污水处理厂中浮游生物群落DNA指纹及其与水质指标的关系

以武汉龙王嘴污水处理系统为研究对象,揭示了污水处理各阶段中浮游生物群落的DNA指纹拓扑结构,进而探索了其与浮游生物群落结构和环境理化因子的关系.首先建立了污水处理系统中浮游生物群落总DNA提取方法,然后用原核与真核特异性引物对流程(A2/O氧化沟工艺)中不同阶段的浮游生物群落总DNA进行PCR扩增,用变性梯度凝胶电泳(DGGE)检测,并对平行水样分别进行常规理化因子和浮游生物物种的检测与鉴定.结果显示,各采样点理化因子、物种组成与浮游生物DNA指纹的统计分析结果十分吻合.厌氧、缺氧和好氧阶段间差异较小,进水、出水分别与其它采样点间差异较大.研究结果表明,污水中浮游生物群落具有丰富的多样性,其DNA指纹在空间距离较短的污水处理过程中发生了改变,而且其改变的趋势与生物组成和理化指标的趋势相符,说明浮游生物群落DNA指纹与水质指标密切相关.     

应用Excel模拟高斯烟团模式计算危险气体泄漏

当今由危险气体泄露引发的火灾、爆炸及中毒等恶性环境污染事件已屡见不鲜,人们也已认识到其巨大的危害性,因此在生产和运输过程中进行危险气体环境风险评价是十分必要的。关于危险性气体泄漏扩散模型有许多,但是目前常用的主要是比较成熟的高斯模型。本文在研究危险气体事故泄漏的扩散模式的基础上,利用Excel强大的数据处理功能对常用的高斯烟团模式进行模拟计算。这种方法大大减小了计算量,缩短了工作时间,可为环境风险评价管理、风险工程设计、风险责任保险等领域及应急计划制定、事故抢险工作实施提供有效的工具。     

矿井综采作业面毒害气体积聚现象的数值模拟研究

本文研究矿井综采作业面附近毒害气体的积聚过程和分布规律。由"U"型通风作业面实际情况出发,提出作业面几何模型和气体流动的动力学控制方程,运用数值分析方法跟踪以CH_4和CO为代表的毒害气体在正常通风作业面的积累和分布情况。计算结果证实,作业面煤层和采空回填区释放出的CH_4和CO因局部涡流作用在回风巷隅角积聚,气体浓度经历升高而后逐渐稳定的过程;设备附近的毒害气体积聚过程与回风巷隅角类似,但积聚速度较快。迎风面附近CH_4和CO气体浓度相对较低;受上浮效应影响,背风面的毒害气体浓度积聚过程主要发生在背风面中上部。在常规通风条件下,局部CH_4浓度已超出安全规程允许的最高值,CO浓度亦达到危害人体健康的水平。本项工作获得的认识为作业面附近毒害气体监测和控制提供指导。     

青岛冬季霾-沙尘重污染过程PM1理化特征及来源分析

对2018年11月21日~12月2日期间青岛市大气PM₁的质量浓度、化学组分和数浓度进行连续观测,结合国控站点监测数据和气象条件,分析青岛市秋末冬初一次典型霾-沙尘重污染过程的特征及污染物来源.结果表明：本次污染过程可分为霾前（11月21~23日）、霾期（11月24~25日）、霾-沙尘叠加期（11月26日）、沙尘期（11月27~29日）、沙尘后（11月30日~12月2日）5个发展阶段,观测期间PM₁质量浓度为（40±20）μg/m³,霾期PM₁为沙尘期的2.03倍.冷锋锋前以人为污染物气团为主,锋后以冷干沙尘气团为主,并在长距离传输中保持干燥,受沙尘传输过程中经过区域的影响较小,导致沙尘阶段PM_2.5和PM₁₀错峰12h出现.霾期PM₁中SO₄^2-、NO₃^-质量浓度比霾前分别升高73%、111%,SOR、NOR分别升高28%、67%,表明霾期NO₃^-的二次转化明显升高.PM₁中NH₄⁺主要以（NH₄）₂SO₄和NH₄NO₃形式存在,为富氨条件.本次沙尘事件气团传输过程中途经山西、河北、山东西北部等污染物高强度排放区域,前锋到达青岛时,携带的人为污染物占主导,导致沙尘期PM₁中OC、EC占比为霾期的1.73、1.53倍.霾期SOC/OC值为0.43,略低于沙尘期,表明霾期SOC生成受到抑制.     

Sources and health risks of PM2.5-bound polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorine pesticides (OCPs) in a North China rural area

Polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorine pesticides (OCPs) are typical persistent organic pollutants (POPs), which have high toxicity, bioaccumulation and long-distance transfer capability. Daily variation, sources of PCBs and OCPs in PM_2.5 are rarely explored in polluted rural area. Here, the sources and health risks of the PCBs and OCPs were evaluated for 48 PM_2.5 samples collected in winter 2017 in Wangdu, a heavy polluted rural area in the North China Plain. The average diurnal and nocturnal concentrations of Σ₁₈PCBs and Σ₁₅OCPs were 1.74-24.37 and 1.77-100.49, 11.67-408.81 and 16.89-865.60 pg/m³, respectively. Hexa-CBs and penta-CBs accounted for higher proportions (29.0% and 33.6%) of clean and polluted samples, respectively. Hexachlorobenzene (HCB) was the dominant contributor to OCPs with an average concentration of 116.17 pg/m³. Hexachlorocyclohexane (ΣHCHs) and dichlorodiphenyltrichloroethane (ΣDDTs) were the other two main classes in OCPs with the average concentrations of 4.33 and 15.89 pg/m³, respectively. β-HCH and p,p’-DDE were the main degradation products of HCHs and DDTs, respectively. The principal component analysis and characteristic ratio method indicated both waste incineration and industrial activities were the main sources of PCBs, contributing 76.8% and 12.7%, respectively. The loadings of OCPs were attributed to their application characteristics and the characteristic ratio method reflected a current or past use of OCPs. Health risk assessment showed that the respiratory exposure quantity of doxin-like PCBs (DL-PCBs) and the lifetime cancer risk from airborne OCPs exposure was negligible, while the other exposure modes may pose a risk to human bodies.     

地下水潜在污染源危害性评价方法研究

地下水污染源危害性评价对地下水资源保护及地下水污染防控区划具有重要意义,然而现有区域尺度地下水污染源荷载危害性评价弱化了点源污染复合强度对地下水的影响.因此,为更准确地进行区域地下水潜在污染源危害性评价,引入污染复合强度要素.选取工业源、农业源、生活源、地表排污河、垃圾场和加油站为研究对象,构建以污染源种类、污染物排放量、污染源释放可能性、缓冲区半径和污染复合强度为指标的综合评价模型,采用层次分析法确定各类污染源权重,基于ArcGIS 10.2软件对沧州市进行地下水综合潜在污染源荷载危害性评价.结果表明:Ⅳ、Ⅴ级风险区面积为5 560.0 km2,占总面积的41.6%,主要位于沧州市中部、北部地区,其危害性受工业源影响最大;Ⅰ、Ⅱ级风险区面积为3 303.4 km2,占总面积的25.2%,主要位于沧州市东部地区.研究显示,该评价方法强化了点源污染复合强度对地下水危害性的影响,可为区域地下水潜在污染源危害性评价提供参考,对地下水资源保护及污染防控区划具有重要意义.      

不同营养模式下固定化斜生栅藻和普通小球藻氨氮去除能力对比分析

微藻培养耦合污水处理是一项极具潜力的绿色生物技术,具有污染物减排和资源化的双重效应.为明确不同微藻固定化后对NH₄+-N去除的差异及优势,以斜生栅藻和普通小球藻为研究对象,以自由生长为对照,通过5 d的批次培养试验对比分析了2种固定化微藻不同营养模式下对NH₄+-N污水的适应性及其生长特性.结果表明:①对比自由生长,固定化生长可有效提升斜生栅藻在自养和异养模式下的NH₄+-N去除能力,2种模式下最大去除率分别为98%和53%,而在混养模式下,最大去除率则从100%降至86%.②固定化生长对普通小球藻NH₄+-N去除率的提升较弱,仅在自养模式下发挥正效应,最大去除率可升至37%,在混养模式下,其自由生长优势强于固定化生长,当C/N为10时,NH₄+-N第4天即可完全去除.③固定化生长并未改变混养模式下2种微藻生长对ρ(COD_Cr)的依赖性,而该效应在异养模式下并不明显.④除自养模式外,固定化生长均略低于自由生长,并且普通小球藻的生长速率也显著高于斜生栅藻.研究显示,斜生栅藻单个细胞对NH₄+-N的去除能力优于普通小球藻单个细胞,斜生栅藻污水培养的适应性更强,并且固定化自养模式最佳,而普通小球藻固定化优势微弱.      

重金属Cd胁迫条件下水生植物生长和吸收特征分析

为探究重金属Cd胁迫对6种水生植物生长及水质净化的影响,文章以金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、美人蕉(Canna indica L.)、黄菖蒲(I. pseudacorus)、水芙蓉(Pistia stratiotes)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum Linn.)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)等6种水生植物为研究对象,测定其对不同浓度Cd污染水体的净化能力及Cd胁迫条件下水生植物的生长特征。结果显示,Cd胁迫下6种水生植物的存活率为100%,Cd胁迫抑制了水生植物的生物量积累和营养元素含量,且低浓度条件下水生植物生物量的平均增长率为最高(24%);Cd主要积累于水生植物的根部,Cd胁迫下水生植物根茎叶Cd的胁迫浓度与植物体内磷元素和钾元素含量呈负相关,胁迫的分界点为1 mg/L。单一水生植物中凤眼莲(85.6%)、水芙蓉(82.7%)和美人蕉(78.8%)的净化率较好;组合水生植物中B4(金鱼藻+黄菖蒲+凤眼莲)和B6(穗花狐尾藻+美人蕉+凤眼莲)的净化效果最佳;结合水生植物在园林景观中的效果,可以将上述植物作为Cd污染修复的潜在物种,应用到人工湿地、生态浮床等设计中去。