低温条件下高效复合人工湿地对尾水的净化效应

为了提高污水处理厂尾水低温季节的净化效果,创新地设计了高效复合人工湿地工程（6万t·d-1）,应用在临安污水处理厂的尾水净化系统中。该工程在人工湿地前半段加上大棚保护措施,并集成了强化生物膜系统、有毒物质高效脱除系统、营养膜净化生态系统、高效自净水生态系统和高效生态滤地系统等多种技术。结果表明：在12 月、1月、2月份低温冬季期间,该系统对氨氮、硝态氮、总氮、总磷和COD的平均去除率分别为68%、34%、39%、87%和34%,其处理能力在冬季仍然较高,相当于3—5月份春季的处理水平;大棚保护设计的子系统在低温季节中污染物去除贡献率较大。该高效复合人工湿地,特别是大棚保护式人工湿地子系统,能明显提高低温条件下对污染物的去除效率,提高冬季人工湿地运行效率。     

酸碱改性活性炭吸附微污染水源水中的Ni2+

通过HNO3-KOH对活性炭进行改性,采用扫面电镜（SEM）、比表面积分析（BET）、红外光谱分析（FT-IR）和Boehm滴定法对改性前后的活性炭进行表征,研究了改性前后的活性炭在不同条件下对微污染水源水中Ni2+的吸附能力和动力学。结果表明：改性活性炭表面含氧酸性官能团数量增加,比表面积和总孔容均略有降低,孔径变化不明显。在Ni2+浓度为0.4 mg·L-1,改性活性炭投加量5.0 g·L-1,温度30 ℃时,反应1 h去除率可达95.55%,剩余Ni2+浓度为0.017 8 mg·L-1,达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中的要求。相同条件下,改性前活性炭对Ni2+的去除率仅为74.45%,剩余Ni2+浓度达不到标准要求。活性炭对Ni2+的等温吸附更符合Langmuir方程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程。     

再生水补给河道入渗区地下水水质时空变异分析

运用聚类分析、判别分析和主成分/因子分析方法来研究潮白河流域再生水补水河段地下水水质的时空变异情况。对地下水进行剖面分析（剖面A为平行于水流场方向,剖面B垂直于水流场方向）。地下水研究结果表明除NO3-、NH4+和Mn2+外,其余指标均达到地表水Ⅱ类标准。剖面A的季节判别中由于淋溶作用筛选出pH和TDS,正确率为77.5%,说明研究区在近岸区。同时,剖面B的季节变异由于远离河岸的土壤蓄水层中氧化还原作用使得Fe3+、Mn2+、Na+、NO2-、CODMn和TP被判别出,正确率为74.4%。此外,由于非冻土期土壤蓄水层中频繁的淋溶作用和活跃的生化反应识别出CODMn、HCO3-、NO2-、pH、SO42-、Cl-、Na+和Ba2+表征了非冻土期剖面A的空间变异,而判别正确率为100%的F-、Na+和HCO3-则表征了冻土期剖面A的空间变异。冻土期剖面B的TDS和TP以及非冻土期剖面B的TN和K+的判别正确率均为100%。再生水对近岸带的影响较远岸带显著。该分析结论可归因于再生水的污染、土壤蓄水层矿物盐岩溶解污染、工农业废水排放的点源污染和降水及流域水土流失所造成的非点源污染的综合作用。     

热电厂双膜法中水深度处理系统运行效果与问题分析

中水已成为热电厂的重要水源,其深度处理是影响电厂水处理系统的关键。为评估双膜法在电厂深度处理中的潜力与稳定性,考察了山东某热电厂石灰混凝-超滤(UF)-反渗透(RO)系统不同季节的处理效果及污染物去除特征与各工段贡献率。研究表明：双膜法对浊度、色度、电导、碱度、COD和TOC的去除率分别达95.82%、96.62%、96.73%、98.22%、96.42%和89.13%,在夏季严重膜污堵的条件下,也可保障产水达标,是一种有效的中水深度处理技术。预处理仅去除某些大分子腐殖酸类有机物、硬度类物质、悬浮物,富里酸类有机物、氮等其他溶解性物质主要由RO去除(去除率均60%),因此,存在膜结垢和污堵的风险。不同季节污染物浓度变化不显著,但夏季高温条件下微生物代谢和繁殖速率较高,荧光指数(fluorescence index, FI)大于2,生物指数(biological index, BIX)为1.2左右,这是夏季膜污堵爆发的关键原因。     

给水厂铁铝泥构建过滤柱去除富营养化河水中过量磷

为避免因FAS释放过量有机物和氮而产生的潜在不利影响,分析了以给水厂铁铝泥(FAS)构建过滤柱处理富营养化河水的特征与机制,研究了以厌氧热处理改性后的FAS作为辅助基质(2%)构建过滤柱。结果表明：在对其他性质无影响的情况下,FAS的添加显著提高了过滤柱对水体中磷的去除率,促使出水磷浓度在整个运行期间小于0.01 mg·L-1;被FAS吸附的磷主要以NaOH提取态、HCl可提取态和残渣态存在。高通量测序分析结果表明,FAS的添加促使过滤柱中富集了Rhodoplanes、Sulfuritalea、Nitrospira、Leucobacter、Geobacter、Dechloromonas等有助于生物地球化学循环和复合污染控制的菌群。FAS作为辅助基质构建过滤柱可有效控制富营养化河水中磷污染。     

核桃壳生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制

为探究生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制,以农业废弃物核桃壳为原材料,在400 ℃下热解碳化制备生物炭,与黏土、碳酸氢钠、硅酸钠混合制备生物炭小球。采用ESEM观察、比表面积测定、红外光谱对其表面结构和组成进行表征,并将其用于对雌酮(E1)、雌二醇(E2)和雌三醇(E3)的吸附去除研究。分别考察了吸附时间、溶液pH、生物炭小球投加量以及雌激素初始浓度对吸附效果的影响,并通过颗粒内扩散、等温吸附、吸附动力学探讨其吸附机制。结果表明：生物炭小球对雌激素的吸附平衡时间为15 min;投加量为1 g、pH为5、初始浓度为2 500 μg·L-1时平衡吸附量最大;颗粒内扩散模型研究结果表明吸附机制包括分配作用和表面吸附;准二级动力学可较好地描述生物炭小球对雌激素的吸附过程;生物炭小球对雌激素的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。所制备的生物炭小球对雌激素污染物具有较好的去除效果,在环境治理方面具有一定的应用前景。     

湘江衡阳段软体动物多样性调查和水质生物学评价

对衡山大源渡电站蓄水多年后的湘江衡阳段软体动物的种类组成、区系分布以及多样性进行了调查,并用生物多样性指数对湘江衡阳段水质进行了评价。调查结果表明,湘江衡阳段计有软体动物45种,分别隶属于2纲9科18属,其中腹足纲6科11属30种,双壳纲3科7属15种,其区系成分主要为东洋界类型;其中26种为中国特有种,且湖南湄公螺为濒危物种(被《中国物种红色名录》定为灭绝的物种)。用软体动物的Shannon-Wiener多样性指数(H’)对湘江衡阳段进行水质生物学评价,研究结果表明,湘江衡阳段的水质除东洲岛和衡山县城为清洁水外,其余8个采样点的水质均受到了轻度污染。     

碳中和、战略性新兴产业发展与关键矿产资源管理

中国作为碳排放大国和能源消费大国,实现碳中和既是保障能源安全,促进能源可持续发展的必由之路,也是经济高质量发展和生态文明建设的重要驱动力。在新一轮科技革命和产业革命的推动,尤其是碳中和愿景下,关键矿产资源是战略性新兴产业不可或缺的物质基础,碳中和与关键矿产之间的纽带联动性将不断提升。碳中和作为新时代全球范围内一次新的能源革命,对关键矿产资源的需求剧增,维护关键矿产资源供给的安全稳定成为影响世界各国未来能源资源发展战略转型与战略性新兴产业发展的核心要素之一。但由于关键矿产具有品位偏低、矿石类型复杂、经常性共生伴生等特点,在勘探技术、价格波动等方面存在更大的模糊性和不确定性,因此,关键矿产全球有效治理也成为全球性的经济和政治议题。而且中国的优势关键矿产缺乏高端高附加值产品,在全球价值链中缺乏话语权,而中国的紧缺型关键矿产对外依存度较高,难以满足战略性新兴产业发展需求,同时关键矿产的共伴生性加剧了生产消费结构的不均衡。中国处于中高速发展过程中,面临高碳能源结构、产业结构等艰难挑战,亟需结合战略性新兴产业发展现状与趋势,走出一条既可以发挥资源、技术优势,又可以克服自身弱项的关键矿产可持续发展道路。完善关键矿产治理体系,统筹发展和安全,协同推进战略性新兴产业持续发展与保障关键矿产安全,既是加快构建发挥国内大循环的主导作用,国内国际双循环协同促进新发展格局的客观要求,又是经济高质量发展培育新动能与国际竞争优势的有效途径。     

响应面法优化养殖水体中炔雌醇的固相萃取条件

在单因素试验、Plackett-Burman设计试验基础上,采用Box-Behnken响应面法对养殖水体中炔雌醇(EE2)的固相萃取条件进行优化。结果表明,洗脱液体积、洗脱液组成和淋洗液体积是影响EE2固相萃取回收率的3个主要因素;EE2的最佳固相萃取条件为:水样pH值为3,进样流量为3.0 mL/min,淋洗液为体积分数为10%的甲醇水溶液,淋洗液体积7.0 mL,洗脱液为乙酸乙酯-正己烷混合溶液(体积比为9∶1),洗脱液体积12.0 mL。该条件下养殖水样中EE2固相萃取回收率为81.6%~86.7%。     

煤矸石山周围塌陷区水体中多环芳烃调查与生态风险评价

以煤矿区及煤矸石的污染特征为依据,选取16种EPA优先控制多环芳烃（PAHs）污染物,采用高效液相色谱法对不同堆积年限的矿区煤矸石山周围塌陷区的水体样品进行测试,分别分析此类水体中单个PAHs和总PAHs的分布情况及水体中PAHs不同环数的组成情况,并采用风险商值法进行水体生态风险评价,指出此类水体的不当开发利用会引起人体健康危害。