由进口的320mg/L左右下降至出口的280mg/L左右,在氨化作用下导致的NH₄⁺-N总增加量在15mg/L左右,高于因汇流产生的增加总量12.5mg/L左右,结果表明汇流管网系统中微生物的消耗代谢作用是碳氮类污染物变化的主导因素,而SO₄^2-后期进出口浓度均在20mg/L左右,说明支管汇流和生化代谢使SO₄^2-的含量维持在动态平衡的状态.此外,对管网中试系统生物相中微生物繁衍过程进行分析可知,发酵菌（FB）,产氢产乙酸菌（HPA）,硫酸盐还原菌（SRB）的含量随繁衍时间显著增加,并在沿程的不同汇流点处出现丰度升高现象.综上所述,在多点汇流导致污水水质波动的作用下,促进了管网生物相中微生物的繁衍增殖,并增强了其代谢作用在污水管网污染物转化的主导地位,使得污染物在管网输送过程中呈现更为显著的转化现象.     

以污泥发酵液与尾水混合液为补给碳源的A2/O污染物去除特性

针对我国农村地区污水量波动和断流的排放特性,提出了一种在断流时段补给污水处理系统自身产出的尾水与污泥发酵液混合液的运行模式,以中试A²/O为对象,研究了系统在该运行模式下的污染物去除特性,以期为今后我国农村地区污水处理装置的设计和运行提供新的思路.结果表明,尾水与发酵液以12：1的比例混合后作为碳源与原水相比具有更好的反硝化和释/吸磷特性,具有强化脱氮除磷的功能;以尾水与发酵液混合液在断流时段作为补给碳源可改善系统对TN和TP的去除效率,其平均去除率分别由69.27%和86.94%提升到73.34%和89.94%,相应地平均出水浓度分别由15.77 mg ·L^-1和0.80 mg ·L^-1降低到13.76 mg ·L^-1和0.64 mg ·L^-1.16S rRNA基因测序结果表明,随着实验的进行,系统中5种常见的水解酸化菌属、6种聚磷菌属和4种反硝化菌属的相对丰度得到提升;通过对系统活性污泥性状的长期监测可以看出,以尾水与发酵液混合液在断流时段作为补给碳源会恶化系统活性污泥的沉降性能,系统活性污泥的平均SVI由阶段Ⅰ的106 mL ·g^-1上升至阶段Ⅱ的131 mL ·g^-1,然而这种恶化程度并不会对系统的污泥活性和污染物去除性能造成不利影响,在整个实验过程中系统均未出现污泥膨胀的现象.     

密云水库上游石匣小流域水土流失综合治理范式研究

水土资源合理利用及生态环境可持续发展是当前水土流失综合治理研究的热点问题。论文以密云县石匣小流域近10年水土流失综合治理的数据为基础,综合探讨了石匣小流域水土流失综合治理措施的结构和功能,分析了水保效益及经济效益。研究表明,工程措施及生物措施合理布置是控制水土流失的关键,在北方地区,由于降雨量偏少,水分是影响植被措施的关键,研究表明阴坡的水分要好于阳坡,植被封郁度也好于阳坡,因此在实施生物措施时应该考虑阴坡、阳坡对植被的影响,在实施生物措施时必须结合工程措施;土地利用结构的调整,是控制水土流失最有效的途径,石匣小流域土地利用经过十几年调整,森林覆盖度显著增加,已有治理初期的44%增加目前的80%以上,土壤侵蚀面积已经由1992年的32.22km²下降到1999年的0.1763 km²,土壤侵蚀模数降至422t/(km²·a),相当于治理前的16.9%,同时收到很好的社会经济效益,人均年收入已经由1991年的670元增加至2001年底的2 830元左右;目前石匣小流域综合治理范式已经达到可持续发展程度,这种范式的总结为密云县水土流失综合治理乃至整个北方土石山区水土流失的实施提供了借鉴作用及样板。     

蒽与DNA碱基胸腺嘧啶相互作用的分析

利用紫外、红外和荧光光谱法研究DNA碱基胸腺嘧啶与蒽的相互作用以及由此引起的胸腺嘧啶结构变化,荧光猝灭实验测得二者的结合常数为9.6×103L·mol-1;紫外差谱结果显示,蒽与胸腺嘧啶的作用对共轭系统的π-π跃迁产生了影响;蒽与胸腺嘧啶混合物的红外光谱显示胸腺嘧啶的N-H和C=O振动峰以及环的面外变形振动峰均发生位移,表明二者之间可能以面对面相平行的方式发生了π-π电子给体受体作用,作用结果导致胸腺嘧啶环上电子云密度增大.     

北京官厅水库中有机氯类农药的分布和来源

采用气相色谱/电子捕获检测器法(GC/ECD)对官厅水库表层水体中18种有机氯农药进行分析.结果表明:官厅水库9个采样点水样中18种有机氯农药残留水平为10.06～87.37 ng·L-1,其中∑HCHs和∑DDTs分别为3.93～38.94和3.71～16.03 ng·L-1.官厅水库及其支流水体受到有机氯农药轻度污染,上游工业区废水排放以及各支流周边地区农田排水是官厅水库中有机氯农药的重要来源.与国内外其他地区相比较,官厅水库表层水体中有机氯农药含量较低,∑DDTs、γ-HCH和七氯环氧均未超过GB 3838-2002地表水环境质量标准限值.     

长芒苋入侵对弃耕地土壤种子库群落特征的影响

为阐明外来入侵植物长芒苋(Amaranthus palmeri)对土壤种子库群落特征的影响,选取长芒苋不同入侵压力下的弃耕地土壤种子库为研究对象,通过野外调查和萌发试验,揭示弃耕地土壤种子库群落对长芒苋入侵的响应,旨在为入侵植物的科学防控提供依据。结果表明：(1)土壤种子库共计出现30种植物,隶属于17科30属,以一年生草本为主。与轻度入侵区组相比,重度入侵区组土壤种子库物种多样性指数和种子密度都显著降低;土壤种子库物种多样性指数对土层深度的响应不明显,且入侵压力与土层深度之间无交互作用。(2)土壤种子库NMDS排序及PERMANOVA分析结果进一步表明,轻度入侵区组与重度入侵区组群落结构差异显著;重度入侵区组长芒苋已在该地建立长久性土壤种子库,影响本地生态系统的稳定性。(3)种间相关分析结果表明,轻度入侵压力和重度入侵压力均会对大豆(Glycine max)、狗尾草(Setaria viridis)和碱蓬(Suaeda glauca)3种植物产生负面效应。     

基于GIS与栅格数据的安徽省人居环境自然适宜性测评

科学度量人居环境自然背景的适宜性,有助于合理引导人口分布与流动,促进区域人口、资源环境协调发展。运用GIS技术,以250 m×250 m栅格为基本单元,选取气候、地形、水文、地被、自然灾害等因子,构建人居环境自然适宜性评价模型,定量测评安徽省人居环境自然适宜程度,剖析各类型区的适宜性和限制性。研究表明：安徽省人居环境指数介于33.64～74.58之间,人居环境自然适宜性总体较好,绝大部分地区适宜人类居住,适宜性在空间上大体呈现南高北低的态势,与现有人口分布格局相反。一般适宜区面积最广,占安徽省总面积的46.08%;比较适宜区次之,占31.29%;高度适宜区占22.54%;临界适宜区面积最小,仅占0.08%。安徽省近61.16%的人口分布在一般适宜区,高度适宜区与比较适宜区人口所占比例不足40%,临界适宜区人口极为稀少。地形起伏度和水文指数是造成全省人居环境自然适宜性分异的主要因子,测评结果较为客观地反映了安徽省人居环境的自然本底。全省人口生存与发展的空间较大,人口流动与集聚的适宜范围较广。 关键词： 人居环境;自然适宜性;栅格;GIS;安徽省