纳米二氧化铈在污水处理系统中的环境行为及其生物毒性效应研究进展

纳米二氧化铈（CeO₂）以其独特的理化性质被广泛应用于工业生产和日常生活中,因而会不可避免地被释放进入污水处理厂内并与微生物发生相互作用,进而对其净污活性和污水处理系统的运行稳定性产生影响。从污水处理系统内纳米CeO₂的归趋和迁移转化过程,对功能微生物表面性能、功能活性和群落组成的影响等方面系统综述了纳米CeO₂在污水处理系统内的环境行为与毒性效应;阐明了纳米CeO₂对污水处理系统运行效果的影响并总结了能够缓解纳米CeO₂影响污水处理系统运行稳定性的措施,旨在为控制和预防纳米CeO₂在污水处理系统中引起的环境风险提供理论基础和科学依据。     

营养盐比例对硅藻水华优势种小环藻生长和生理的影响

近年来,一些淡水水体如河流、水库等暴发了以小环藻为优势种的硅藻水华,对水生态系统健康产生了不利影响.为探究不同营养盐水平下营养盐结构对小环藻生长的影响作用,研究了不同N/P（N与P质量浓度之比,下同）、Si/P、Si/N下小环藻培养物的藻细胞密度、叶绿素a浓度以及叶绿素荧光参数的变化.结果表明:在试验所设定的营养盐浓度范围内,随着N/P、Si/N的升高,小环藻的藻细胞密度和叶绿素a浓度显著增加,在N/P为30、Si/N为5.0的环境中有较好的生长潜力.小环藻在磷浓度低于0.10 mg/L的水体中,生长潜能与Si/P呈正相关,最适Si/P为100;在磷浓度为0.30 mg/L条件下,最适Si/P为50.综合对比分析,水体Si/P对小环藻生长的影响最为显著.在保持水体营养盐比例不变的条件下,营养盐浓度的变化对小环藻生长亦有明显的影响.当水体氮浓度高于6.0 mg/L、磷浓度高于0.10 mg/L时,硅是小环藻的主要限制元素,其最适浓度为15 mg/L.此外,在初始磷浓度为0.03 mg/L,氮浓度低于0.6 mg/L、硅浓度低于1.5 mg/L时,小环藻生长较为缓慢,光合活性低,因此,若实际水体营养盐浓度低于此水平,将能有效控制硅藻水华的暴发.研究显示,小环藻生长最适N/P为30、Si/N为5.0;最适Si/P与初始磷浓度有关,在磷浓度低于0.10 mg/L时,最适Si/P为100;磷浓度为0.30 mg/L时,最适Si/P为50.总体而言,小环藻生长受Si/P的影响最为明显.      

光催化记忆材料在环境领域的应用研究进展

光催化技术作为一种新兴的高效可持续技术,在环境领域具有广泛的应用前景。然而,多数光催化材料在失去外界光源的能量供应后,短时间内不再产生电子空穴对,从而迅速丧失催化反应活性。但光催化记忆材料具有独特的催化记忆效应,即在黑暗条件下仍可表现出一定的催化活性,进而克服了以上难题。主要概述了光催化记忆材料的基本工作原理,将现有的光催化记忆材料归类,并总结了光催化记忆材料在环境领域的主要应用方向,包括新能源的生产、难降解有机污染物的氧化去除、重金属污染物的还原去除及病原微生物的灭活,最后展望了光催化记忆材料的发展前景。     

引水调度改善太湖流域无锡市运东片区水环境方案研究

针对太湖流域近年来水质恶化问题,探究引水调度对太湖流域水环境改善效果。选取太湖流域典型区无锡市运东片区为研究区域,构建一维非稳态水动力水质模型,模拟各引水方案及调度规则对研究区域的水质改善效果。结果表明:白屈港与锡澄运河同时引水调度方案与澄西片引水调度方案结合能够有效改善研究区域水质,各断面水质类别有明显提升,总体水质达标率从现状31.0%提升至65.5%。     

灰色系统动态模型群GM(1,1)在秦淮河水质预测中的应用

为了较为准确预测水质,基于灰色系统理论建立灰色系统动态模型群,采用对数变换的方式对原始数据进行光滑处理,借以减弱数据波动带来的不利影响,是对常规灰色系统动态模型的改进。结合秦淮河上游源头句容河2011～2016年高锰酸盐指数,运用灰色系统动态模型群对2017年高锰酸盐指数进行预测。预测结果表明误差在1.24%以内,表明灰色系统动态模型群GM(1,1)用于水质预测较为准确。该模型可应用于南京市水质预测,对水环境管理具有指导意义。     

一种基于Stella和R语言的湿地氮素动力学模型

通过Stella软件的可视化建模环境,快速开发构建了一种适用于表流型人工湿地的氮素循环动力学模型,并将模型翻译成R语言,可实现编程计算、数据分析及空间分析等多种算法和功能与动力学模型的集成,能大大提高模型的分析和预测能力,加强模型的实用性和应用能力.以大沙河人工湿地氨氮污染负荷最大削减能力为例,本文基于此模型,集成R语言强大的编程和计算能力,建立了进水水质与水量的调度函数关系,并确定了人工湿地最优进水水量、水质和污染负荷最大削减能力.     

模拟动静水条件对水工混凝土表面生物膜微生物群落的影响

水利工程是社会发展的重要基础设施,作为其重要组成部分的水工混凝土构筑物在长期运行下会受到微生物腐蚀作用,造成不同程度的结构损伤,影响其安全运行,因此对水工构筑物表面细菌群落结构及功能的解析具有重要的科学和工程意义。以水工混凝土构筑物表面微生物群落为研究对象,阐述动静水条件下微生物群落组成分布及演替特征,探究表面微生物群落结构组成与环境因素之间的相关关系。结果表明:1）混凝土质量损失主要由水动力条件和微生物作用共同导致,其中微生物作用更为显著;2）相比于静水条件,动水条件未显著影响水工混凝土表面微生物群落的分布特征;3）动水条件下混凝土表面微生物群落在更短的时间内趋于稳定,由此推断模拟动水环境中水工混凝土将更早地遭受微生物腐蚀作用。研究对水利工程设施的安全运行具有积极的理论和工程意义。     

太湖流域内河船舶污染负荷估算

对船舶生活垃圾和船舶机舱含油废水这两种典型船舶污染源展开实地调查,统计分析得到太湖流域船舶生活垃圾产生量和船舶油废水产生量,给出了船舶生活垃圾、含油废水和石油类产生量计算模式,构建了分段船舶污染负荷计算模式。成功应用于苏南运河现状船舶污染源强计算,为船舶污染防治工作提供科学依据。     

指示水生生态系统环境雌激素暴露的多种生物标志物的选择

废水中复杂的成分及其复杂的作用机制和外界的种种不确定性因素为水生生态系统中环境雌激素的风险研究造成了困难.文章介绍了用于指示环境雌激素污染的主要生物标志物以及与不同环境雌激素相应的生物转化酶,阐述了卵黄蛋白原、精子DNA损伤、细胞色素P450、谷胱甘酞S-转移酶及黄素单加氧酶等的生物化学响应原理、应用范围以及国内外最新研究进展.针对真实环境的雌激素复合污染现状,筛选一系列互补、敏感、准确、高效的生物标志物,研究它们的变化规律及其相互关系将有利于揭示环境雌激素的致毒机理,并在污染环境早期诊断和生态风险评价中发挥重要作用.