NITROGEN TRANSFORMATIONS IN SEDIMENTS AS AFFECTED BY CHEMICAL AMENDMENTS1

ABSTRACT: A study was conducted to elucidate some of the chemical factors affecting the rate and pathways of N transformations in lake sediments. The main emphasis was placed on modifying a noncalcareous sediment with CaCO₃ to approximate the composition of a calcareous sediment. Additionally, the effects of Ca²⁺, CO₃^2-, Mg2⁺ and OH^- were evaluated by using appropriate chemicals. Further, the effect of aluminum sulfate was evaluated with both sediment types. Sediment pH at 7 days was not affected by CaCO₃, but was decreased by aluminum sulfate. The CaCO₃ treatment increased the rate of ammonification, nitrification, reduction of acetylene to ethylene and methane formation, while with few exceptions the other treatments decreased the rate of the transformations studied. Aluminum sulfate, which has been proposed as a lake restoration treatment, increased ammonification but decreased most of the other transformations.     

佛山市南海区降水成分及致酸因子分析

为了解广佛跨界区域佛山市南海区的降水化学组成特征和酸化趋势,于2016年1—12月在南海区采集降水样品,对降水pH、电导率及离子成分进行测定。结果表明:降水pH年均值为5.05,降水的电导率和总离子浓度年均值分别为19.4 μS/cm和6.41 mg/L,南海区2016年的酸雨污染有所改善,但酸雨频率高达63.1%,降水酸化程度仍较高;人为源贡献的N O 3 - 和S O 4 2 - 起主要致酸作用,通过分析S/N发现,N O 3 - 在南海区降水中的致酸作用已超过S O 4 2 - ,成为首要致酸因子。     

飞灰基胶凝固砷体长期稳定性风险评价

为明确酸雨条件下飞灰基胶凝固砷体的长期稳定性,模拟2种酸度的酸雨对3种粒径状态下的固砷体进行动态淋溶实验,并运用改进多级连续提取法(Sequential Extraction Procedure, SEP)和潜在风险评估指数对固砷体进行长期稳定性风险评价。结果表明,随着浸出时间的增加,固砷体中的Al³⁺溶出并与溶液中的OH⁻反应生成Al(OH)₃胶体,且废渣中的硫化矿物氧化生成H₂SO₄、Fe₂(SO₄)₃等氧化剂,进一步加剧硫化物的氧化溶解,使得浸出液pH呈下降趋势;而且,由于飞灰固砷体粒径大小不同,表面积大小和吸附位点变化,使砷浸出过程呈现出初始、快速释放和慢速释放3个阶段的浸出特征,最高浸出质量浓度为2.42 mg·L⁻¹,累计释放量达133.78 mg·kg⁻¹,累计释放率为2.32%。SEP实验发现,原渣中的还原态砷大幅度降低,酸可提取态砷和残渣态砷增加,有利于降低固砷体的风险。潜在生态风险评价表明,在Ⅰ类和Ⅱ类建设用地筛选值为背景时,潜在生态危害程度由中等危害转为轻微危害。本研究结果可为飞灰固砷体在不同侵蚀作用下的安全处置提供参考。     

涤纶碱减量废水中对苯二甲酸的兼性厌氧降解研究

针对碱减量废水中的乙二醇（EG）对对苯二甲酸（TA）的好氧生物降解产生不利影响,本实验采用水解酸化工艺在实验室条件下研究了TA和EG的兼性厌氧降解性能,并着重考察了TA在EG存在下的兼性厌氧降解规律,从而为碱减量工艺实际生产废水的生物处理工艺提供技术方案和科学依据。实验结果表明,TA在缺氧条件下的兼性厌氧降解率很低,在本实验条件下,其兼性厌氧平均降解率为6.1%,而兼性厌氧菌对EG具有较高的降解活性,其降解率达到58.9%～71.5%。在TA配制废水中投加EG时,EG首先得到降解,当EG完全降解后,TA才开始降解,并且其降解速率与TA作为惟一碳源时TA的降解速率相同。由实验结果可知,涤纶碱减量废水的处理不能仅仅采用兼性厌氧生物处理工艺,而应在好氧生物处理工艺为主的情况下,辅以兼氧或厌氧生物处理工艺。     

氨氮浓度对猪粪厌氧消化及产甲烷菌群结构的影响

氨氮抑制是影响高含固厌氧消化推广应用的主要因素之一。通过批式实验,采用外源氨氮投加方式,考察了厌氧消化过程中不同氨氮浓度对鲜猪粪产甲烷效果和产甲烷菌群结构的影响。结果表明：氨氮添加量为2 000 mg·L-1（TAN≈3 596.7 mg·L-1）时,日产甲烷速率及累积产甲烷量均明显下降;添加量大于4 000 mg·L-1（TAN≈5 618.7 mg·L-1）时,氨氮抑制加剧,出现VFAs累积、产甲烷高峰期后移、丙酸降解失败。不同氨氮投加量下猪粪中挥发性固体（VS）产甲烷率分别为（369.0 ± 17.3）、（318.5 ± 7.6）、（234.7 ± 2.5）、（165.4 ± 19.4）mL·g-1,产甲烷效率较对照组分别下降14%、36%和55%。超过4 000 mg·L-1的外源氨氮投加促使产甲烷菌群结构发生显著变化,乙酸利用型产甲烷优势菌Methanosaeta 逐渐被Methanosarcina代替,而氢利用型产甲烷菌属中Methanospirillum的优势性逐渐被Methanoculleus和Methanomassiliicoccus取代,说明后者均有较强的氨氮耐受性。主成分分析和冗余分析表明,高浓度氨氮会促使产甲烷途径由乙酸利用型为主向氢利用型为主转变。     

纳米零价铁-聚乳酸-生物炭复合材料协同微生物去除水中1, 1, 1-三氯乙烷

针对地下水1, 1, 1-三氯乙烷污染问题,通过溶液插层和液相还原法制备了纳米零价铁-聚乳酸-生物炭复合材料;采用扫描电镜观察、热重分析、傅里叶变换红外光谱分析和X射线衍射分析等手段对复合材料进行了表征;研究了复合材料在厌氧条件下协同胞外呼吸菌(Shewanella oneidensis MR-1)去除水中1, 1, 1-三氯乙烷的效果;确定了材料的最佳使用条件;探讨了协同体系中污染物的去除机理。结果表明：复合材料中纳米零价铁和聚乳酸颗粒较为均匀地分散于生物炭表面;材料中生物炭、聚乳酸和纳米零价铁的最佳质量比为7∶1∶2,材料最佳投加量为1.0%,且其对不同浓度污染物均有明显去除效果;在最佳条件下,培养360 h后协同体系中1, 1, 1-三氯乙烷的最大去除率为94.61%;复合材料促进胞外呼吸菌的异化铁还原脱氯是协同体系去除污染物的主要机理。该铁基生物炭复合材料能够有效协同胞外呼吸菌提高水中1, 1, 1-三氯乙烷的去除率,且具有良好的缓释长效性。     

Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸及协同机理

为了研究Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸(TCAA)的反应及其协同机理,在自制的光催化反应装置中分别考察了Fenton、UV/TiO2及Fenton/ UV/TiO2 3个反应对TCAA的降解情况。研究结果表明,在TCAA初始浓度为2.0 mg/L,TiO2用量为1.0 g/L,紫外辐射光源为15 W(λmain=254 nm)的实验条件下,Fenton试剂协同TiO2光催化降解TCAA反应在pH 3~7范围内均有较高的降解率;TCAA 在Fenton、UV/TiO2及Fenton/ UV/TiO2 3个反应中的一级反应速率常数分别为0.0009、0.0131和0.0456 min-1;Fenton试剂与TiO2光催化反应间存在较明显的协同效应,其协同机理主要体现在两个方面:一是紫外光激发Fe(OH)2+和H2O2分解产生更多的·OH,二是Fenton试剂中部分被氧化成的Fe3+可与TiO2表面的光生电子结合被还原为Fe2+,抑制了光生电子与空穴的复合,从而提高了TiO2光催化降解TCAA的效率。     

腐殖酸改良脱碱赤泥的环境风险评估

处理过酸性矿涌水的赤泥如果未经处理大量堆存会对环境造成严重的危害,对其进行土壤化改良是实现其大宗消纳的一种可行性方法。腐殖酸呈酸性,是自然界中广泛存在的大分子有机物质,其对土壤的修复和改良作用十分明显。为研究腐殖酸改良脱碱赤泥的环境风险,通过腐殖酸联合脱碱赤泥试验,对脱碱赤泥及其浸出液的理化性质进行了分析,并对添加腐殖酸后脱碱赤泥的浸出风险进行了评估。结果表明：添加质量百分比（腐殖酸:赤泥）为10%的腐殖酸改良脱碱赤泥效果最好。此时,脱碱赤泥pH由9.1降至7.8左右;脱碱赤泥在pH较高时电动电位（Zeta电位）绝对值由20增大到28;腐殖酸中的富里酸类物质会逐渐转变成更加稳定的胡敏酸类物质;脱碱赤泥浸出液金属离子浓度降低,对赤泥金属离子固定有一定积极作用。综上,腐殖酸改良脱碱赤泥可以降低脱碱赤泥的环境风险。

     

不同碳源下缺氧/好氧连续流系统生物除磷效果及其机理

为了考察前期发现的以淀粉为唯一碳源、缺氧好氧生物脱氮系统对含多种有机物的废水中磷的脱除,在以淀粉为唯一碳源、已能稳定生物除磷(除磷率达72％)的缺氧好氧连续流生物脱氮系统中,改变进水碳源组成及浓度,测定了系统对磷去除的变化、分析了系统除磷与进水碳源的关系.结果 表明,在进水中淀粉浓度保持为400 mg·L-1(以COD...