核桃壳生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制

为探究生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制,以农业废弃物核桃壳为原材料,在400℃下热解碳化制备生物炭,与黏土、碳酸氢钠、硅酸钠混合制备生物炭小球。采用ESEM观察、比表面积测定、红外光谱对其表面结构和组成进行表征,并将其用于对雌酮(E1)、雌二醇(E2)和雌三醇(E3)的吸附去除研究。分别考察了吸附时间、溶液pH、生物炭小球投加量以及雌激素初始浓度对吸附效果的影响,并通过颗粒内扩散、等温吸附、吸附动力学探讨其吸附机制。结果表明:生物炭小球对雌激素的吸附平衡时间为15 min;投加量为1 g、pH为5、初始浓度为2 500μg·L-1时平衡吸附量最大;颗粒内扩散模型研究结果表明吸附机制包括分配作用和表面吸附;准二级动力学可较好地描述生物炭小球对雌激素的吸附过程;生物炭小球对雌激素的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。所制备的生物炭小球对雌激素污染物具有较好的去除效果,在环境治理方面具有一定的应用前景。     

水平潜流人工湿地在不同水力负荷下的水力效率及可视化分析

构建水平潜流人工湿地装置,通过NaCl示踪脉冲实验,得到不同水力负荷条件下的水力停留时间分布密度曲线,根据不同停留时间的关系计算相对水力效率,并利用染料,进行不同水力负荷下的可视化示踪实验,通过MATLAB处理得到高对比度的流态图像。观察"死区"分布,计算"死区"相对面积用以表征其水力效率。结果表明,湿地装置进水水力负荷较高或较低时,水力效率均较低,且水力负荷较大时更明显;水力分布散度(σ2θ)的大小会对水平潜流人工湿地水力效率造成较大影响;在不同水力负荷下,采用水力学效能(λ)所得到的排序结果相比短路值(s)和有效体积比(e)更能代表实际水平潜流人工湿地的水力效率。     

Fe~(3+)对不同进水氮磷比藻塘水质净化效果研究

铁是动植物进行生命活动不可缺少的元素。在藻塘内,铁能够影响藻细胞生长与繁殖,影响水质净化效果。通过研究不同浓度Fe3+对小球藻生长影响,并设定进水C/N和N/P,确定适宜Fe3+对藻塘出水理化性质及其污染物去除的影响。结果表明:当c(Fe3+)为10 000 nmol/L时,藻细胞质量增加约25%。适宜浓度Fe3+可调节藻塘水体DO、p H及ORP,提高净化效果。Fe3+利用率与COD、TN和TP去除率呈线性正相关,且随进水N/P的提高而增高。当ρ(N)/ρ(P)为50,ρ(C)/ρ(N)=5时,加铁藻塘COD、TN、TP去除率分别为45.34%、77.14%、43.11%,与未加铁藻塘相比,去除率分别提高约3,5.47,9.64个百分点。因此,铁可以促进藻类的生长,当藻塘进水ρ(C)∶ρ(N)∶ρ(P)∶ρ(Fe)为250∶50∶5∶1时,可降低污染物浓度,提高去除效果。     

纳米TiO_2光催化降解酸性红B的实验研究

采用偶联剂法在聚丙烯多面球表面负载化纳米TiO2,在高压汞灯照射下,以酸性红B染料为研究对象,采用光催化氧化法进行降解处理;研究了溶液初始浓度、H2O2和Fe3+投加量、pH以及光照强度等因素对酸性红B染料降解效果的影响。     

不同填料负载微生物去除地表水氨氮的研究

氨氮浓度过高是黑臭水体难以治理的重要原因之一.本研究比较了经活性污泥驯化的菌株与市售硝化菌液两种不同菌剂分别在有机填料聚丙烯纤维和无机填料沸石上的挂膜特性,考察了不同挂膜填料性质、填料粒径、源水pH值等因素对氨氮去除效果的影响,并通过高通量测序解构不同填料生物膜的微生物群落差异,探究填料负载微生物的生物膜法去除氨氮的综合机理.结果表明:以活性污泥作为微生物来源时,填料挂膜后的生物量达0.36 g·g-1(以干重计,下同),微生物的呼吸活性达8 mg·g-1·h-1,均显著高于市售硝化菌液;当以聚丙烯纤维为载体,使用量为12 g·L-1、pH值为8时,108 h后模拟废水中氨氮去除效率最高可达84.23%,且Paenarthrobacter菌属的显著丰度差异是造成载菌聚丙烯纤维氨氮去除效果优于粒径1 mm载菌沸石的主要原因.氨氮去除过程中,生物降解过程的贡献高达90.75%,而以物理吸附方式去除只占9.25%,生物降解是氨氮的主要降解方式.     

淋洗对污染土壤重金属形态分布及生物可利用性影响研究

淋洗是一种快速高效的土壤重金属修复技术,淋洗条件的选择对不同土地利用类型的重金属污染修复具有重要意义。以Ni、Cu、Cd复合污染土壤为研究对象,在不同淋洗条件(液固比和pH)下考察6种淋洗剂(去离子水、模拟酸雨、柠檬酸、草酸、乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)和氨三乙酸(NTA))对Ni、Cu、Cd的淋洗效果、形态分布及生物可利用性影响。结果表明:(1)当液固比5∶1mL/g时,柠檬酸、Na2EDTA、NTA表现出良好的淋洗效果,对建设用地土壤Ni、Cu、Cd的去除率分别达到84.53%、92.30%、56.00%以上。(2)淋洗后土壤中可交换态、可还原态Ni、Cu、Cd浓度均明显降低。(3)总体上,淋洗使残余指数升高、迁移系数降低,重金属离子在液固比20∶1 mL/g时生物可利用性最低。(4)根据实际污染土壤效果,pH 5.2的柠檬酸或pH 7.5的Na2EDTA在液固比20∶1mL/g时可降低农业土壤的风险;建设用地土壤使用液固比5∶1mL/g、pH 7.5的Na2EDTA或pH 7.5的NTA对3种重金属的去除率达80.43%以上。     

进出水位置对水平潜流人工湿地水力效率影响及可视化分析研究

通过对水平潜流人工湿地9种不同进出水方式进行NaCl脉冲示踪实验,得到不同进出水方式下的水力停留时间分布密度曲线,计算其平均水力停留时间、表观水力停留时间、峰值停留时间等水力学参数,根据不同停留时间的对比关系计算相对水力效率。此外,利用染料进行不同进出水方式下的可视化示踪实验,通过MATLAB图像处理,获得高对比度的流态图像。识别不同进出水方式下的"死区"分布,计算"死区"相对面积用以表征其水力效率。结果表明:(1)进出水方式为中进上出和下进上出时,水力效率相对较高;(2)水力分布散度会对水力效率造成较大影响;(3)相比有效体积比,采用水力学效能所得到的排序结果更能代表水平潜流人工湿地的实际水力效率;(4)出水口位置对水平潜流人工湿地"死区"分布和面积有较大影响,在实际水平潜流人工湿地的设计中,出水口位置设置在上部、转角处设计为圆角将有助于减小"死区"面积、提高水力效率,有利于发挥人工湿地最大除污效果。     

水中抗生素药物的迁移分布特征研究进展

环境水体中存在的痕量抗生素药物及其潜在危害影响已引起环境研究人员的广泛关注,已成为继传统持久性环境污染物,如多环芳烃、多氯联苯、农药等之后的又一个研究焦点。尽管抗生素药物在环境中的暴露浓度相对很低,但由于其本身具有较强的持久性、生物反应活性和难生物降解性等特点,特别是对细菌微生物抗药性的选择性效应,可以导致这类抗药性菌群在环境中的快速演变和散播,这将会对人类和其它生物的健康和安全造成长期性的潜在威胁。基于目前的研究现状和发展动态,文章综合分析了环境地表水体、地下水和饮用水中不同抗生素药物的主要来源、浓度分布和迁移特征,在此基础上,提出开发水中快速、准确、价廉的检测分析方法,以及痕量抗生素药物的生态风险评估将是今后的研究发展方向。     

一种改性生物填料强化生活污水脱氮效果研究

生物强化脱氮技术是城镇污水处理厂的重点关注之一.大量研究表明改性填料可以增强污水生物脱氮效果.本文制备了负载纳米MnO2的改性聚氨酯棉填料（聚氨酯/MnO2）,构建分别以聚氨酯/MnO₂和聚氨酯为填料的生物滤池对比系统（R1和R2）;并进一步探究两个系统对生活废水的脱氮效果差异以及主要运行参数的影响作用.结果表明,整个运行过程中实验组R1的脱氮效果优于对照组R2;其中,当进水C/N比为11,DO和HRT分别为3～4 mg·L-1和12 h时,出水水质均可达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A类标准.进一步地,当COD去除率均在85%以上时,R1的总氮去除负荷（0.059 g·L-1·d-1）高于R2（0.047 g·L-1·d-1）;其中,NH₄⁺-N、NO₃^--N和TN的去除率比对照组R2分别提高了9.7%、20.0%、17.0%.本研究可为城镇污水处理厂中生物脱氮工艺提供新技术和新思路.     

基于分布式水文模型的三峡库区污染负荷对气候变化的响应研究

在建立的耦合了污染负荷模拟模块的三峡水库分布式水文模型的基础上,结合多个全球气候模式的集合平均模拟结果,采用统计降尺度模型SDSM将全球气候模式和分布式水文模型耦合,评估了未来气候变化对三峡库区污染负荷的影响,考虑到研究中存在的不确定性,采用假设情景法,分析了三峡库区污染负荷对不同降水量变化的响应情况.结果表明,库区总氮和总磷负荷均与降水量成正相关,在降水量增加量相同的情况下,总氮负荷变化比总磷更剧烈,而在降水量减少量相同的情况下,总磷负荷变化比总氮更剧烈.另外,降水变化主要对三峡库区4—8月的污染负荷量有较大影响.