草酸青霉SL2对高浓度铬污染土壤的生物淋洗及胞内铬形态转化研究

铬渣无序堆存造成的铬污染土壤迫切需要修复治理.本文以新筛选的功能微生物草酸青霉SL2(Penicillium oxalicum SL2)为材料,以重度铬污染土壤为研究对象,进行生物淋洗技术优化,并利用软X射线扫描透射显微光谱技术(STXM)及同步辐射X射线近边吸收结构谱学(XANES)分析淋洗后的草酸青霉SL2胞内铬空间分布化学形态.结果表明:分步处理并进行水洗预处理可明显提高草酸青霉SL2对高浓度铬污染土壤的总铬TCr淋出率(49.4%),淋出液中Cr(VI)在3 d内全部被还原;生物淋洗后,草酸青霉SL2胞内吸收累积了Cr(VI),部分被还原为Cr(III),两个价态的Cr在空间分布上具有一定的一致性;胞内铬形态主要为磷酸铬、草酸铬钾及半胱氨酸铬类化合物,其含量分别为46.9%、33.0%和20.1%.     

岸滤系统中磺胺甲恶唑、咖啡因和卡马西平的厌氧转化模拟研究

为了探究药品和个人护理用品(PPCPs)在岸滤系统中的转化过程及其影响因素,采集了不同类型的河床岸滤土壤,模拟岸滤系统中的反硝化和硫还原过程,探究该过程中磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)及两种共存PPCPs(咖啡因、卡马西平)的转化过程及中间产物的生成.批次培养实验结果显示,至培养周期第87 d时SMX的生物降解率达到100%,反硝化过程中SMX自第5 d开始转化为两种衍生物—D-SMX及4-nitro-SMX,反硝化反应结束两种衍生物再次还原为SMX.SMX的转化率因有机质的不同而产生差异,添加乙酸钠有机质时SMX的转化率整体高于添加富里酸有机质的转化率;硫还原条件下SMX则完全降解;咖啡因(Caffeine,CFE)的生物降解率高于50%,不同河床土壤的理化性质差异及微生物的分布差异造成CFE的吸附及降解效果有很大差异,投加潮白河沉积物样品中CFE生物降解率高于投加密云水库沉积物样品;卡马西平(Carbamazepine,CMZ)的降解率范围在20%~35%,CMZ在岸滤系统中不易发生降解.     

水中硫代钨酸盐的形成及其形态转化

基于紫外-可见分光光度法定量测试了模拟的不同天然水环境条件下硫代钨酸盐的含量变化,探讨了其对硫代钨酸盐的形成和形态转化过程的影响.结果表明：偏酸性-中性条件是水中大量形成一、二、三、四硫代钨酸盐（特别是三、四硫代钨酸盐）的必要前提,且在偏酸性条件下（pH=5）钨酸盐硫代程度更高.在偏酸性条件下,当硫化物与总钨的摩尔浓度比（S （Ⅱ）/W）为10：1时,硫代钨酸盐成为钨的主要存在形式;S （Ⅱ）/W为20：1时,钨酸盐全部转化为硫代钨酸盐,且钨的主要形态是WO₃S^2-;S （Ⅱ）/W为30：1和40：1时,钨的主要形态分别是WO₂S₂^2-和WOS₃^2-.在偏酸性条件下,离子强度的增加对钨酸盐的硫代过程有明显抑制作用;而在中性条件下,离子强度变化对钨的形态变化的影响甚微.     

多聚物吸附纳米零价铁在多孔介质中的迁移

针对纳米零价铁在多孔介质中的迁移特点,本文通过实验室柱实验和腐蚀实验分析了不同聚丙烯酸（PAA）包覆浓度下的纳米零价铁（nZVI）在石英砂介质中的迁移和其接触不同电解质溶液6h的反应活性.利用迁移距离和穿出率,表征了不同纳米铁材料的迁移性能.应用pH值、氧化还原电位（ORP）、Fe²⁺浓度、X射线衍射（XRD）和Fe⁰含量随时间变化图像表征纳米零价铁腐蚀程度.实验结果表明,PAA显著提高了纳米零价铁材料的迁移距离.10%聚丙烯酸包覆浓度下,实验室合成纳米零价铁的迁移效果最佳,穿出率可达58.65%.在6h的腐蚀实验中,10%聚丙烯酸包覆的零价铁含量有一定的降低,但是零价铁损失相对于20% PAA包覆的零价铁少.综合考虑迁移性和反应活性,10% PAA包覆浓度下实验室合成纳米零价铁是适用于地下水污染原位修复的最佳材料.     

微生物在多孔介质中环境行为研究

多孔介质中的致病细菌及病毒等病原微生物迁移研究对保护饮用水资源具有重要意义.在归纳总结国内外已有研究资料的基础上,对微生物在多孔介质中迁移行为进行了分析.研究表明病原微生物作为生物胶体的一种,在迁移过程中受多种迁移机制共同作用.除常见水动力条件和水化学条件外,微生物在迁移过程中还受自身性质,介质颗粒及环境因素的影响.在此基础上,分别讨论了微生物在饱和多孔介质与非饱和多孔介质中的迁移行为,并对近年来研究热点及进展进行了简要概括.目前微生物在地下水中迁移研究日益丰富,但由于地下环境复杂性,微生物的易变异性,对于地下水系统中微生物造成的污染去除修复还需进一步探讨.     

污水厂中微塑料的污染及迁移特征研究进展

合成聚合物的广泛使用和持久性污染使得微塑料（<5mm）成为近年来受到广泛关注的一种新型污染物,污水的大量排放是淡水和海洋环境微塑料的主要来源之一,而污水处理厂也成为微塑料进入淡水与海洋环境的一个重要途径.通过系统调研,追溯污水处理厂中微塑料的来源,综述污水处理厂中微塑料的迁移和污染特征的研究进展,分析国内外污水处理厂中微塑料的特征和去除效果的差异性,为开展国内污水处理厂中微塑料污染研究与监督工作提供参考,并展望未来污水处理厂工艺的发展及改进方向.     

深层地下水中硝酸盐迁移转化的实验模拟研究

以新近系明化镇组热储层细砂为岩土介质,在35℃、q为0.8 cm/h条件下,分别以氯离子和硝酸盐作为示踪剂开展室内土柱模拟实验,并采用CXTFIT2.1软件进行数据拟合,研究了硝酸盐运移参数和迁移转化机制。研究结果表明:在模拟的松散孔隙型热储层中,硝酸盐的迁移转化遵循一级衰减动力学假设的溶质对流-弥散模型,其衰减系数拟合值k_1为0.019 h~(-1),纵向弥散系数D为3.401 cm~2/h。实验期间,硝酸盐转化为亚硝酸盐、氨氮的最大比率分别为25.4%、4.37%。亚硝酸盐、氨氮的富集与低的C/N、实验初期亚硝酸盐还原菌的缺乏及水-岩体系p H值有关。实验期间淋出液p H值缓慢下降,ORP下降较快。硝酸盐、亚硝酸盐、EC及TDS变化趋势一致:均为在硝酸盐穿透阶段快速增加、中后期趋于稳定,这说明随着时间的推移,水-岩系统已形成了较稳定的微生物体系,导致硝酸盐转化速率及产物都趋于稳定,并且EC和TDS线性相关。     

嘉陵江梯级水库水化学特征及氮硅的时空分布研究

随着水电开发的迅速兴起,河流筑坝拦截引起的生态环境效应已不容忽视。为探究筑坝拦截对流域内营养元素生物地球化学循环过程的影响,本研究于2016年1月和7月对嘉陵江中下游4座梯级水库的入库、库内及出库水体进行采样,分析了营养盐(TDN、NO_2~-、NO_3~-、NH_4~+、DSi)及水化学组成;研究在大坝拦截作用下,嘉陵江流域水库水体营养盐及主要阴、阳离子浓度的时空变化特征。结果发现,沿程Na~+、K~+浓度上升的变化趋势表明从上游到下游人为因素的影响在不断加强。受降水稀释影响,TDN和DSi浓度枯水期(冬季)高于丰水期(夏季);剖面水体氮和硅的浓度呈现出表层低、深层高的特征,夏季尤为显著;NO_3~-浓度与NH_4~+和NO_2~-浓度存在负相关关系。上述结果表明氮的转化在表层水体以藻类的吸收同化为主,浅层水体以硝化反应为主,深层水体以反硝化反应为主。     

Pt／MgO催化剂上NOx存储-还原反应性能

采用稀燃一富燃交替运行方式，研究存储一还原型催化剂PL／MgO的NOx存储性能以及C3H6还原NOx反应性能。氧化存储段，NOx可被有效存储；当氧化性气氛转换为还原性气氛后，出现一个NOx峰，降低了总的转化效果。NOx峰的大小与存储段和还原段时间之比、温度等因素有关；400℃时NOx峰最小，总转化率最高。5h循环实验表明，400℃时PL／MgO催化剂再生良好，NOx转化率稳定在96％。于反应气氛中添加100mg,／m^3SO2进行了5h抗硫性实验，Pt／MgO催化剂的抗硫中毒能力明显强于Pt／BaO／Al2O3。     

溶解性有机质在红壤水稻土碳氮转化中的作用

溶解性有机质(DOM)是土壤中活跃的C、N库,在土壤有机质分解转化等过程中有着重要的作用。但其在水田土壤C、N转化过程中究竟起多大作用仍不明确。本研究采用室内恒温培养法观测了DOM和红壤水稻土C、N矿化的关系。结果表明,去除DOM显著降低了培养期间土壤有机质的累计矿化量。其中土壤有机碳的累计矿化量下降了11.4%～20.8%(平均15.4%),且其影响主要体现在培养前期;土壤有机氮的累计矿化量下降了16.4～22.9%(平均19.2%)。研究结果初步表明,虽然DOM只占土壤有机质的很少一部分,但在红壤水稻土C、N矿化中起重要作用。