负载铁改性活性炭对城市污水厂二级出水中溶解性有机物的吸附性能

采用浸渍法对普通煤质活性炭(AC)进行负载铁改性,探究了负载铁改性活性炭(Fe-AC)对城市污水厂二级出水中溶解性有机物(DOM)的吸附性能。EDS、XRD和FTIR等分析表明,铁成功以Fe₂O₃形式负载在活性炭上。经改性,活性炭比表面积增大29.3%。Fe-AC对二级出水中的DOM有良好的吸附性能,DOC去除率为50.0%~63.5%,UV₂₅₄去除率为71.3%~88.2%,均明显高于AC。Fe-AC对DOM的吸附可用修正的Freundlich等温线很好地描述。此外,Fe-AC对NO₃^-和PO₄^3-也具有良好的吸附效果,去除率分别为55.4%和76.5%。三维荧光光谱和紫外-可见吸收光谱表明,二级出水中的DOM主要为微生物代谢产生的腐植酸类物质,该有机组分可被Fe-AC很好地吸附去除。综上,Fe-AC吸附是一种有效的污水深度处理技术。     

不同尺度排水沟道对稻田退水中氮磷的削减规律及影响因素研究

针对我国大中型灌区典型的农田排水体系(毛-农-斗-支-干多级排水沟道),以上海市崇明岛新海农场的稻田为切入点,运用单因素方差分析和主坐标分析对农田排水水质进行评价,研究不同尺度排水沟道中氮、磷污染物的时空变化特征,并揭示逐级排水系统对氮、磷污染物的去除规律;结合Spearman相关性分析,探明影响不同尺度排水沟道中氮、磷去除效率的主要因素。结果表明:不同尺度农田排水沟道中NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N、AP和PP浓度在水稻全生长期内总体表现出与TN、TP相一致的变化规律,即水稻播种期(6月)和分蘖期(7月)浓度较高,灌浆成熟期(10月)最低,抽穗扬花期(8月)呈大幅波动状态。毛-农-斗-支-干沟道分别可削减TN为13.30%、39.24%、11.23%、5.27%、8.86%和TP为13.20%、36.57%、9.10%、13.18%、11.07%。农田排水沟道的尺度效应是引起水体理化性质变化,进而造成氮、磷去除效率差异的重要原因。农沟独特的尺寸结构和环境特征使其成为削减氮、磷的热区,在今后的生态型排水通道建设中应加强对农沟的生态化改造。     

北京及周边6个城市大气PM2.5中左旋葡聚糖及其异构体的时空分布特征

采集北京及周边6个城市春、夏、秋、冬这4个季节大气PM_2.5样品,用离子色谱法测定其中的左旋葡聚糖(LG)、甘露聚糖(MN)和半乳聚糖(GT),对比这3种脱水聚糖与PM_2.5及有机碳(OC)的浓度水平和时空分布特征,应用SPSS 24.0软件分析了数据间的显著性差异.结果表明, 6个城市PM_2.5、OC和LG浓度水平的季节分布规律高度相似,呈现冬季>春季>秋季>夏季, 4个季节3种脱水聚糖的浓度水平有显著性差异.从空间角度分析3种脱水聚糖浓度水平,北京与天津、保定、石家庄无显著性差异,但北京与济南、郑州有显著性差异.根据6个城市的LG/MN和LG/(MN+GT)等浓度水平的比较,初步判断该区域PM_2.5中的生物质燃烧源主要来源于农作物秸秆和硬木.春季的PM_2.5污染过程中,北京、天津、石家庄和济南的左旋葡聚糖在PM_2.5中的含量变化基本保持稳定,显示该污染过程受生物质燃烧排放的影响较弱.     

基于InVEST模型的鄱阳湖湿地生物多样性情景分析

生态系统服务与功能的评估越来越多地被应用到自然资源管理政策制定中。通过参与式评估框架(FoPIA)方法建立鄱阳湖湿地到2020年的不同土地利用情景,以此作为参数应用到生态系统服务与功能的评估权衡模型(InVEST),以鄱阳湖湿地指示性生物(越冬候鸟)的栖息地为研究对象,定量和空间化评估典型村落未来土地利用情景下候鸟栖息地质量和空间分布特征。结果表明:在生态保育情景下,受生态退耕等因素的影响,栖息地规模增加,人类胁迫活动减少,鄱阳湖湿地典型村落候鸟栖息地的平均质量提高到0.89,比现状水平提高27.0%;在经济发展情景下,人类活动范围的扩张使得候鸟栖息地受到的胁迫增强,栖息地的平均质量下降为0.57,比现状水平低14.0%;在自然增长情景下,候鸟栖息地平均质量为0.66,比现状水平增加了1.5%。     

南水北调中线水源地缓坡型库岸生态屏障构建

丹江口水库缓坡型库岸农业生产强度大,面源污染对库区水质产生威胁。构建库岸生态屏障,是阻控库周面源,减少消落区土地无序利用,保障水库水质的重要手段。缓坡型库岸生态屏障构建的核心是消落区植被恢复和生态水系统建设。植被恢复将消落区划分为拦滤净化带(160~163.5 m)、固岸缓冲带(163.5~165 m)、保土持水带(165~167 m)和适度利用带(167~170 m),适度利用带能够解决消落区土地无序耕种的问题。生态水系统建设根据现场微地形特征,设计布局生态塘、近自然湿地、生态透水坝和生态沟道等措施。选择香花镇缓坡型库岸开展了应用实践,构建的生态屏障对TN、TP、TSS的预计削减量分别为3.94、0.23、315.79 t·a^-1,各污染物去除率在75%以上。上述研究结果可为南水北调中线水源地缓坡型生态屏障构建提供依据,亦可为我国其他水库库岸生态建设提供借鉴和参考。     

典型废纸再生利用过程中重金属的分布特征研究

为了掌握进口再生纸浆中重金属分布特征,选取3种典型进口废纸(编号为1#、2#、3#)为研究对象,研究了典型进口废纸在碎浆、脱墨、漂白等阶段的重金属含量.结果表明:1#、2#、3#废纸原纸中重金属总量分别为21.62、30.15、40.48 mg/kg,碎浆阶段重金属总量分别为17.76、26.01、33.38 mg/k...     

芳香型偶氮污染物紫外光谱量子力学指认及不同共轭态偶氮键电子激发研究

偶氮化合物是重要的工业化学品,也是常见的环境污染物,其紫外激发特征及"分子结构-紫外吸收"的构效关系暂未完全明确.本研究借助量子化学计算,通过对波函数与激发态"电子-空穴"的分析,描述偶氮化合物紫外吸收光谱和激发态特征.结果表明:反式偶氮苯实验紫外光谱的第一主要吸收峰应指认为π→π^*跃迁,对应其S₀→S₂激发,电子从最高占据轨道(HOMO)跃迁到最低未占据轨道(LUMO);它的第一激发过程(S₀→S₁)振子强度很小(f=0.031),对光谱贡献可以忽略.反式偶氮苯吸收峰位置与顺式相比普遍红移,表明反式结构中偶氮键通过"桥接效应"形成全局共轭,降低了激发能,对偶氮化合物的紫外吸收产生显著影响;在水溶液中,钠离子对偶氮键的电荷分布存在显著扰动,因此,孤立阴离子模型计算得到的甲基橙光谱与实验存在较大误差."推拉"电子官能团促使甲基橙分子高度极化,与钠离子和水分子作用较强,正确处理偶氮键附近的阳离子扰动是建立预测模型的关键.通过量子化学计算指认偶氮污染物紫外可见吸收光谱能为污染修复、环境工程技术开发、光学材料合成提供理论依据,具有重要意义.     

基于超高压液相色谱荧光检测法的空气中苯胺类化合物测定

建立了硅胶吸附管采样-超高压液相色谱荧光检测法测定空气中苯胺、联苯胺和N,N-二甲基苯胺的方法。采用硅胶填料吸附管采集空气中3种苯胺类化合物(ADs)。使用含1%氨水的甲醇对硅胶填料解吸20 min。解吸溶液经0.22μm尼龙滤膜过滤后,采用超高压液相色谱荧光检测法分析,3种ADs的荧光激发/发射波长分别为232 nm/329 nm、292 nm/383 nm和243 nm/383 nm。3种ADs在5min内实现基线分离,在0.05~2.0 mg/L范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,方法检出限(S/N=3)为0.08~0.4μg/m3(采样体积以10 L计),在0.05μg、0.2μg和2.0μg加标水平(相当于10 L空气中ADs质量浓度为5μg/m3、20μg/m3和200μg/m3)下,回收率分别为100%~110%、96%~110%和87%~102%,相对标准偏差分别为0.8%~2.0%、0.3%~1.3%和2.3%~2.9%。研究表明,该方法适用于空气中3种ADs的同时测定。     

子牙河水系水和沉积物好氧氨氧化微生物分布特征

采集海河流域子牙河水系河流沉积物和河流水样,分析了其好氧氨氧化微生物的分布特征,并探讨了氨氮、溶解氧和pH对其分布的影响.结果表明,沉积物中氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）丰度范围分别为1.05×105～1.18×109genecopies·g-1和1.04×105～2.46×109genecopies·g-1,水体AOA和AOB丰度范围分别为5.21×102～2.44×109genecopies·mL-1和1.75×102～1.56×1010genecopies·mL-1;沉积物中AOB占优势,平均丰度为AOA的8.51倍,水中AOA占优势,平均丰度为AOB的18.99倍.偏相关分析表明,氨氮浓度同水中AOB与AOA丰度比值显著正相关（r=0.477,p〈0.05）,pH同水体AOB丰度显著正相关（r=0.466,p〈0.05）,而溶解氧同水体AOB丰度及AOB、AOA丰度比值都显著正相关（r分别为0.722和0.745,p〈0.01）.     

应用卫星散射计资料研究中国海海面风场时空特征

利用QuikSCAT卫星散射计2003年1月-2008年12月中国海6a的数据,采用经验正交（EOF）方法,对中国海海面风场的时空特征进行分析。研究表明,第一模态占总比例的72．31％,说明影响中国海风速偏差的主要因素是东亚季风。