基于文献计量学的畜禽养殖废水处理研究现状及发展趋势

为全面了解畜禽养殖废水领域的研究进展,利用VOSviewer对Web of Science(WoS)核心合集数据库中2003—2023年畜禽养殖废水相关文献进行统计及可视化分析,通过关键词聚类分析,了解该领域的研究主线及多年变化。结果显示:畜禽养殖废水研究领域近3年发文量增长迅猛,截至2023年发文量已达4117篇,中国、美国学者对该领域研究的贡献度较高且合作密切;有机物、营养物质、致病菌、重金属和抗生素为畜禽养殖废水处理的主要污染物,其中,重金属和抗生素近年来引起了较多的关注,加强畜禽养殖废水中抗生素的监管与处理具有紧迫性;在时间尺度上的映射发现,畜禽养殖废水主要以生物处理技术为主,关键词microalgae-based wastewater treatment(微藻驱动废水处理)的平均出现年份为2022年,表明其为当前畜禽养殖废水处理的新兴技术。此外,还从污染物种类、处理技术方面探讨了畜禽养殖废水处理研究的不足及未来发展趋势,提出基于可持续发展观的低能耗、抗冲击、高附加值的处理技术可能是未来的研究重点,应在此基础上开发新的水处理技术及应用研究。

基于文献计量学分析的剩余污泥厌氧消化预处理研究进展

污水处理过程中会产生大量剩余污泥,对剩余污泥进行厌氧消化处理既能减少环境污染,又能回收能源。本文基于文献计量学方法和可视化工具,对中国知网(CNKI)数据库和Web of Science核心数据库2003—2023年间收录的相关文章进行梳理,对当前剩余污泥厌氧消化处理的研究热点领域进行比较分析,并对剩余污泥成分、理化特性和厌氧消化预处理方法进行文献综述。研究表明,剩余污泥厌氧消化产生甲烷是该处理技术的重要目的,预处理技术与剩余污泥处理存在重要关联性;物理、化学和生物酶等不同预处理技术对产沼气量有较大影响,针对污泥本身的理化性质而采用更加合适的预处理技术,能够在节约成本的同时进一步提高剩余污泥资源化利用程度。

土壤中微塑料:类型、载体效应、迁移行为和潜在风险综述

微塑料(microplastics,MPs)作为一种新兴污染物,广泛存在于土壤中,并不断迁移转化,对土壤生态系统和生物多样性产生潜在风险。为了全面评估土壤MPs的环境风险,加强MPs污染的风险管控,讨论了土壤环境中MPs的类型,系统阐述了土壤MPs的载体效应和迁移行为,并从微生物、植物、动物以及人类四个方面综述了土壤MPs的潜在风险。土壤中MPs并不是单独存在的,MPs的潜在风险一方面来自其本身(颗粒和添加剂)的生物毒性,另一方面是其对共存污染物(有机污染物、重金属和致病菌等)的载体效应。在非生物(淋溶、重力)和生物等作用下,土壤中的MPs时刻都在经历着复杂的迁移过程,从而加剧了其对土壤生态系统的影响。由于粒径小,MPs很容易进入食物链并层层传递,从而对不同营养级生物的正常生理活动产生不利影响,包括影响土壤动植物的新陈代谢,生长,发育和繁殖。此外,MPs不仅在环境中存在,而且也在人体中被发现。MPs可通过饮食、呼吸或皮肤接触等途径进入人体,从而对人体可能产生一系列不良反应。虽然目前仍没有足够的证据证明MPs对人体的直接危害,但其潜在风险仍不容忽视。探讨了土壤MPs污染治理的策略,并对未来土壤微塑料污染的研究方向和重点进行了展望。研究将有助于加深人们对土壤微塑料污染的认识,并为更好地开展微塑料的毒理效应研究和风险评估提供科学线索和理论参考。

聚乳酸微塑料对大型溞的毒性效应

为了进一步揭示生物可降解微塑料对水生生物的影响,以大型溞为模式生物,研究了聚乳酸(PLA)微塑料对其急慢性毒性效应.结果表明,PLA对大型溞的半数效应浓度(48h-EC50)为59.43mg/L,95%置信区间为53.55~65.97mg/L.经紫外照射处理的PLA毒性降低.PLA对大型溞的游泳活力和摄食行为有浓度依赖性的抑制作用.与对照组相比,100mg/L的PLA显著抑制了大型溞的心率和胸肢活动率,最大抑制率分别为31.4%和17.7%.经21d长期暴露后,10和40mg/L的PLA均一定程度上抑制了大型溞的生殖及内禀增长率(rm),但其影响并不显著.40mg/L的PLA显著降低了大型溞的存活率(仅为20%).PLA的暴露显著诱导了超氧化歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA)的含量,表明大型溞受到氧化胁迫并引起脂质过氧化损伤.PLA在浓度40mg/L时显著抑制了乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,从而引起大型溞神经毒性和运动失调.

人工湿地低温运行效果及强化措施研究现状

人工湿地作为一种新兴的污水处理工艺,以其所具备综合处理效果好、投资少、便于运行管理、生态效益和经济效益好等优点而被广泛应用。分析了人工湿地低温运行的影响因素,概括归纳了人工湿地在低温地区的运行效果,对强化措施进行了总结,并针对该现状提出了一些建议和展望,以期为研究低温环境湿地污染物去除率下降问题提供帮助,为人工湿地在冬季低温地区的应用与推广提供技术参考。

秋冬季人工湿地污水处理效果研究

通过构建耐寒植物人工湿地,研究苏北地区秋冬季人工湿地对污水中TN、TP及有机质的去除效果。结果表明:秋冬季耐寒植物人工湿地对污水具有良好的处理效果,其中TN的平均去除率西伯利亚鸢尾49%,金边麦冬43%;TP平均去除率鸢尾77%,麦冬70%;有机质平均去除率鸢尾68%,麦冬66%,西伯利亚鸢尾的处理效果优于金边麦冬。气温变化对污染物去除的影响规律不同,气温降到10℃以下时,TN和TP的去除率开始下降,气温降到5℃以下时,COD的去除率明显下降。合理选择湿地植物,对于维持人工湿地在低温状况下的良好去除效果有重要意义,为人工湿地在北方地区的应用及植物选择提供参考。

耐寒植物人工湿地污水净化效果的季节变化

通过构建耐寒植物人工湿地,研究人工湿地对污水中总氮、总磷及有机质的去除效果,探讨季节变化对污染物去除率的影响。结果表明:西伯利亚鸢尾和花叶麦冬2种耐寒植物人工湿地对污染物具有较稳定的去除效果;即使在冬季,2种湿地植物对污染物的去除率均能达到30%以上;不同季节西伯利亚鸢尾湿地对总氮、总磷及有机质的平均去除率均高于花叶麦冬。结果表明,合理选择湿地植物,可以减少运行费用,对于维持人工湿地净化能力的持效性有重要意义,本研究为人工湿地在北方地区的应用及植物选择提供参考。

生物强化工艺微生物燃料电池产电特性和COD去除效果研究

在研究空气阴极对不同浓度的城市污水处理效果和产电效果的基础上,考察活性污泥法和生物膜代替空气阴极的微生物燃料电池系统的产电效果和最终COD浓度。结果表明:空气阴极、活性污泥阴极、生物膜阴极微生物燃料电池系统的电流密度分别平均为1.13、3.90、4.39 mA/m2。最终出水COD浓度分别为92、65.6、53.5 mg/L。提高微生物密度和复杂度有利于提高微生物燃料电池系统的运行效能。

本科生导师制在地方高校环境工程专业人才培养中的探索与思考

在新工科背景下,环境工程专业高素质人才培养面临更高要求和挑战。为提高环境工程专业人才培养质量,满足学生个性化发展需求,切实提升大学生创新和实践能力,该文探讨了在地方本科院校施行本科生导师制的成效。从三个阶段、三个层次、三个角度构建一个全方位、多层次本科生培养体系,实现兼具专业理论知识、实践操作技能和踏实勤勉精神的高素质人才培养。实施结果显示:当前导师制能够较好地实现“教学相长”,有助于提升学生实践创新能力。实行导师制培养的学生综合素质更高,从而能够更好地服务和助力区域经济发展。