高效多功能纳米混凝剂的分子设计,作用机理与产业化

项目组针对水处理领域,复杂源水水质及复合污染情况下,传统水处理混凝工艺对微细污染物去除效率低、处理处置综合成本高等问题,在揭示传统混凝药剂形态转化过程及其理化特征演变基础上,通过分子结构设计优化及功能性化学组分的引入,开发了强化电中和效应的高电荷纳米药剂,优化絮体形态的无机-有机复配药剂,提高有机物去除的吸附-混凝耦合药剂等一系列多功能强化混凝新型药剂,构建了针对不同水体的多级絮体的形成与调控、反应过程的优化与监控体系,实现对不同复合污染特征水体的优化混凝技术的个性化设计,形成优化混凝-深度过滤耦合技术体系,有效提升了微细污染物的去除效果。项目所研发的高效多功能纳米混凝药剂与技术成功应用于145个水处理项目,服务人口6685.5万人,效益显著。

欧美国家畜禽养殖业中雌激素管理法规及措施

畜禽养殖业已成为水体中雌激素污染物的主要来源,其危害日益凸显。以欧美雌激素兽药管理为切入点,结合环境中内分泌干扰物的研究方案和管理措施,重点考察欧盟、美国畜禽养殖业中雌激素研究进展及管理、法规体系发展历程,综合分析欧盟、美国组织开展的国际交流、合作研究等工作,明确欧盟与美国在畜禽养殖业雌激素管理法规和措施上的差异,为国内研究者及政府机构开展畜禽养殖业雌激素环境污染控制和管理提供参考依据。

活性羟基铝聚合体形态的Al-Ferron反应动力学与核磁共振光谱分析

依据不同形态结构铝与Ferron络合反应动力学差异,采用Al-Ferron络合反应动力学曲线拟和计算模式将不同温度下（25℃和80℃）制备的不同碱化度（B=0.5-2.5）的羟基聚合铝溶液中羟基铝分成单体铝（Ala）、活性羟基聚合铝（Alb）和惰性凝胶高聚体铝（Alc）3种形态.此外,结合NMR光谱,Alb进一步分成六圆环结构的快速反应聚合铝（Alb1）和以Al13为主体的慢速反应聚合铝（Alb2）.Alb1和Alb2与Ferron络合反应动力学差异明显,动力学常数分别为（1-3）×10^-2和（0.6-3）×10^-3.Al-Ferron络合反应动力学拟和计算模式可替代核磁共振光谱对溶液中的Al13含量进行测定分析.

湖泊水环境承载力研究

以博斯腾湖为实例研究湖泊的水环境承载力,从湖泊水环境承载力的承载媒介(水资源量和水体质量)入手,以湖泊水环境承载力的承载对象(人口、污染物质、人类活动等等)为基础,建立湖泊水环境承载力研究概念模型和量化模型,通过建立湖泊生态需水量模型、湖泊环境需水量模型,结合系统动力学法计算了博斯腾湖的水资源量承载力,结合二维水流——水质模型模拟了湖泊中的污染物质(BOD、TN、矿化度)浓度分布,通过各点浓度分布经过聚合得到整个湖泊不同水位、不同来水频率下的水环境容量、富营养化水平、矿化度水平,而博湖的有机污染加剧、富营养化、矿化度升高正是湖泊水质受损的重要因子,通过这些因子用多目标规划模型得到湖泊的水质承载力。最后,将水资源量承载力和水质承载力结合得到湖泊的水环境承载力,对于湖泊水环境承载力的研究具有重要意义。

类固醇激素的环境行为及其影响因素

类固醇激素作为一类典型的环境内分泌干扰物,具有很强的内分泌干扰作用,对生态和环境危害极大,其主要来源于包括人类在内的脊椎动物的排放,目前已在环境中被不断检出。通过综述进入环境后类固醇激素发生的吸附、降解、迁移等环境行为的特征,从类固醇激素自身的性质和环境暴露量浓度、环境中的有机质、矿物质以及环境介质的理化性质、共存的有机污染物和微生物等方面对其影响因素进行了归纳和总结。

天然类固醇雌激素源解析、环境行为及其污染控制

天然类固醇雌激素是一种在生物体内具有极强雌激素效应的内分泌干扰物,其在环境中的广泛存在严重影响野生动物尤其是鱼类的正常生长和发育,对环境生态系统所产生的破坏也日趋严重,然而其危害依然没有引起足够的重视。文章研究在阐述天然类固醇雌激素基本理化性质和环境存在形态的基础上,解析其在人类和畜禽的环境来源,分析其在地表水和地下水的污染状况以及环境迁移和生物积累等环境行为,并综合探讨了现今较为常见的如活性污泥法、光降解法以及微滤、纳滤和反渗透等与天然类固醇雌激素相关的污染控制技术,以期为天然类固醇雌激素的毒理性质、污染现状及相关控制方法的深入研究提供支撑。在此基础上,提出深入天然类固醇雌激素微量检测技术研究、加强国家行政管理层面上的污染控制等已十分急迫。

海河流域水体沉积物中多氯联苯污染特征及风险评价

截至目前,尚没有研究从流域尺度系统分析海河流域水体沉积物中多氯联苯(PCBs)的污染特征及风险水平。以海河流域7大河系及典型湖库为研究对象,基于文献中PCBs的数据统计,从流域尺度探讨了不同水体沉积物中PCBs的组成和其空间分布特征,并利用潜在生态危害指数法和毒性当量法评价其生态风险。结果表明,海河流域水体沉积物总PCBs污染呈"北高南低"趋势。二氯联苯至十氯联苯在海河流域中都有不同程度的检出,主要以低氯原子数的二氯联苯至五氯联苯为主。海河流域沉积物中PCBs毒性主要取决于PCB-126和PCB-169。两种生态风险评价方法评价结果存在一定的不确定性,需将两种方法结合,进行综合判断。

海南省城镇污水处理厂污泥处理处置现状研究

采用实地调研与典型样点采样分析相结合的方式,探讨海南省城镇污水处理厂污泥产生、处理、处置现状,并提出针对性对策建议。受污水收集系统尚不完善、雨水冲击影响,海南省城镇污水处理厂污泥产生量普遍较低。污泥处理主要是以带式压滤机等机械脱水为主,处理工艺较少。处置方式目前主要以农用和填埋为主,且多数污水处理厂缺少泥质检测,存在资源化利用环境风险。整体上,海南省污泥泥质较好,但处理后污泥含水率、粪大肠菌群菌值、有机质、pH等指标仍不满足处置方式要求,需进一步进行稳定化、无害化处理。

海南省城镇污水处理厂污染物减排特征分析

在对海南省21家城镇污水处理厂进行实地调研的基础上,分析了该省城镇污水处理厂采用的主要工艺类型及其特征、进出水水质、污染物减排效率。分析结果显示,海南省城镇污水处理厂多数为中型规模,采用的污水处理工艺以厌氧—缺氧—好氧(A/A/O)、氧化沟为主;各污水处理厂的污水来源较为单一(以生活污水为主),在污水收集方面,尚未实现雨污分流;各污水处理厂的进水水质总体良好,进水中的污染物浓度普遍较低;出水水质也均较好,各指标的出水平均浓度基本可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准,有的指标甚至还能达到GB 18918—2002一级A标准;多数污水处理厂对各污染物的去除率都较高,污染物的去除率受进水水质的影响较大,其次是受污水处理工艺的影响。

海河流域分水系河系污染特征分析

基于2000—2013年海河流域水质数据,采用统计分析方法,从海河4大水系、7大河系角度探讨了流域水体污染特征及演变趋势。结果表明,各水系之间的污染特征存在显著差异。由北向南水系水质逐渐变差,其中徒骇马颊河水系水质最差,评价年份中几近100%河段处于劣于Ⅲ类。流域北部水质相对较好。海河北系及滦河和冀东沿海诸河约有40%~70%的评价河长水质达到、优于地表水Ⅲ类。整体上,海河流域污染形势依然严峻。

北京市农村污水处理现状、问题及发展建议

农村污水治理是实现乡村振兴战略的重要组成部分。本文在对北京市680座农村集中式污水处理设施调研的基础上,剖析了设施建设和运行现状及特征,指出了北京市农村污水处理在设施建设、工艺设计、设施运营管理等方面存在的问题,并提出了针对性解决措施。建议北京市加强顶层设计和系统规划,完善工艺建设和运营管理标准体系,整合政府和社会资源,构建智能、高效、完善的农村污水治理机制。

污染水体中河蚬的生物毒性响应研究进展

河蚬作为广泛分布于世界各国的典型底栖生物,由于其活动性低、滤食性等特征被广泛用作指示生物研究多种水体污染物的生物有效性。但迄今为止,尚没有系统论述污染水体中河蚬生物毒性响应的研究进展。为此,本文从污染物种类、测试指标、试验参数等角度探讨了过去30多年间河蚬在氨、重金属、有机污染物生物富集及生物毒性效应等方面的研究过程及主要成果。以往研究主要以河蚬生物体内累积、形态学及行为学观察、生化指标、代谢组学、基因完整性等指标表征污染水体的生物毒性效应,并随着分子生物学的发展已逐步由多指标全面表征代替单一指标测试。此外,现有研究多偏重于重金属和持久性有机污染物,对氨、新型污染物及纳米材料的河蚬生物毒性效应探讨尚处于起步阶段。河蚬在自然水体污染状况评估、污染水体的生物修复、水体毒性预测等方面具有较高适用性,但河蚬在沉积物毒性鉴定评估(TIE,Toxicity Identification and Evaluation)中的应用研究依然较为缺乏,有待进一步开展。

河蚬在我国沉积物毒性评价与鉴定中的应用研究

河蚬作为原产并广泛分布于我国及东南亚的双壳类淡水软体动物,是我国众多水域的底栖优势种。河蚬对水体污染物具有较强累积能力,已成功用于水体沉积物生物富集及生物毒性效应研究。但应用于沉积物毒性鉴别评估(TIE)研究整体上仍处于起步阶段,尚未形成一套标准指标测定方法和技术体系。为此,本研究在调查底栖生物在我国沉积物毒性研究的基础上,以河蚬为主要研究对象,探讨其在我国生态分布等生物学背景,系统分析其对重金属和有机污染物的生物富集特征以及相关生物毒性效应方面的研究进展,以期为河蚬作为我国特色的沉积物毒性鉴别评估(TIE)受试生物提供参考依据。

海南省城镇污泥处理处置对策建议

为了便于海南省实现污泥的有效处置,研究组对海南省全部污水处理厂相关运营数据进行了系统分析,基于前期资料分析、实地调查及典型污水处理厂污泥采样分析结果,本研究明确了污水收集管网覆盖面低、雨污不分流等海南省城镇污水处理厂运营现状,同时提出污泥产量低、污泥处理后部分指标不达标、现有处置方式单一、不尽合理等污泥处理处置现状及存在问题。最后,提出了加快城镇污水收集管网建设、强化污泥处理工作及加强投资与管理等建议。

混凝剂在牛沼液净化处理中的应用

研究了混凝剂对牛沼液的净化效果,选择最佳处理工艺,为畜禽废弃物厌氧发酵沼液的循环利用和安全排放提供科学依据。采用3种混凝剂、1种助凝剂,分别对牛沼液进行混凝试验,用矾花的形成、大小、沉降速度、浊度和CODcr值及其去除率评价其净化效果。结果表明:以氯化铁(320mg·L-1)二次混凝的效果最好,矾花形成最快且相对最大、浊度为119.4 NTU,COD值为260mg·L-1。将处理污水的混凝工艺技术应用在牛沼液的净化处理中,取得了良好的净化效果,有望达到国家畜禽养殖业污染物排放标准。

糯扎渡水库富营养化预测研究

首先通过对糯扎渡库区污染现状进行分析,指出糯扎渡库区的主要污染源及其对库区富营养化可能性的影响,同时在水动力学模型的基础上,采用Q-Ⅱ模型预测总磷在库区的沿程分布和坝前水体的各典型年逐月分布。结果表明,糯扎渡水库各典型年丰水期污染严重,尤其是坝前水域,有发生富营养化的可能。

海河流域河流整体污染特征及演变趋势分析

本研究基于1998-2012年海河流域水质数据,从流域角度上探讨流域地表水常规污染演变特征,分析了全流域不同水期排污特征。结果表明,整体上河段污染形势严峻,受污染河长比例保持在约60%至75%之间。劣Ⅴ类水以及优于Ⅲ类水河长总数则呈现轻微下降趋势。

活性污泥法数学模型研究与应用进展

20世纪50年代以来,活性污泥法数学模型的研究取得了重大进展,它在污水处理厂的设计、运行和管理等方面发挥着日益重要的作用。本文从模型的机理、功能和应用等方面进行了全面的综述,详细介绍了发展进程中具有重要意义的几种模型,分析比较了各自的优点和不足。最后分析讨论了ASM数学模型研究与应用中存在的问题,提出了今后活性污泥法模型和软件可能的研究方向和发展趋势。

人类活动影响下流域水土环境演变规律和环境效应研究进展

明确人类活动影响下流域水土环境演变规律和环境效应极为重要,可为流域高质量发展提供支撑。从流域水土环境历史演变特征、流域水土环境演变过程机理、流域水土环境效应评估三个方面概述了国内外针对人类活动影响下流域水土环境演变规律和环境效应方面的研究现状及其发展动态,分析了目前研究的不足,并指出未来的研究应从流域整体的角度出发探讨流域水土环境演变规律及人类活动对其的影响,同时关注流域水土环境演变的未来影响。