新型饮用水除氟材料Bio-F的除氟特性和比较研究

对3种传统除氟剂活性氧化铝、骨炭和改性沸石与自制的新型生物除氟剂Bio-F的除氟性能及影响因素（材料粒径、pH值、吸附时间、水样含氟浓度、其它离子、再生能力等）进行了比较,并模拟动态实验评估了这4种除氟材料对实际高氟地下水处理的效果.结果表明,Bio-F生物除氟剂对F^-的吸附过程符合Lagergren一级吸附动力学特征（R²=0.958 0）,吸附速率较快,且该过程属于吸热反应; Bio-F吸附F^-符合Langmuir吸附等温模型（R²=0.999 2）,吸附容量高,静态吸附容量可达4.088 3 mg·g^-1,分别约是活性氧化铝和改性沸石的1.8和 5.8倍.4种除氟材料吸附容量与氟浓度正相关,与吸附剂粒径负相关.高浓度的CO^2-₃、HCO^-₃明显抑制Bio-F的除氟（p<0.05）,但高浓度的Ca²⁺、NO^-₃、HPO^2-₄有利于Bio-F的除氟（p<0.001）.Bio-F除氟最佳停留时间3～4 min,远远低于沸石20 min和活性氧化铝11 min.在pH 4.0～9.0范围内Bio-F可保持90％以上吸附F^-的能力.再生性能稳定,10次再生后吸附容量变化不超过15%.Bio-F综合性能优于其它3种传统除氟剂,在我国广大农村地区推广有显著优越性.     

以植被生物完整性评价梁子湖湖滨湿地生态系统健康

湖滨湿地植被是湖滨带生态系统的主要特征,以湖滨湿地植被为对象可评价湖滨带生态系统健康状况。通过对梁子湖湖滨湿地植被的详细调查,共鉴定出植物182种,隶属于52科128属,其中湿生植物147种,水生植物35种。水生植物中有20种挺水植物,6种浮叶植物和9种沉水植物。采用植被生物完整性(VIBI)方法评价梁子湖湖滨湿地生态系统健康,对21个备选指标进行筛选分析,建立了以挺水植物物种数、多年生植物物种数、外来物种百分比、香农多样性指数、植物区系质量指数FQAI、耐受性物种百分比、敏感性物种百分比为核心指标的评价体系,三分法对指标进行赋值,将梁子湖湖滨湿地划分为健康、良好、一般和较差4个等级。评价结果表明,梁子湖湖滨湿地22个调查位点中,处于健康状态的有3个位点,良好6个,共占总位点数的41%,一般和较差分别为7个和6个,共占59%。总体上看,东梁子湖和牛山湖湖滨湿地位点健康状况较好,而西梁子湖湖滨湿地差异性较大,山坡湖南部湖湾和前江大湖北部位点健康状况良好,张桥湖湖滨湿地健康状况一般,评价较差的6个位点集中在宁港湖周围和前江大湖南部沿岸。底质和人类活动如水位调控、围网养殖、放牧等是影响梁子湖湖滨湿地植被生物完整性的主要原因。     

沸石的载铁改性及饮用水除氟试验研究

为避免使用含铝材料,采用新方法制得载铁改性斜发沸石,并通过一系列静态及动态试验对其除氟性能及影响因素进行了研究.结果表明:经过改性活化的斜发沸石滤料的除氟容量(DC)得到显著提高,静态达0.665 mg/g,动态达0.2 mg/g,分别约为原沸石除氟容量(0.03 mg/g)的20和7倍.载铁改性斜发沸石对F的吸附符合Langmuir吸附等温模式,其最适pH为6～7,氟吸附速率快,再生稳定;同时其也能高效去除饮用水中的锰离子,除锰容量(MRC)达2.442 mg/g.对高氟地下水的处理效果证明,该滤料不仅降氟达到国家饮用水标准,而且具有再生简易、使用寿命长等特点.     

洱海流域沿岸带石质基质上周丛藻类群落研究

2009年12月~2010年1月调查了云南洱海流域中洱海、西湖和茈碧湖沿岸带周丛藻类群落的物种组成、生物量、群落多样性以及水体理化因子,并运用典范对应分析(CCA)探讨了影响周丛藻类群落结构的主要环境因子.结果表明,洱海周丛藻类优势种属是刚毛藻属、等片藻属、暗丝藻,而西湖和茈碧湖均以硅藻为主.洱海的周丛藻类生物量大于西湖和茈碧湖,最高值出现在洱海白族小庙(EH31), Chl-a达到78.71mg/cm2.洱海的绿藻密度也高于西湖和茈碧湖.茈碧湖的周丛藻类多样性最高,Shannon-wiener指数均值为2.47;西湖次之,Shannon-wiener指数均值为2.34;而处于流域下游的洱海沿岸带周丛藻类的耐污种数目增加,多样性最低.CCA结果表明水体中的NH4+及TP浓度是影响洱海流域物种分布的主要环境因子.     

黑臭水净化菌株的筛选及其水质改善能力

生活污水的过度排放引起的水体黑臭是一个亟待解决的环境问题.为建立黑臭水的微生物净化方法,从不同重污染水体或底泥中筛选获得了多种光合细菌,分析发现其中10种光合细菌(P1～P10)及其混合菌(Pm)对黑臭指标有改善效果.黑臭水厌氧光照净化试验结果表明,菌液投加量为1.0%,3 d后光合细菌P1,P2,P3,P4,P8,P9和Pm对人工黑臭水COD_Cr,NH₃-N,S2-,色阈值及臭阈值去除率分别为75.00%～ 82.00%,24.20%～27.97%,72.03%～87.89%,58.90%～69.08%和75.29%～87.89%,其中P9的效果最好.黑臭水兼性厌氧光照净化试验结果表明,菌液投加量为1.0%,3 d后光合细菌P2,P3,P4,P8,P9和Pm对人工黑臭水中的COD_Cr,NH₃-N,S2-,色阈值及臭阈值去除率分别为60.67%～79.92%,35.92%～40.16%,72.03%～82.93%,58.25%～66.55%和75.29%～85.09%,　ρ(DO)由0.54 mg/L增至1.80～2.63 mg/L,其中P2和P9的效果最好.经鉴定P9为沼泽红假单胞菌.研究发现,在菌液投加量为0.1%,30 ℃,厌氧光照条件下P9可明显改善水的黑臭指标.      

Bio-F生物吸附剂对水中铁锰的去除与特性

以Bio-F（Bio-F生物吸附剂）为材料,研究其对水中Fe2+和Mn2+的去除能力与特性. 结果表明,Bio-F可同时去除水中Fe2+和Mn2+且吸附过程符合Lagergren一级动力学模型. Langmuir吸附等温线能较好地描述Bio-F吸附Fe2+和Mn2+的过程,表现为单分子层化学优惠吸附,其对Fe2+和Mn2+的最大饱和吸附量分别达491和380 mgg. Bio-F对Fe2+和Mn2+的吸附为吸热反应且在pH 6~7范围内可保持86％以上吸附能力(P>005). 较高的c(Ca2+)和c(Mg2+)可明显抑制Bio-F去除Fe2+和Mn2+的能力（P<005),但高c(PO₄3-)则可促进该吸附过程（P>005). Bio-F经10次再生后对Fe2+和Mn2+的去除率分别达9727%和9467%. Bio-F无毒安全,采用Bio-F处理高铁锰饮用水具有应用潜力.      

金鱼藻过氧化物酶降解双酚A的特性

本文对金鱼藻（Ceratophyllum demersum）过氧化物酶（POD）进行了分离纯化及酶学特性分析,并探讨了其对双酚A （BPA）的降解特性.结果表明,采用硫酸铵和AKTA蛋白纯化系统获得纯化的POD,该酶具有较广的温度和pH值适应范围,在温度为70℃,pH值为7,H₂O₂浓度为5mmol/L时POD酶活力最大.金鱼藻POD可高效降解BPA.当金鱼藻POD活力为10U/mL时,15min内对0.02mmol/L BPA的降解率达到99.67%,活力为25U/mL及以上时,完全降解.降解条件的最适范围分别为H₂O₂ 1~5mmol/L、30~60℃、pH 5~7.其降解动力学米氏K_m为0.09mmol/L,最大反应速度为9.71mmol/（L·h）.BPA经金鱼藻POD降解后无雌激素效应.金鱼藻POD高稳定性和高活性的特点以及对BPA的高效降解能力是该水生植物成为水环境BPA污染的理想修复工具的重要原因.     

新型饮用水除氟材料Bio-F除氟机制研究

采用了SEM、BET、FT-IR、XRD等现代分析测试方法,研究了Bio-F的表面微观结构及吸附氟离子机制.结果表明,Bio-F吸附氟离子后比表面积由12.411m2·g-1减少为10.692m2·g-1,平均孔容减少了0.004 cm3·g-1,最可几孔径分布在1.88nm左右.Bio-F吸附氟离子的过程包括离子交换和吸附作用,吸附方式包括物理吸附和化学吸附,离子交换时材料与氟离子结合可能形成Ca10(PO4)5CO3(OH)F.     

3种淡水藻对三唑磷的降解研究

为揭示藻类对水环境农药污染物的降解能力,选择3种代表性淡水藻类——莱因衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、纤细裸藻(Euglena gracilis)和聚球藻(Synechococcus leopoliensis)为材料,分析了这3种藻对三唑磷的降解和积累.结果显示:在初始ρ(三唑磷)均为10 　mg/L的条件下,8 d内,莱因衣藻、纤细裸藻和聚球藻对三唑磷的降解率分别为35.3%,44.6%和9.8%,表明这3种藻对三唑磷均有显著的降解能力;这3种藻对三唑磷有很强的积累作用,因此可通过食物链转移到上一个营养级,将对水生态系统及人类健康产生更大的风险;纤细裸藻的生物降解符合一级反应动力学方程,而莱因衣藻和聚球藻的生物降解符合二级反应动力学方程.      

云贵高原富营养化湖泊杞麓湖浮游生物群落的季节性演替及其驱动因子分析

杞麓湖是云贵高原典型的重富营养化湖泊,水生态系统已严重退化.为揭示杞麓湖浮游生物群落季节性演替规律,阐明浮游生物群落季节性演替的驱动因子,于2017-2018年对杞麓湖浮游生物及水质理化参数进行季节采样调查和浮游生物群落结构特征分析,并运用CCA（典范对应分析）方法分析浮游植物群落组成与环境因子的关系.结果表明:①杞麓湖夏季营养状态最高,达重度富营养水平,春秋冬三季均为中度富营养.水体SD（透明度）春季最高,夏季最低;ρ（Chla）、ρ（COD_Mn）均为夏季最高,冬季最低;ρ（TN）冬季最高,秋季最低;ρ（TP）春夏最高,冬季最低.②杞麓湖浮游植物共6门163种（其中包括8个变种）.浮游植物密度春季最低（0.66×108 L-1）而秋季最高（16.08×108 L-1）,主要为蓝藻门、绿藻门和硅藻门.其中,春季优势种为微细转板藻（Mougeotia parvula）;夏季优势种为孟氏浮丝藻（Planktothrix mougeotii）;秋冬季的优势种均为阿氏浮丝藻（Planktothrix agardhii）.③杞麓湖浮游动物32种,浮游动物密度冬季最低（13.2 ind./L）而夏季最高（3 696.0 ind./L）.其中,春季优势种为曲腿龟甲轮虫（Keratella valga）,夏季优势种为前节晶囊轮虫（Asplanchna priodonta）,秋季优势种为螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）,而冬季优势种为桡足类幼体.研究显示,杞麓湖浮游动植物群落季节性演替明显,ρ（DTP）（DTP为溶解态磷）、ρ（TP）、ρ（NH₃-N）、ρ（COD_Mn）和WT（水温）是影响杞麓湖浮游植物群落季节性演替的主要驱动因子.