基于2014~2017年京津冀13座城市的O3-8h数据,分析O3时间变化特征及污染状况.在此基础上,结合同期气象数据研究近地层O3浓度与气象要素的关系.结果表明:2014~2017年京津冀区域O3-8h整体呈上升趋势,增长率为4.50μg/m3.区域内O3污染整体加重,北京、保定O3污染较为严重;2014~2015年O3浓度与超标情况的月变化主要呈单峰型变化,峰值出现在5月;而2016~2017年为不规则双峰型变化,峰值出现在5~6月和9月.与气象因子的相关性表明:气象要素对O3的影响具有明显的季节差异,其中春、夏、秋季气温是影响O3浓度变化的主要因素,而在冬季相对湿度与风速为影响O3浓度变化的主要因素.此外,分析表明北京、天津、石家庄3大城市夏季形成高浓度O3的阈值明显不同.
利用2017年12月南京气溶胶数浓度与气象参数资料,比较研究晴天及雾-霾天中10~1000nm纳米气溶胶粒子谱日变化规律及差异特征.结果表明,单峰谱型出现与污染加重有明显关系,分别出现在晴天午后、霾严重污染阶段和污染消散阶段、浓雾过程,峰值粒径分别为晴天(20~100nm)、霾天(27~144nm)和雾天(34~122nm).3种天气条件下,晴天较强的太阳辐射和较低的湿度适合小粒子生成,核模态占比在晴天最高;霾天气象场适合爱根态粒子大量稳定存在,爱根态占比在霾天最高;雾天大量气溶胶吸湿增长,导致积聚态占比在雾天最高.在霾天污染物累积阶段,大量积聚态粒子对核模态、爱根态粒子的碰并增长作用抑制核模态、爱根态粒子生成,核模态和爱根态粒子浓度变化率为-91.0%和-62.5%,而积聚态为89.7%.浓雾过程对爱根态粒子清除作用最明显.
2014年10~11月在广东省鹤山大气超级站利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)、积分式浊度仪和黑碳仪在线观测了单颗粒气溶胶的化学组成与气溶胶光学特征.采用Art-2a分类法将单颗粒分为9类:有机碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒(OC-Sulfate/Nitrate)、元素碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒(EC-Sulfate/Nitrate)、元素碳有机碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒(ECOC-Sulfate/Nitrate)、高分子有机碳颗粒(HOC)、海盐颗粒(Sea-salt)、硅酸盐颗粒(Si-rich)、左旋葡聚糖颗粒(Lev)、钾-硫酸盐/硝酸盐颗粒(K-Sulfate/Nitrate)、金属颗粒(Metal).从清洁期到灰霾期气溶胶的吸收系数、散射系数和单次散射反照率(SSA)显著升高,气溶胶消光能力增强,同时EC-Sulfate/Nitrate颗粒占比从34.8%降至31%,OC-Sulfate/Nitrate颗粒从9.9%增加至23.6%,K-Sulfate/Nitrate二次颗粒从8.5%增加至14%,且灰霾期OC-Sulfate/Nitrate颗粒与硫酸盐、硝酸盐和铵盐的混合程度增强,因此老化的OC-Sulfate/Nitrate颗粒和二次组分颗粒对气溶胶消光系数的增加有重要贡献.在大气相对湿度从50%增加到70%以上的过程中,气溶胶散射系数和吸收系数升高,消光系数由326.1Mm-1增加到362.9Mm-1,SSA有所下降,PM2.5质量消光效率由4.98增加到5.99,EC-Sulfate/Nitrate颗粒和K-Sulfate/Nitrate二次颗粒占比下降,而OC-Sulfate/Nitrate颗粒的占比由7.79%增加到14.29%,且OC-Sulfate/Nitrate颗粒中富含硫酸盐、硝酸盐和铵盐,表明高相对湿度下老化的OC-Sulfate/Nitrate颗粒数目增多对气溶胶消光系数的增强有重要影响.
通过烟雾箱实验,研究了SO2-NO2-NH3-H2O四元反应体系在气-粒转化过程中新形成颗粒物数浓度与粒径分布的变化.研究发现,SO2-NO2-NH3-H2O四元反应体系具有显著的成核能力,且其成核强度大,持续时间短.当SO2、NO2浓度为200mg/m3,NH3浓度为12x10-6时,反应体系的气溶胶总个数浓度在2min时达到峰值2.5x106cm-3.缺少任一种气体均会使气溶胶成核强度下降.SO2、NO2及NH3浓度分别为0的工况下气溶胶总个数浓度峰值分别下降了41.0%、83.6%及98.5%.在电厂污染气体排放浓度区间内,NO2对气溶胶生成影响大于SO2.燃煤电厂控制NOx排放浓度对改善烟囱出口气溶胶数浓度更有效.在实验基础上,对颗粒物成核特性进行拟合,反应体系在气-粒转化过程中产生的新颗粒物总个数浓度及中值粒径与气态前体物浓度线性相关;采用布朗团聚模型对气溶胶成核后的团聚过程总个数浓度及粒径变化进行模拟计算,根据给定的燃煤电厂SO2、NO2、NH3排放浓度,给出预测气溶胶颗粒成核速率、粒径分布及总个数浓度变化的方法.
统计分析了上海地区2013~2017年PM2.5-O3复合污染事件及与气象条件的关系.结果表明,近5a上海PM2.5-O3复合污染天气占O3总污染天气33.4%,仅出现在3~10月,呈逐年减少的趋势;PM2.5-O3复合污染时的O3峰值浓度和平均浓度较单O3污染时高,维持时间较单O3污染时长,主要气象原因是地面辐合和较低的边界层高度;PM2.5-O3复合污染的天气形势往往与弱气压场有关,可以分为低压底部和前部、高压顶部和后部、均压场5种天气类型,其中均压场出现次数最多,占比53%;复合污染对气象因子的阈值要求更为严格,并且阈值区间总体向有利于PM2.5浓度上升的方向偏移;当温度介于27.9~34℃,湿度介于43%~58%,风速介于2.1~3.3m/s,混合层高度介于1122~1599m,并且存在辐合时,最有利于PM2.5-O3复合污染发生.
利用中国气象局地面常规观测资料、微脉冲激光雷达(MINI-MPL)、风廓线雷达资料、生态环境部大气成分等资料,对2016年12月16~21日京津冀多地污染过程的生消特征、与气象条件的关系以及边界层的结构特点进行了分析.结果表明:大气处于静稳状态,低层大气盛行偏南气流,大气湿度持续增加,加之北京三面环山不利于污染物扩散的特殊地形是造成北京此次严重空气污染的重要因素.重污染期间,污染物主要聚集在800m高度以下,严重污染时,污染物高度甚至仅有400m左右.风廓线雷达反演风场显示:2次PM2.5浓度快速上升阶段低层伴随持续偏南风或偏东风.污染过程期间,逆温结构明显,两次污染快速发展阶段恰好出现在两次逆温最强时段.此次污染天气过程,激光雷达退偏振比总体小于0.25,反映污染主要是人类活动产生气溶胶,前期以一次排放颗粒物为主,后期以二次转化颗粒物为主.退偏振比污染过程前期呈明显日变化特征,且白天退偏比比夜间高.
为了分析京津冀地区2015年11月27日~12月1日和12月19日~25日这2次重污染过程,从环流形势、大气稳定度条件、动力条件、水汽条件、近地层风场输送等几个方面对重污染天气的形成机制展开分析,结果表明:这2次重污染天气过程均属于静稳型,津京冀各地重度以上污染时长均超过50%.在大范围静稳形势存在时,过程一期间边界层内的垂直扩散条件较过程二偏弱,过程一期间地面辐合线位置偏北且维持不动,过程二期间辐合线位置偏南且略微南北摆动,导致了2次过程重污染区域和污染增长速率的不同.对北京而言,过程一前期降雪融化提供了有利水汽条件,弱偏南风有利于污染物和水汽的输送,混合层高度持续异常偏低(京津冀平均混合层高度339m)、过程期间伴随弱下沉运动(0~2Pa/s)、多层逆温(且厚度大)造成日变化不明显,地面辐合线在北京中部维持等多重因素,使得污染浓度极高,北京地区PM2.5峰值浓度达593mg/m3.过程二前期采取了减排措施,能见度和PM2.5日变化大、污染发展较过程一前期平缓;后期不利气象条件叠加污染排放,导致了PM2.5爆发式增长,其中邢台PM2.5峰值浓度达70mg/m3,增长率超过7.2mg/(m3·h).
利用高时间分辨率自动测汞仪(Tekran 2537B)于2017年6月~2018年5月对武夷山气态元素汞(GEM)进行了连续1a的观测.结果表明,武夷山GEM年均浓度为(1.70±0.43)ng/m3,稍高于北半球背景值,表明武夷山受到一定程度的大气汞污染.GEM浓度表现为冬季>秋季>春季>夏季,季风和风速是影响武夷山GEM季节变化的主要因素.武夷山四季GEM表现为不同的日变化特征,早上8:00之后,春秋季GEM继续呈现下降趋势,其他季节则呈现先升后降再上升,并在晚上不同时刻出现峰值.GEM值白天低于晚上,这与风速和汞的长距离迁移有关.后向轨迹和浓度权重轨迹分析结果表明,偏西风背景下污染气团经江西向武夷山输送是大气汞迁移的主要路径,而江西和福建中北部为武夷山大气汞污染的潜在源区.△GEM/△CO值表明武夷山GEM汞污染主要来源于人为工业排放,生物质燃烧贡献较弱.
以钢铁厂和有色金属行业排放的PM2.5为研究对象,基于离散相模型DPM(Discrete Phase Model),并加入UDF自定义编程,研究高梯度磁场下不同入口风速、颗粒粒径、外磁场强度、磁性纤维磁感应强度以及磁化率对捕集效率的影响,并结合颗粒运动轨迹和受力情况对其进行分析.结果表明:当0.5μm≤dp≤2.5μm,v=0.1m/s时,利用高梯度磁场(H=0.1T,B=0.06T)可以使单纤维捕集PM2.5的效率提高为原来的4.23倍,得出磁性纤维周围存在2个引力区和2个斥力区.同时,在高梯度磁场中磁性纤维对PM2.5的捕集效率随入口风速呈先减小后趋于平稳的规律;而捕集效率随粉尘粒径呈先增大后减小的规律.当dp=1.0μm时的捕集效率提升最大,无论是外磁场强度还是磁性纤维磁感应强度,磁性纤维对颗粒的捕集效率与场强都呈一次函数关系,效率增长率KB>KH;随着颗粒磁化率的增加,磁性纤维对颗粒的捕集呈现两段线性增长规律,前后两段效率增长率K1>K2.当颗粒经过高梯度磁场区域时,入口风速、粉尘粒径、场强对运动轨迹影响较大,而磁化率对运动轨迹影响较小.
通过等体积浸渍法制备了单金属Pd/γ-Al2O3催化剂和双金属Pd-Ce/γ-Al2O3催化剂,考察掺杂CeO2对Pd/γ-Al2O3催化剂催化氧化甲苯性能的影响.并通过N2吸脱附、SEM、H2-TPR表征催化剂比表面积、表面形貌及氧化还原性能.结果发现,CeO2的掺杂一定程度上降低了Pd/γ-Al2O3催化剂的比表面积,但增加了10nm孔径的孔密度,且催化剂仍保持介孔结构,当添加4% CeO2时(质量分数,下同),催化剂比表面积降至165m2/g,孔道存在一定程度的堵塞,阻碍污染物和反应产物的扩散,降低催化剂催化性能.H2-TPR结果表明,Pd和Ce之间存在较强的协同作用,与PdO相邻的CeO2更容易打开Ce—O键,相较于单金属0.2% Pd/γ-Al2O3,掺杂了0.3% CeO2的催化剂具有更强的还原峰,表明CeO2的引入为催化剂提供了更多的表面氧空位,增强了催化剂的催化氧化能力,其T10和T90与单贵金属催化剂相比分别降低10和40℃.
通过调整曝气策略,研究了降温降基质(氨氮)运行过程中实现全程自养脱氮(CANON)序批式生物膜反应器(SBBR)稳定运行的可行性.结果表明,在中温(35℃)高基质[(446.47±43.77)mg NH4+-N/L]曝气/停曝=60min/60min条件下,反应器稳定运行223d,总氮去除负荷(TNRR)和总氮去除率(TNRE)分别为(0.49±0.07)kg N/(m3·d)和(84.3±4.6)%.温度降至20~23℃,根据一个运行周期内NO2--N积累速率和去除速率之比调整曝气工况为曝气/停曝=40min/80min,运行69d后TNRR和TNRE分别降至(0.43±0.04)kg N/(m3·d)和(69.5±5.7)%.而后逐步梯度降低基质至(105.6±16.1)mg NH4+-N/L,采用相同策略分别调整曝气/停曝时间为40min/80min、30min/90min和8min/32min,运行93d后TNRR降至(0.16±0.02)kg N/(m3·d),TNRE升至(71.5±7.5)%.高通量测序结果从群落组成角度证实了降温和降基质过程中实施的曝气调控策略维持了CANON系统脱氮功能菌的主导地位,亚硝酸盐氧化菌NOB相对丰度一直被控制在0.1%以下.
有效抑制或淘洗亚硝酸盐氧化菌(NOB)是短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺应用于城市污水处理的关键.以因NOB大量增长受到破坏的城市污水PN/A系统为对象(硝酸盐(NO3--N)生成比例为0.90),考察了羟胺(NH2OH)投加浓度和投加方式对其恢复的效果.结果显示,当序批式反应器中初始NH2OH投加浓度为10mg/L时,每天投加1次,连续投加20d后,NO3--N生成量占NH4+-N消耗量的比例由0.90逐步降低至0.11.表明NH2OH(10mg/L)可原位恢复PN/A工艺.NH2OH停止投加59d后,出水NO3--N生成比例再次小幅度上升至0.15,此时继续投加5d NH2OH(10mg/L),PN/A工艺运行良好,因此间歇投加NH2OH可以维持PN/A工艺稳定运行.实时定量PCR结果表明,在投加NH2OH(10mg/L)后,NOB的丰度不断下降,从(4.52±0.44)×1010copies/g VSS(第6d)下降到(2.30±0.80)×109copies/g VSS(第157d),说明NH2OH的投加有利于抑制和淘洗NOB.
基于电磁波加载污泥的生物效应和溶出效应,将A2O系统的回流污泥进行电磁波加载,以期从微生物群落结构变化角度考察其对系统中厌氧池功能的影响.结果表明,电磁波加载回流污泥后,污泥絮体分解,细胞破壁;回流污泥中C、N、P的溶出效应显著.与加载前对比,厌氧池中TP富集效果更明显,富集率由122.9%增至152.2%;TN、COD去除率分别由7.3%、58.8%上升为32.1%和65.4%.MiSeq焦磷酸测序分析表明,回流污泥经电磁波加载后,厌氧池微生物群落的丰度增加,但其微生物多样性降低.碳源得到补充,厌氧池中微生物的代谢活性明显提高,活菌数量增加.厌氧池中富集了Zoogloea、Tolumonas、Dechloromonas等菌属.
为探究矿物碳酸化与污泥厌氧消化耦合过程中实现CO2捕获和N/P营养盐协同回收的可行性,在污泥水解液为底物的厌氧消化系统中,研究不同比例Mg2+/Ca2+离子添加对厌氧消化系统中CO2捕获和营养盐的协同回收效果的影响.结果表明,添加Mg2+/Ca2+离子为(20mmol/L)/(0mmol/L)、(10mmol/L)/(10mmol/L)和(0mmol/L)/(20mmol/L)均可促进有机质降解,使沼气产量分别提升16.97%、21.56%和23.99%,并使CO2含量由27.27%分别下降至24.81%,22.06%和21.98%.不同比例Mg2+/Ca2+离子添加可使磷酸根浓度下降63.46%~66.47%,但仅Mg2+/Ca2+离子以(20mmol/L)/(0mmol/L)和(10mmol/L)/(10mmol/L)添加的实验组中氨氮浓度得到下降.XRD分析揭示,Mg2+/Ca2+离子以(20mmol/L)/(0mmol/L)、(10mmol/L)/(10mmol/L)和(0mmol/L)/(20mmol/L)添加时分别使厌氧消化系统中形成鸟粪石和碳酸镁、鸟粪石和方解石、方解石和三斜磷钙石.Mg2+、Ca2+离子等摩尔量联合添加可实现最优的CO2捕获和营养盐协同回收效果.
采用包埋法,以海藻酸钠-壳聚糖为载体、自行筛选的高效脱氨氮菌为目标菌制备固定化菌小球,用于去除猪场沼液中的氨氮.优化了固定化小球的制备条件,考察了废水处理条件对氨氮去除效果的影响.结果表明,固定化菌小球的最佳制备条件为:壳聚糖投加量20g/L、海藻酸钠投加量10g/L、目标菌种包埋量2:5(V/V).处理含氨氮废水时,在不调节废水pH值的条件下,当固定化菌小球投加量为15g/L、反应时间为4h时,氨氮的去除率为93.9%,其中吸附作用对氨氮的去除率为64.3%,微生物作用对氨氮的去除率为29.6%.扫描电镜表征结果表明,处理废水后,固定化菌小球外部及内部微生物数量明显增多.动力学与等温线拟合结果显示,固定化菌小球对废水中氨氮的去除过程符合准二级反应动力学方程(R2=0.9252)和Langmuir等温线方程(R2=0.9578).
通过改进的浸渍-还原-空气氧化法成功制备了Cu2O@ZnO复合光催化剂,考察Cu2O@ZnO对对硝基苯酚(PNP)和聚丙烯酰胺(PAM)2种不同化学结构污染物的光催化效果,同时探究了催化剂的稳定性和降解机制.结果表明,在模拟太阳光照射下,当铜锌物质的量比为0.15时,Cu2O@ZnO复合光催化剂具有最佳的光催化降解性能,其中对硝基苯酚的光催化降解率为98.2%,聚丙烯酰胺光催化降解率为99.7%.基于X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)光谱、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等表征手段可以推断,Cu2O和ZnO形成Ⅱ型异质结,有效地抑制光生电子空穴对的复合.自由基捕获实验指出超氧自由基和空穴为主要活性物种,经过4次循环使用后光催化剂仍具有很高的光催化性能.
为阐明布洛芬(IBP)在海水中的间接光降解机理,研究了4种不同来源的溶解有机物(DOM)以及溶液初始pH值、盐度、NO3-和HCO3-对IBP间接光降解的影响.结果表明,4种DOM均可促进IBP的间接光降解作用,降解过程符合准一级反应动力学,4种DOM对IBP间接光降解的促进效果从大到小为:腐殖酸(JKHA) > Suwannee河腐殖酸(SRHA) > Suwannee河富里酸(SRFA) > Suwannee河天然有机物(SRNOM).DOM主要通过产生活性自由基促进IBP的间接光降解过程,其中1O2和·OH的作用较显著.在初始pH5~11的范围内,IBP的光降解速率先降低后增加,在pH5时最快.盐度、NO3-和HCO3-初始浓度的增加均会促进IBP的间接光降解.
研究了高铁酸盐(Fe(VI))/过氧化钙(CaO2)联合处理对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解性能及机理,分析了共存离子的影响.基于响应面方法中的Box-Behnken实验设计进行了多因素实验,采用二次多项式和逐步回归法拟合了DMP去除率与Fe(VI)投加量、CaO2投加量和反应时间之间的关系,对实验条件进行了优化分析.结果表明,在初始pH值为中性条件下,Fe(VI)/CaO2可以有效去除DMP,降解过程符合准一级动力学模型.当Fe(VI)/CaO2/DMP物质的量比为1.1/4.4/1时,模型预测DMP最大降解率为95.57%,和验证实验得出的降解率90.14%相近,表明该响应面模型具有较好的模拟和预测能力.HCO3-和Mg2+对DMP的降解有一定抑制作用.自由基清除实验结果显示,羟基自由基(HO·)和超氧自由基(O2-·)对DMP的降解具有重要贡献,表明Fe(VI)和CaO2可形成类芬顿试剂协同降解污染物.DMP的主要降解途径包括酯基水解、侧链氧化和苯环的羟基化;主要降解产物为邻苯二甲酸单甲酯,2,5-二羟基苯甲酸,间苯二甲酸,草酸等.
采用溶剂热法制备金属有机骨架HKUST-1,选取水源水中检出率较高的酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)和色氨酸(Trp)为目标物,开展了HKUST-1吸附微量氨基酸性能的研究.利用XRD和FTIR技术对吸附剂HKUST-1进行了表征和分析,通过吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学的研究探讨HKUST-1吸附氨基酸的机理.结果表明,HKUST-1具有高结晶度,对酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有较好的去除效果,饱和吸附容量分别可达248.65,143.67,140.09mg/g;吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和Lagergren准二级动力学模型;吸附热力学结果表明,HKUST-1去除氨基酸的过程为吸热反应;高吸附容量主要归因于静电相互作用、氢键和π-π相互作用.
印染废水常规生化处理尾水中仍残余一定浓度的溶解性有机污染物(DOM)和新标准严格管控的苯胺.采用亚硫酸钠活化过硫酸氢钾复合盐(SO32-/HSO5-)产硫酸根自由基(SO4-·)高级氧化体系对尾水进行深度处理,并基于响应面法优化初始pH值、反应温度、SO32-/HSO5-物质的量比和HSO5-投加量对COD和苯胺去除效果的单独及交互影响.结果表明该体系对苯胺具有非常显著的去除效果,同时对COD亦有一定的降解能力.影响因子对COD和苯胺降解效果贡献排序分别为:温度>n(SO32-)/n(HSO5-)>n(HSO5-)>初始pH值和n(HSO5-)>n(SO32-)/n(HSO5-)/初始pH值>温度.在实验优化后得到的最佳条件下(pH=6.8,温度为53℃,SO32-/HSO5-物质的量比为1.6,HSO5-投加量为37.1mmol/L)反应10min,出水的COD和苯胺去除率分别达到33%和90%.进一步分析了印染生化尾水处理前后DOM的荧光和分子特性,三维荧光光谱(3DEEMs)发现芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物是原尾水中DOM的主要组分,经不同氧化条件下出水中DOM的荧光强度明显降低且性质发生改变,荧光区域标准体积削减了42.03%~77.67%;同时观察到氧化出水中类色氨酸(Ex/Em=230~225nm/340~330nm)峰值发生了5~10nm的蓝移,推测尾水中稠环芳烃分解为小分子,共轭基团和芳香环数量减少;凝胶渗透色谱(GPC)结果表明DOM中大分子(0.45 μm~100kDa)物质比例为41%,中等分子(12~100kDa)物质的比例为48.9%,峰值分子量(Mp)为56.324kDa,Mw/Mn=2.168,处理后的出水Mp主要分布在12.28~17.56kDa范围内,小分子物质数量增多,结构和种类发生变化;气相色谱质谱(GC-MS)进一步揭示氧化出水中的烷烃类物质含量明显降低,主要副产物为一些酯类、醇类和脂肪酸物质,为后续进一步生化处理创造了条件.
通过改进的还原方法把纳米零价铁(nZVI)负载在多孔泡沫铜(CF)上,制备出具有微电解特性的泡沫铜材料(MCF),并利用SEM,SEMMAPPING和EDX对其表面的形态特征及其元素分布进行了表征.考察了不同去除方式,不同MCF投加量和不同强力霉素(DC)初始浓度对降解效果的影响.结果表明:负载等量nZVI的MCF处理效果明显优于nZVI;当DC初始浓度为50mg/L,MCF的投加量为4.0g,反应20min时,DC去除率可达到99%;动力学分析表明,MCF降解DC符合准一级反应动力学,且随着MCF的投加量增加,反应速率常数k增大,投加量为5.0g时,k值最大为0.0609min-1.
针对城市污水处理厂二级出水的氮素指标达不到国家一级A排放标准的问题,采用脉冲开关电源代替了传统电吸附中的直流稳压电源,用活性炭粉末为吸附材料制备电极板,构建了脉冲电吸附反应装置.以NO3--N和NH3-N的去除率为判据,比较了脉冲电吸附法和直流电吸附法在去除模拟废水中氮素的差异,结果表明,60min内,脉冲电吸附法有更高的去除效率,且在脉冲电场占空比50%、频率104Hz的条件下,氮素的去除率最高.利用分子动力学模拟分析得知,在脉冲电场下,水分子中氢、氧原子的取向更随机,相比于直流电场,水分子偶极矩的取向极化作用被弱化,减小了离子的传质阻力,从而提高离子迁移效率.
在不同时间,pH值和生物量浓度条件下,进行了灭活与非灭活植物乳杆菌去除水中铀的对比试验,探讨了二者去除水中铀的机理,通过SEM-EDS、FTIR、XPS及XRD分析了铀与菌体表面的微观作用机理以及菌体表面沉积物的特征.结果表明:植物乳杆菌经灭活后,其吸附铀的能力得到显著的提高,当U(VI)初始浓度为10mg/L、pH值为6.0、37℃条件下,120min内灭活菌体对U(VI)的去除率为94.7%,而活菌体的去除率为88.9%.灭活菌体具有更高的铀吸附容量,在生物量浓度为0.06~0.24mg/L,pH值(3.0~7.0)条件下,灭活菌体与活菌体的U(VI)累积容量比W均大于1.SEM-EDS、FTIR分析结果表明,活细胞和灭活细胞都可通过细胞表面的羟基、酰基及羧基等官能团吸附、配位络合U(VI).XRD分析表明,活菌体可生物磷酸矿化水中的U(VI).活菌体的XRD谱图在2θ(18.023,25.492,27.343,40.813°处)有4个明显的磷酸铀酰晶体峰,而灭活菌体的XRD谱图显示为非晶态.XPS结果表明,活菌体可生物还原U(VI).活菌体能谱图中U4f7/2和U4f5/2轨道出现了结合能为380.20eV和390.65eV的U(VI)分裂峰,而灭活菌体的能谱图中没有出现U(IV)的分裂峰.
通过钢渣水解后产生的碱性溶液活化过硫酸盐(PS)降解水中的双酚A(BPA),考察了钢渣、过硫酸钾投加量对体系降解能力的影响.结果表明,在25℃,当投加3g/L钢渣以及2g/L过硫酸钾时,浓度50μg/L的BPA溶液可在1h后被降解72%.扫描电镜、X射线衍射分析及X射线荧光分析表征反应前后的钢渣,结果表明反应后钢渣的CaO及FeO含量均下降.自由基淬灭实验结果表明体系中同时存在O2·-,SO4·-和·OH 3种活性氧物种,对BPA降解的贡献分别占68.97%,9.52%和21.51%.在自来水中由于含有HCO3-水解过程而使降解效率升高,在市政废水出水中由于其他有机污染物对活性氧物种的竞争湮灭而使降解效率降低.机理推断认为,钢渣活化K2S2O8体系中,自由基的生成由两类反应共同实现,除碱活化过程外还包含少量的氧化亚铁催化过程.LC/MS结果表明BPA的降解产物主要包括二羟基的醌及羧酸类物质.
为了解析溶解性微生物产物(SMP)在GO/PVDF杂化膜面的污染特性,对膜片进行了宏观污染实验,并采用耗散石英微晶天平(QCM-D)从微观角度分析了SMP在自制镀膜芯片上的吸附规律和污染层结构变化.结果表明,GO含量为0.5wt%的膜污染恢复率最高(79.95%),抗污染能力最强.QCM-D实验发现,GO含量为0wt%镀膜芯片表面SMP吸附量最大,污染较为严重.膜片亲水性越强,吸附频率变化越小,抗污染能力越强.此外,GO含量为0.5wt%镀膜芯片表面的污染物结构比较疏松和柔软,其他膜表面的污染物结构较为坚硬和致密.
针对非均质地下含水层污染源识别及含水层参数反演过程中监测方案优化问题,提出一种基于贝叶斯公式及信息熵最小的累进加井的多井监测方案优化方法.首先,构建假想案例下的二维非均质各向同性潜水含水层水流及溶质运移模型,运用GMS软件进行数值模拟求解.采用最优拉丁超立方抽样方法和Kriging法建立数值模拟模型的替代模型.然后以参数后验分布的信息熵最小为目标函数,采用累进加井的方式进行多井监测方案优化设计.最后根据优化后的监测方案,采用差分进化自适应Metropolis算法进行污染源及含水层参数的同步反演.算例研究表明:在兼顾反演精度及监测成本,并保证每个参数分区内至少有1眼监测井的条件下,5眼井组合监测方案(6,5,1,2,8)为最优监测方案.与信息熵最小的10眼井组合监测方案(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)的参数反演结果相比,5眼井组合监测方案对11个参数α=(XS,YS,T1,T2,Qs,K1,K2,K3,DL1,DL2,DL3)的后验均值偏离率的平均值虽增大1.2%,但监测成本却是10眼井组合监测方案的50%.
应用克里格法、支持向量回归法、核极限学习机法建立多相流模拟模型的替代模型,并应用集对分析法建立组合替代模型,通过将多种替代模型进行对比,分析不同替代模型在地下水DNAPLs污染修复多相流模拟问题中的适用性.结果表明,3种单一替代模型中,克里格模型的精度最高,其次是核极限学习机模型,最后是支持向量回归模型;应用集对分析原理建立集对权组合替代模型,与单一替代模型相比,其模拟模型的逼近精度更高,且提升效果十分显著,平均残差和平均相对误差分别为0.4009%和0.5373%;集对权组合替代模型运行一次仅需1.5s,选择组合替代模型代替多相流模拟模型进行地下水DNAPLs污染的修复方案优选分析,能够大幅减小模拟-优化过程的计算负荷,并保持较高的计算精度.
为探究氨氮浓度对鸡粪中高温甲烷发酵的影响,采用固定水力停留时间(HRT,20d),提高进料总固体浓度(TS,5%、7.5%和10%)的方式增加氨氮浓度,通过265d的长期甲烷发酵试验,比较了不同氨氮浓度条件下鸡粪中高温甲烷发酵效果和污泥的比产甲烷活性.结果显示,TS由5%增至10%,中高温反应器中氨氮浓度由2.1~2.5g/L增至6.1~6.5g/L,对应的比产甲烷活性分别降低了44%和100%,中温反应器中挥发性脂肪酸由0.4g/L增至7.6g/L,甲烷产率由253mL/gTS降至203mL/gTS;高温反应器中挥发性脂肪酸由0.4g/L增至26.1g/L,甲烷产率由181mL/gTS降至18mL/gTS.氨氮浓度对高温甲烷发酵系统的抑制作用更加明显.
利用预加热污泥(15℃~30℃)方式进行了柠檬酸脱水污泥冬季生物干化的效果及机理研究.结果表明,脱水污泥预热至20℃时可使生物干化高温期维持5.5d且最高温度可达57℃,干化14d污泥含水率从70%下降至34.80%,同时结合水含量降低了65.58%,远高于其他预热组的44.39%~49.53%的结合水去除率.能量平衡分析结果表明,污泥预热至25℃的生物产热量最高,但预热至20℃时用于水分蒸发的能量利用率最高,占总消耗热量的82.62%.此外,污泥胞外聚合物的蛋白质和多糖分析显示,LB-EPS和TB-EPS中蛋白质与多糖的比值和污泥结合水含量呈正相关,高温期Slime-EPS、LB-EPS、EP-EPS层蛋白质含量显著降低,说明蛋白质降解是柠檬酸脱水污泥生物干化的主要产热与脱水机理.
以松木屑/PVC粉/烟煤粉为原料,在150℃下采用不同压力和不同原料配比混合制备成型燃料,研究不同原料配比和压力对成型后颗粒的初始密度、松弛密度和耐摔强度等物理品质的影响.结果表明,2种或3种原料混合制备成型燃料的稳定性和耐摔强度均高于单一原料.虽然成型燃料的成型密度稳定性和耐摔强度随着压力的增加而升高,但是当压力达到15MPa后,耐摔强度的增加趋势并不是很明显.考虑到热压机能耗随着压力增加而增加的因素,15MPa可以确定为最佳成型压力.15MPa下,成型燃料在混合比例(松木屑:烟煤粉:PVC粉)为1:1:3时密度稳定在1.408g/cm3;耐摔强度在1:1:2时达到最大值99.99%.
采用天然壳聚糖为原料,戊二醛为交联剂,Fe3O4为磁核制备磁性壳聚糖,以改善污泥脱水性能.考察了磁性壳聚糖投加量、污泥pH值、调理时间对磁性壳聚糖改善污泥脱水性能的影响,探讨了磁性壳聚糖的作用机理,并通过响应面法研究了磁性壳聚糖和CPAM复配处理污泥对污泥脱水性能的影响.结果表明,保持污泥pH值为6.8时,经20mg/L的磁性壳聚糖调理30min后,污泥比阻(SRF)和含水率(MC)分别由原污泥的13.8×1012m/kg和98.7%降低至4.8×1012m/kg和75.5%,说明磁性壳聚糖明显改善了污泥脱水性能.响应面实验所拟合的响应值为污泥SRF的二次模型P(Prob>F)<0.05、R2=0.98>0.90,响应值为污泥MC的二次模型P(Prob>F)<0.05、R2=0.95>0.90,表明模型显著,且实验设定变量之间的相关性较好.根据响应值的分布情况,确定污泥脱水的最佳条件为磁性壳聚糖18mg/L、CPAM26mg/L、调理时间27min,相应SRF和MC分别为3.3×1012m/kg和59.5%,污泥脱水效果较单独采用磁性壳聚糖或CPAM时得到了明显的提高.
为打破传统厌氧发酵周期长,有机质利用率低等瓶颈,增强污泥的资源利用和能源回收,探讨了游离亚硝酸(FNA)预处理对剩余污泥电解效果及微生物群落的影响.对比分析了FNA预处理前后剩余污泥在微生物电解池(MEC)中的电流和氢气产生、溶解性有机物和挥发酸的释放和利用及功能菌群的变化情况.结果表明,FNA预处理能有效地促进剩余污泥在MEC系统中的水解和酸化,其溶解性糖类、蛋白和挥发酸的含量远高于未预处理组,进而促进了水解发酵菌、产电菌及反硝化菌的生长和富集,最终挥发酸利用率均在97%以上,表现为电流(1.9mA)和氢气(0.86mL/g VSS)的增强,分别是空白组的3.8倍和5.1倍.
为探究应用受体模型对土壤污染物进行源解析,输入变量对模型运行及其结果的影响,以乐安河中上游地区土壤重金属调查数据作为典型受体模型(PMF模型)的输入数据集,并在PMF模型基础方案运行结果的基础上,采用局部敏感性分析法来探讨输入变量变化对模型诊断及源识别结果的影响.结果表明:6因子数情景是研究区土壤重金属源解析PMF模型最佳运行结果;土壤中Cu、Mo、Na2O、As、Mn和Cd等参数属于敏感变量,这些变量均为每个因子中的主要载荷元素,即每个源的特征污染物;不同变量的敏感性有较大差异,Cu、Mo的总敏感性最大,分别为12.1,8.2,大于其他输入变量的敏感性.因此,在应用PMF模型进行源解析时,特征污染物是敏感性较强的变量,其数据质量的优劣是影响源解析结果可靠性的重要因素.
收集了10种典型重金属在我国八大流域水体中的暴露浓度和对水生生物的急性和慢性毒性数据,分别应用概率密度重叠面积法和联合概率分布法对重金属在各流域水体中的生态风险进行评估,并与现行水质标准的评估结果进行对比.结果显示,Cu和Zn在各流域水体中生态风险均较高,现行水质标准对水生生物Cu、Zn的暴露不能实施有效的保护;Hg和Ni现行标准对水生生物存在过保护的现象;Se、As和Sb在各流域水体中生态风险均较低,现行标准对水生生物保护程度适中.建议对现行水质标准适度修改,同时增强高风险重金属监测水平,以合理有效的保护我国水生态系统安全.
采用超高效液相色谱串联质谱分析了四川省岷江流域水体中13种全氟化合物(PFASs)的浓度水平.结果表明,岷江流域水相中PFASs的浓度为1.54~30.2ng/L,平均值为(11.2±8.0)ng/L,浓度最高点出现在乐山下游(30.2ng/L).其中,岷江流域水相中最主要的PFASs为全氟丁烷羧酸(PFBA),浓度为0.16~28.4ng/L,占总全氟化合物的54.0%~94.1%(都江堰除外).岷江流域沉积物中PFASs浓度最高点在宜宾三江(岷江、金沙江和长江)汇合处(47.5ng/g dw),最低值在都江堰(0.334ng/g dw).其中,主要的PFASs是全氟己烷羧酸(PFHxA)(4.44%~66.9%)和全氟辛烷羧酸(PFOA)(1.52%~77.5%).岷江流域PFASs的年排放通量为1.443t/a,排放通量最高的为PFBA(1.037t/a),占总排放通量的71.9%.
为探究梯级水库建设对沉积物氮形态分布的影响,通过分级浸取方法得到沉积物的离子交换态氮(IEF-N)、弱酸提取态氮(WAEF-N)、强碱提取态氮(SAEF-N)以及强氧化剂提取态氮(SOEF-N),对比研究了有梯级水库建设的澜沧江和干流无水电站建设的怒江沉积物中氮形态的分布特征,分析了可转化态氮的主要影响因素.结果表明,两条流域沉积物赋存环境存在差异,进而使沉积物的理化性质呈现明显的差异,最终导致沉积物可转化态氮的含量及空间分布也不同,澜沧江沉积物可转化态氮的含量高于怒江,且澜沧江的空间变化也大于怒江,怒江IEF-N、WAEF-N、SAEF-N与SOEF-N含量范围分别为1.56~2.55,16.91~46.42,1.83~10.66,486.61~719.27mg/kg,澜沧江IEF-N、WAEF-N、SAEF-N与SOEF-N含量范围分别为1.55~14.35,20.77~83.08,1.36~92.15,562.61~1404.82mg/kg.两条河流的可转化态氮含量大小排列顺序一致,均为SOEF-N > WAEF-N > SAEF-N > IEF-N,怒江与澜沧江上游自然河段可转化态氮含量及空间分布基本一致,但在澜沧江的梯级水库段上,4种可转化态氮空间分布特征发生了较明显的变化,产生这种现象的原因主要是水库的建设导致了沉积物理化性质的改变,总有机碳、粒度、氧化还原电位对可转化态氮的影响不同.
以MODIS遥感数据为驱动,采用以遥感像元为基本模拟单元的DPeRS(Diffuse pollution estimation with remote semsing)面源污染负荷估算模型,分析了2016年海河流域氮磷面源污染空间分布特征,并对“十三五”《重点流域水污染防治规划》中划定的海河流域172个控制单元进行面源污染优先控制单元分析.结果表明,2016年海河流域总氮(TN)排放量为13.62万t,入河量为2.53万t;总磷(TP)排放量为8152t,入河量为1597t;空间分布上,海河流域中部和南部地区氮磷面源污染较重,其中河北省片区氮磷面源污染物排放量及入河量最大;农田径流型是海河流域氮磷面源污染的主要类型,其次城镇径流影响也较大;筛选出海河流域TN和TP面源污染优先控制单元分别为127和131个,面积占比分别为84.2%和87.0%.
通过对2015年黄河调水调沙期间利津水文站悬浮泥沙以及小浪底水库表层沉积物的分析,研究了调水调沙期间黄河入海泥沙中Pb元素的含量及同位素组成的变化特征,探讨了其物质来源及对调水调沙进程的响应.结果表明,调水调沙期间黄河入海泥沙Pb元素含量为18.09~28.35μg/g,平均为21.64μg/g,稳定同位素207Pb/206Pb为0.8367~0.8481,208Pb/206Pb为2.0839~2.0997,与黄土等物质较为接近.Pb含量及稳定同位素组成在调水调沙前、后期均较高,而在调水调沙中间主要时段则较低.利津站悬浮泥沙及小浪底水库沉积物中Pb同位素组成均符合黄河源Pb演化规律,但小浪底水库沉积物Pb元素含量较高,部分站位受到了人类活动的影响.调水调沙进程对该期间黄河入海泥沙Pb的变化及来源有着显著影响,在调水调沙前期和后期,水沙通量小,洪水对下游河床冲刷作用弱,Pb受到中上游沉积物来源影响,导致含量和同位素组成较高.在调水调沙中间的主要时段,利津悬浮泥沙与小浪底水库沉积物显著不同,Pb主要来自洪水对下游河床的冲刷,以自然来源为主,未受到人类活动影响.
为探究香溪河在受倒灌影响较弱的河段水华暴发征兆及机理,于水华高发期5~8月对香溪河进行监测,分析电导率、水温、叶绿素a(Chl-a)以及流速.结果表明,在6~8月,香溪河倒灌现象于XX05点(峡口镇)处基本结束,XX06~XX09受倒灌来水影响较弱;香溪河于7月暴发水华,各个监测点位上Chl-a含量均值达到100μg/L以上,XX05~XX06与XX07-XX09点位上暴发不同种水华;在水华暴发前后,水体温度无显著变化,且并无明显分层现象,说明水温分层是水华暴发的主要原因这一理论并不能很好的适用于非回水区;通过对电导率数值的研究发现,数值在垂向上出现显著拐点,而拐点出现在临界层与光补偿层之间,同时与叶绿素a含量分布呈现显著负相关性.香溪河总氮(TN)、总磷(TP)平均值为1.849mg/L和0.157mg/L,均超过富营养化的阈值,水体氮磷含量与Chl-a浓度无显著相关性,水体中除N、P营养盐外的其它离子对香溪河水华的暴发起着重要作用.在水华消退后,电导率数值又逐渐恢复表层高底层低的垂向线性分布特性,与水华的暴发、消退有着明显的响应.
采用浮游藻类功能群、RDA(冗余分析)、多元回归分析等方法,对阳澄西湖浮游藻类功能群的演替特征及其影响因子进行了研究.2015年3月~2016年2月逐月对阳澄西湖浮游藻类和环境因子进行调查分析,结果表明,阳澄西湖浮游藻类可划分为21个功能群,其中10个功能群(B、D、E、G、J、Lo、S1、X1、X2、Y)为该湖的优势功能群,反映的生境特征表明该湖为分层敏感,扰动较少且混合程度较高的中-富营养浅水水体.阳澄西湖不同季节优势功能群演替规律为:由春季的B+X2+Y+X1+J+D,经夏季的B+X2+Y+X1+J+G+S1+Lo+E和秋季的B+X2+Y+Lo+E,转变为B+X2+Y+X1+D.RDA分析结果显示,阳澄西湖浮游藻类功能群分布受环境影响较为明显,但不同季节影响因子不同.整体上,水温(T)、pH值、溶解氧(DO)、氨氮(NH4+-N)和浊度(Tur)是影响阳澄西湖浮游藻类功能群分布格局的主要因素.
建立3块标准样地(天然沼泽、1990s和1970s排水沼泽),于2014年生长季期间,采用静态箱-快速温室气体分析仪野外原位观测CO2和CH4排放通量.结果表明:沼泽排水增加了土壤温度(5,20,45cm),但降低沼泽水位;1990s[(680±329)mg CO2/(m2·h)]和1970s排水沼泽[(973±234)mg CO2/(m2·h)]生态系统CO2排放通量分别较天然沼泽增加了200%和330%,但CH4排放通量[(0.78±0.52)mg CH4/(m2·h)]和[(-0.01±0.02)mg CH4/(m2·h)]较天然沼泽分别降低了90%和100%;综合考虑两者排放通量,1990s[(186±89)mg C/(m2·h)]和1970s排水沼泽[(265±64)mg C/(m2·h)]生态系统碳(C)排放通量较天然沼泽分别增加了180%和300%.天然沼泽、1990s和1970s排水沼泽生态系统CO2排放通量与5cm土壤温度存在显著正相关,而仅1990s排水沼泽生态系统CO2排放通量与水位存在显著负相关.天然沼泽生态系统CH4排放通量与土壤温度(5,20,45cm)存在显著正相关,但1970s排水沼泽生态系统CH4排放通量与土壤温度(20,45cm)存在显著负相关,1990s排水沼泽生态系统CH4排放通量与水位存在显著正相关.沼泽排水显著增加了若尔盖高寒沼泽生态系统C排放通量,降低了沼泽C汇功能,可能增强区域气候变暖.
目前,在沉积物中发现一种丝状多细胞微生物—电缆细菌,该菌属于变形菌门的脱硫球茎菌科(Desulfobulbaceae).电缆细菌通过远距离电子传输将沉积物表面的氧还原与深处缺氧层的硫化物氧化电耦合进行完整的氧化还原反应,调节氧分子和硫化物迁移转化.电缆细菌有3种连接方式,表层存在脊段结构进行电子运输,并在富含硫酸盐和季节性周期变化的自然环境中广泛存在.这种新型的多细胞合作方式对沉积物的生物地球化学循环产生显著影响,促进沉积物硫化区铁锰的溶解,并抑制硫和磷等元素的释放.此外,电缆细菌参与硫化物和烃类污染物的降解,为污染沉积物生物修复领域提供新的研究方向.本文对电缆细菌的发现、生理代谢、栖息环境以及生物地球化学循环的影响等研究进行了综述.
微塑料作为一类新型的塑料污染物,广泛存在于全球海洋环境中,已经成为国际社会普遍关注的热点环境问题,管理不善的废物是海洋污染的重要来源.本文简要分析了全球塑料垃圾和微塑料污染形势以及微塑料的来源,探讨了巴塞尔公约所涉及塑料废物附件修订的最新进展,同时总结分析了我国沿海、河口以及内陆水域微塑料的粒径大小、含量、分布和来源.提出未来应建立健全我国塑料和微塑料管理体系,加强对重点行业向海洋中排放塑料和微塑料的研究和监管,建立微塑料对海洋生态系统影响的风险评价体系、加强宣传和教育、积极参与国际环境公约履约谈判以推动全球治理
为探究汛期暴雨径流潜入演变过程及其对分层水库水质的影响,以西安金盆水库为研究对象,对2015年6月和2017年10月2次暴雨径流过程中各监测点水温、溶解氧、浊度、总氮、总磷和CODMn等水质指标进行持续监测.结果表明:径流量在300~400m3/s时,潜流经历全断面径流-底部潜流-中部潜流3个阶段,最终潜入主库区中部水体.暴雨径流的汇入使水库热分层结构稳定性受到一定破坏,中下部水体溶解氧得到补充.暴雨径流携带的大量泥沙及氮、磷营养盐等污染物质会对水库水质造成较大冲击,2015年6月暴雨径流使水库中层水体总氮、总磷、CODMn和浊度从1.60,0.021,3.70mg/L和5NTU增大为2.37,0.100,5.80mg/L和93NTU,水质污染特征为短时高污染负荷.
采用正交试验、连续提取法及主成分分析,研究了液固比、浸出时间、酸雨pH值、PO43-、CO32-、Ca2+和腐殖酸浓度对铀尾矿库内铀尾矿中不同形态铀释放的影响.结果表明:影响易迁移态铀释放的因素,按重要程度排序为:Ca2+>酸雨pH值>CO32->腐殖酸>浸出时间>PO43->液固比,前4个因素是主要影响因素,且CO32-与酸雨pH值的相关性最强.影响潜在迁移态铀释放的因素,按重要程度排序为:Ca2+>液固比>浸出时间>CO32->腐殖酸>酸雨pH值>PO43-,前4个因素是主要影响因素,且PO43-与酸雨pH值的相关性最强.影响稳定态铀释放的因素,按重要程度排序为:PO43->腐殖酸>CO32->酸雨pH值>液固比>Ca2+>浸出时间,前4个因素是主要影响因素,且PO43-与CO32-的相关性最强.
为了研究鄱阳湖微囊藻的遗传多样性及其系统发育关系,基于7个管家基因(ftsZ、glnA、gltX、gyrB、pgi、recA和tpi),建立了一个多位点序列分型(MLST)方法.对来自鄱阳湖的20株微囊藻分离株进行MLST研究,并构建本地微囊藻MLST基因库.结果表明:这20株藻株具有20种独特的序列型(STs),揭示了微囊藻高水平的遗传多样性(H=0.986).基于7个MLST位点串联序列的系统发育分析显示,微囊藻藻株序列型可分为5个不同的组.与之前日本湖泊研究的237个STs共建的系统发育树比对表明,本研究的STs形成了独立的分枝.该结果说明不同地区的微囊藻是相对稳定的,因此可以用MLST进行明确的表征.
绿脓菌素(Pyo)的分泌是铜绿假单胞菌NY3最为显著的特征之一,前期实验观察到该菌降解烃时,Pyo分泌量常与烃的降解效率成正相关性,但其在污染物降解中的作用尚未受到关注,且机制不清楚.以共存戊二酸为高分泌Pyo的体系和试剂级Pyo标准物为基础,研究了NY3菌降解烃时,Pyo对细胞内氧化还原酶及其比酶活力和胞外电子传递速率等因素的影响作用.结果表明,戊二酸能够明显提高Pyo的分泌量,相较于无戊二酸体系提高了86.6%,且随Pyo分泌量增加,NY3菌对十六烷去除率增加了16.29%;NY3菌分泌Pyo有利于提高其胞内烷烃氧化酶的活力,在菌体生长至72h、Pyo投加量分别为200,300μL时,相较于未投加Pyo体系,烷烃氧化酶比活力分别提高了121.8%和346.5%.同时Pyo存在下将胞外电子传递速率提高了近7倍,从而增加其对十六烷的降解速率.NY3菌分泌Pyo能通过提高胞内酶活性和胞外电子传递速率而促进NY3菌降解十六烷.
为研究渗滤液中致病性病毒对填埋场隔离距离的影响,提出一种基于系统健康风险目标的建模方法,用于确定地下水梯度、水力传导系数和包气带厚度对隔离距离的影响,基于线性剂量-效应模型和可接受的感染风险[<10-4/(人·a)]推导确定了饮用水肠道病毒浓度限值,通过耦合渗漏源强模型-以及水流和病毒在包气带中的纵向迁移转化和含水层中的水平迁移转化模型,构建了污染物泄露-迁移-降解的解析模型,并基于Monte-Carlo模拟表征解析模型中参数的不确定性.选择某典型生活垃圾填埋场开展案例研究,结果表明,在砂含水层中为44~564m,在砾石含水层中为91m~2.39km,在粗砾石含水层中为1.74~27.29km;地下水梯度从0.001变化到0.05,导致最高梯度处的隔离距离比最低梯度大10~20倍;当包气带厚度从1m增加到10m时,隔离距离可缩短到10m以内.隔离距离的确定需根据具体的安全防护要求和水文地质条件确定.
利用主动观测技术对宁东能源化工基地大气PM2.5、PM1.0和气相中的PAHs浓度水平、族谱特征、时空分布及来源进行研究,并基于该观测数据对居民呼吸暴露健康风险进行评估.结果表明,宁东基地大气PM2.5、PM1.0及气相中∑16PAHs浓度范围分别为:17.95~325.12ng/m3、12.66~311.96ng/m3和26.33~97.88ng/m3,年均浓度分别为(99.42±117.48)ng/m3、(78.88±100.58)ng/m3和(57.89±47.39)ng/m3.宝丰基地冬夏季大气PM2.5、PM1.0和气相中∑16PAHs浓度水平均明显高于英力特;宝丰和英力特基地冬季大气PM2.5、PM1.0中∑16PAHs浓度水平均明显高于夏季浓度.宁东基地大气中∑16PAHs的浓度水平要高于国内外其他城市,大气PAHs污染较为严重.源解析表明夏季宁东基地PAHs的主要排放源是工业煤燃烧和机动车尾气,冬季则主要来自工业煤燃烧和木材、薪柴等生物质燃烧排放.宁东基地人群暴露于大气PAHs可能会造成平均冬季每百万人中约有33~2628人罹患癌症,夏季每百万人中约有11~834人罹患癌症的风险.
基于投入产出模型和中国投入产出表,从需求端分析中国重化工业资源消耗的隐含流在不同行业和不同最终需求中的分配情况,以及五大社会经济驱动力对中国重化工业资源消耗增长的贡献度.结果表明,2012年中国重化工业生产过程所消耗的3种资源隐含在建筑业和其他制造业的最终产品中的比例均超过75%,隐含在形成资本最终产品中的比例均超过55%.2002~2012年期间,产业结构对中国重化工业化石能源和石灰石消耗量增加的贡献度分别为+39%和+237%;资源强度对中国重化工业化石能源和石灰石消耗量减少的贡献度分别为-108%和-265%,对中国重化工业铁矿石消耗量增加的贡献度为+152%;人均最终需求水平对中国重化工业化石能源、铁矿石和石灰石消耗量增加的贡献度分别为+247%,+460%和+291%.
选取冀南城市群为研究区,基于2012~2016年VⅡRS卫星数据热异常点产品,结合工业能源消耗量、工业废气排放量以及空气质量数据,利用统计分析和空间分析探讨热异常点辐射强度的变化规律及其与工业能源消耗、污染物排放之间的关系.结果表明,热异常点的辐射强度可以表征工业能源消耗量,并间接反映工业生产规模与污染排放水平.辐射强度越大,工业生产规模越大.辐射强度与工业SO2排放量呈较高的正相关,与NOx排放量呈中度线性相关.PM10、SO2及NO2浓度与工业能源消耗和热异常点辐射强度灰色关联度均较高.工业生产活动产生的污染物中,颗粒物对大气污染的贡献最高,其次为SO2.2012~2016年,邯郸、石家庄以及廊坊的工业生产空间分布呈逐年收缩聚集的趋势,保定和沧州的工业生产分别出现向南、向西迁移趋势.
我国通过污水处理率来评价生活污水处理水平,但污水处理率仅考虑了污水处理设施进水处理的水量,忽略了雨污合流、地下水混入、抽取河水处理等原因导致的污染物收集水平不足.以成都市岷江外江流域为研究区域,开展了城镇生活污水收集和评价指标优化研究,提出了基于污染物受纳量的城镇生活污水污染物处理率概念和核算方法体系,在划分控制单元基础上,核算生活污水污染物的产生量和处理量.研究发现,该流域污水处理厂进水浓度普遍偏低,进水水质存在季节性波动,说明可能存在丰水期雨水、河水或地下水混入稀释的情况,枯水期的进水数据更能反映区域生活污水排放情况;传统污水处理率计算显示该流域污水处理率高于100%,但全流域的CODCr、氨氮和总磷污染物处理率分别为37.50%、36.25%和30.14%,与该流域的水环境质量特征和污水管网建设水平相符;在污水管网未完善的地区,采用污染物处理率更能有效评价和反映区域污水收集和处理程度.
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