城镇污水处理厂再生水适用范围研究与分析

随着城市化进程的扩大,区域人口越来越集中,集中供水使用量与产生的污水也与日俱增,供水压力与污水处理压力越来越重。再生水作为第二水源,则有着广阔的应用场景。本文着重对城市污水处理厂出水水质指标的特点与国家再生水回用标准所要求指标进行对照,分析当地再生水所适合应用的领域。     

走滑断层作用下X80管道设计应变规律和神经网络预测

走滑断层是埋地管道常见的地质灾害威胁,断层作用下管道会发生较大的拉压应变而失效。为得到X80管道的设计应变,基于有限元方法建立了走滑断层作用下管道的应变响应数值计算模型,模型使用壳单元模拟管道,非线性弹簧单元模拟土壤约束,采用西二线实际工程的管道应变影响参数范围,计算了管道的设计应变;为预测管道的设计应变值,基于以上参数化分析得到的4 817组设计应变结果,采用人工神经网络建立了管道设计应变预测模型。结果表明:该神经网络模型预测结果的最大相对误差小于10%,预测准确性良好,且该方法具有较高的计算效率,可以为断层作用下埋地管道的应变设计与评估提供参考。     

我国14种典型土壤脲酶、脱氢酶活性对汞胁迫的响应

Hg作为环境的主要污染重金属之一,其对土壤酶的影响是表征其环境效应的重要方面,结果可为土壤环境监测等提供生物学依据.因此,本文通过室内模拟试验,较系统地分析了全国14种主要类型18个土样的脲酶和脱氢酶活性在Hg胁迫下的响应.结果表明,Hg会抑制土壤酶活性,其降幅随土壤类型的不同有明显差异;随着Hg含量的升高,土壤脲酶和脱氢酶活性均显著降低;模型U=A/(1+B×C)可较好地拟合酶活性(U)与汞含量(C)之间的关系,揭示出土壤脲酶和脱氢酶在一定程度上可监测土壤Hg污染的程度,且机理为完全抑制(包括竞争性抑制和非竞争性抑制)作用.同时,实验获得的供试土样脲酶的生态剂量(ED10)范围为0.08~0.77 mg·kg-1,脱氢酶ED10范围为0.11~2.58mg·kg-1,从土壤酶角度获得的土壤汞轻度污染临界值为0.08 mg·kg-1,此值要小于国家土壤质量标准中的二级标准.有机质、pH、CEC和粘粒显著影响了汞与土壤脱氢酶的关系,上述4个土壤性状参数值越高,汞对土壤酶的毒害作用就越弱;酸性土壤中汞的毒害作用强于碱性土壤.表明在我国主要土壤类型上,土壤脲酶、脱氢酶对Hg毒性均较为敏感,可在更广范围内作为Hg污染程度的监测指标之一.     

钴在土壤和植物系统中的迁移转化行为及其毒性

钴是人与动植物必需的微量元素,但土壤环境中过量的钴可通过土壤-粮食/蔬菜-人与动物等途径进入人体或动植物体内,对其产生危害,因此有必要了解土壤中钴的含量,应该将钴纳入必须检测与掌控的指标。然而,我国目前对于土壤中钴的含量却没有一个明确的评价体系,致使无法有效地对土壤中钴的含量进行评价和管控,从而给土壤以及人和动植物的健康都带来一定的风险。本文通过整理近20多年的国内外文献资料,综述了钴的特点、应用、形态、含量、毒性、评估方法,指出了现行对土壤中钴污染风险评估体系中存在的问题,并提出了今后的研究方向。     

改性沸石对二级生化出水中氨氮的吸附特性

采用氯化钠联合高温对天然斜发沸石进行改性,通过批次实验探究改性沸石吸附氨氮特性。结果表明:氯化钠浓度为0.8 mol·L~(-1),焙烧温度为300℃条件下,氨氮去除效果最佳;改性沸石在氨氮初始浓度为8mg·L~(-1),投加量为10 g·L~(-1),反应时间为120 min的条件下,去除率可达71%,相比天然沸石提高23.1%。通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)和傅里叶光谱(FT-IR)考察改性前后沸石组成特征以及化学键的变化,可以看出,改性机制可去除孔道杂质及Na~+置换沸石中金属阳离子;氨氮吸附过程满足拟二级动力学方程(R~2=0.986),Langmuir等温线模型拟合结果 (R~2=0.998)优于Freundlich模型(R~2=0.839),且改性沸石最大吸附容量为5.94 mg·L~(-1)。热力学计算结果表明,沸石对氨氮的吸附过程是一个自发、吸热、熵增过程。上述结果表明,改性沸石能够有效地对污水厂二级生化出水中氨氮进行深度处理。     

钾改性蒙脱石磁性微球对铯的吸附性能

本研究以钙基蒙脱石(Ca-MMT)为原料,通过K+作用制得改性蒙脱石粉(K-MMT),经海藻酸钠交联作用,将改性蒙脱石与永磁体(BaFe12O19)结合,制成钾改性蒙脱石磁性微球(KMBC).对比了 Ca-MMT、K-MMT、KMBC对Cs+的吸附差异,并通过SEM-EDS、FTIR、XRD、XPS分析了 K-MMT的...     

生态系统调节服务价值的熵增曲面模型横向补偿方法研究

横向补偿通常多限于单要素或功能的生态系统服务补偿,如何向调节服务功能贡献区实施多要素综合补偿,仍缺少有效解决方法。本研究基于最大熵增理论本研究提出了“熵增曲面法”,构建调节服务价值扩散的曲面模型。此模型更符合生态系统物质能量流动特点,视调节服务价值为有形的正态分布曲面,曲面动态稳定的扩展状态表达了价值的对外输出。本文以梁子湖流域为例,先利用当量因子法计算出研究区各区的生态调节价值,再用上述方法对区域间调节服务价值补偿问题进行分析,并讨论了考虑环境激励的补偿优化办法。结果显示,研究区内武汉市东湖高新技术开发区（e区）应支付给武汉市江夏区（a区）、鄂州市梁子湖区（b区）、咸宁市咸安区（c区）和大冶市金牛镇（d区）,分别为303.8万元、 1866.6万元、 582.4万元、 615.2万元,共3368.0万元。该方法能明确“谁补谁、补什么、补多少”的补偿问题,对邻近区域性的调节服务补偿均可展开分析,为多要素、综合性、系统化的生态补偿方向提供了新的思路。     

基于生物可利用性的砷污染土壤修复目标值研究

采用IVG(In Vitro Gastrointestinal)和UBM(Unified BARGE Method)两种体外试验方法,研究了湖北省某一砷污染地块的潮土中,砷在不同浓度梯度和深度梯度下的生物可利用性.结果表明,砷在胃相中的生物可利用性为4.50%～26.41%,在小肠中的生物可利用性为3.95%～22.39%.同时,采用Pearson相关性分析和主成分分析方法探究了人体胃肠可吸收砷的可能来源,发现人体胃肠可吸收利用的砷与土壤中非专性吸附态、专性吸附态、无定形和弱结晶铁铝氧化物结合态砷有显著相关性.通过构建土壤中砷生物可给态浓度的多元线性回归方程,发现土壤pH、总砷含量及砂粒含量是砷生物可给态浓度的主要预测因子.将概率累积分析法获取的地块土壤砷背景浓度上限值与湖北省土壤背景值、GB36600中附录A中潮土砷的背景值进行比较,推导出该地块基于生物可利用性的土壤砷背景浓度上限值为113 mg·kg^-1,结合该地块今后规划为生态保护绿地,可将土壤砷背景浓度上限值作为地块修复目标值制定的参考,在一定程度上可以避免修复目标值过严导致修复成本过高的问题.     

污水处理工艺对病毒的去除效果及疫情期应急处理技术

在综述了对病毒具有高效物理筛分和截留作用的膜分离工艺和对病毒具有灭活作用的紫外线、液氯/二氧化氯、臭氧3种消毒工艺的基础上,针对疫情期病毒污水的防控提出了应急处理技术:(1)病毒污水的源头控制至关重要;(2)污水及污泥的处理工艺应适当调整,以满足排放标准和处置要求;(3)应当加强相关工作人员个人防护措施。     

太滆运河流域不同用地方式下土壤pH值、有机质及氮磷含量特征分析

为了加强土壤施肥管理及农业面源污染控制,实地采集太滆运河流域120份表层(0～20 cm)土壤样品,运用数理统计与ArcGIS相关技术,对不同用地方式下土壤pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其空间分布特征进行了研究。结果表明,研究区pH平均值为5.36,土壤呈酸性。TN、SOM含量丰富但TP较缺乏,分别达到全国第二次土壤普查养分分级标准中的二级、二级、五级水平。不同用地方式下土壤pH值、TN、SOM含量差异达极显著水平(P0.01)。pH值依次为空地水田林地水浇地果园,TN含量依次为水田水浇地果园林地空地,SOM含量依次为水田果园水浇地林地空地,化肥用量及种类、种植制度、植被覆盖、耕作管理及政策是造成这种差异的主要原因。受单一施肥、土壤磷淋洗及流失影响,不同用地方式土壤TP含量之间并无明显差异。Spearman相关分析表明,土壤TN含量与pH值呈显著负相关(P0.05),与SOM、TP含量分别呈现极显著正相关(P0.01)。不同用地方式下土壤pH值介于小变异到中等变异之间,TN、SOM含量均属于中等变异,TP含量除空地外均属于高等变异。太滆运河流域酸性土壤分布广且均匀,TN和SOM含量高值区主要集中在太滆运河中游及下游地区,TP含量较高值区域集中在中下游南侧。