给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附性能

给水厂污泥具有较强的吸附能力,可作为从水溶液中去除重金属的潜在吸附剂。通过试验分析了给水厂污泥(WTR)作为吸附剂去除溶液中Hg(Ⅱ)时,pH值、Hg(Ⅱ)初始浓度、污泥粒径以及温度对Hg(Ⅱ)吸附性能的影响,确定了吸附过程的动力学及吸附等温模型,并探究了其吸附机理。结果表明：溶液pH值对给水厂污泥吸附Hg(Ⅱ)具有较大影响,当pH=8.0时吸附效果最佳。采用粒径较小的污泥有利于对Hg(Ⅱ)的吸附,污泥对Hg(Ⅱ)的吸附量随着初始浓度的增加而增加。给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,平衡等温线符合Langmuir吸附等温模型,25℃条件下pH为7.0时污泥的饱和吸附量达到69.13 mg/g。升温有利于给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附。通过分析吸附前后污泥比表面积和微孔体积的变化发现,颗粒内扩散是给水厂污泥吸附Hg(Ⅱ)的限速步骤。     

固废基陶粒对含磷废水的处理研究

在前期研究固废基陶粒的制备及性能表征的基础上,该文采用静态和动态试验方法,开展固废基陶粒处理模拟含磷废水研究。结果表明：在初始浓度为17 mg/L和反应温度为293 K时,固废基陶粒对水中磷的平衡吸附量可达1.013 mg/g,Freundlich吸附等温模型和准一级动力学方程都能较好地描述该吸附过程(R²>0.95),且是一个自发的放热的物理吸附过程。在反应温度为293 K时,随着初始浓度由5 mg/L增至17 mg/L,基于固废基陶粒的固定床反应装置去除水中磷的穿透曲线变得越来越陡峭,穿透时间和饱和时间分别由34 h和60 h缩短至18 h和32 h,此外Yoon-Nelson固定床反应动力学方程能比较精确地描述动态除磷过程(R²>0.95)。     

溶液中六溴环十二烷的光解动力学研究

该研究开展了工业级六溴环十二烷(HBCD)在6种溶剂体系(乙腈、甲醇、水或其混合溶液)中的光降解,以紫外灯为光源(光强0.8 m W/cm²),照射1 h后,溶液中的HBCD都发生了显著的降解,其中T31(甲醇∶乙腈=3∶7)溶液中,HBCD降解最快。T51(甲醇∶水=7∶3)降解了66%,其他5个体系中降解率达到80%以上。线性拟合后,6种溶剂体系样品浓度和反应时间的相关性R²均>0.9,表明HBCD的光降解为一级动力学过程。随着溶剂体系中乙腈含量的减少,HBCD光降解的半衰期从15 min延长到38 min。而在同样的溶液体系中,以太阳光作为光源,模拟自然环境中的光降解,HBCD降解均不明显。实验所使用的光源和太阳光能量分布差别较大,造成实验模拟和实际情况的差异。HBCD在自然界的光降解可能不占其降解转化过程的主导地位。     

不同菌丝球的生长、理化特性及污泥负载性能研究

在相同条件下采用黑曲霉557、黑曲霉Y3、黄孢原毛平革菌507、黑曲霉XX和构巢曲霉F93共5种菌株孢子悬液进行菌丝球的培养,考察不同种类菌丝球的生长特性以及表观形貌、EPS含量及三维荧光光谱等理化特性。结果表明,不同种类菌丝球的最佳生长时间均为84 h,但相同培养条件下不同种类菌丝球生长量、粒径、菌丝长度及内部结构则存在明显差异,黑曲霉类型菌丝球总体性能为佳。黑曲霉557和XX菌丝球粒径较大（分别约为4和5 mm）,表面菌丝较长达2 000～3 000μm,综合菌丝球生物量、结构和外部菌丝特性、EPS含量以及对活性污泥的负载性能,黑曲霉557和Y3可作为制备菌丝球生物质载体的优选菌种。     

苯高效降解菌Corynebacterium sp.AL-5的筛选及其降解机理研究

在产石化企业污染场地风险防控日益受到关注,高性能生物降解菌剂是在产企业成功原位生物修复的关键.本研究从苯系物降解菌群中筛选并分离出高效苯降解菌株,经细菌形态和16S rRNA序列分析鉴定菌株,通过改变单一因素研究降解菌株的降解特性,并通过LC-Q-TOF-MS/MS检测中间代谢产物,进而推测菌株的苯降解途径.结果表明,高效苯降解菌株经鉴定命名为Corynebacterium sp.AL-5.菌株AL-5在28℃、pH=8.0、添加100 mg·L^-1酵母粉的培养条件下,10 h内可完全降解初始浓度为100 mg·L^-1的苯,并阐明了菌株AL-5通过苯酚和邻苯二酚途径降解苯.此外,菌株AL-5可在混合BTEX体系中同时降解苯和甲苯,半衰期分别为3.3 h和12.9 h,符合零级动力学方程和一级动力学方程.本研究可为在产石化企业苯污染土壤和地下水原位生物修复提供菌种资源和理论支撑.     

西安市降雪中DOM荧光特性和来源分析

利用三维荧光光谱、平行因子分析模型和后向轨迹模型等,分析西安市降雪中溶解性有机物(DOM)的荧光特性和来源,研究结果可为大气有机污染物的化学组成和来源分析提供数据基础.结果表明,降雪DOM的DOC含量为0. 88～10. 92mg·L~(-1),主要含有类腐殖质、类富里酸、类色氨酸和类酪氨酸,它们荧光强度及其总和与DOC和UV_(254)呈显著正相关(P 0. 01).降雪过程中DOM的荧光指数(FI)、生物源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)值分别为1. 50～1. 75、0. 87～1. 25和1. 11～1. 97,且FI与BIX和HIX分别呈正相关和负相关(P 0. 05).降雪期间气团传输轨迹包括:本地源、起始于新疆(途经甘肃、宁夏)的长距离传输、起始于内蒙古(途经宁夏)和山东(途经河南)的中距离传输,分别占总量的38. 78%、24. 04%、19. 87%和17. 31%.结果也表明,可利用代表类腐殖质、类富里酸、类色氨酸和类酪氨酸荧光峰的荧光强度与其总和表征降水中DOM的含量或相对含量,降雪中DOM兼具生物源和陆源,属于自生来源且有机质为新近产生或具有较强自源特征,本地源对降雪DOM的来源贡献最为显著.     

基于土地利用的中国城镇化SD模型与模拟

中国正处在快速推进的城镇化进程中,耕地与林地、牧草地和水域等生态用地将如何变化,以及建设用地是否仍将快速增长?这不仅是国家宏观政策制定者关心的问题,也是广大学者和普通民众面临的具体问题。通过构建基于土地利用的中国城镇化系统动力学（System dynamics,SD）模型,尝试对上述问题作出分析。研究结果表明：（1）本文构建的模型是有效的,具备可靠性和稳定性。（2）若要保持国家耕地保有量不少于18.25亿亩,到2050年需补充83.17万~412.67万hm²耕地资源。（3）到2050年,如果中国城镇化水平达到78%左右,建设用地总量将达到4007.29万~4214.25万hm²,较2020年净增加了155.87万~342.88万hm²。（4）2020—2050年生态用地数量表现为先增加后减少,其中,林地显著增加,牧草地减少,水域略有增加。研究成果可为全国国土空间规划多方案模拟、评估和决策提供科学服务。     

氯化剂对超细颗粒物与重金属共生成特性的影响

以循环流化床反应器为实验平台,研究了焚烧温度为850℃下添加剂（NH₄Cl和KCl）对超细颗粒物与重金属共生成特性的影响.结果表明：NH₄Cl和KCl的存在均会降低超细颗粒物的数量浓度,但KCl的效果更佳,发挥的是阶梯式或者协同式作用.此外,添加比例为3%时对超细颗粒物数量浓度的降低最为明显.重金属Cr,Mn,Ni主要通过夹带方式形成超细颗粒物;而重金属Pb,Cu,Zn则主要通过蒸发、冷凝和吸附方式累积在超细颗粒物中.无机氯在焚烧过程中可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进超细颗粒物之间的成长和团聚,同时促进其表面形态的生长.此外,K的存在会促进细模态颗粒物之间的凝聚成长,使得细模态颗粒物的峰值增大,而NH₄⁺的存在会降低粗模态颗粒物的峰值.本研究可为污泥等废物热处理过程中重金属与超细颗粒物的协同控制提供借鉴.     

特强沙尘暴灾害性天气的研究及展望

总结特强沙尘暴天气的研究进展,梳理分析特强沙尘暴天气的基本特征以及动力学触发机制,提出进一步的研究问题,以期加深对特强沙尘暴天气过程机理的认识.分析结果表明特强沙尘暴天气事件的季节性分布特征显著,春季居多,且多发生在下午到傍晚时段,其典型特征为突发性、局地性,持续时间相对较短,对局地的大气环境质量短时产生重大影响.旺盛的地面混合层热对流胞运动和中尺度（反）气旋性涡旋过境是特强沙尘暴天气出现的必要条件.在沙尘源区,由于午后近地层温度升高,热对流加剧,近地层热层结极不稳定,易形成地面混合层热对流胞运动;沙尘源区的热对流胞与混合层上部的中尺度（反）气旋性涡旋耦合作用,涡量通过热对流胞下传促使近地层层结内的热对流胞发展成群发性旋转对流胞,特强沙尘暴天气出现.进一步理解特强沙尘暴的风沙流特征及能量快速耗散机制,提高预测预警能力,需要加强特沙尘暴的气象观测数据积累和多尺度数值模拟.     

EGSB-CANON工艺启动及动力学特性

采用EGSB（Expanded Granular Sludge Bed）反应器,在启动全程自养脱氮（CANON）工艺中通过改变曝气方式以及优化曝气/非曝气逐步实现CANON工艺的稳定运行.通过研究不同曝气/非曝气条件下CANON工艺的脱氮性能的变化,探究系统内不同污泥粒径中功能菌的活性,揭示EGSB反应器不同的运行条件以及系统内不同粒径的微生物聚集体在CANON工艺启动过程中的影响机制与菌群结构特性.结果表明,当恒定曝气量为0.5L/min,曝气/非曝气为2：1（60min：30min）时,实现了AerAOB（Aerobic Ammonia-Oxidizing Bacteria）与AnAOB（Anaerobic Ammonium-Oxidation Bacteria）协同脱氮的目的,并成功将NOB（Nitrite-Oxidizing Bacteria）的活性由3.41mgN/（h·gVSS）抑制到0.75mgN/（h·gVSS）.在对AnAOB的双底物（NO₂^--N和NH₄⁺-N）抑制动力学结果进行Haldane拟合时,得到NH₄⁺-N和NO₂^--N的半饱和常数（k_s）、抑制动力学常数（k_h）分别为106.8,331.9mg/L,272.4,66.61mg/L,相关性系数（R²）分别为0.98133和0.99142.在CANON污泥颗粒化形成过程中,污泥粒径在0.154~0.335mm范围内主要以AerAOB为主,污泥粒径在1mm以上主要以AnAOB为主.不同粒径下微生物聚集体的协同作用以及稳定的群落结构实现了CANON工艺的稳定运行.