拉曼光谱预处理关键技术研究进展

针对拉曼光谱通常具有较低的信噪比和高幅度的荧光背景,严重限制后续化学品检测识别的问题,分析了拉曼光谱预处理过程中的宇宙线去除、噪声处理和荧光抑制等关键技术的研究进展,重点评述了消除荧光背景干扰的方法,包括物理化学法、仪器改进法和数值分析法,总结了各方法的原理、优缺点及应用,并对其未来发展方向和危化品检测领域应用进行了展望。     

纳米四氧化三铁同步去除水中的Pb（Ⅱ）和Cr（Ⅲ）离子

采用共沉淀方法制备纳米四氧化三铁颗粒（MNPs）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和光电子能谱分析（XPS）等表征手段对材料进行分析。同时考察了不同MNPs投加量、pH值、温度和初始浓度条件下对纳米四氧化三铁同步去除水中Pb（Ⅱ）和Cr（Ⅲ）离子的影响。结果表明,在pH为6.0、温度为25℃、纳米四氧化三铁的投加量为4.0 g/L下,吸附3 h后,Pb（Ⅱ）-Cr（Ⅲ）复合溶液中Pb的去除率为70.5%,Cr的去除率可达77.4%。pH和温度对去除过程影响较大。SEM和XRD分析证实成功制备了纳米级四氧化三铁,XPS结果表明,复合溶液中Pb（Ⅱ）和Cr（Ⅲ）离子的去除过程为同步吸附。吸附等温线研究说明,Pb（Ⅱ）的吸附是放热过程且为单相吸附;相反Cr（Ⅲ）的吸附是吸热过程且为多相吸附。重复利用实验表明,MNPs利用3次后对Pb和Cr的去除率几乎未受影响。因此,MNPs可用于实际工程中多种重金属离子共存废水的原位处理。     

改良型ICEAS工艺处理低温生活污水的研究

在低温条件下采用改良型ICEAS工艺处理生活污水,与常温条件下的处理效率进行对比分析。实验结果表明,在水温5～10℃时,改良型ICEAS工艺对生活污水中的有机物、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别达到87.1%、62.7%、58.5%和75.7%;在水温10～14℃时改良型ICEAS工艺对以上污染物的去除率分别达到87.4%、69.7%、65.5%和80.6%。总体上来讲,低温条件下较常温下的去除率分别降低了4%、26%、18%和4%。     

生物滴滤塔净化甲基叔丁基醚废气的研究

应用生物滴滤塔处理甲基叔丁基醚废气,研究其挂膜启动及稳定运行阶段的降解性能,并考察了稳定期该系统的生物群落结构.结果表明,生物滴滤塔在停留时间为60 s,进气质量浓度为100 mg·m~(-3)的条件下,运行23 d后完成挂膜,填料上的生物量明显增加,去除率可维持在70%以上.反应器稳定运行时,去除负荷可达13.47 g·(m3·h)~(-1),矿化率可达68%;用Haldane模型拟合生物滴滤塔中去除负荷的变化趋势,获得理论ECmax为21.03 g·(m3·h)~(-1),KS为0.16 g·m~(-3),KI为0.99g·m~(-3).运用高通量测序技术分析生物膜中的微生物群落结构,发现其中优势菌属为Methylibium sp.和Blastocatella sp.,分别占11.33%和9.95%.     

污水处理厂不同单元工艺水中重金属及其纳米颗粒的分布

以成都双流国际机场污水处理厂中连续处理废水工艺中的9个不同处理单元工艺为研究对象,通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和单颗粒电感耦合等离子体质谱法（SP-ICP-MS）分别对污水处理厂中不同处理单元工艺中的重金属总质量浓度以及重金属纳米颗粒的数量浓度和粒径分布进行了分析,并研究了不同处理单元工艺对重金属元素及重金属纳米颗粒的去除效果.结果表明,不同处理单元工艺对不同重金属元素的去除效果存在差异,对Fe元素的影响最为显著,主要在二沉池中被去除,去除率达98.53%;不同处理单元工艺对不同重金属纳米颗粒的去除效果存在显著差异,对Ni、Pd和Fe纳米颗粒的影响最为显著,不同重金属纳米颗粒在不同处理单元工艺（曝气沉砂池、二沉池和高效沉淀池）中被去除;重金属纳米颗粒在不同处理单元工艺中的粒径分布为23.28~147.83 nm,不同处理单元工艺不会对各重金属纳米颗粒的粒径造成显著影响;pH与Fe元素和Fe纳米颗粒呈显著负相关关系,除Fe元素和Fe纳米颗粒外,其他重金属元素与其纳米颗粒之间均属于不显著相关,不同处理单元工艺对重金属元素和重金属纳米颗粒的去除机制存在差异.     

两种红树植物湿地系统对水中N、P的去除效应

在温室中建立两种红树植物无瓣海桑Sonneratia apetala(Sa)和海桑S. caseolaris(Sc)模拟湿地系统,分别用8个盐度梯度(分别为0, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50),浓度一定的人工配置的营养液定时定量对模拟系统浇灌,持续180 d.研究盐度对两种模拟湿地系统去除水中TN、TP能力的影响.结果表明:Sa、Sc体系在低盐度时对TN、TP保持着较高的去除率,随盐度的升高去除率下降.通过研究两种红树植物在不同盐度下的生长状况和对营养元素的吸收,旨在探讨两种红树植物在不同盐环境中对海岸带水质的净化能力,这将为中国南海近海岸的水质环境的治理和改善提供新的途径,这不仅在理论上具有重要的意义,更具有其现实意义.     

表面流人工湿地中硫丹的去除规律研究

硫丹是一种环境中广泛存在的有机氯类污染物,本研究探讨了3个不同浓度梯度的硫丹在表面流人工湿地各组成成分中的去除规律.利用索氏提取-气相色谱法分别测定水、植物、非根际基质以及根际基质中硫丹的含量.结果表明,人工湿地在去除硫丹方面具有很大的优势,30 d内硫丹在人工湿地的水、非根际基质、根际基质中的平均去除率分别为87.9%、63.0%、70.9%.在该系统中,α-硫丹比β-硫丹更加容易去除,主要累积的降解产物为硫丹硫酸酯.基质吸附对人工湿地去除硫丹有很大作用,3 d内,水中约80.0%的硫丹被吸附到基质中.植物对硫丹的去除有很大的促进作用,由于植物的影响,根际基质对硫丹的平均去除率比非根际基质高7.9%.     

强化塘-人工湿地复合生态塘系统中氮和磷的去除规律

在大量分组试验(中试)数据的基础上,剖析了强化厌氧塘、兼性人工湿地、强化好氧塘和水生植物根系塘的最佳工艺参数以及整体系统的组合性能,探讨了氮和磷元素在各单元塘以及系统中的迁移、降解规律。实验表明,在该组合形式的系统中,各级单元塘之间具有较强的互助和互补性,前面单元为后续单元提供了较好的前处理,使得后续单元能够较充分地发挥处理功效,同时由于结合了在厌氧、兼氧以及好氧状态下微生物、高等绿色植物根系、土壤(砂层)的同化、分解、截流、吸收、吸附和过滤等处理机制,使得该系统较传统稳定塘工艺具有更高的氮和磷的去除效率。      

芦苇人工湿地对农村生活污水磷素的去除及途径

构建了芦苇(Phragmites australis)水平潜流人工湿地处理农村生活污水中的磷素,考察了湿地除磷效果以及地上植物吸磷量。结果表明,人工湿地对磷素的去除随水力停留时间的延长而增加,停留时间大于5.3 d时,芦苇湿地除磷效率可以高于88%。湿地进水TP负荷与磷去除速率之间有较好的线性关系(R2>0.91)。湿地植物在11月份收割时,地上生物量为1.65 kg.m-2,芦苇地上部分吸收磷量为3.68 g.m-2.a-1。分析了湿地除磷途径,在试验条件下,湿地填料的吸附和沉淀等作用是水平潜流人工湿地除磷的主要途径,植物吸收仅占湿地总磷去除量的9.1%,但是湿地水生植物是人工湿地重要组成部分,可以通过影响湿地的其他条件间接影响湿地除磷效果。试验证明,人工湿地是适用于农村地区的优良的污水处理技术。     

生物膜法处理养殖废水的研究

室内模拟研究生物膜法处理养殖废水的效果及其影响因素。实验结果表明，连续曝气或者不曝气，生物膜法对养殖废水中的硝酸盐氮去除效果都很差。曝气条件下生物膜法对CODCrNH4^ -N、NO2^--N均有较好的净化效果，CODCrNH4^ -N、NO2^--N的去除率可分别达到79％、99％、99％；不曝气条件下生物膜法对CODCrH4^ -N、NO2^--N净化效果稍差，CODCrNH4^ -N、NO2^--N的去除率可分别达到78％、35％、76％。曝气会增加养殖废水中PO4^3 -P的质量浓度，增幅可达82％；不曝气时PO4^3 -P的去除率可达63％。投加复合菌株有利于生物膜的形成和处理效果的提高。