人工湿地不同填料组合去除典型污染物的研究

选取沸石、火山岩、空心砖、钢渣4种填料,通过对水中典型污染物的等温吸附试验,进行填料组合方式的优化配比.选取优化后的配比组合模拟人工湿地基质系统进行动态试验,进一步考察分析不同填料组合对污染物去除效果的差异.实验结果表明,Langmuir模型能够较好地模拟填料对氮、磷的吸附过程.各填料对NH+4-N的饱和吸附量大小为沸石(2388.92 mg·kg-1)空心砖(618.39 mg·kg-1)火山岩(310.84mg·kg-1);对磷的饱和吸附量大小为空心砖(3051.57 mg·kg-1)钢渣(2863.69 mg·kg-1)火山岩(1102.78 mg·kg-1)沸石(717.15mg·kg-1).在动态试验中,不同的填料组合对污染物具有不同的去除效果.综合考虑各填料组合对污染物的去除,选取效果最优的填料组合为ZH11(沸石与空心砖质量比1∶1混合),其对COD、NH+4-N、NO-3-N、TP的去除率分别达到62.40%、95.54%、59.82%和97.50%.     

地表水体中同时分析18种糖皮质激素方法的建立

建立了一种采用固相萃取-超高效液相色谱串极质谱联用系统(UPLC-MS/MS)同时测定地表水体中18种糖皮质激素的高灵敏分析方法.样品经过HLB固相萃取柱富集净化、V(乙腈)/V(乙酸乙酯)=1∶1,洗脱后,用UPLC-MS/MS测定.流动相为甲醇和0.1%乙酸水溶液(体积比),采用梯度洗脱,实现了18种目标物质的基线分离,线性范围为1.0~1 000μg·L-1.实际水样的加标回收率为65%~108%.整个分析的方法检出限(MDL)除醋酸可的松和醋酸氢化可的松为10 ng·L-1外,其他均在0.10 ng·L-1和1.0 ng·L-1之间.应用此方法于北京地表水体5个样品,检测到8种糖皮质激素,浓度范围0.20~476ng·L-1,其中曲安西龙、曲安奈德、醋酸氢化可的松和丙酸氯倍他索在地表水中首次检出,证明了该方法的有效性.     

2022年度环境工程学科国家自然科学基金申请与资助综述

总结了2022年度国家自然科学基金环境工程学科各类科学基金项目的申请、评审与资助情况,并对资助特征进行了分析。2022年度环境工程学科共计接收项目申请3 172项,较2021年增幅11.6%。面上项目、青年科学基金项目、地区科学基金项目共计资助466项,重点项目资助6项,优秀青年科学基金项目资助8项,杰出青年科学基金项目资助5项,创新研究群体项目资助1项,重大项目资助1项。本年度环境工程学科切实落实科学基金深化改革任务,聚焦推动科研范式变革和提升凝练科学问题能力,加强科学基金项目全过程管理,推动了学科创新发展。     

北京市交通道路空气中NO_x的污染现状及时空变化规律研究

基于2008年及2009年分4个季节对北京市3种类型道路(开阔型、交叉路口型和峡谷型)空气中的NOx的现场监测结果,分析了3种类型道路空气中NOx的污染现状和时空变化规律及影响因素。实验结果表明,昼间北京市各类型街道空气中NOx浓度呈早晚浓度高、中午浓度低的变化规律,NOx浓度随季节和车流量变化较明显。交通道路空气中NO占NOx的分担率高,且有较好的相关性,而NO2分担率较低,与NOx相关性较差。     

Fenton-超声联合处理金刚烷胺制药废水

近年来,流感常用药盐酸金刚烷胺的产量不断增大,然而,其生产过程中产生的废水由于得不到有效处理,引起较大污染。以盐酸金刚烷胺生产过程中产生的胺化废水和溴化废水为原水,利用Fenton-超声联合工艺进行处理,主要研究反应时间、初始pH、H2O2投加量和H2O2/Fe2+的投加比和声能密度等操作条件对于金刚烷胺制药废水处理效果的影响。实验结果表明,优化处理条件下,Fenton-超声联合工艺对金刚烷胺制药废水中TOC去除效果最高达到65.6%。超声和Fenton的联合产生了良好的协同效果,Fenton-超声联合工艺对金刚烷胺制药废水的处理效果比单独超声和单独Fenton处理效果之和高18%,大大提高了废水中有机物的去除效果。     

用于磷吸附的载铁（β-FeOOH）沸石制备及特性

以天然沸石为载体,采用FeCl3水解法制备用于磷吸附的载铁沸石（β-FeOOH-Z）,优化β-FeOOH-Z的制备条件,包括FeCl,溶液浓度、负载pH值、负载时间、负载温度和烘干温度,并利用x射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对β-FeOOH-Z及其磷吸附特性进行分析。结果表明,β-FeOOH-Z的优化制备条件为：FeCl3溶液浓度1mol／L、负载pH值6、负载时间24h、负载温度25℃和烘干温度60℃。优化制备条件下,100-120目沸石的载铁量为100．2mg／g,铁的负载率为18％,其磷吸附量为7．68mg／g,比天然沸石提高79．6％。XRD分析结果表明,β-FeOOH-Z中的杂质元素较天然沸石减少,并有效负载β-FeOOH;制备条件对β-FeOOH-Z的成分有较大影响,FeCl,溶液浓度较低、负载温度和烘干温度过高均使β-FeOOH-Z中含有α-Fe2O3,并导致其磷吸附效率降低。FTIR分析结果表明,β-FeOOH-Z的表面羟基在其吸附磷过程中起重要作用,羟基与磷酸根离子的配位交换是β-FeOOH-Z吸附磷的主要作用机制。     

细菌脱氢酶活性生物测试法用于水质毒性检测的改进

从培养基配方、菌种来源、激活时间、菌液用量以及检测方式等几个方面对脱氢酶快速毒性检测法进行了改进,确定了整个体系的操作方法。并用HgCl2和NaN3验证了改进后方法的可行性。结果表明,以天然地表水作为菌种来源,转接培养1次后,混合细菌的脱氢酶活性的稳定性便可达到实验要求。样品液与菌液按照6∶1的比例混合效果较好。混合体系在37℃恒温培养箱中激活50min以上细菌可完全活化,最终检测可用普通分光光度计进行。改进后的方法解决了原方法菌液失活过快,实验稳定性较差的问题,同时克服了检测仪器难以购买的问题,使这一方法得以在普通实验室实现。     

二级出水微滤过程中对醋酸纤维素酯膜的有机污染特征

低压膜过滤技术(包括微滤和超滤)在再生水生产领域正引起越来越广泛的关注。然而如何解决低压膜过滤过程中的膜有机污染问题始终是膜技术所面临的技术挑战。本研究采用醋酸纤维素酯微孔滤膜对二级出水溶解性有机物(EfOM)及其不同亲疏水性组分、蛋白模拟溶液、腐殖酸(HA)等进行恒流过滤实验。对不同有机物污染后的膜表面使用全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)和X射线电子能谱(XPS)进行表征。结果表明,相对于蛋白质和EfOM等,HA所造成的膜污染最少。ATR-FTIR的结果同时显示,以官能团而言,更多的氨化物(1535cm-1)、脂肪族物质(2860～2970cm-1)和氢氧根(3400cm-1)存在于膜表面。TMP/V数据比较结果表明,在EfOM各亲疏水性组分、蛋白质和HA的对比中,EfOM中的疏水碱性物质(HPO-B)对膜污染的贡献最大,而HA的膜污染贡献最小。UVA和荧光激发-发射光谱(FEEM)结果表明,HPO-B和蛋白质对醋酸纤维素酯膜的污染贡献较大。综合不同分析手段可以对不同有机物造成膜污染的潜能大小得出如下排序:HPO-B>蛋白质>HPO-A、HPI>HA。     

负载TiO2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极(TiO2/ACF),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响:电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。     

膜生物反应器工艺中基于生物捕食作用的污泥减量效果研究

采用序批式投加剩余污泥方式,连续34d考察了膜生物反应器(MBR)工艺的污泥减量效果,研究了MBR中微型动物种类与数量的变化规律以及生物捕食作用对污泥减量效果的贡献.研究发现,MBR中出现密度较高的原生动物和后生动物共13种,其中以红斑顠体虫平均密度最高,达到了338.5个/mL;MBR在运行过程中,MBR内的微型动物呈现出“纤毛虫—轮虫—红斑顠体虫”的演替变化规律;MBR内的污泥减量效果与微型动物的种类和数量有关,在试验初始阶段,MBR内污泥质量保持相对稳定,之后随着MBR内红斑顠体虫的快速增殖,开始大量生物捕食其他原生动物和轮虫,MBR内微型动物总量降低,导致试验后期(运行约20 d后)MBR内的污泥质量迅速增加,可见保持MBR内原生动物和后生动物种类与数量的相对稳定是MBR工艺能够长期实现污泥减量的关键.整个试验期间,向MBR中投加的待处理污泥总量为126.9 g,污泥累积减少量为100.2 g,污泥总减量率为78.96％,其中生物捕食作用引起的污泥累积减少量占总的污泥累积减少量的73.9％,是MBR工艺实现污泥减量的主要贡献者.