基于叶绿素荧光成像技术的藻毒性检测法的建立及在环境监测中的应用

应用新型大面积调制叶绿素荧光成像系统(Maxi-Imaging-PAM),以蛋白核小球藻作为指示生物,以典型的光合作用抑制剂敌草隆和莠灭净为测试物质,建立了微孔板式藻毒性检测方法,确定了实验参数对结果的影响,并将该方法应用于检测石油废水的藻毒性.结果表明,最适实验条件为:藻细胞的暴露浓度在3.45×10~6～5.28×10~6 cell·mL~(-1)范围内,暴露时间为2 h时,毒性检测最灵敏,获得的敌草隆和莠灭净的半最大效应浓度(EC_(50))分别为(4.33±0.38)μg·L~(-1)和(3.87±0.27)μg·L~(-1).将该方法成功应用于某石油废水的藻毒性检测,确定其EC_(50)值为1.03%±0.07%(稀释百分数),相当于414.96μg·L~(-1)的敌草隆的毒性.本研究建立的微孔板式藻毒性检测方法具有灵敏度高、所需样品量少、可大批量测试等优点,对毒理学发展具有重要意义.     

Tuning of activated sludge in winter based on respirogram profiles under standard and site temperatures

Respirograms of activated sludge OUR_ x~Tand OUR_x~(20)were measured under site(T) and standard(20°C) temperatures, respectively, and the predicted standard temperature respirogram OUR_( x,cal)~(20)was also calculated using the Arrhenius equation. These respirogram profiles reveal more information than effluent quality. A decrease of OUR_ x ~(20)is a critical alarm signal for the loss of pollutant removal capacity, and a sudden increase of the predicted value OUR_( x,cal)~(20)is an alarm signal for the unrecoverable deterioration of biomass. The sign of OUR_x~(20)–OUR_(x,cal)~(20)can be used for selection of tuning strategies. For example, a negative value of OUR_x~(20)–OUR_( x,cal)~(20)indicates that doubling biomass is difficult,thus strategies such as extending the reaction time with limited available biomass is preferred. The findings in this study elucidated the respiration profile of activated sludge under changes of temperature and can be effectively used for the stable operation of Wastewater Treatment Plants under cold temperatures and seasonal variations.     

水源水库暴雨径流过程水体锰的迁移及其影响

针对西安金盆水库2017年汛期出现的锰浓度超标问题,对水库上游至主库区沿程多个监测点垂向锰浓度及其赋存形态进行监测,研究暴雨径流对水中锰含量的影响以及径流中锰的形态,估算单次典型暴雨径流过程水库水体锰的汇入、输出与沉积量,根据实测数据与计算结果,从运行调度角度提出了暴雨时期高浊、高负荷径流入库的规避方案.结果表明,强降雨过程引起的高浊径流汇入显著增加了西安金盆水库水体总锰浓度,导致水库水质严重恶化,2017年10月12日至2017年10月14日单次降雨径流总锰的输入负荷为9. 11 t,泄洪和出水输出的总锰为6. 22 t,净沉积量(锰)为1. 47 t.水库上游沿程水体锰含量及形态变化表明,连续降雨过程对土壤的冲刷和侵蚀作用导致大量颗粒态污染物随径流汇入水体,占水体中总锰的质量分数大于70%,铁锰氧化物结合态为其主要形态.通过与不同粒径范围的颗粒进行相关性分析,颗粒态锰粒径约为2～20μm.暴雨径流入库时期采取泄洪排浊的措施可以有效减小锰的污染负荷,降低供水安全风险.     

一体式絮体-超滤工艺去除腐殖酸效能与机制

近年来,一体式吸附剂-超滤膜组合工艺以其效率高、膜污染程度低且占地面积小等优势逐渐在水处理中广泛应用.然而,目前所用吸附剂多为颗粒型,如粉末活性炭、碳纳米管、纳米铁等.不仅长期运行极易引起膜表面损伤,且多数吸附剂成本较高.为有效克服上述问题,以水处理中广泛应用的铝盐混凝剂水解絮体为吸附剂,以天然水体中普遍存在的腐殖酸为目标污染物,考察了松散且密度低的絮体直接注入膜池后腐殖酸的去除效率及膜污染行为.结果表明,曝气方式、絮体注入频率及注入量均能不同程度地影响该组合工艺效能.与间歇曝气和一次性注入相比,采用连续曝气且分批次注入时,絮体在膜表面形成松散"保护膜",充分发挥了絮体作用,腐殖酸去除效率较高,膜污染程度显著降低.单独HA污染超滤膜时,5d内跨膜压差急剧增至74.8 k Pa,而连续曝气且每次2 d注入5.4 mmol·L-1絮体运行8 d后跨膜压差仅增至6.3 k Pa.此时HA去除率为73.3%(8 d),远高于无絮体注入时(5 d,32.1%).此外,分批次注入絮体时仅有少量腐殖酸吸附于膜孔,松散滤饼层为主要污染方式,且单次注入量越大,运行结束经水洗后膜表面平均孔径也越大.本研究表明一体式松散絮体-超滤膜组合工艺在水处理中具有潜在应用前景.     

组合措施下政府与企业排污行为演化博弈

为研究排污企业应对不同惩罚和补贴组合措施的行为策略,将演化博弈理论与系统动力学方法结合,构建基于政府与排污企业双方的演化博弈模型.以政府和排污企业双方利益为核心,对其在不同惩罚和补贴措施下的企业行为策略和演化稳定性进行分析.结果显示,在静态惩罚补贴措施下,政府和企业策略行为无法达到演化稳定点,政府静态政策不会对企业合法排污行为产生推动作用.在动态惩罚补贴措施下,动态惩罚和动态补贴措施对推动企业合法排污行为更为有效,政府可根据排污企业行为制定双边动态策略.     

鼓泡和鼓泡-搅拌SBR好氧污泥颗粒化能耗分析

在高径比20的鼓泡SBR和高径比1.2的鼓泡-搅拌SBR反应器中,考察了好氧污泥颗粒化过程中,污泥粒径、分形维数、微生物特性的变化.建立流体动力学模型,对鼓泡和鼓泡-搅拌反应器中好氧颗粒污泥形成前后的能耗进行对比分析,从水力学角度分析2个反应器污泥特性出现差异的原因.结果表明,鼓泡反应器内在表观气速2.0cm/s条件下形成了均值粒径0.604mm,平均沉降速度（24±5.8） m/h,SVI 36.33mL/g,MLSS维持在4500mg/L左右,表面光滑的好氧颗粒污泥.鼓泡-搅拌反应器在搅拌速度300r/min、表观气速1.05cm/s的条件下,成功培养以丝状菌为骨架的好氧颗粒污泥,均值粒径可达1.123mm,污泥的平均沉降速度为（19.6±5.1） m/h,SVI为41.33mL/g,MLSS维持在3300mg/L左右.好氧颗粒污泥形成前后的能耗进行对比分析发现：好氧颗粒污泥培养初期,鼓泡-搅拌反应器因搅拌桨的加入,获得的湍动能远大于鼓泡反应器,约为100倍左右;而好氧颗粒形成之后,鼓泡反应器中上部位置的湍动能明显增加,且湍动能的大小大于鼓泡-搅拌反应器.相比较而言,鼓泡反应器相对节约能量.     

碳酸钙诱导结晶动力学影响因素研究

碳酸钙诱导结晶速率受到水中多种因素的影响,采用pH-stat法对pH值、过饱和度、钙和镁离子活度和金属离子（铁、锰）等因素对碳酸钙诱导结晶速率的影响进行研究.结果表明,当pH值在8.0~10.0之间,过饱和度在1.4~4.03之间时,碳酸钙诱导结晶速率随着pH值的增大或者过饱和度的增大而增大,当钙离子和镁离子活度在0~1.18之间时,碳酸钙的结晶速率随着镁离子的增多而降低.碳酸钙结晶速率介于1.0×10^-10m/s~5.0×10^-10m/s.铁离子和锰离子的存在会促进碳酸钙的诱导结晶过程,且铁离子和锰离子同时存在时碳酸钙结晶速率高于其单独存在时碳酸钙的结晶速率.通过深入研究不同因素对碳酸钙诱导结晶动力学的影响,为碳酸钙结晶造粒工艺提供数据支持.     

Optimizing Urban Spatial Structure of Lanzhou Based on Geographic Concentration Method of Industries

Abstract

Geographic concentration of industries is the regionalized distribution of some industries in certain areas, which focuses on the ratio of a certain industry to the whole industries (He and Liu, 2006). In this paper we explore the improved M function of geographic concentration that adds the parameter of the number of firms according to the definition of geographic concentration of industries. The spatial distribution of the main manufacturing industries of Lanzhou urban area is evaluated based on it. The results of the evaluation imply that the spatial distribution of the main manufacturing industries is more concentrated than that of others in Lanzhou and it can absorb lots of labor forces. But the incidence, competition ability and density of the distribution of enterprises are different for each single sector, and enterprises with different production features are located closely. And three main problems are discovered. Finally, three countermeasures are put forward: locating the industrial enterprises in urban areas in a proper way through planning and policies; adjusting the industrial structure of the inner city; strengthening the local rearrangement of the existing industrial concentration areas.     

水体沉积物中重金属释放动力学及试验研究

分析了水体沉积物中重金属释放的特点，在此基础上，建立求了固、液两相中重金属释放过程的动力学模型，对渭河沉积物中重金属Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｄ进行了释放试验研究，结果表明，所建立的动力学模型能够较为满意地描述沉积中重金属释放的动力学过程。     

蒽醌类有机质介导水铁矿电化学还原的动力学

以水铁矿为实验对象，采用计时电流法研究了"电极-AQS-水铁矿"反应体系中蒽醌介导下的电化学还原动力学过程，阐明了"电极-AQS-水铁矿"三者之间相互作用的动力学特征与机制.结果表明：在超声波的协助下，同市售玻碳电极相比，发生在碳毡电极表面的电化学还原反应的灵敏性得到显著提升，且当体系施加电压为-0.7V时，AQS可以被完全还原.在最佳工作电极和实验条件下，AQS可以作为氧化还原中介体参与水铁矿的电化学还原过程.当AQS浓度从0.005mmol/L升至0.035mmol/L时，单位绝对量水铁矿的还原率从10.4%增至35%.AQS介导水铁矿电化学还原过程中的中间产物AQS_oxi浓度随时间的变化趋势符合由连串反应动力学推导出的函数模型曲线特征：随着时间t的增加，C_AQSoxi在初始某一范围内迅速增长；当时间到达某限度后，C_AQSoxi又出现了不同程度的快速下降，模型拟合的校正决定系数高达0.9990.