无介体微生物燃料电池型BOD传感器研究进展

总结了国内外各类生化需氧量(BOD)的检测方法,详细介绍了通过电化学活性微生物产电进行BOD检测的无介体微生物燃料电池型BOD传感器的结构与工作原理,以及电化学活性微生物实现电子转移的机理.与其他类型的BOD传感器相比,无介体微生物燃料电池型BOD传感器的主要优点包括稳定性强、响应时间短、重现性好、精确度高、转化率高和测量范围大等.此外,分析了影响无介体微生物燃料电池型BOD传感器稳定性、转化率、响应时间的主要因素,并指出降低燃料电池成本和采用各类实际水样考查传感器性能对于无介体微生物燃料电池型BOD传感器的研发和应用具有重要意义.     

北京森林大气PM_(2.5)中水溶性无机离子垂直分布特征

研究了城市森林生态系统PM2.5及其组分的垂直分布,在北京市奥林匹克森林公园内的监测塔上,分别于冬季(树木无叶期)和春季(幼叶期)开展观测,观测了Na+、NH+4、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO-3和SO2-4的质量浓度。结果表明,SO2-4和NO-3为PM2.5水溶性无机离子的主要成分,其质量浓度之和占总PM2.5水溶性无机离子质量浓度的50%以上。冬季ρ(NO-3)/ρ(SO2-4)为0.525,春季为0.611,表明移动源的影响明显小于固定源。水溶性无机离子质量浓度在一天内出现两个高峰值,分别在6:00—10:00和18:00—22:00,总的趋势是白天质量浓度高于夜晚,这与周围生活环境和气象等因素有密切关系。无叶期时,8种离子质量浓度随高度增加没有明显变化特征;幼叶期时,PM2.5水溶性离子质量浓度随垂直高度增加而增加,在不同垂直高度上有明显的质量浓度梯度变化。     

污泥基活性炭表面官能团对其催化臭氧氧化活性的影响

对比考察了污泥基活性炭(SCAC)与3种商品活性炭表面官能团的种类、含量及其催化臭氧氧化去除对氯苯甲酸(p-CBA)效能的差异.同时采用(NH4)2S2O8和NaOH分别对SCAC表面进行酸、碱改性处理,探讨SCAC表面官能团对其催化臭氧氧化活性的影响.结果表明,SCAC表面酸性和碱性官能团含量均高于3种商品活性炭;SCAC和商品炭的加入对臭氧氧化去除p-CBA的效果均起到了促进作用,其中SCAC催化臭氧氧化效果最为明显.反应1.0 min时,p-CBA的去除率由单独臭氧氧化时的26.1%提高到60.2%.经(NH4)2S2O8和NaOH处理后,两种改性SCAC对p-CBA的催化氧化去除效果差异明显,NaOH改性后的SCAC表面碱性官能团丰富,其催化臭氧氧化去除p-CBA的效果得到加强,而经过(NH4)2S2O8改性的SCAC催化效果则有所下降.活性炭催化臭氧氧化反应Rct值([·OH]/[O3])计算结果进一步证明,SCAC表面的碱性官能团是其催化臭氧反应的主要活性位点,可以促进臭氧分子向·OH的转化.     

三峡库区不同植物篱生态效益评价

植物篱是一项具有改良土壤、保持水土、增加土壤肥力和控制面源污染等生态效益的复合农林技术。遵循层次分析法原理，从改良土壤、保持水土、增加土壤肥力和控制面源污染等方面建立了长江三峡库区坡耕地植物篱系统生态效益评价指标体系，应用熵值法与专家评分法计算评价指标权重，并结合层次分析法对不同类型和不同种类植物篱的土壤改良效益、水土保持效益、土壤养分增加效益和面源污染控制效益及综合生态效益进行了分析评价。结果表明：不同类型植物篱综合生态效益以灌木类植物篱最大，草本类植物篱综合生态效益最小，并且灌木类植物篱的土壤改良效益、水土保持效益、增加土壤养分效益和控制面源污染效益均最大；不同种类的植物篱中，黄荆+臭椿植物篱的综合生态效益最大，而毛豆类植物篱具有较高的增加土壤养分的生态效益，紫背天葵+旱菜植物篱控制面源污染的生态效益最大     

工业城市人为源VOCs排放特征及典型行业控制对策:以聊城市为例

近年来以PM_2.5和臭氧(O₃)为特征污染物的大气复合污染问题频发,VOCs是工业城市O₃和PM_2.5产生的重要前体物之一,明确VOCs排放来源及特征有利于精准减排以及PM_2.5和O₃协同控制措施的制定. 聊城市是山东省典型工业城市,PM_2.5和O₃分别是秋冬季、夏季的首要污染物. 本研究以聊城市为例,运用排放因子法构建2020年聊城市人为源VOCs排放清单,分析VOCs排放来源及特征并提出控制对策. 结果表明:①2020年聊城市VOCs排放总量为28 434.5 t,溶剂使用源(10 551.5 t)、工艺过程源(6 504.9 t)和移动源(6 311.1 t)为主要排放来源,总占比为82%,与其他工业城市情况相似. ②从空间分布来看,VOCs排放明显集中于城区,与工业企业及人口分布等具有密切联系. 茌平区及东昌府区VOCs排放量较大,分别为6 800.1、6 333.4 t. ③从三级排放源看,机动车(5 748.4 t)、木材生产及胶粘剂使用(4 586.7 t)、橡胶和塑料制品业(2 849.2 t)等VOCs排放量较大,且排放的特征组分对大气中O₃及二次有机气溶胶的生成影响较显著. ④通过对典型行业原辅材料和末端设施使用情况进行分析,发现建筑涂料使用、工业涂装和印刷印染行业溶剂型涂料使用量占比分别为49%、91%和56%,同时工业涂装、印刷印染以及石化与化工行业的高效末端设施使用数量占比总体不足20%,具有较大的减排潜力. 研究显示,聊城市工业VOCs排放源减排潜力较大,应尽快推进典型行业低挥发性溶剂和高效末端设施的替代升级.      

硝酸盐对厌氧生物膜和颗粒污泥的同时产甲烷反硝化性能影响研究

为了研究硝酸盐对厌氧生物膜系统同时产甲烷反硝化反应的影响及其机制,拓展生物膜工艺在高氮有机废水中的应用,采用生物膜-污泥厌氧复合反应器和上流式厌氧污泥床培养具备同时产甲烷反硝化反应的功能微生物系统,并以间歇实验方法,对比研究硝酸盐对厌氧生物膜和颗粒污泥的同时产甲烷反硝化性能的影响.结果表明,硝酸盐对生物膜和颗粒污泥系统去除COD和反硝化反应均有影响,但硝酸盐浓度变化对颗粒污泥系统的影响比生物膜系统更大,生物膜表现出更强的降解能力和更高的耐性阈值.随着硝酸盐浓度从75 mg·L-1增加到600 mg·L-1,颗粒污泥对COD的降解速率从273.26mg·（h·g）-1降到0.1 mg·（h·g）-1,而生物膜从95 mg·（h·g）-1降至1.7 mg·（h·g）-1;同时,生物膜和颗粒污泥对硝酸盐的降解速率分别从21.43、22.31 mg·（h·g）-1增加到83.72、61.06 mg·（h·g）-1,随着硝酸盐的降解,生物膜表现出更强的恢复能力,最大值为712.44 mg·（h·g）-1.研究还发现亚硝酸盐积累是影响生物膜和颗粒污泥同时脱氮除碳功能的主要原因,在相同的硝酸盐浓度下,生物膜中亚硝酸盐的最大积累量仅为的颗粒污泥的1/10.因此,生物膜-污泥厌氧复合反应器可以作为高浓度含氮有机废水实现同时产甲烷反硝化工艺反应器一种重要选择.     

酰胺咪嗪光降解效能与机制及其影响因素研究

以氙灯为模拟光源,研究了酰胺咪嗪（carbamazepine,CBZ）在纯水中的光降解效能与机制,并考察了硝酸根离子（NO3-）、碳酸氢根离子（HCO3-）和腐殖酸（HA）对其光降解速率的影响.结果表明,纯水中CBZ的光降解符合假一级反应动力学;在光强为1 200 mW.cm-2、CBZ初始浓度为200μg·L-1时,CBZ的光降解速率常数为0.028 7 min-1,半衰期为24.15min;纯水中CBZ的去除是以自敏化光降解反应为主,其中单线态氧（1O2）参与的自敏化光氧化反应贡献率较大,为75.3%,而羟基自由基（.OH）的贡献率较小,为5.6%;在本试验条件下,NO3-、HCO3-以及HA浓度的增加都会对CBZ的光降解过程产生抑制,其中NO3-的抑制作用最为明显,当加入的NO3-浓度为0.5 mmol·L-1时,CBZ的半衰期延长为433.22 min,约为不加NO3-时的18倍.     

地下水污染健康风险评价理论体系研究

基于对风险的认识,以地下水为研究载体提出地下水污染健康风险评价的概念。按照风险识别、风险量化、风险管理的步骤构建了地下水污染健康风险评价的理论体系,并对每个步骤进行了详细的描述和研究方法的探讨,提出了判定的原则和方法以及对我国地下水污染健康风险管理的建议,以期为我国地下水资源管理和保护工作提供科学依据。     

基于事件树的危险化学品污染事故应急技术库构建

近年来我国危险化学品环境污染事故频发,如何及时有效地对污染物进行应急控制及消除显得尤为重要。本文基于事件树分析法原理,根据危险化学品理化性质及其环境污染事故的特征,从污染物种类、污染介质和污染物性质三个方面归纳出危险化学品环境污染事故的42种事故情形,给出每种污染事故情形所对应的处理处置技术方案,构建危险化学品环境污染事故应急处理处置技术树。基于Web服务器Apache、PHP语言和MySQL数据库管理系统开发,建立了危险化学品环境污染事故应急处理处置技术库,实现对技术方案方便快速地查询。     

信息约束条件下的流域农业面源污染控制优化

我国广大小流域迫切需要开展农业面源污染控制,但却面临着水质、水文、气象、土地等监测资料不足的信息约束条件。为了应对此问题,本文以具有冻融变化特征的东北地区为例,开发了一套信息约束条件下的流域农业面源污染控制优化系统。首先,提出了农业面源污染负荷的计算方法。其次,分析了流域水质的影响因素。接着,建立了面源污染输入与流域出水口水质之间的响应关系,经验证该系统输出数据与实际污染状况相吻合,能够很好地模拟流域污染状况。最后通过各种削减策略的运用,模拟出农业面源污染削减率和削减后的总氮浓度。通过采用本研究制定的控制优化方案,改变种植类型和面积以及改善施肥配施比,将污染源数据进行量化作为输入数据,经系统输出得到模拟污染输出数据,可得到较好的污染削减效果。研究结果为信息约束条件下治理流域农业面源污染提供了决策支持。