东江沉积物-水界面氮素迁移转化的影响因素

对东江东莞河段上覆水及底泥氮素的分布特征进行研究.采用室内土柱模拟实验方法,分析水体中和底泥-水体中氮素的转化过程,探讨环境因素对水体中氮素迁移转化的影响.试验结果表明,东江东莞河段总氮质量浓度范围为2.13~4.48mg/L,硝酸盐氮是主要的污染物存在形态,占总氮的64.9%;沉积物是水体氨氮的源,是酸盐硝氮和亚硝酸盐氮的汇;光照和扰动都能够降低氨氮的质量浓度;温度和初始pH值越高,越有利于氨氮的转化.     

固定化微生物对湖塘底泥有机污染的减量化

为研究湖塘上覆水体COD浓度与底泥有机污染物释放之间的关系,采用固定化微生物技术(IM)原位修复湖塘底泥,在实验室模拟条件下通过改变固定化微生物载体柱的设置位置、上覆水溶解氧以及上覆水p H,探讨了IM技术的最佳工艺条件;然后以湖塘水为上覆水,在最佳条件下进行验证实验,了解上覆水及底泥修复情况,并采用GC-MS技术分析修复后沉积物中有机污染物的降解情况。结果表明:最佳工艺条件为:将载体柱设置在泥水交界面,并且上覆水的溶解氧浓度和p H值分别为6 mg/L和7。最佳工艺条件下,经过一个月的原位修复,IM组上覆水水质由劣Ⅴ类变成了Ⅲ类,而对照组为Ⅳ类;同时IM组底泥的总有机质去除率达到33. 4%,并且GC-MS结果显示,与对照组相比经修复,IM组底泥样品中各种类型有机物的浓度均显著降低。     

水体扰动对黑臭河道内源氮营养盐赋存形式的影响

设计了一套模拟河道底泥再悬浮装置,设定4个不同水体扰动强度的工况以及1个不扰动对照组,测量了不同水体扰动强度产生的流速以及溶解氧(DO)浓度变化情况,并据此计算出不同工况的雷诺数(Re).研究了不同扰动强度下氨氮、亚硝氮、硝氮和总氮在上覆水、浮泥层间隙水和黑泥层间隙水中的迁移转化规律.结果表明:不同曝气扰动强度引起不同溶解氧梯度分布,并导致底泥中内源氮营养盐赋存形式之间的不同转化途径,其中流速为28.8～32.0cm/s时,Re为1810～2113,DO平均值为5.08～7.50mg/L,上覆水中氨氮和总氮去除效果最好,表明曝气扰动对底泥内源氮中氨氮和总氮的转化行为影响最大.与不产生曝气扰动时相比,由于曝气复氧作用,浮泥层呈现较高的亚硝氮和硝氮浓度,这导致二者分别向上覆水和黑泥层扩散.对于扩散至黑泥层的亚硝氮和硝氮,会在缺氧或厌氧环境的黑泥层中进一步通过反硝化或厌氧氨氧化途径实现对内源氮的完全脱除.     

底泥对藻源型局部黑臭水体形成的影响

在太湖局部黑臭水体易发区域竺山湾采集太湖原水、蓝藻及底泥,通过配置"底泥+湖水+蓝藻,湖水+蓝藻,底泥+湖水"三不同的试验系,监测试验过程中水体物化环境指标、致臭致黑物质及水体常规指标的变化特性,分析底泥对局部黑臭水体发生的作用.结果表明,在静态条件下,藻密度为1.0×108 cells/L的藻水中,底泥会使得黑臭水体提前发生.在致臭物质产生方面,底泥促进了典型致臭物二甲基三硫醚(DMTS)的形成及进一步转化.在致黑物质产生方面,底泥促进了硫化物的形成,增加了上覆水中硫化物及Fe2+的浓度,使得水体提前发黑,且发黑程度加重.水体发黑期间,有底泥的藻水较无底泥的藻水中硫化物与Fe2+浓度分别增加0.63mg/L和0.10mg/L.高密度蓝藻堆积消亡使得水体形成的厌氧强还原环境,诱使底泥中的营养盐等向上覆水体释放,使得水体环境急剧恶化.     

常州市缓流水体循环净化研究

随着城市经济的快速发展,多数城市河流均受到不同程度的污染.为了探讨缓流水体循环净化技术,采用外循环技术对受污染的常州市景观河流进行了研究.实验进行了430余天.结果表明:河道总氮由8.2 mg/L降至0.2 mg/L,氨氮由7.13 mg/L降至1.55 mg/L,化学需氧量由40 mg/L降至12.3 mg/L,总磷由1.14 mg/L降至0.37 mg/L.该景观河水质指标除总氮外,其余均基本达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)IV类标准.     

城市黑臭河道生态修复集成技术研究

该研究以南京市某黑臭河道为例,通过对其污染现状的综合分析,采用微纳米曝气—固定化微生物—浮岛滤床一体化生态修复集成系统分别从水体增氧、微生物负载增殖、植物吸收降解、填料吸附等途径对黑臭水体进行全面水质净化,使处理后河道水体消除间歇性黑臭,水体DO提高2～3mg/L,部分水质指标达到或优于地表V类水标准。     

高铁与纳米二氧化钛光催化协同氧化作用的研究的研究

为加强高铁酸盐氧化能力,研究了高铁与纳米二氧化钛在紫外光下联用对难降解有机物苯酚和氨氮的去除效果.分别研究了单独高铁,单独纳米TiO2以及高铁酸盐与纳米TiO2光催化联用对水中苯酚和氨氮的去除效果.结果表明,单独高铁在高铁与苯酚质量比是30∶1,溶液pH值是4.0,反应时间为30min时,对浓度为10mg/L的苯酚溶液去除率高达96.73%.单独高铁在高铁与氨氮质量比为14∶1时,溶液pH=9.0,反应时间为90min时,对浓度为50mg/L的氨氮溶液去除率最高可达75%;单独纳米二氧化钛在紫外光催化下处理50mg/L氨氮溶液时,在最佳条件为:pH＝9.0,温度为室温,反应时间为30min,纳米二氧化钛为40mg时,氨氮的去除率为82.8%;在单独纳米二氧化钛的条件下,当体系中加入2mg高铁时,即实施纳米二氧化钛与高铁联用,氨氮的去除率为97.5%,比单独高铁和单独二氧化钛分别提高了7.8%和22.5%.结果说明,高铁与纳米二氧化钛光催化体系存在协同氧化效应.     

水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例, 考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下, 总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器, 探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果, 并运用高通量测序技术, 分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明, 温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累; 水体扰动会加速底泥中氮素释放, 且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比; 溶解氧对底泥氮素释放有显著影响, 曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后, 反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势; 在反应器运行的第65天, 底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%, 底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构, 发现底泥中Proteobacteria, Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加, PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。     

乡镇生活污水水体高效氨氮降解菌株的筛选

从接纳生活污水河道的水体和污泥中富集筛选出1株对氨氮降解率相对较高的菌株A6(水),并研究了环境因素对该菌株降解氨氮能力的影响.结果表明,在pH值7.5、温度30℃、废水氨氮质量浓度200 mg/L时,对氨氮的去除效果较好,氨氮降解率达到67.17％.     

沉积型微生物燃料电池对 模拟湖泊水中磷的去除

沉积型微生物燃料电池(SMFC)是借助于沉积物中具有电化学活性微生物的催化作用,氧化沉积物中有机物以获得电能的一种装置,它具有用于淡水水体的原位修复的潜力.以湖泊底泥为阳极底物,含磷模拟配水为阴极液,构建了SMFC系统,研究了其产电性能及其对水中总磷去除的影响.结果表明,构建的SMFC系统可成功产电,运行22 d后输出电压达到最大值0.28 V(外电阻为1 000Ω).稳定运行期间,底泥烧失量由4.42%降低至1.91%;底泥氧化还原电位显著提高,由初始的-254 m V上升至-183 m V;溶液p H由初始的6.02上升至7.34;水中总磷浓度由10 mg/L降低至0.13 mg/L,这可能与SMFC使底泥电位、p H升高有关.     

沉积物团聚体稳定性和总磷释放特征

沉积物内源磷释放会对水体造成二次污染,研究表明沉积物团聚体的稳定性与水体污染关系密切。以秦淮河石头城的沉积物为研究对象,探究沉积物总磷释放与团聚体稳定性的关系以及影响总磷释放和团聚度的因素。结果表明,不同pH值的上覆水,沉积物总磷释放浓度最大可达0.91 mg·L-1,一定时间内团聚度下降最大幅度为27.27%;沉积物有机质含量越高（1.0%）,总磷释放浓度和团聚度最大下降幅度越小（分别为1.48 mg·L-1和62.84%）,;扰动强度越大（200 r·min-1）,总磷释放浓度和团聚度下降最大幅度越大（分别为2.32 mg·L-1和65.23%）。颗粒内扩散模型和Boxlucasl模型的拟合结果表明沉积物释放总磷过程中,总磷释放量越大,团聚度越小;颗粒物理吸附-解吸作用比沉积物颗粒的扩散作用强;有机质在沉积物释放总磷过程中起着重要作用,且对沉积物团聚度有着重大影响。     

Degradation of organic matter in the sediments of Hongfeng Reservoir

In this work, the distribution of organic carbon, DNA and lipids in the sediments of Hongfeng Reservoir were described in addition to SO4^2- profile in pore water. The contents of organic carbon in the sediments range from 23.3 to 76.8 mg·g^-1, with the peak value appearing at the depth of 8 cm bellow the sediments water interface （SWI）, and tend to decrease gradually with sedimentation depth. The concentrations of SO4^2- decreased from 40.50 mg·L^-1 to 12.00 mg·L^-1 at SWI in top 4 cm sediment, and was kept at 12.0 mg·L^-1 bellow that depth. Newly produced organic carbon can be conserved as long as 14 years in the sediments. The contents of DNA were relatively high in top 9 cm surface sediments, as revealed by agarose gel images, close to those of organic carbon and sulphate reduction index （SRI）. This study shows that bacteria played an important role in organic matter degradation; SO4^2- is the primary electron acceptor under anaerobic condition in this reservoir; DNA in the lake sediments can provide important information for the study of cycling of nutrient elements in the lake.     

交替式A~2/O系统碳源量对去除氮磷途径的影响

采用市政污水研究进水碳源含量不同时交替式A2/O工艺去除氮磷的途径以及效果.调控进水COD浓度分别在150、200、300、400 mg.L-1左右,氮磷浓度不变,跟踪厌氧池与缺氧池内NO3--N与总磷(TP)的变化规律.实验结果显示,几种进水水质下,系统都具有优良的除磷脱氮性能;进水COD在300、400 mg.L-1时,缺氧池内NO3--N浓度始终低于1 mg.L-1,而TP浓度由于推流作用逐渐上升,系统主要通过反硝化异养菌利用外碳源进行反硝化作用去除NO3--N;进水COD在150、200 mg.L-1时,缺氧池内TP浓度一直较低,有反硝化聚磷现象,表明交替式A2/O系统内存在专性好氧聚磷菌与反硝化聚磷菌.     

轮叶黑藻腐解过程营养物质释放及微生物胞外酶活性变化规律

通过轮叶黑藻腐解模拟试验,分析了底泥和砂石2种基质条件下营养物质释放和微生物胞外酶活性变化特征。结果表明,试验结束时底泥组和砂石组的轮叶黑藻质量损失率分别为64. 62%和62. 15%。植物腐解过程释放的营养物质使得水体溶解氧含量迅速降低,TN、TP质量浓度迅速增加。试验结束时(146 d),上覆水体的水质基本恢复初始水平。水体有机质在56 d以色氨基酸类蛋白质为主,之后逐渐以类富里酸和类腐殖酸类物质为主。植物腐解过程与微生物胞外酶活性具有一定的响应关系,跟水体水质及植物本身的特性相关。纤维素酶、蔗糖酶密切相关(r=0. 70,P0. 05),且受植物TOC和水体TN的影响,过氧化氢酶与水体的DO和EC相关(P0. 05),碱性磷酸酶及脲酶则分别受TP和NH_3-N的抑制调节(P0. 05)。     

淮河支流西淝河污染物质负荷输出特征

淮河污染物质主要来源于各小流域支流,因此研究支流污染物质输出特征对淮河的污染物质减排和水质管理具有十分重要的科学意义。研究选取淮河支流西淝河为研究对象,于2018年1～12月期间对流域出水口断面水量、水质（CODMn、TN和TP等）进行高频次的同步监测,分析污染物质的负荷特征。监测和数据分析分雨期和非雨期进行,其中雨期为3～9月,非雨期1、2、10、11、12月,汛期主要为5～9月。研究结果表明,西淝河出流CODMn浓度变化范围是2.8～10.2 mg·L-1,年均值5.4 mg·L-1,TN浓度变化范围是0.82～3.80 mg·L-1,年均值2.04 mg·L-1,TP浓度变化范围是0.01～0.34 mg·L-1,年均值为0.11 mg·L-1。西淝河流域污染物质输出具有明显的季节性变化,CODMn、TP浓度和负荷随时间变化趋势与流量一致,雨期浓度均高于非雨期浓度,在汛期达到最大。TN浓度、负荷随时间变化趋势与CODMn、TP不同,非雨期浓度高于雨期浓度。单位面积上CODMn年出流负荷量为22.9 kg·ha-1,TN年负荷量为8.7 kg·ha-1,TP年负荷量为0.46 kg·ha-1,CODMn和TP、TN负荷量均与流量、浓度成极显著正相关,负荷输出受降雨径流影响较大。     

摇蚊幼虫扰动对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响

生物扰动是影响沉积物-水微界面反应的重要因素,为了明确生物扰动作用对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响机制,从环境微界面角度出发,以摇蚊幼虫为例,借助高分辨率的微电极系统解析沉积物-水微界面O_2、p H、氧化还原电位(Eh)的垂向分布特征。结果表明,摇蚊幼虫的生物扰动作用显著增加了沉积物-水微界面处的溶解氧浓度;降低了上覆水的p H值,提高了沉积物的p H值,且上覆水p H时空变化较大,沉积物p H值变化较小;廊道里O_2增加,使Eh值也相应地提高,而没有生物扰动到的地方Eh值偏低。摇蚊幼虫通过呼吸和摄食作用将富含氧气的上覆水引进廊道,充入的氧气改变了微界面的氧化还原条件。     

RD药剂在尼龙66化工废水处理中的作用研究

通过在A/O系统中投加RD药剂来处理尼龙66化工废水,考察了RD药剂的添加对处理效果的影响.试验结果表明:两套系统,在进水水量由20 L.h-1增加到40 L.h-1,CODcr由555.5 mg.L-1增加到977.46 mg.L-1时,投加RD药剂的工艺系统出水能满足排放标准,出水CODcr为73.76 mg.L-1,去除率达到92.45%,同时出水中氨氮浓度为4.52 mg.L-1,去除率为93.41%,并且系统运行稳定,对冲击负荷的适应能力增强;而没有投加RD药剂的系统出水不能达到排放标准.     

卫河水对太行隆肛蛙蝌蚪红细胞核异常的影响

运用遗传毒理学的方法,研究环磷酰胺和卫河水对太行隆肛蛙蝌蚪红细胞核异常的影响.结果表明:经10 mg.L-1、20 mg.L-1、40 mg.L-1环磷酰胺溶液和10%、30%、50%体积浓度的卫河水处理4、8、12和16 d,太行隆肛蛙蝌蚪红细胞的微核率和总核异常率明显升高;20 mg.L-1环磷酰胺溶液可作为阳性对照;每一处理浓度下,红细胞微核率、总核异常率均在第12 d达到高峰.说明,太行隆肛蛙蝌蚪红细胞微核和核异常实验对监测污染水体中的遗传毒性物质敏感可行;卫河水污染严重,含有较强的遗传毒性物质,应加快对卫河水的治理,以防止其对地下水源的污染.