内蒙古典型旱区盐湖盆地浅层地下水污染风险评价

为明晰内蒙古阿拉善盟吉兰泰盐湖盆地浅层地下水污染特征及评估地下水饮水安全风险等级,采集了盐湖盆地研究区土壤表层(0—10 cm)样品56个,地下水样品127个,检测分析土壤中重金属元素Cu、As、Pb含量及水样中Cr、Hg、As、F^(-)、NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)含量.运用地下水风险评价概念模型,将地下水脆弱性、地下水污染物容量及土壤毒性污染物潜在生态危害评价有机结合,对地下水污染风险展开评价.借助ArcGIS软件进行克里格插值绘图,探析盐湖盆地浅层地下水风险的空间分布特征.结果表明:盐湖盆地地下水脆弱性指数范围为4.80—5.30属于中等脆弱性,吉兰泰盐湖东南部和吉兰泰镇西北部脆弱性高于其他区域;地下水样品中重金属Hg的含量在《地下水质量标准》中Ⅲ类水水质标准范围内,其他元素均有超标现象,其中F^(-)超标率最高,为62.20%,Cr、As、F^(-)、NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)变异系数分别为125.40%、183.50%、178.70%、248.70%、280.70%,属于强变异性,受外界因素干扰较为明显,研究区地下水特征污染物分布较为集中,主要分布在盐湖盆地的东南部;土壤中重金属Cr、Hg、As的平均含量分别为26.32、0.17、11.77 mg·kg^(-1),与内蒙古当地土壤背景值相比较,Cr的平均值在背景值范围内,而Hg、As的平均值分别超出背景值4.25、1.57倍,土壤综合潜在生态危害指数为188.32,属于中等潜在生态危害,在盐湖盆地中有41.07%的样品点属于中等、强、很强潜在生态危害;盐湖盆地地下水污染风险等级分布不同与含水层脆弱性指数、特征污染物容量指数及潜在生态危害指数有关,较高污染风险区和高风险区分布在锡林高勒镇西部,较高风险以上的面积占研究区面积的25.77%,古拉本敖包镇、贺兰山的东南部在中风险范围内,中风险区面积占研究区面积的11.49%.

城镇污水厂各工序段对微塑料去除率差异特性分析

污水处理厂被认为是微塑料的主要排放与储存场所.为探究城镇污水处理厂不同处理工序段对污水中微塑料的去除效率差异特性,以内蒙古某污水处理厂为研究对象,通过采用体式显微镜观察,并借助LAS X软件统计分析的方法展开研究,结果表明:污水厂中微塑料的主要存在形态以纤维状为主(61.8%),其次为碎片状与薄膜状,微塑料的尺寸主要集中在0.25-0.50mm(32.9%).一级处理工序中对微塑料去除效果最好的构筑物分别是:粗格栅、细格栅和初沉池,尤其对尺寸小于0.25mm微塑料颗粒的去除效果最好.旋流沉砂池对纤维、碎片和薄膜状微塑料均没有起到积极的去除效果,二级处理工序中的二沉池对微塑料的去除起到了关键作用,其次为纤维生物转盘,其对尺寸介于0.50~1.00mm的微塑料去除效率最高.一级处理工序对3种形状微塑料的去除效率均为正值,且去除效率与微塑料尺寸呈负相关关系.一级处理工序中的构筑物对小尺寸微塑料的去除效率比较稳定,而对大尺寸微塑料的去除效率波动较大,对不同形状微塑料的去除率随污水在各处理构筑物流动方向沿程呈下降趋势.二级处理工序对3种形状微塑料的去除率均呈现为负值,而仅对尺寸小于0.50mm的微塑料去除率为正值.本研究旨在为污水厂提升微塑料去除率的运行管理提供理论指导作用.

粉煤灰高性能混凝土动态压缩性能试验研究

为研究冲击荷载下高性能混凝土抗压性能,利用分离式霍普金森压杆对C30、C40、C50强度等级的普通混凝土(NC)和高性能混凝土(HPC)进行了5种应变率下的动态压缩性能试验,并与各类试件的静态抗压强度、弹性模量进行对比分析,还采用LS-DYNA有限元软件对冲击压缩试验进行了模拟。结果表明HPC的静态抗压强度和弹性模量均明显优于NC,HPC更加密实,抵抗变形能力更强。随应变率增加,混凝土动态抗压强度提高,提高幅度越大其破坏程度更严重。NC和HPC的动态抗压强度、动态弹性模量均有明显的应变率效应。受粉煤灰和硅灰的影响,HPC的弹性模量增长因子随应变率的变化不大。模拟结果反映了HPC-50抵抗动态冲击压缩的能力优于NC-50,模拟的破坏规律与实际试验中的破坏规律具有一致性。

连拱小净距隧道爆破施工设计与优化

以新民隧道某连拱小净距隧道工程为例对连拱小净距隧道工程爆破施工的设计和优化进行探索。该隧道地质条件复杂,工程要求严格。针对该隧道特殊条件,在钻爆法开挖进行了爆破施工设计方案的优化,并探讨了爆破振动的校核与控制方法。通过对不同围岩条件的爆破方案优化,降低爆破振动对隧道稳定性的影响,为该工程施工提供了技术支持。

基于长时间序列乌梁素海水环境变化趋势及生态补水等关键驱动因子分析(2011-2020年)

基于2011—2020年乌梁素海水质监测数据,将综合营养指数法、PCA排序法和ArcGIS克里金插值法有机结合,综合评价2011—2020年乌梁素海水体富营养化程度年际时空变化特征,厘清引起水体富营养化发生变化的关键性驱动因子。研究结果表明:(1)乌梁素海水体总磷和总氮的峰值出现在平水期,氨氮的峰值在枯水期,COD_(Mn)的峰值在丰水期,水质整体以地表Ⅲ类水为主。(2)2011—2020年湖体水质经历了由轻度富营养-中营养-轻度富营养-中营养的变化过程,综合营养状态指数在60~70(中度富营养)的湖区面积占比由21.49%逐渐消失,综合营养状态指数在30~50(中营养)的湖区面积占比由23.84%扩增到44.87%。(3)乌梁素海生态补水量与总氮、总磷、COD_(Mn)和综合营养状态指数呈负相关,是影响湖泊水体营养化的另一个关键性驱动因子。

MBBR+曝气生物滤池工艺在北方地区污水处理厂提标改造中的应用

北方某城市污水处理厂为响应该市环保部门提高污水回用率要求,针对水厂脱氮除磷效果差、出水SS不稳定等问题进行提标改造工程,处理工艺在一期AAO生化反应池基础上新增了移动床生物膜反应器(MBBR)工艺,并新建曝气生物滤池+超滤+臭氧接触池的深度处理单元强化处理。提标改造后出水中COD_(Cr)、BOD5、SS、氨氮、TN、TP的平均质量浓度分别为(22.73±6.61)、(3.84±0.46)、(3.45±2.55)、(1.24±0.94)、(10.01±2.59)mg/L和(0.31±0.14)mg/L,满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2019)中观赏性景观环境用水(河道类)的水质标准。提标改造总投资为23374万元,新增单位水处理成本为1.208元/m^(3),污水处理厂运行稳定,水质明显改善。

农牧交错带水库周边不同地类土壤重金属风险评价及溯源

了解土壤重金属浓度、分布特征及来源对于生态脆弱地区的水源地保护和土地利用管理具有重要的意义。以内蒙古锡林郭勒盟大河口水库周边4种不同地类——草地、林地、耕地和沙地作为研究对象,采集表层土壤样品,测定重金属浓度。采用地累积指数法和污染负荷指数法对土壤进行风险评价,并利用正定矩阵因子分析(PMF)模型对重金属来源进行解析。结果表明:(1)6种重金属的质量浓度分别为200~555(Mn)、18.82~210.11(Ni)、11.11~22.87(Pb)、2.13~23.76(Cu)、0.048~0.238(Cd)、28.96~64.50(Zn)mg/kg,其中Ni浓度受土壤母质和农业活动的影响,远高于内蒙古土壤元素背景值;(2)沙地的综合污染负荷最高,其次为草地、耕地、林地。Ni和Cd是研究区内的主要污染元素,其余4种元素基本属于无污染状态;(3)土壤重金属污染主要有4个来源:自然成土过程、工业活动、放牧活动和农业活动。其中Mn、Ni、Zn和Cu主要来源于自然成土过程和农牧业活动,而Pb和Cd受工业活动的影响较大,同时农业活动也是Cd的另一个主要来源。

上覆水环境变化对底泥释氮强度影响模拟研究

为阐明水库底泥上覆水温度、p H值、水动力、溶解氧等水环境条件发生变化对底泥释氮强度的影响,采集内蒙古锡林郭勒盟大河口水库底泥作为样品,设计4因素5水平单因素底泥释氮室内模拟试验。结果表明:(1)底泥释氮强度与温度呈正相关,25℃条件下底泥总氮释放强度为1 606.40 mg·m^(-2),是5℃条件下的1.9倍。偏酸或偏碱性环境条件均有利于底泥总氮释放,中性条件下底泥释氮强度最弱,与p H值的拟合曲线呈开口向上的抛物线。高强度扰动下(转速R为100 r·min^(-1))底泥释氮强度为1 469.5 mg·m^(-2),是静置条件下的2.1倍。在低溶解氧或缺氧条件下底泥释氮强度较大,好氧条件会抑制底泥氮释放。(2)环境因子与底泥释氮强度的多种线形函数回归拟合表明,底泥释氮强度与温度、p H值、水动力环境因素以二次函数曲线拟合最优,与溶解氧以三次函数曲线拟合最优。

典型沙源区水库大气氮干、湿沉降污染特征研究

为研究典型沙源区水库大气氮干、湿沉降污染特征及其对水域氮素污染的贡献,以京蒙沙源区大河口水库库区为研究区,于2014年沿水库岸边布设12个大气氮沉降监测站点,采集干、湿沉降样本,测定干、湿沉降TN质量浓度,计算全年各月大气TN干、湿沉降通量和年入库TN污染负荷量。结果表明,研究区大气干、湿沉降季节差异显著(P<0.05):全年各月TN干沉降通量变化范围为116.31~382.02 kg·km^(-2),主要集中在春季4月和秋季10月,最大TN干沉降通量出现在春季风沙最为严重的4月,其值为382.02 kg·km^(-2);湿沉降通量变化范围为0.73~195.53 kg·km^(-2),主要集中在夏季(6—8月),最大TN湿沉降通量出现在降水量最大的8月,其值为195.53 kg·km^(-2)。大气氮沉降以干沉降为主,全年月平均TN干沉降通量是湿沉降通量的2.9倍,且TN湿沉降通量与降水量变化呈显著正相关(R^2=0.961 3)。同入库河流径流TN污染负荷对比,2014年大气TN沉降入库污染负荷量为7.15 t,占同年滦河和吐力根河两条河流入库TN污染负荷的19.91%。

京蒙沙源区水库大气氮沉降变化特征及源解析

以京蒙沙源区大河口水库为研究对象,于2017年1月~12月对水库周围布设的12个大气沉降监测站点收集样品144个,测定大气干、湿沉降物中TN浓度,计算大气总氮干、湿沉降通量,分析大气TN干、湿沉降污染特征及季节性变化特征.另选取水库周边不同典型地块,布设14个采样点采集样品76个,测定土壤δ^(15)N-TN含量水平,解析水库大气氮沉降主要来源,并借助HYSPLIT4气团后向轨迹模型分析各季节不同类型气团输移营养盐对大河口水库的影响.结果表明:水库全年大气TN干沉降通量变化范围为122.44~425.64kg/(km^(2)·month),平均值为200.83kg/(km^(2)·month);湿沉降通量变化范围1.23~188.89kg/(km^(2)·month),平均值为66.33kg/(km^(2)·month).大气总氮年沉降通量为3205.9kg/(km^(2)·a),约为全国氮沉降平均水平(790kg/(km^(2)·a))的4.06倍.从沉降类型上来看,大气沉降主要以干沉降为主,占沉降总量的75.17%,湿沉降占总沉降通量的24.83%.大气氮干沉降通量表现为春、秋季节明显高于夏、冬季节,湿沉降通量春、夏季明显高于秋、冬季节的季节性变化规律.通过对典型地块δ^(15)N-TN同位素数据分析,表明夏季有71.4%的大气沉降样品来源于不可分辨的混合源输入,春、秋、冬季大河口水库超过45%的样品来源于沙地,另一大污染源为研究区周围的耕地.运用HYSPLIT4后向轨迹模型证明,从蒙古国入境的气团对研究区污染物大气输移影响较大,冬季采暖期间的大气污染和春季频繁发生的沙尘暴是造成北方沙区水体春季水环境变差的因素之一.

大河口水库底泥释磷强度环境影响机理研究

为了解水库上覆水环境对底泥释磷强度的影响,确定底泥释磷强度与环境要素的定量线性关系,阐明不同水环境条件下底泥释磷机理。2014年8月对大河口水库采集底泥样品,进行了4因素(水温、pH、水动力、溶解氧)5水平底泥释磷室内模拟试验。结果表明:(1)温度升高有利于底泥磷的释放,25℃条件下底泥平均释磷强度为30.04 mg/m2,是5℃条件下释磷强度9.01 mg/m^2的3.3倍。(2)强酸碱条件均有利于底泥磷释放,中性条件下底泥释磷强度最小,试验期内强碱条件下(pH=9.5)底泥释磷强度分别是强酸条件(pH=5.5)和中性条件(pH=7.0)释磷强度的1.1倍和1.9倍。(3)增加扰动可加速泥水界面交换,促进底泥磷释放。高强度扰动下底泥最大释磷强度为25.18 mg/m^2,是静置条件下的3.8倍。(4)随溶解氧浓度增大底泥释磷强度呈下降趋势。DO为6.5 mg/L以上时,底泥释磷呈现"负释放"状态。(5)底泥释磷强度与温度、pH、水动力环境因素二次函数曲线拟合最优,与溶解氧三次函数曲线拟合最优。

京蒙沙源区水库大气磷干、湿沉降污染特征

为阐明典型沙源区水库大气磷干、湿沉降的污染特征及其对水域磷素污染的贡献,为水库富营养化治理提供科学依据,以京蒙沙源区大河口水库库区为研究区,于2014年沿水库岸边布设12个大气沉降监测站点,采集干、湿沉降样品,测定干、湿沉降中总磷(TP)浓度,计算全年各月大气TP干、湿沉降通量和年入库TP污染负荷量.结果表明:研究区大气干、湿沉降季节差异显著,全年各月TP干沉降通量变化范围为4.89~35.76 kg/(km^2·月),主要集中在春季4月和秋季10月.最大TP干沉降通量出现在春季风沙最为严重的4月;湿沉降主要集中在夏季(6—8月),最大TP湿沉降通量出现在降雨量最大的8月,为28.88 kg/(km^2·月),且TP湿沉降通量与降雨量呈显著正相关.2014年大气TP沉降入库污染负荷量为0.719 t,占同期滦河和吐力根河两条河流入库TP污染负荷比率为51.17%,成为影响和限制大河口水库磷营养盐水平的重要源项之一.

有机物对厌氧氨氧化生物脱氮影响研究

以经过处理和未经处理的生活污水中添加碳酸氢铵、亚硝酸钠为试验用水,进行了两阶段对比研究,以期考察有机物对厌氧氨氧化生物脱氮效果的影响。研究结果表明,在平均pH值为8.07,ALK为855～1468mg/L、平均进水NH3-N、NO2--N、COD的质量浓度分别为325.57、301.63、139.35mg/L的条件下,二级串联反应器两阶段的TN去除率分别为78.63%、76.57%,COD去除率分别为64.54%、66.87%。在高氨氮、低碳氮比水质条件下,难降解有机物对厌氧氨氧化细菌活性没有太大影响。同时,扫描电镜观察结果证实,污泥中形成了以厌氧氨氧化球状菌为主,其它杆状菌、丝状菌共存的微生物混培体。此外,厌氧氨氧化菌表面附着的颜色较亮的白色小球,可能是反硝化菌。

亚硝化—厌氧氨氧化组合工艺脱氮研究

以高氨氮模拟废水为研究对象，对影响亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果的几个因素（DO、pH、碱度、有机物浓度、NU4^＋-N／NO2^-—N值）进行了考察，以期获得组合工艺的最佳运行方式。研究结果表明，在亚硝化温度为23～26℃，HRT=1d，进水NH4^＋-N、TN浓度分别为350、420mg／L，ANH4^＋-N／ANO2^--N值为0.8～1.33的条件下，组合工艺对NH4^＋-N、TN的最高去除率分别为99．9％、90．8％，平均去除率分别为96％、76．1％。组合工艺的脱氮效率严重受限于亚硝化系统出水的NH4^＋-N／NO2^--N值及其稳定性。

沙源区水库氮磷营养盐时空分布与相关性分析

为揭示典型沙源区水库水体氮磷等营养盐时空分布特征和相关性,以大河口水库为研究区,布置5个监测断面,对水库水质进行采样分析,结果表明:受风沙降尘、上游河流水质和库区底泥影响,在时间分布上,4月水体解冻至6月,各检测断面TN、TP等营养盐浓度总体呈明显持续升高趋势;在空间分布上,从入库口A-A断面和B-B断面至出库EE断面TN、TP浓度逐渐降低;在垂向分布上,水库表层水体和底层水体氮磷浓度高于中层水体;TN、TP在水库中的变化规律一致,呈一定比例存在于水库中;温度是影响TN、TP浓度变化的重要因子;藻类的生长对TN和TP起抑制作用;水库中TN、TP的变化与DO含量基本无关。

内蒙古大河口水库水体重金属污染程度及健康风险评价

为查明滦河上游大河口水库水体重金属的污染程度及潜在的致癌与非致癌风险水平,分别于2017年1月、7月、10月对库区内15个监测点共采集135个水样,对Cr、Pb、As、Fe、Ni、Cu、Al共7种重金属元素分析检测,并采用美国EPA推荐使用的健康风险评价模型对水库不同蓄水期水质展开健康风险评价。结果表明:不同蓄水期水库水体7种重金属的平均检测质量浓度范围为0.005~0.129 mg/L,除重金属Ni含量超标外,其余重金属元素的含量均未超出我国《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水体标准限值。库区水体成人年均致癌健康风险值在10-7~10-5。儿童年均致癌风险是成人的2.7倍,儿童年均非致癌风险是成人的2.5倍。水库的非致癌重金属Ni、Fe、Cu、Al的年均健康风险值介于10-12~10-9,小于总体健康风险值的1%。健康风险主要来自于重金属致癌风险,主要风险物为As,其次为Cr,平均值分别为4.85×10-6a-1和3.93×10-6a-1,均接近国际辐射防护委员会(ICRP)所推荐的最大可接受风险水平,应优先列为大河口水库水环境重金属污染风险的管控目标。

亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺生物脱氮评介

本文阐述了亚硝化和厌氧氨氧化两种工艺的生物脱氮原理及研究现状,对亚硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺和传统生物脱氮工艺从适用条件、曝气量、反应器容积、污泥产量等角度进行了分析和比较,为后续生物脱氮工艺的研究和选择提供借鉴,并展望了生物脱氮技术的发展方向和研究重点。

奶牛粪便蚯蚓堆肥最优环境影响因子的研究

针对内蒙古农牧区畜牧业迅速发展过程中产生的奶牛粪便污染严重、农村环境恶化等问题,本研究拟将蚯蚓引入到堆肥体系中,以期利用蚯蚓降解代谢有机物的作用实现奶牛粪便资源再生利用。本文以内蒙古农业大学实验牧场奶牛粪便等为饵料,用日本"大平2号"蚯蚓进行堆肥实验,设计在不同环境因子条件(pH值、湿度、温度、接种密度和接种EM菌)下,分析研究蚯蚓的增重和繁殖情况,得出蚯蚓堆肥的最适pH为6～9,最适湿度为65%左右,最适温度范围为20～25℃,最适接种密度为250g奶牛粪便中接种8条蚯蚓,接种10%的EM菌液利于堆肥。实验结果应用于堆肥过程的优化控制及新型智能化堆肥反应器的研制。

高等院校毕业设计校企合作培养与考核模式研究——以内蒙古农业大学环境工程专业为例

文章以内蒙古农业大学环境工程专业本科毕业设计为例,基于多年统计数据,对该校本科毕业设计校企合作培养与考核模式进行了深入研究。结果表明,2010—2013届环境工程专业学生对企业指导设计和校企合作指导设计的选题比例明显高于校内教师指导,且学生优秀答辩率明显偏高,平均成绩分布在80.0—84.6分之间。校企合作“双导师”培养模式不仅增强了学生的实践能力,加强了校企的沟通和合作,拓宽了学生的就业渠道,而且毕业设计质量明显得到提高。

热处理后花岗岩动态拉伸特性及能量耗散研究

为研究热处理后花岗岩动态拉伸特性及能量耗散规律,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,分别对常温(25℃)和经历200~800℃热处理后的花岗岩试样进行3组冲击速度下的动态劈裂拉伸试验,探讨温度、冲击速度与花岗岩动态拉伸强度及能量之间的关系。结果表明:在冲击速度一定时,随着温度的增加,试样拉伸强度整体呈下降趋势;在温度一定时,试样的动态拉伸强度随着应变率的增加逐渐增大;试样的耗散能在劈裂荷载作用下经历4个阶段:压密阶段、弹性阶段、屈服损伤阶段、完全破坏阶段,且温度越高,用于试样破坏的能量越少,耗散能、能耗密度下降幅度越大;试样的破坏形态对温度的敏感程度高,即随着温度的升高,试样破碎程度加剧,碎块对称性消失,楔体效应更明显,塑性增强。