MFC处理人工湿地生物堵塞物及同步产电研究

为探究MFC（microbial fuel cells,微生物燃料电池）对人工湿地（constructed wetland,CW）堵塞物EPS（extracellular polymeric substances,胞外聚合物）组分的处理效果和产电性能,构建双室MFC,设置闭路组（closed circuit MFC,MFC-C）和开路组（open circuit MFC,MFC-O）对EPS中的主要组分〔PN（protein,蛋白质）和PS（polysaccharide,多糖）〕及人工湿地堵塞物进行处理,分析底物类型、底物浓度和外阻（R_ex）对MFC系统产电性能的影响及系统对底物的处理效果.结果表明:①MFC系统的产电性能受底物类型、底物浓度及R_ex的影响较大,底物浓度增加1.5倍（由200 mg/L增至500 mg/L）时,MFC系统最大电压（V_max）增加5.8%（PN）,最大功率密度（P_max）分别增加188.30%（PN）和124.21%（PS）;保持底物类型和底物浓度不变,R_ex增加9倍（由100 Ω增至1 000 Ω）时,MFC的V_max分别增加110.26%（PN）和92.81%（PS）,P_max分别增加109.19%（PN）和7.51%（PS）.②PN可全部被阳极微生物利用,但同时阳极微生物会分泌PS,底物浓度增加1.5倍时,出水中ρ（PS）分别增加107.85%（MFC-C）和78.55%（MFC-O）;R_ex增加9倍时,ρ（PS）分别增加415.85%（MFC-C）和294.29%（MFC-O）;底物为PN时,出水中ρ（PS）均表现为MFC-C < MFC-O,说明MFC形成的微弱电场在一定程度上可抑制PS的分泌.③人工湿地堵塞物可作为MFC的底物,随着投加量的增加（除堵塞物投加量为0.500 g/L外）,V_max（约750 mV）变化不大,但电压稳定时间随投加量的增加而略有延长;堵塞物投加量为6.667 g/L时,MFC的P_max为12.25 mW/m2,内阻（R_int）为1 112.5 Ω,MFC产电性能下降.研究显示,人工湿地堵塞物EPS可以作为MFC的阳极底物并同步实现能源回收.      

我国工业污染源产排污核算系数法发展历程及研究进展

污染源排放量及其变化趋势是重要的环境管理基础信息,是国家和地方准确预判生态环境形势、高效开展生态环境管理决策和实施产业结构优化调整等的重要依据.工业污染源产排污系数作为我国工业源污染物排放量核算的主要方法之一,过去30年来为工业领域污染减排和环境监管等提供了重要支撑.本文综述了国内外产排污系数研究和应用现状,梳理了我国3次较大规模的产排污系数制修订历程,并从制定方法、覆盖度、核算方法等多个维度进行了比对分析.结果表明:随着对工业生产认识的不断深入以及环境保护要求的不断变化,我国3次制修订的产排污系数也在同步变化和升级,在产排污系数的覆盖度、适用性等方面不断提升.对工业污染源产排污系数现状及其存在问题的分析结果表明,我国产排污系数广泛应用于环境管理制度与技术支撑、节能减排与产业结构调整以及环境科学相关研究等方面,为上述工作提供了重要的支撑.但由于我国产排污系数仍存在缺乏动态更新机制等原因,导致其时效性不足,适用性有待持续提升,亟需将系数制定的方法标准化,制定过程中的定量化方法也有待进一步拓展研究.针对上述问题提出如下建议:研究提出工业污染源产排污系数后评估方法,有计划开展系数后评估;建立工业污染源产排污系数标准体系框架,实现核算体系标准化;完善工业污染源产排污系数核算技术体系,开展系数的动态更新;加强工业污染源产排污系数在环境管理中的应用研究,为排污许可、环境统计、污染源普查等多套工业污染源数据统一和融合提供基础.      

伊通河(城区段)沉积物重金属形态分布特征及风险评价

通过对伊通河(长春城区段)7个沉积短岩芯中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等重金属元素含量与赋存形态的分析,研究了重金属污染特征和潜在生态风险.沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量范围分别为0.10～1.18、 23.57～66.35、 11.27～43.95、 10.78～29.82、 15.02～60.81和54.27～175.83 mg·kg~(-1).Cd弱酸可溶态的质量分数为42.1%～51.28%;Cr、Ni和Zn以残渣态为主,质量分数分别为63.54%～79.91%、 35.16%～53.75%和27.55%～57.55%.沉积物垂向污染程度和生态风险评价结果显示,研究区域受到Cd、Cu、Pb及Zn污染,Cd的生态风险最高,Zn和Cu次之,各岩芯中每组元素具有相似的垂向变化规律,其中4～8 cm深度生态风险相对较高.污染来源解析结果显示,伊通河(城区段)沉积物中Cd、Zn和Pb主要来源于工业污染和城市污水排放,Cu可能受自然过程和人类活动的双重影响,Cr、Ni可能较多地来源于自然过程.     

富集因子法中参比元素的选取方法——以元江底泥中重金属污染评价为例

富集因子法中参比元素的选择对目标元素富集程度评价及源解析结果有至关重要的影响,盲目选用可能会导致偏颇或错误的结论,但目前鲜有针对参比元素的选择所进行的探讨.本文以元江沉积物中重金属元素污染水平评价及来源解析为例,详细介绍了运用顺序提取法、相关分析法、聚类分析法等化学分析和数理统计相结合并联系研究区域地球化学背景、产业分布及元素特性确定参比元素的方法.并采用所选出的参比元素进行富集因子法分析,将所得重金属污染等级评价结果及重金属来源的推论与地积累指数法对重金属污染等级评价的结果和以因子分析法对重金属溯源的推论相比较.结果表明,利用相关分析和顺序提取等方法选择参比元素是可靠可行的.     

我国危险废物产生量与经济发展的关系及政策启示——基于面板EKC模型的估计

基于面板EKC(Environmental Kuznets Curve)模型实证分析了我国及其东中西部地区1996—2013年危险废物产生量与经济发展的关系,并研究了我国资源化利用水平和无害化处理水平对危险废物产生量与经济发展的关系的影响。结果表明:我国危险废物产生量与经济发展呈现"倒N型",东西部地区呈"N型",中部地区呈"倒N型",总体上我国危险废物产生量随着经济的增长呈现先下降后增长再下降的趋势,但也存在区域差异性,我国东西部地区呈现增长的趋势;我国危险废物综合利用水平对危险废物的减量化具有较大的影响,危险废物资源化利用水平呈现东中西部地区依次递减,而危险废物处置水平对危险废物减量化影响较小。基于上述结论,提出我国危险废物减量化、资源化、无害化的政策与建议。     

Performance and recent improvement in microbial fuel cells for simultaneous carbon and nitrogen removal: A review

Microbial fuel cells (MFCs) have become a promising technology for wastewater treatment accompanying electricity generation. Carbon and nitrogen removal can be achieved by utilizing the electron transfer between the anode and cathode in an MFC. However, large-scale power production and high removal efficiency must be achieved at a low cost to make MFCs practical and economically competitive in the future. This article reviews the principles, feasibility and bottlenecks of MFCs for simultaneous carbon and nitrogen removal, the recent advances and prospective strategies for performance improvement, as well as the involved microbes and electron transfer mechanisms.     

微波诱导技术用于氧烛制氧的理论研究

传统的氧烛是将氯酸盐或高氯酸盐与金属燃料、催化剂混合后压缩所制得。其产氧原理是利用燃料燃烧所释放的热量来促成氯酸盐或高氯酸盐分解,释放出氧气。氧烛不仅因燃料燃烧而消耗所产生的氧气,而且在产氧过程中往往会产生少量的氯气等有害副产品。为解决上述两个缺陷,笔者提出一种新的微波诱导催化技术来代替传统的燃料加热方法。即在氧烛配方中舍弃燃料,而使用外加的微波作为氯酸盐分解的热源。具体方法是先对氯酸钠氧烛的热过程进行数值模拟,通过反应温度的差异解释氯气作为副产品产生的机理;为验证利用微波诱导加热代替燃料加热的可行性,对TE10基模微波场中氯酸钠的热过程进行数值模拟。计算结果表明,氯酸钠在微波场中升温均匀。因此,微波诱导是抑制产氧过程中有害副产品产生的一种有效途径。     

岷江上游水电开发对环境的影响

岷江上游水力资源十分丰富，随着西部大开发的进行，它已成为水电开发的重点区域，干流及支流的电站建设加速进行。自源头至汶川上游河段，实行六级梯级开发方案。但由于岷江水电工程主要是涵洞引水式，原来奔腾的河流变成了地下暗流，使得岷江的多处河段变得干涸，河谷的自然生境和景观发生了很大的变化，原来的干旱河谷气候变得更加干旱。也使河流生物系统受到严重影响。作者在对长江上游考察的基础上对岷江上游水电开发现状及其对环境的影响进行了分析，提出应该进行流域统一规划，强化执法监督，水电开发与环境保护建设并重；加强上中下游统一管理，注重流域综合开发等建议。     

混酸中甲苯半间歇硝化过程的危险性研究

为了解甲苯在混酸中硝化的危险性,用差示扫描量热法(DSC)测试甲苯、混酸及一硝基甲苯的热分解情况,用反应量热仪(RC1e)研究搅拌速度、温度及硝酸过用率3因素对目的反应的影响。结果表明,混酸分解温度最低,而当目的反应的3因素出现异常,以及反应过程中发生冷却失效时,均可导致硝化反应体系不稳定,此时若不停止加料,并采取措施,易引起混酸的分解,进一步可引起一硝基甲苯的分解,导致严重后果。     

Total and Extractable Trace Elements in Lebanese River Sediments: Dry Season Data

Years of political instability have left Lebanon with significant gaps in environmental knowledge. This paper reports new results for trace metals in bed sediments of the river Nahr-lbrahim. The drainage basin of the river Nahr-lbrahim is largely floored by karstified limestone. Metal pollution is operative within the catchment. The objectives of this study were first to identify possible sources of metals (geological and/or anthropogenic) and then to characterise the chemical partitioning of the metals in the sediments. Bed load sediments were sampled at five locations along a 13km stretch from the river mouth, during the dry season. Samples were collected on two dates, dried and then sieved into three mechanical fractions. We report total Fe, Cu, Pb and Zn contents of the <75m sediment fraction for the dry season and interpret the results in terms of geology and point and non-point discharges to the river. Total metal contents were derived from summing the concentrations of metals in the chemical fractions of the sediments. A sequential chemical extraction procedure was applied to the <75m fraction and the data showed that, except for Fe, the carbonate fraction had the largest role in metal sediment deposition.