电流密度对BDD电极电化学矿化吲哚的影响与机制

掺硼金刚石膜(BDD)电极电化学氧化法是去除难降解有机污染物的有效手段.与总有机碳(TOC)等的测定相比,气态中间产物的逸出量能够更直观有效地反映有机物的矿化程度与去除效果.本研究以吲哚为代表性污染物,通过对比不同电流密度(10、20和30 m A·cm-2)下BDD电极对吲哚的去除率与矿化率,结合降解过程中碳和氮形态的变化与守恒情况,分析吲哚的降解机制.结果表明,BDD电极对吲哚有良好的去除效果,电流密度为10、20、30 m A·cm-2时,吲哚达到100%去除的时间分别为8、5和4 h;TOC去除率、CO_2产生量均随电流密度的增加而增大,证明矿化率与电流密度成正相关;电解产生的CO_2气体与TOC、无机碳(TIC)构成了碳守恒体系.4~5 h时,体系TOC、TON和CO_2产生量均没有变化,表明电解产生的靛红具有较高的稳定性,此时为中间产物积累阶段;XPS表征进一步证实了中间产物靛红、苯醌等在电极表面的吸附,随着电解时间的延长,这些吸附的中间产物可进一步被降解.本研究从气态产物检测及碳氮形态分析与守恒的角度阐释吲哚矿化过程,对于辅助揭示有机物的电解过程有重要意义.     

菌株Sphingomonas sp. FL降解溴氨酸的特性研究

分离了1株澳氨酸降解菌.其可以溴氨酸为唯一碳源进行降解并使其脱色,通过16S rRNA基因序列比较和生理生化特性分析,将其归为鞘氨醇单胞菌属.溴氨酸降解和菌株生长的最适条件为:温度30℃,pH 7.0,摇床转速100 r/rain,(NH4)2SO4作为氮源,在此条件下,溴氨酸(100 mg/L)在14 h内的脱色率可达99%.低浓度NaCl(<2%)对脱色有促进作用,而高浓度NaCl(≥2%)对脱色产生抑制.以Haldane底物抑制模型表征溴氨酸初始浓度对脱色的影响.确定当初始浓度为1 393.5 mg/L时可取得最佳比降解速率1.4 h-1.菌株不能将溴氨酸完全矿化,至反应终点52.4%的有机碳得到去除.利用GC-MS和HPLC-MS分析代谢产物显示.溴氨酸降解的中间产物是邻苯二甲酸,终产物可能为2-氨基-3-羟基-5-溴苯磺酸或2-氨基-4-羟基-5-溴苯磺酸,邻苯二甲酸可经3,4-二羟基苯甲酸途径进一步降解而被菌体利用.     

阴极材料对三相三维电极反应器电解处理酸性橙7的影响研究

采用具有不同阴极材料的三相三维电极反应器,对300 mg/L酸性橙7(AO7)模拟废水进行处理研究,重点考察阴极材料对脱色率和反应体系矿化能力的影响,同时利用HPLC、UV-Vis、GC-MS等分析方法对·OH、H2O2以及降解产物进行测定,探讨了3种电极对AO7的降解行为.结果表明,在电压20 V条件下电解60 min后,活性炭纤维(ACF)、石墨和不锈钢等3种阴极体系对于AO7的脱色率均高于96%,三者之间没有明显差别.但是ACF体系对TOC的去除率可达到57.4%,高于其它两者.3种阴极体系中均有高活性的·OH和H2O2生成,但是ACF阴极体系中产生的浓度较高,从而决定了其具有较高的矿化能力.几种不同电极体系电解AO7过程中都遵循了相同的产生酮类和萘酚类物质的过程.     

pH对铜在黄土中吸持及其形态的影响

用黄土为吸持剂,以石英砂作对照,研究了pH对铜的吸持及形态的影响,并用MINTEQA2模型对铜离子的沉淀形态进行了理论计算.结果表明:无论吸持剂是石英砂还是黄土,随着pH的升高,吸持曲线都分为3区:低pH微吸持区、中pH吸持增长区和高pH强吸持区.含沙量一定,随着铜液初始浓度的增加,吸持量、可交换态含量和碳酸盐结合态含量均增加;铜液初始浓度一定,随着含沙量的增加,吸持量、可交换态含量和碳酸盐结合态含量均减少.MINTEQA2模型计算结果表明,对于不同的吸持剂,铜离子发生沉淀的比例及沉淀的物质组成是不同的;以黄土为吸持剂时,中pH范围内随着含沙量的增加铜离子沉淀的比例减少.     

底栖动物在水生生态系统健康评价中的作用分析

从生态系统健康的概念入手,通过对生态系统健康评价方法的研究和分析,对底栖动物尤其是大型底柄无脊椎动物在生态系统健康评价中的作用进行了分析和总结.生物监测法和多指标评价法是水生态系统健康评价的主要手段,而利用指示物种、预测模型和底柄生物的完整性指数等多种方法可以对水生态系统健康进行快速和准确的评价.如何完善底栖动物在生态系统健康评价中的作用并综合运用其他评价技术,以及结合评价结果对受损水生态系统进行生态修复和重建将是这一领域未来研究的重点所在.     

厌氧折流板式微生物燃料电池堆影响因素研究

微生物燃料电池(MFC)中输出电压/电流的提升,以及反应器体积的扩展放大是其工程化应用的关键。本文构建了一个总体积为6.4 L的新型厌氧折流板式微生物燃料电池堆(ABSMFC)。以葡萄糖作为底物,探讨了阳极材料、液面高程差和水力停留时间(HRT)等因素对ABSMFC性能的影响。结果表明,碳纤维毡作为阳极时,电池单体外电路平均分压(R_(ex)=1 000Ω)为210 mV,填充石墨颗粒后增加到319.8 mV。格室间存在液面高程差时,电池单体、串联和并联的功率密度分别为207.1、181.1和215.7 mW/m~2,当无液面高程差(即水力相连)时为205.8、69.5和151.5 mW/m~2。4个电池单体串联和并联连接时,HRT对ABSMFC的产电稳定性无影响,溶解性COD的去除率和库仑效率均随HRT的增加而升高,且并联效果优于串联。     

固定化微生物法去除模拟渗滤液中氨氮的研究

采用固定化微生物曝气生物滤池（I-BAF）技术成功处理了模拟垃圾渗滤液,探讨了pH和溶解氧（DO）对系统脱氮性能的影响。结果表明,固定化微生物曝气生物滤池反应系统启动迅速,运行稳定,可以有效去除模拟垃圾渗滤液中的有机物和氨氮,其去除率分别达到97.1%和99.9%。在pH为7.5～8.5之间,DO 4.0 mg/L左右的条件下对模拟垃圾渗滤液中氮的去除最为有利,同步硝化反硝化效率以及总氮去除率均达到最高,分别为96.2%和94.3%。这主要是由于I-BAF系统中大孔载体提供了厌氧-兼氧-好氧的微环境,使硝化和反硝化反应在同一个反应器内发生,共同作用实现模拟垃圾渗滤液中总氮的去除。     

铁炭微电解深度处理焦化废水的研究

采用曝气铁炭微电解工艺对焦化废水进行了深度处理.结果表明,在活性炭、铁屑和NaCl投加量分别为10 g/L、30 g/L和200 mg/L的条件下反应240 min,出水COD去除率在30%～40%;酸性条件可以进一步提高COD去除率;微电解可以去除原生化出水中的难降解有机物,出水物质的分子量主要集中于2000 Da以下,以脂类和烃类化合物为主;出水的可生化性有了大幅度提高,BOD5/COD由0.08增加到0.53.实验结果表明,铁炭微电解是深度处理焦化废水的一种有效工艺.     

玉米浸泡液制备苏云金杆菌生物杀虫剂的影响因素研究

以玉米淀粉生产过程中的浸泡液为培养基,摇瓶发酵培养苏云金杆菌生物杀虫剂,通过一系列单因子试验,考察了不同培养条件(种子液的种龄、接种量、浸泡液的含固率、初始pH值、摇床转速、发酵温度及发酵时间)对苏云金杆菌在玉米浸泡液中的生长(菌数增长与芽孢形成)以及发酵液的生物毒效的影响.研究表明,在最佳摇瓶培养条件(种子液种龄10 h,接种量2%,浸泡液含固量3%,初始pH值7.0～7.5,摇床转速200 r/min,发酵温度30℃)下发酵48 h,活菌数和活芽孢数分别可达到7.9×108 CFU/mL和5.5×108 CFU/mL,毒力效价为698.0 IU/μL.本试验可为生物农药的工业化生产提供实用参数.     

流域水权市场中的节水激励

流域水权制度是否具有内在的节水激励是能否纾缓一个国家或地区水资源危机的关键.水权再分配机制是水权制度的重要组成部分,而水权市场则是水权再分配机制的方式之一.该文通过构建节水投资收益净现值(NPV)模型,分析水权市场对节水激励的作用,讨论各因素对不同层次用水户进行节水投资决策的不同影响,并且应用节水投资收益净现值模型对黄河流域进行了案例分析.分析表明:有效的流域水权市场能够激励用水者进行节水投资,获得水权交易收益,同时缓解水资源供需矛盾,实现流域水资源的优化配置;跨地区跨行业的水权交易由于规模大,需要的投资金额多,交易成本较高,只能由较高级别的水资源管理机构或取水工程完成,但需要采取适当的节水设施管理方式;地区内行业内的水权交易规模小,需要的投资金额少,交易成本低.对于微观用水户具有激励作用,但需要政府提供相应的信贷支持.