木棉生物炭对水体中Cr(Ⅵ)的吸附特性和机制研究

选取木棉为原材料,在不同温度下制备成生物炭.实验考察了溶液初始pH、不同热解温度及生物炭投加量对吸附效果的影响,并利用吸附动力学、吸附等温线及SEM-EDS、FTIR、XPS、Zeta电位等手段研究木棉生物炭对水溶液Cr（Ⅵ）的吸附特性及吸附机理.结果表明,热解温度为400℃,固液比为2∶1,pH=2.0时,木棉生物炭对水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附效果最好.吸附动力学和吸附等温线结果显示,颗粒内扩散方程和Langmuir模型更能较好地拟合吸附过程.由Langmuir模型可以看出,400、550、700℃热解温度下制备的木棉生物炭对水溶液中Cr（Ⅵ）的最大吸附量分别为25.325、20.602、19.616 mg·g^-1.FTIR和Zeta结果表明,木棉生物炭主要通过官能团络合和静电吸附作用去除水溶液中Cr（Ⅵ）.XPS分析结果显示,生物炭表面大部分Cr（Ⅵ）被还原为Cr（Ⅲ）,其中,Cr（Ⅵ）占比为26.6%,Cr（Ⅲ）占比为73.4%.研究表明,木棉生物炭作为去除水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附剂具有较大的应用潜力.     

美人蕉根系对不同基质结构水平潜流人工湿地水力特性的影响

为了研究植物根系对不同基质结构潜流人工湿地水力特性的影响,根据填料渗透系数,分别设置单层及多层基质结构潜流人工湿地小试实验系统,以美人蕉作为湿地植物,在植物栽种前与成熟后对两系统分别开展示踪试验研究.实验结果表明,美人蕉根系对于单层结构人工湿地水力特性有较明显的改善作用,有效体积从0.49提高到了0.53,短路值由0.60降低到0.41,水力效率提高最大由43%提高到59%.比较而言,植物根系对多层结构湿地有效体积和短路值有轻微负面影响,而对水力效率则有明显的改善作用(由64%提高到83%).此外,植物成熟后,两人工湿地系统中示踪剂回收率均有所下降,其中,单层结构湿地降低较显著,回收率由72%降到62%.可见,植物根系对系统水力特性有较大影响,应在人工湿地设计过程中给予考虑.     

滏阳河典型河段沿河垃圾分布及河岸垃圾氨氮入河研究

针对海河流域汛期降雨淋溶和冲刷作用使沿岸垃圾中氨氮大量入河现象,选择滏阳河典型河段牛尾河、北澧河作为研究对象,对沿岸垃圾存量及堆放位置、垃圾种类进行实地调查,选择具有代表性的厨余垃圾和秸秆垃圾在不同条件下进行模拟降雨实验,研究沿河垃圾氨氮入河通量及其影响因素.结果表明,牛尾河、北澧河沿河垃圾分布与沿河村落分布基本一致,主要分布在牛尾河郊区段、牛尾河任县段及北澧河段上游,牛尾河郊区段垃圾分布呈现量大且分布集中的特点,占研究区域垃圾总量的60.9%,北澧河段垃圾存量较小且分布松散,占垃圾总量的18.1%,垃圾类型以生活垃圾为主,堆放在沿河两岸;模拟30°岸坡厨余垃圾较夯实土壤情况和模拟15°岸坡厨余垃圾较夯实土壤情况垃圾氨氮入河通量接近,分别为0.233 mg·mm-1·m-3和0.236 mg·mm-1·m-3,说明河岸角度对垃圾氨氮入河通量影响较小.模拟30°河岸厨余垃圾着重夯实土壤垃圾氨氮入河通量为0.196 mg·mm-1·m-3,说明土壤密实度通过影响下渗流量和下渗浓度对垃圾氨氮入河量有一定影响.模拟30°河岸秸秆垃圾较夯实土壤情况垃圾氨氮入河通量最小,为0.0533 mg·mm-1·m-3,说明秸秆垃圾氨氮入河贡献量小于厨余垃圾.本研究首次通过室内模拟的方式定量分析了傍河垃圾氨氮入河通量,为北方河网区域傍河垃圾氨氮入河通量的精确定量计算提供了重要参考.     

渗透坝对丹江口库湾水体氮磷负荷削减的应用

为了解决丹江口库湾局部水体富营养化问题,以水体氮、磷削减负荷为目标,利用渗透坝对库湾水体进行净化,促进库湾水体流动循环。该技术以渗透坝为主体,包括提水风车、生态塘和布水系统,设计进水负荷为16.7 L·min~(-1)。结果表明,三级坝系统对水体中TP、TN、NH_4~+-N和NO_3~--N负荷平均削减率分别为48.3%、46.8%、56.9%和52.1%,进水中NO_3~--N负荷量的标准偏差较大,为2.01,出水氮磷负荷量波动比较稳定,TN削减负荷量标准偏差较大,为1.08。TSS出水负荷量出现升高现象,分析表明TSS主要成分为固体颗粒物质。该技术的应用对库湾水体氮磷负荷具有显著的削减作用,同时能够增强库湾水体的流动循环,可有效防止水体富营养化现象发生。     

沉积物生物有效态重金属测定分析研究进展

基于国内外相关文献研究,文章回溯了沉积物重金属测定分析技术历史进展,将各种采样技术做了简要的概述,分析了各项技术的优缺点,提出薄膜扩散梯度技术（DGT）更适合沉积物重金属生物有效态的原位监测。文章还阐述了DGT主要分析方法供相关研究人员参考。对未来DGT技术的发展和分析方法的创新提出展望。DGT基于吸附动力学原理能较好地模拟生物的吸收过程,同时利用DGT技术对沉积物-水界面（SWI）进行二维高分辨率研究有助于进一步探究重金属迁移转化的影响机制,为沉积物重金属污染防治及水环境保护提供技术支持。     

潜流人工湿地基质结构与水力特性相关性研究

利用数值模拟方法结合实验手段,研究基质结构与系统水力特性的相关性,数值模拟结果表明,填料渗透系数对人工湿地水力效率影响很大,单层结构人工湿地系统中,填料渗透系数越大,流场分布越不均匀;由上到下填料渗透系数逐渐增加的分层填充方式能有效避免短流及死区的发生,提高系统水力效率.根据数值模拟结果构建两个人工湿地对比小试实验系统,并开展示踪实验对模拟结果进行验证,示踪实验结果表明,分层填充结构水力特性显著优于单层结构潜流人工湿地,二者有效体积比分别为0.87和0.49.可见,数值模拟方法能够有效应用于潜流人工湿地基质结构参数优化方面.