区域点源和非点源磷入河量计算的二元统计模型

基于流域或区域点源和非点源磷入河过程的水文学差异,以及影响河流持留作用的主要机制,建立了描述河流段末磷负荷量与流量和水温之间定量关系的二元统计模型;通过逐月的河流水文水质监测数据对模型中4个系数的有效校正和验证,实现了对点源和非点源磷入河过程的准确定量.与现行的水文估算法相比,该模型既考虑了河流磷的持留能力及其时间变异性,也考虑了上游水体输入的磷负荷量,推进了对磷污染过程的定量认识,满足了我国以行政区为主要水污染控制管理单元的现实需要.应用该模型,计算了浙江长乐江集水区2004～2009年的总磷(TP)入河量.结果表明,TP年入河总量为(54.6±11.9)t.a-1,其上游水体输入、点源和非点源的入河量贡献率分别为5%±1%、12%±3%和83%±3%.夏季5～6月和8～9月的非点源TP累计入河量占其全年的50%±9%,增加了引起下游水体藻类暴发的风险.河流TP持留量为(4.5±0.1)t.a-1,占年入河总量的9%±2%;5～9月的TP累计持留量占全年的55%±2%,表明河流持留能力对流域或区域磷素迁移转化过程的调控作用不容忽视.本研究建立的二元统计模型仅需常规的河流水文水质监测数据,无需专业软件知识,且计算结果直接来源于实际的河流水文水质测算值,为实施流域或区域磷污染总量控制策略提供了一种简便、实用、可靠的定量工具.     

地膜覆盖对蔬菜地甲烷排放的影响

以位于西南大学农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内辣椒-萝卜轮作菜地为研究对象,采用静态暗箱/气相色谱法,通过1 a的田间原位观测,研究地膜覆盖对菜地生态系统土壤的水热条件、CH_4排放通量及各土层CH_4剖面浓度的影响.结果表明,地膜覆盖能显著提高春夏辣椒种植季的土壤温度(P0.01),而在秋冬萝卜种植季则改变不明显(P0.05);覆膜种植土壤含水率在萝卜季显著高于常规种植(P0.05),而在辣椒季则差异不显著(P0.05);在整个观测周期内,覆膜和常规种植条件下,土壤CH_4的排放通量均无明显变化规律,CH_4排放通量的均值分别为-7.64μg·(m~2·h)~(-1)和-9.00μg·(m~2·h)~(-1),整个观测期CH_4净吸收量分别为0.54 kg·hm~(-2)和0.64 kg·hm~(-2),表明地膜覆盖在一定程度上能削弱土壤作为CH_4汇的能力.在各土层CH_4浓度观测方面,发现两种种植方式在整个观测周期内各土层CH_4浓度变化趋势大致相同,表现为:10 cm20 cm30 cm,覆膜土壤CH_4浓度在20 cm、30 cm深土层显著低于常规种植(P0.05),而在10 cm土层差异不显著(P0.05).相关性分析结果表明,覆膜种植土壤CH_4的排放通量与5 cm地温显著正相关(P0.05),与土壤含水率之间显著负相关(P0.05),而在常规种植条件下,CH_4排放通量与地表温度、5 cm地温及土壤含水率均无相关性;两处理10 cm、20 cm土层CH_4浓度均与地表CH_4浓度呈显著正相关(P0.01),30 cm土层CH_4浓度与地表温度及5 cm地温均呈显著正相关,各土层CH_4浓度与土壤含水率无显著相关关系.     

重庆市北碚城区大气中VOCs组成特征研究

2012年3月~2013年2月,使用特制的不锈钢钢瓶采集重庆市北碚城区大气样品,并采用三步预浓缩-气相色谱/质谱法对所采集的气体样品进行检测.本研究共检出78种挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs),其中烷烃25种,烯烃15种,芳香烃28种,卤代烃10种.结果表明,重庆市北碚大气中年均浓度最高的前7种VOCs分别为:二氯甲烷(3.08×10-9,体积分数,下同)、苯(2.09×10-9)、异戊烷(1.85×10-9)、甲苯(1.51×10-9)、丙烷(1.51×10-9)、间/对-二甲苯(1.43×10-9)、苯乙烯(1.39×10-9).北碚大气中总挥发性有机物(total volatile organic compounds,TVOCs)浓度为33.89×10-9,季节变化表现为:春季(42.57×10-9)>秋季(33.89×10-9)>冬季(31.91×10-9)>夏季(27.04×10-9).从组成来看,烷烃和芳香烃对TVOCs贡献最大,分别达到31.5%和30.7%;其次是卤代烃类,占27.4%;含量最少的组分是烯烃,所占比例仅为10.4%.采用臭氧生成潜势对VOCs组分活性分析结果表明,烯烃类和芳香烃类化合物是对北碚大气O3生成贡献最大的物质.利用主成分分析法对大气样品中VOCs来源进行分析,发现北碚大气VOCs主要源于机动车尾气排放,贡献比为50.41%.北碚大气中T/B年均值为0.73,表明大气中的苯类物质主要来源于机动车的尾气排放,受溶剂挥发的影响较小.     

拉西环/陶粒双层填料BAF运行效果及反冲洗研究

针对曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)反冲洗周期较短的问题,研究开发了拉西环/陶粒双层组合填料BAF工艺,并考察了其运行与反冲洗效果。结果表明,拉西环层对COD和SS具有明显的去除效果,去除率分别达到48%和52%;上部陶粒层0.6 m处可使NH4+-N浓度由23.8 mg/L下降至5.7 mg/L,硝化速率达到40.2 g NH4+-N/(h·m3);硝化菌比例随沿程逐渐增加,在0.4 m处已达95%左右。拉西环/陶粒双层填料BAF工艺运行良好,且可将系统反冲洗周期延长至16 d,反冲洗后可在较短时间恢复处理效果。     

基于好氧反硝化反应器的海水脱氮性能及动力学特征

以去除海水循环水养殖系统中硝酸盐(NO3--N)为目的,通过接种好氧反硝化细菌的方式构建海水好氧反硝化反应器,对其反硝化脱氮性能和动力学特征展开研究。研究结果显示,好氧反硝化反应器完成挂膜需要15 d。在有氧条件下,反应器对NO3--N浓度为30~150 mg·L-1海水具有良好的反硝化性能,NO3--N的去除率达到90%以上。批次实验结果显示：好氧反硝化过程呈现阶段性,NO3--N在整个过程中可被高效去除;NO2--N积累最大值随初始NO3--N浓度的增大而增大,且初始NO3--N浓度越高,NO2--N完全去除所需时间越长。采用Monod方程的微分方程模型,能够很好地拟合反硝化过程中NO3--N、NO2--N的变化趋势。该好氧反硝化反应器具有良好的脱氮性能,为解决循环水养殖系统NO3--N积累问题提供了新的思路。     

人工湿地不同基质配置对复合重金属污水的长期处理效果

为探究不同基质对含有复合重金属污水的长期处理效果及重金属在人工湿地中的分布特征,通过温室内构建基质分别为砾石(CK)、沸石(F)、生物炭(S)和沸石-生物炭(FS)的4组垂直潜流人工湿地污水处理模拟装置,连续运行161 d,观测出水水质变化并研究湿地各系统中重金属的浓度分布特征。结果表明,所有装置出水均呈低溶解氧状态,pH呈中性或弱碱性;4组人工湿地均具有良好的脱氮除磷及重金属去除效果,有机物、TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N和TP的平均去除率分别为91.93%~95.85%、86.08%~89.80%、94.99%~97.60%、75.22%~83.58%和60.35%~64.61%,Cu、Zn、Pb、Cd和Cr 5种重金属的去除率均在90%以上;菖蒲体内重金属的质量浓度表现为地下部分＞地上部分,但菖蒲体内富集的重金属总量相对较少,整个系统中重金属主要富集在基质中(77%~96%);与湿地CK相比,沸石与生物炭的联合添加显著提高了污水的净化能力(P<0.01),但运行后期,装置对复合污水的去除率呈一定的下降趋势。     

北碚区气溶胶光学厚度特征及其与颗粒物浓度的相关性

为了解重庆市北碚区大气质量状况,利用其2014年气溶胶光学厚度和颗粒物质量浓度的同步观测结果进行分析.结果表明,北碚区AOD_{500 nm}的年均值为1.46±0.69,其随月份变化明显,其中11月最高为2.90±1.85, 9月最低为0.54±0.05.北碚区存在颗粒物污染的现象,PM_2.5和PM₁₀的年均值分别为(62±40)μg·m^-3和(94±51)μg·m^-3,均超出GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值,PM_2.5与PM₁₀的日均值超标率分别为26%和15%.细粒子PM_2.5与可吸入颗粒物PM₁₀浓度之间呈现显著性相关,全年决定系数R²能够达到0.95(P<0.01),AOD与PM_2.5、 PM₁₀之间全年均呈正相关特性,全年决定系数R²分别为0.48和0.46,且不同季节...     

基于异构载体的海产品暂养水的协同处理

针对海产品暂养水盐度高、低温环境下靶向菌难驯化、难富集等问题,构建了微生物驯化富集装置,采用玉米芯作为异构载体与碳源,在低温条件下,通过检测水质与微生物群落结构等指标,探究了海产品暂养水对优势菌种演替的推动作用以及微生物群落结构与异构载体的相关性,并对污染物降解与水处理效果进行了分析评价。结果表明：在低温条件下,海产品暂养水对微生物的驯化富集效果较佳;以属水平为例,经过驯化富集培养的菌液主要以假单胞菌属(Pseudomonas)、拟杆菌属(Bacteroides)和气单胞菌属(Aeromonas)为主,同时异构碳源的构造也对微生物的生长起到一定的促进作用;挂膜后的异构碳源对高盐暂养水的处理效果较佳,脱氮率达到(73.46±0.55)%,除磷率为(40.03±0.55)%,除沫率为(82.14±0.23)%。该装置在投入靶向菌与异构碳源后,提高了对高盐暂养水的处理能力;同时,玉米芯作为碳源供给,其缓释效果能够克服能量的过释并减少能耗,保证微生物的存活与运行。研究探讨了微生物与异构载体协同处理高盐暂养水的效果及其耦合效应,为高盐暂养水处理技术的创新与农用废弃物的回收利用提供了参考。     

全细胞脂肪酶(菌)对SBR系统中微生物群落演替的影响

将具有油脂污水处理功能的全细胞脂肪酶（菌）制剂,直接加入到SBR系统的活性污泥中,应用PCR-DGGE技术的应用,研究该制剂对活性污泥中微生物群落演替的影响。16S rDNA DGGE图谱表明投加全细胞脂肪酶（菌）制剂72 h后,菌群丰富度Rs为57%、与空白组的48%相比变化不明显,不同样品相似性系数Cs在48.1%~74.4%之间,表明投加全细胞脂肪酶（菌）对活性污泥中原核微生物群落的演替没有明显影响。18S rDNA DGGE图谱表明,投加全细胞脂肪酶（菌）制剂72 h后,菌群丰富度Rs为72%、与空白组的22%相比存在显著性的差异,不同样品相似性系数Cs在14.5%~73.7%之间,而且优势菌体也发生动态变化,表明投加全细胞脂肪酶（菌）后,对活性污泥中的真核微生物群落演替影响明显。     

过硫酸盐的活化及其在氧化降解水中抗生素的机理和应用

抗生素是一类用于阻止和治疗微生物传染性疾病的人用和兽用药物,在人类和动物疾病治疗领域以及水产养殖业有着广泛的用途.近年来,抗生素作为一种新型污染物不断排入水体并且在水体中持续存在,对水生态环境以及人类健康造成了威胁.基于硫酸根自由基（SO·4-）的高级氧化技术因其快速高效、适用范围广等特点,其在处理抗生素废水已经成为国内外研究热点.本文综述了近年来国内外利用UV、热、过渡金属、金属氧化物、零价金属、碳基材料、有机物、组合方式等常规及新型活化方法活化过硫酸盐以及处理抗生素废水的研究进展,并讨论了不同活化方式对抗生素的降解效率及机理的影响,最后展望了过硫酸盐高级氧化技术应用于抗生素降解的研究方向和挑战.