为了研究南京市PM_2.5的污染特征及来源贡献，于2018年3月至2019年2月在南京仙林地区进行PM_2.5组分的在线监测，运用PMF和CMB受体模型，开展PM_2.5的来源解析.结果表明，观测期间南京市PM_2.5平均质量浓度为54.3μg/m³，其中冬季平均浓度76.4μg/m³.PM_2.5的主要组分为NO₃^-（21.3%~30.8%）、SO₄^2-（18.9%~23.5%）、NH₄⁺（14.3%~16.2%）.从全年平均来看，PMF模型得到的PM_2.5解析结果为：二次无机气溶胶（54.9%）、燃煤源（17.4%）、二次有机气溶胶（7.4%）、机动车排放源（7.1%）、工业源（4.9%）、扬尘源（4.8%）、其他源（3.4%）；CMB模型得到的PM_2.5解析结果为：硝酸盐（33.0%）、硫酸盐（24.0%）、燃煤源（16.4%）、机动车排放源（8.4%）、二次有机气溶胶（7.1%）、扬尘源（5.7%）、其他源（2.9%）、工业源（2.4%）.不同季节PM_2.5来源有所差异，夏冬季二次无机气溶胶占比大于春秋季，春冬季燃煤占比最大，二次有机气溶胶在秋季占比最大.结合2017年南京市大气污染源排放清单，对二次气溶胶贡献进行再解析，得到南京仙林地区PM_2.5主要贡献来自燃煤源（PMF：34.14%，CMB：33.82%），机动车排放源（PMF：27.33%，CMB：29.33%）以及工业源（PMF：26.76%，CMB：24.77%）.可见，影响南京仙林地区PM_2.5的污染源主要来自燃煤源、机动车排放源和工业源，基于在线组分监测、利用PMF和CMB模型得到的PM_2.5源解析结果具有较好的一致性.

对2017年9月~2018年8月深圳市北部大气PM_2.5中水溶性有机物（WSOM）的质量浓度、质谱及来源结构进行测量和分析.结果表明：PM_2.5的质量浓度为（32.3±18.4）μg/m³，WSOM的质量浓度为（9.4±5.7）μg/m³，占颗粒物总有机物的（77.6%±14.0%）.质谱分析显示，WSOM的氧碳比（O/C）平均值达到（0.57±0.09），属于二次有机物的O/C值范围，且生物质燃烧排放的离子碎片C₂H₄O₂⁺的丰度显著，说明WSOM的来源中有显著的生物质燃烧排放的有机气溶胶.为了明确WSOM的来源结构，利用正矩阵因子分解法（PMF）模型进行来源解析，发现3个合理因子：高氧化态有机气溶胶（MO-OOA），低氧化态有机气溶胶（LO-OOA）和生物质燃烧（BBOA），贡献比例分别为51.7%，31.8%和16.5%.MO-OOA和BBOA贡献浓度均呈现秋冬高、春夏低的季节变化特征，反向轨迹分析显示其与内陆污染传输关系密切.LO-OOA的变化相对稳定，本地源的贡献较大.结合¹⁴C同位素示踪法对秋冬季WSOM样品分析，发现机动车等化石源二次有机物是WSOM的主要来源，贡献比例达到53.9%，需继续加强对化石燃料控制来降低WSOM污染.

为研究邢台市秋季PM_2.5污染特征，于2017年10月15日~11月14日在邢台市区对PM_2.5样品进行了采集，并对其中水溶性离子（包括Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、K⁺）进行了分析.结果显示，观测期间邢台市ρ（PM_2.5）平均值为（130.0±74.9）μg/m³，其中水溶性离子质量浓度为（69.8±11.4）μg/m³，占ρ（PM_2.5）的53.3%，NO₃^-、SO₄^2-和NH₄⁺为主要离子，占水溶性离子比例达到了89.7%. 当污染加重，水溶性离子质量浓度随ρ（PM_2.5）增大而升高，且NO₃^-、NH₄⁺及SO₄^2-占比亦逐渐升高，但其他离子占比随之下降，Ca²⁺尤为明显，表明ρ（PM_2.5）升高时主要受二次无机转化影响；观测期间SOR（硫转化率）与NOR（氮转化率）的平均值分别为0.36和0.25，表明秋季SO₂与NO₂转化速率较强，二次无机污染严重，另外SOR及NOR与温度及相对湿度呈正相关，且SOR对二者更为敏感；邢台市秋季PM_2.5呈弱碱性，NH₄⁺主要以（NH₄）₂SO₄和NH₄NO₃的形式存在；ρ（NO₃^-）/ρ（SO₄^2-）平均值为2.13，表明移动源对秋季大气颗粒物的来源贡献较大；PMF分析结果表明，二次转化源、燃烧源及扬尘源为邢台市秋季PM_2.5中水溶性离子的主要来源.

为研究邯郸市PM_2.5中碳组分的污染特征及其来源，于2017年4~12月采集PM_2.5样品，用热光反射法（TOR）分析PM_2.5中有机碳（OC）和元素碳（EC）的质量浓度.结果表明：邯郸市PM_2.5和总碳气溶胶（TCA）质量浓度的年均值分别为（88.87±58.89）μg/m³和（31.45±23.35）μg/m³，PM_2.5质量浓度超标率为50%，TCA/PM_2.5比率的年均值为（38.23%±14.61%），表明邯郸市碳组分污染严重.冬季PM_2.5中TCA质量浓度均值为（68.06±23.77）μg/m³，TCA/PM_2.5比率的均值为（46.86%±10.07%），OC（37.09±13.05）μg/m³和EC（8.72±3.78）μg/m³浓度明显高于其它季节，表明冬季碳组分污染较为严重.各季节OC/EC比值均大于2，表明邯郸市全年均受二次有机碳（SOC）的污染；OC、EC及SOC与SO₂、NO₂呈显著正相关，与O₃呈显著负相关，尤其是与NO₂相关关系最强，说明邯郸市碳质气溶胶可能受到机动车尾气排放的影响.对8种碳组分进行主成分分析，发现道路扬尘、燃煤排放和机动车尾气是邯郸市PM_2.5中OC和EC的主要贡献源.

为了能及时、准确的估算出PM_2.5浓度及污染等级，分别构建了K最邻近模型（KNN）、BP神经网络模型（BPNN）、支持向量机回归模型（SVR）、高斯过程回归模型（GPR）、XGBoost模型和随机森林模型（RF）6个PM_2.5浓度预测模型，选取江西省赣州市为实验区域，采用2017~2018年逐小时气象站数据、PM_2.5浓度数据和Merra-2再分析数据开展PM_2.5预测实验.结果表明，缺少污染物观测数据时，利用能见度和气象因子等数据也能较好的预测PM_2.5浓度.在PM_2.5浓度预测精度方面，XGBoost模型最高，随机森林模型次之，高斯过程回归模型最差.6个模型的预测精度总体呈现冬季最高，秋季和春季次之，夏季最低.XGBoost模型的PM_2.5污染等级预测准确率高于其他模型，综合准确率达87.6%，并且XGBoost模型具有训练时间短，占用内存小等优点.XGBoost模型的变量重要性结果表明，能见度变量的重要性最高，相对湿度和时间变量次之.本研究可为环境部门准确预测、预报PM_2.5浓度提供参考.

为研究长株潭城市群大气污染时空演化特征及潜在传输规律，采用2008~2016年中分辨率成像光谱仪（MODIS）MAIAC气溶胶光学厚度（AOD）数据，分析长株潭城市群近10a来AOD演化特征.在此基础上，利用拉格朗日混合型单粒子轨迹模式（HYSPLIT）及全球资料同化系统（GDAS）气象要素数据研究大气污染物潜在传输规律.结果表明，长株潭城市群AOD呈现下降趋势，并以春、夏季下降幅度最为显著.空间上，AOD总体呈北高南低、西高东低分布特征，并与经济发展、城市化水平等因素密切相关.此外，长株潭城市群大气污染物向外长距离传输（>1500km）、中距离传输（500~1500km）以及局地传输（0~500km）比率分别为17.89%、36.45%和45.66%，主要影响湖北、江西、安徽、广东、广西、江苏和浙江等地区.研究结果有助于理解长株潭城市群大气污染的时空变化规律，同时为区域“联防联控”、建设“美丽中国”提供科学的辅助依据.

参照美国环保署USEPATO-14标准方法，分别于非采暖、采暖和沙尘期采集新疆独山子区空气样品，用预浓缩仪和气相色谱/质谱联用系统对其挥发性有机物（VOCs）进行分析.结果表明，采样期间独山子区各类VOCs对总VOCs的贡献大小依次是：烷烃（61.80%） > 烯烃（18.62%） > 芳香烃（10.16%） > 乙炔（9.42%）；用气溶胶生成系数（FAC）估算VOCs的二次有机气溶胶（SOA）生成潜势表明，对SOA生成贡献最大的是芳香烃，在非采暖、采暖和沙尘期的贡献率分别为97.80%、87.28%和69.52%；用SPSS软件和广义相加模型（GAM）分析气象因素、VOCs、O₃及NOx之间的关系，表明高温干燥天气有利于O₃生成，且独山子区O₃生成主要受VOCs控制，一些烯烃（如1-丁烯）与O₃呈显著线性关系.

通过苏玛罐采样和GC-MS/FID分析系统，测定了山东地区典型胶合板制造企业的VOCs排放特征.结果表明，烷烃（13.81%~39.16%）、含氧VOCs（5.68%~36.06%）和芳香烃（3.58%~48.12%）是热压和涂胶工艺主要排放成分，废气排口以含氧VOCs（6.49%~83.88%）排放为主，不同工艺环节的特征VOCs组分各有不同；烯炔烃（27.12%~39.38%）和芳香烃（32.47%~45.63%）是热压工艺和涂胶工艺的高OFP组分，废气排口则以含氧VOCs（52.82%）对O₃生成贡献最大；基于SOAP评估，各环节均以芳香烃类化合物（97.08%~98.03%）为主要活性组分；测得山东地区胶合板制造行业VOCs排放因子为0.89g VOCs/m³胶合板.

在实验室模拟青海和西藏2种牛粪在民用炉具中的燃烧过程，采用稀释通道系统与质子转移飞行时间质谱（PTR-TOF-MS）在线分析牛粪燃烧排放的挥发性有机物（VOCs），通过电子秤实时记录燃料质量的动态变化，获得牛粪燃烧排放VOCs浓度的时间序列与实时排放因子.结果表明，70g牛粪一次燃烧过程持续1100~1500s.牛粪燃烧排放VOCs浓度的时间变化趋势总体上呈单峰分布；西藏牛粪在燃烧450s左右VOCs浓度达到峰值7.92×10^-6；青海牛粪在燃烧400s左右VOCs浓度达到峰值6.01×10^-6.牛粪燃烧VOCs实时排放因子变化范围为40.74~156.88mg/g，趋势不同于VOCs浓度变化，随燃烧过程进行排放因子呈上升趋势.牛粪燃烧至3~4min左右，VOCs排放因子最低.甲醇、甲醛和乙醛3种VOCs排放因子占比最大，其中西藏牛粪燃烧3种VOCs排放占比分别为24.0%±1.9%、11.9%±1.8%和27.4%±1.4%，青海牛粪为22.0%±1.1%、13.3%±2.9%和17.7%±4.6%.本研究首次给出了牛粪燃烧VOCs实时排放因子，可为高时间分辨率排放清单建立和青藏高原地区室内空气污染的健康效应研究提供基础数据.

对比了浙江省2014和2018年金属表面涂装企业的有机废气排放及治理情况，分析了该行业涂料及稀释剂的使用、主要污染因子，测算了溶剂型、水性涂料的挥发性有机物（VOCs）产生系数和排放系数.结果表明：2018年VOCs治理水平明显高于2014年，水性涂料使用企业比例由18%上升至36%，纯溶剂型企业由82%下降至64%；金属表面涂装行业的主要排放污染物为二甲苯、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、丙二醇、乙苯、苯乙烯等8种有机物.溶剂型和水性涂料的VOCs产生系数分别为0.72和0.31kg/kg；溶剂型和水性涂料2014年VOCs排放系数为0.64和0.29kg/kg，2018年为0.48和0.21kg/kg.

模拟废印刷线路板（WPCB）的热拆解过程，分析热拆解过程中的挥发性有机物（VOCs）组分；利用真实溶剂似导体屏蔽（COSMO-RS）模型对浓度较高的污染物进行量子力学模拟，研究离子液体（ILs）组成单元对目标污染物溶解度的影响差异，分析溶解过程中主导分子间作用力类型，确定优选吸收剂；测定不同溶剂进行溶解性，验证模型适用性.结果表明：①乙酸乙酯和环戊酮是浓度较高的VOCs组分，在240和250℃时浓度分别为43.1，153mg/m³和105，252mg/m³，质量百分比总和分别为76.3%和67.3%.②高表面屏蔽电荷密度分布峰、长烷基链阴阳离子和亲电基团的存在可提高乙酸乙酯和环戊酮在ILs中的溶解度.双三氟甲磺酰基亚胺盐（NTf₂^-）类ILs是一类优良吸收剂.静电力和范德华力对溶解过程起主导作用.③COSMO-RS模型可定性和半定量用于预测乙酸乙酯和环戊酮的溶解度.

介绍了一种用于气溶胶生成机制研究的流管反应器（Jiao-FTR，J-FTR）的设计及表征.借助计算流体力学（CFD）模拟和实验测定，表征了不同进气结构和实验条件下反应器内流场的发展及稳定，移动进气管的喷射效应以及气体和颗粒物在反应器内的平均停留时间.结果表明，预混合段进气方式，主流流量，移动进气管结构及注入流量对J-FTR的流场发展以及气体和颗粒物的停留时间具有较大影响；J-FTR的预混合进气段具有使主流快速过渡为层流的优势，在对称进气条件下，当主流流量不超过8L/min，气流在进入主反应段之前可发展为稳定的层流；当移动进气管使用大内径的直管或径面十字型结构时，可以有效减小或避免移动进气管的喷射效应.以上结果不仅可为使用J-FTR开展大气化学和气溶胶生成机制研究提供重要的实验指导，也可为其他研究者设计FTR，进行流管实验提供借鉴.

为揭示中国O₃浓度的时空格局及聚集变化规律，通过对2016~2018年全国338个城市1144个监测站点的O₃浓度观测数据，使用空间插值及空间自相关等方法进行分析研究.结果表明：2016~2018年全国O₃浓度（第90百分位数）总体呈现上升趋势（由2016年的141.54μg/m³上升到2018年的153.21μg/m³），污染态势逐年加重，且华北及长江中下游等人口稠密地区O₃浓度最高，O₃浓度的空间分布呈现显著的聚集性和相似性规律，且聚集性逐年增强，O₃浓度的年聚集区主要呈现北高南低的分异，高高值聚集区主要集中在北方（城市占比22.19%~29.59%），低低值聚集区则主要集中在南方（城市占比15.98%~22.19%），此外，O₃浓度高高值聚集区与低低值聚集区空间分布的季节变化规律以顺时针周期性变化为主：3a来，春季集聚区分布与年集聚情况相同，夏季高高值，低低值聚集区逐渐向西扩大聚集范围，秋季则顺时针转变为东高西低的分异情况，随后高高值（低低值）聚集区沿顺时针方向南（北）移动，到冬季则转变为南高北低的空间分异情况.

利用大气O₃探测激光雷达在深圳市东部生态区和西部城区同步开展垂直观测，探究了2018年深圳市O₃立体分布在秋季光化学污染活跃期至冬季非活跃期的演变过程.结果表明：光化学反应活跃的10月，东部地面O₃浓度相对于西部地面高出约128%；地面向上至450m，O₃浓度在东部生态区发生快速降低，而在西部城区由于存在“滴定效应”，O₃浓度随高度升高而升高；450m~2km，东、西部O₃浓度均随高度升高而降低，西部城区O₃浓度水平超过东部生态区约30%；2km以上高空，东、西部O₃浓度趋同（70μg/m³），并保持稳定，为具深圳市秋季O₃污染过程提供了较高的大气背景浓度.高污染期间，深圳市大气边界层内O₃浓度变化较为一致，西部高空的O₃区域传输作用更加显著.秋季至冬季光化学反应逐渐减弱，深圳市O₃浓度的水平和垂直空间差异逐渐减小，冬季的深圳市O₃污染基本受大气背景控制.

选取超高交联吸附树脂（H-resin）和大孔吸附树脂（M-resin）作为吸附剂，采用固定床吸附法研究了单、双组分的正戊烷和环己烷在2种不同孔结构吸附树脂上的吸附穿透特性.结果表明：2种吸附树脂对正戊烷和环己烷的吸附主要依靠色散力作用，吸附树脂对摩尔极化率大的环己烷有更优秀的吸附能力.双组分吸附实验中，由于富含微孔的H-resin对不同组分VOCs的吸附作用力差别大，发生环己烷取代正戊烷的现象，并且取代随环己烷浓度升高而更加显著，但吸附温度由30升至50℃过程中，取代现象减弱.M-resin的孔主要分布在中、大孔区，对环己烷和正戊烷的吸附作用力相近，因而正戊烷和环己烷在M-resin上始终为共同吸附.

利用2015~2018年哈尔滨市臭氧（O₃）监测数据，与其他典型城市进行对比，详细分析了哈尔滨市O₃的时间和空间分布特征，及其与气象要素的关系。结果表明：哈尔滨市2015~2018年O₃污染程度比北上广及长春，沈阳，大连等城市轻；哈尔滨市O₃污染具有明显的季节特征，春夏季O₃超标率大于秋冬季；月变化趋势呈现倒“U”型，O₃高值集中在5~7月；日变化为单峰分布，在13：00~15：00时浓度维持在全天高值； O₃浓度表现为“周末效应”，工作日O₃浓度略高于周末；空间分布特征表明：哈尔滨市外围郊区O₃浓度普遍高于内围市区；在O₃污染高发的5~7月，太阳辐射强度在800~1200W/m²、气温越高、风速越大和相对湿度越小，O₃超标率越高。

结合天气形势，地面观测资料和WRF-CMAQ模式，分析了2017年7月8~15日成都市一次罕见持续O₃污染过程的特征及成因，量化了各个物理化学过程对此次污染过程的相对贡献，并通过敏感性实验分析了四川盆地内O₃及其前体物的区域传输和本地光化学反应对此次污染过程的影响.结果表明，此次O₃持续污染过程主要是因为四川盆地内盛行偏东风，导致盆地东部城市群的O₃及其前体物经区域输送到成都及周边地区，加之成都市出现小风、气温升高等气象条件进而形成，属于典型的传输性爆发污染.持续污染形成的主要物理化学机制体现为日间气相化学过程贡献为稳定的正值，加之输送过程贡献出现爆发式升高，进而导致近地面O₃小时净增量迅速上升且高达50μg/（m³·h），随之O₃浓度迅速响应，产生爆发式增长.此外，敏感性实验结果显示此次成都市O₃持续污染的形成受区域输送影响较受本地光化学反应影响更为明显.O₃污染爆发前上游地区高浓度O₃及其前体物沿流场输送并在成都及周边地区不断积累，导致日间O₃浓度不断升高.

利用Aura卫星搭载的臭氧观测仪（OMI）反演的对流层NO₂柱密度数据，分析了自2005年以来粤港澳大湾区（GBA）对流层NO₂柱密度的空间分布特征、时间变化趋势及其影响因素.研究结果表明GBA对流层NO₂柱密度从2005~2018年呈减少的趋势，每年递减约为2.8%.小波系数显示时间演化过程中存在9个月的主振荡周期，冬季浓度较高，夏季较低.人为排放和各种自然因素，导致了GBA对流层NO₂柱浓度月变化在时间和空间上存在明显差异，最小值和最大值分别出现在6和12月，多年平均值分别为3.9665×10¹⁵和12.3423×10¹⁵molec/cm².NO₂在空间分布上呈现明显的空间分异特征，冬季12月最明显.NO₂污染严重的高值区主要出现在中部地区，如广州市、佛山市和中山市，最大的对流层NO₂柱密度可达18.8306×10¹⁵molec/cm²，大约是周边地区的3 倍，且高污染区域向四周逐渐扩散，连成一片.低值区主要在北部的肇庆市和东部的惠州市，多年平均的对流层NO₂柱密度约为7.1400×10¹⁵molec/cm².对流层NO₂柱密度的增长率在不同区域的变化趋势呈现明显的差异，变化范围为-15×10¹⁵~6×10¹⁵molec/cm²，增长率百分比范围为-65%~65%.出现增长的地区主要是肇庆市北部和惠州市东部的低值区；对流层NO₂出现明显减少的区域集中在中部的高值区，减少量最大的地区为广州市、佛山市和中山市交界处.

基于环保检测数据，提出“里程-车龄”曲线用以获取满足“车辆类型-燃料种类-排放标准”三级分类的精细化年均行驶里程.使用《道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南（试行）》推荐值、车辆类型均值、“里程-车龄”曲线3种方式获取年均行驶里程并分别建立排放清单，发现年均行驶里程的本地化与精细化可以极大降低行驶里程不确定性对排放清单准确性的影响.采用精细化年均行驶里程，计算得到青岛市2017年机动车CO、VOCs、NO_x、PM₁₀、NH₃和SO₂的排放量分别为7.07，1.14，2.84，0.10，0.08和0.08万t.分析排放构成可知，老旧车淘汰在当前仍可作为青岛市机动车排放治理的有效举措.结合路网信息与交通数据，得到0.01°×0.01°高时空分辨率网格化排放清单.结果表明，青岛市机动车排放分布在不同时段变化明显.以NO_x为例，排放的早晚高峰分别出现在8：00与17：00，占到了全天总排放的8.17%和7.53%.同时，排放分布存在着空间异质性，排放从城市中心至边缘呈逐渐降低趋势，沿高速路呈明显带状分布.

利用清单方法核算了1980~2016年长江经济带农业源非二氧化碳（CO₂）温室气体的排放总量和排放强度，分析了不同经济发展情景和农业-环境脱钩状态下长江经济带2030年和2050年的排放情景.研究表明：时间维度上，1980~2016年长江经济带农业源非CO₂温室气体排放总量呈上升趋势，从0.26Gt CO₂-eq上升到0.32Gt CO₂-eq；2030年和2050年在高情景和中情景2种情景下，长江经济带农业源非CO₂温室气体排放量不会达峰，江苏、湖南、重庆、云南、湖北和安徽等六省（市）的单位农地面积排放强度将增加；3种情景下，四川始终为单位农地面积排放强度较低的地区.

以固定化微藻颗粒为原料，通过搭建流化床反应器强化微藻对氨氮（NH₄⁺-N）的去除，设计了藻种、污水上升流速、光周期和光照强度四组单一变量实验，系统地研究了不同条件下微藻去除NH₄⁺-N的能力.结果表明，当以固定化斜生栅藻为原料、污水上升流速为6.8m/h、光周期为8：16h和光照强度为4800Lux时，NH₄⁺-N去除效果最优（96.7%）.在最优操作条件下，探究了COD为200mg/L时微藻去除NH₄⁺-N的潜力，结果表明，当NH₄⁺-N初始浓度不高于50mg/L时，NH₄⁺-N去除率高于95%.本实验建立了一套半连续微藻流化床实验方法，该方法显著减弱了微藻在生物同化过程中对有机碳源的依赖性，为低COD条件下微藻生物脱氮工艺的设计提供了技术参考和理论基础.

为分析盐度对硝酸细菌（NOB）活性的影响及其动力学特性，本文采用高浓度亚硝态氮污水富集培养NOB.对NOB富集污泥进行荧光原位杂交技术（FISH）分析表明Nitrobacter占细菌总数的（81%±6%）.污泥的最大比亚硝态氮氧化速率为（42.5±0.9）mgN/（gVSS·h）.用此污泥考察了盐度对NOB活性的影响，并测定了盐度为10g/L时NOB的动力学参数（Ko、K_S）.结果表明，与盐度为0g/L时的NOB活性相比，盐度为15g/L时NOB活性降低了3.3%；盐度为10和20g/L时的NOB活性分别降低了11%.盐度为10g/L时，NOB的最大比亚硝态氮氧化速率为（37.9±0.7）mgN/（gVSS·h），氧的半饱和常数K_o值为（1.51±0.06）mg/L，底物（亚硝态氮）半饱和常数K_S值为（6.06±0.15）mg/L，Ko、K_S测定值均高于ASM2模型中氨氧化细菌（AOB）推荐值.盐度对NOB的抑制降低了最大比亚硝态氮氧化速率，对氧传递和底物（亚硝态氮）传递均存在影响.

为揭示碳氮比（C/N）对硝化过程影响的机理本质，试验以人工模拟废水为研究对象，采用4组平行的SBR（R₀、R₅、R₁₀、R₁₅）反应器，基于16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术，考察了4种C/N（0、5、10、15）对硝化过程功能微生物组成和结构特征的影响.结果表明：4种C/N条件下，系统均获得了较好的去除氨氮（去除率>95%）和COD（去除率>90%）效果，TN也有不同程度的降低.此外，C/N会显著影响系统内微生物的多样性、种群结构和功能.R₀系统Chao1指数（922）、ACE指数（1232.4）、Shannon指数（6.76）和Simpson指数（0.96）均最大，故微生物多样性最丰富，而R₅的物种丰富度最低.在微生物门水平上，变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌门（Cyanobacteria）等9个相对丰度较高的门是重要的微生物门，其中变形菌门（Proteobacteria）约全部微生物的40.7%~65.2%，是4个系统中最优势的菌门.硝化过程的关键菌群亚硝化单胞菌科（Nitrosomonadaceae）及硝化螺旋菌属（Nitrospira）的相对丰度表现出随着C/N升高而急剧降低的趋势.基于LEfSe分析共获得了34组具有显著差异的微生物，从而得到了每种C/N条件下在微生物学分类水平上的菌群关键生物标记物.

采用不同活性恢复手段研究了短期低温（20d，15℃）储存及常温（25℃）低负荷运行后，CANON-MBBR反应器的活性恢复效果.结果显示，CANON悬浮载体经短期低温储存后，通过先恢复温度后缓慢提高进水负荷的方式可使其TN去除负荷恢复率达到102%.若在温度未恢复的基础上直接将进水负荷提升至原水平运行，CANON悬浮载体生物膜将无法维持正常的EPS含量而易发生脱膜现象，致使TN去除负荷恢复率仅为84%.另外，系统有一定基质浓度的基础上，经过25d常温（25℃）低负荷SBR运行后，通过同样的恢复手段可使TN去除负荷恢复率达到96%.通过微生物菌群分析，确定CANON-MBBR系统中功能微生物优势菌属分别为Nitrosomonas和Candidatus Kuenenia，采取合适的恢复手段使系统进入稳定运行阶段后，两者丰度均可分别达到11%以上及27%以上，且悬浮载体脱膜并未对微生物组成造成明显影响.

氧化亚铁硫杆菌（A.ferrooxidans）介导的生物矿化方法促使可溶性Fe向次生铁矿物转变对酸性矿山废水（AMD）治理具有重要意义.化能自养菌A.ferrooxidans易受水流冲击而流失，常采用固定化方式来提高菌密度，从而保证较高的Fe²⁺氧化和成矿速率以满足实际需要.本研究在相同初始条件下（pH=2.30、Fe²⁺浓度4.48g/L、A.ferrooxidans密度8×10⁶cells/mL）生物合成固定有A.ferrooxidans的施氏矿物、黄钾铁矾和黄铵铁矾，比较矿物溶解前（固定态）和溶解后（游离态）A.ferrooxidans的Fe²⁺氧化性能，并分析各矿物对A.ferrooxidans的固定能力.结果表明，生物成因次生铁矿物干重排序为施氏矿物（0.24g） < 黄铵铁矾（0.35g） < 黄钾铁矾（0.67g），但矿物固定A.ferrooxidans的能力却依次为施氏矿物 > 黄铵铁矾 > 黄钾铁矾.以游离态A.ferrooxidans的Fe²⁺氧化速率作为参比，推算出本研究所得施氏矿物、黄铵铁矾、黄钾铁矾固定A.ferrooxidans的有效生物量依次为5.33×10⁷~ 5.33×10⁸，5.72×10⁶~5.72×10⁷，6.35×10⁶cells/g（干基）.次生铁矿物载体有效生物量不仅直接影响AMD体系中Fe²⁺氧化速度，也间接决定了总Fe的矿化去除效果.

为了实现低C/N实际废水的快速、经济、高效脱氮，采用硫代硫酸钠联合硫铁矿处理生产抗生素的生化尾水，探讨该系统的脱氮性能及处理实际废水的可行性和稳定性，并采用高通量测序揭示系统内微生物群落.本文利用了3个完全相同的反硝化滤柱反应器，分别按照硫代硫酸钠投加量为理论计算量的1倍、0.75倍、0.5倍，对应填充200、400、400mL的硫铁矿.结果表明：HRT为0.75h时，前2个反应器对NO₃^--N的去除率依然保持在72%以上，而第3个反应器脱氮性能较差；3个反应器出水pH值基本在6.8 ~ 8.0之间，适宜硫自养微生物生存，无需额外补充碱度；硫代硫酸钠相比于硫磺，既可随时补充，又避免浪费，同时能改善微生物与电子供体之间的传质并减缓系统堵塞现象；3个反应器的功能菌属是Sulfurimonas和Thiobacillus，两者之和在3个系统中所占比例分别为27.32%、25.37%、18.4%.

在两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱（BS）修饰膨润土的基础上，采用双子型阳离子修饰剂乙撑基双十四烷基二甲基氯化铵（EB）对其进行复配修饰，以批处理法研究了不同修饰比例、温度、pH值和离子强度条件下，BS+EB复配修饰膨润土对Cr（VI）的吸附规律和热力学特征，并通过吸附Cr（VI）前后BS+EB复配修饰膨润土的红外光谱和表面电荷探讨了其吸附机制.结果表明，与BS两性修饰膨润土比较，EB复配修饰显著增强了其对Cr（VI）的吸附能力，吸附量增加了2.02~27.25倍，30℃时吸附量呈现BS+150EB（BS和150%比例的EB复配修饰膨润土） > BS+100EB > BS+50EB > BS+25EB > BS > CK（膨润土）的趋势，对Cr（VI）的吸附量随EB修饰比例增加而上升.CK、BS修饰膨润土对Cr（VI）呈现自发、熵增和焓增的特征，而BS+EB复配修饰膨润土对Cr（VI）吸附量随着温度的升高而降低，呈现出增温负效应.随着pH值的升高、离子强度增加，各供试土样对Cr（VI）的吸附量逐渐降低.红外光谱和土壤表面电荷结果证实电荷引力是BS+EB复配修饰土吸附Cr（VI）的主要机制.

采用磷酸作为活化剂对黍糠生物炭进行改性，得到富含活性官能团的功能性生物炭（fCBC），并将其作为硫化锰（MnS）的载体，最终成功制备出硫化锰负载的磷酸改性生物炭（MnS-fCBC），可用于水体中镉（Cd）的高效去除.系统评价了初始浓度、初始pH值以及MnS-fCBC投加量对于吸附反应的影响. MnS-fCBC表现出优越的吸附Cd的能力，在初始Cd浓度为200mg/L、pH=6和投加量1g/L的条件下，MnS-fCBC对于Cd的吸附容量最大，达145.15mg/g.吸附反应受pH值影响显著，在偏酸性条件下能取得较好的去除效果.通过X射线衍射仪（XRD）和拉曼光谱仪（Raman）对MnS-fCBC进行结构表征分析，结合批次试验探讨了Cd的去除机理.结果表明，表面络合和化学沉淀是Cd去除的主要机理.材料的回用性能试验显示，在5次循环使用后，材料依然有较高的Cd去除能力，表明其具有较高的可重用性.因此，MnS-fCBC可作为一种高效的Cd吸附剂，应用于含Cd废水处理.

为探究典型奶牛养殖场沼液中类固醇雌激素的排放特征，采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱（SPE-HPLC-MS/MS）分析方法，对重庆市某奶牛养殖场厌氧池和好氧池出水中类固醇雌激素进行夏、秋、冬3季连续监测.结果表明：类固醇雌激素（含雌酮；17α-雌二醇；17β-雌二醇；雌三醇；硫酸雌酮）在厌氧池和好氧池出水中总浓度分别在347.28~2117.65ng/L和10.75~1070.00ng/L之间，其中厌氧池出水以雌酮（E1）、17α-雌二醇（17α-E2）和17β-雌二醇（17β-E2）为主，好氧池出水以E1和17β-E2为主.研究显示：好氧处理对E1、17β-E2、17α-E2的平均去除率达85.70%、56.82%、57.32%，厌氧处理可有效去除硫酸雌酮（E1-3S）.在微生物作用下，厌氧和好氧处理均存在E1、17α-E2和17β-E2的相互转化，但雌三醇（E3）的低检出率则显示体系中雌激素转化为E3的比例较低.对雌激素活性（EEQ_95th）的评估显示厌氧-好氧处理后雌激素活性平均降低70.34%，但沼液的雌激素生态环境风险仍不可忽视，需持续观察及研究.

以二溴硝基甲烷为研究，采用单一控制变量法研究了光照强度、初始物浓度、自由氯、溴离子、pH值等影响因子对二溴硝基甲烷光降解的影响，探讨了二溴硝基甲烷的光降解动力学规律.结果表明：二溴硝基甲烷在紫外光条件下的降解遵循一级反应动力学规律，其光降解效率随二溴硝基甲烷初始浓度的增加而减小，随光照强度和pH值增加而增加；溴离子的存在能促进二溴硝基甲烷的光降解；添加自由氯能够显著加快二溴硝基甲烷的光降解效率，并且会使二溴硝基甲烷在光降解的过程中转化为以一溴一氯硝基甲烷为主的其他卤代硝基甲烷.此研究结果可为水处理过程中控制二溴硝基甲烷的形成、降低水质安全风险提供参考.