单原子活化过硫酸盐降解有机污染物研究进展

随着工业的迅速发展,含有大量难降解有机污染物的生活生产废水被排入水体,对人体健康与环境产生严重威胁。基于过硫酸盐的高级氧化技术在处理难降解有机废水上有着突出表现,而采用单原子催化剂能最大限度地利用金属原子,减少金属离子溶出,在活化过硫酸盐降解有机污染物中有很好的应用前景。综述了单原子催化剂的制备方法,并阐述了各种方法的优缺点。分别论述了Fe、Co、Mn和Cu等金属单原子催化剂活化过硫酸盐降解有机污染物的应用,并总结了单原子催化剂活化过硫酸盐的机理以及单原子催化剂活化过硫酸盐体系对有机污染物的降解机理。最后对单原子催化剂活化过硫酸盐降解有机污染物未来的发展做出了讨论及展望。

陆浑水库及上游河道水体中微塑料分布特征

微塑料在淡水环境中的分布迁移特征与海洋相比有较大差别。对陆浑水库及上游河道进行水样采集,使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪检测其中的微塑料,结果表明:水体中微塑料丰度为1.4~8.3 n/L,平均丰度为4.1 n/L;主库区微塑料平均丰度为4.5 n/L,河道水体中微塑料平均丰度为2.8 n/L,主库区微塑料更多的存在于表层、中层水体中;检测出的微塑料以透明纤维状为主,尺寸为50~1000μm的微塑料占比达76.3%,聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种材质的微塑料占比最高,分别为31.4%、30.0%。微塑料的存在状态与人类生产活动密切相关,陆浑水库存在的鱼类养殖和捕捞活动以及旅游开发均产生了人为输入微塑料污染问题。

伊河嵩县城区段沉积物中微塑料分布特征

微塑料作为一种新型污染物在河道沉积物中的分布特征研究数据仍十分匮乏。以伊河嵩县城区段的沉积物为研究对象,通过样品采集、密度浮选和消解等预处理,以及拉曼光谱检测,研究该河段沉积物中微塑料的分布特征。结果表明:该河段沉积物中微塑料丰度范围为1040~1320 n/kg(以干泥重计),平均丰度为1160 n/kg(dw),以小于1 mm的碎片状微塑料为主,透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是微塑料的主要成分。该河段沉积物中微塑料污染处于中高水平且与人类活动密切相关。

水环境中微塑料分离检测技术研究进展

2022年国务院印发的《新污染物治理行动方案》中将微塑料明确为一种新型污染物,其在海洋和内陆淡水中广泛存在,针对其污染特征的研究是目前环境领域的热点问题。但受限于对微塑料的研究缺乏统一的标准和方法,其在水中的污染特征和机理仍不清晰。本文对近些年来国内外关于水体中微塑料的样品采集、预处理和检测技术进行总结,分析了各个方法的适用性和优缺点,可为未来水中微塑料污染特征的研究提供支撑。

河南省某沿黄文化博物馆消防系统设计

根据河南省三门峡市沿黄文化博物馆的实际设计过程,介绍沿黄文化博物馆消防系统设计的主要组成部分,分析各部分消防系统的设计要点、参数选用和系统控制等内容。消防系统设计过程中采用了多种自动灭火系统,并比较了博物馆展厅中常用的自动灭火系统。该博物馆为多层公共建筑,研究可以为此类公共建筑的消防设计提供借鉴和参考。

不同水生植物组合对富营养化水体净化的模拟研究

选择8种具观赏效果的水生植物万年青（Rohdea japonica）、百合竹（Dracaena reflexa）、袖珍椰子（Chamaedorea elegans）、绿菊（Cabomba caroliniana Gray）、迷你皇冠（Dwart sword plant）、苦草（Vallisneria natans（Lour.）Hara）、槐叶萍（Salvinia natans（L.）All.）和青萍（Lemna minor L）,构建7种不同水生植物组合,在模拟富营养化水体环境条件下,研究了不同水生植物组合对水体的净化效果。结果表明,配置的7种植物组合均能在富营养化水体中正常生长,并且对氮磷具有较好的去除能力,同时不同植物组合的净化能力差异性较显著,对NO3--N、NH4＋-N、TN和TP的去除率分别为40.4%~97.5%、57.8%~89.9%、48.9%~91.5%和75.5%~92.8%。其中,不同植物配置而成的处理组T5（万年青＋袖珍椰子＋迷你皇冠＋苦草＋槐叶萍、青萍）和T7（百合竹＋万年青＋迷你皇冠＋苦草＋槐叶萍、青萍）对水体具有较好的综合净化效果,而T2（百合竹＋袖珍椰子＋绿菊＋苦草＋槐叶萍、青萍）的净化能力最差。从植物净化能力、生长特性、景观效果和生态效应等方面综合考虑,T5配置的水生植物组合具有景观效果好、对营养物质去除率较高且稳定的特点,是重庆及类似气候带地区居住小区营造生态水景的最佳水生植物配置。

连续流动分析法测定水中硫化物的显色剂配制方法研究

针对连续流动分析法测定水中硫化物方法中显色剂N,N-二甲基-1,4苯二胺二盐酸盐保质期短的问题,研究了不同体积比盐酸或硫酸介质对延长显色剂保质期的影响,确定了延长保质期的试剂配制方法,并对该方法的适用性进行了检验。结果显示,体积比10%硫酸介质的显色剂优于盐酸介质显色剂,可以存放一周。使用此显色剂进行硫化物分析检出限为0.003 mg/L,线性范围0.000 mg/L^2.00 mg/L,平行测定相对偏差0.0%~11.8%,加标回收率82.0%~102%,可以满足环境样品分析需求。

离子色谱法测定水中溴离子与碘离子

采用离子色谱法测定水中溴离子与碘离子,选择AS19阴离子交换分离柱、KOH淋洗液自动发生器、抑制型电导检测。溴离子与碘离子分别在14.8μg/L～100 mg/L与30.4μg/L～100 mg/L范围内线性良好,检出限分别为3.7μg/L与7.6μg/L,环境水样平行测定的RSD分别为0.2%～1.5%与0.3%～1.6%,两个质量浓度水平的加标回收率分别为91.8%～105%与89.5%～93.4%。

离子色谱法测定地表水和饮用水中亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐

采用KOH梯度淋洗离子色谱法测定地表水和饮用水中ClO-2、BrO-3和ClO-3,在试验确定的条件下,3种离子与F-、Cl-、NO-2、NO-3、SO2-4、Br-、I-等7种离子分离度良好。ClO-2、BrO-3、ClO-3在50.0μg/L～1 000μg/L范围内线性良好,检出限分别为5.2μg/L、8.9μg/L、7.6μg/L,环境水样加标平行测定的RSD分别为2.1%～5.4%、4.1%～5.4%、2.5%～4.8%,两个质量浓度水平加标的平均回收率分别为93.7%～96.5%、90.3%～94.8%、98.7%～111%。

基于两独立样本均数t检验的标准溶液期间核查方法修正

两独立样本均数t检验法是进行标准溶液期间核查的常用评价方法,通过比较参考标准溶液和使用标准溶液均值差与给定允许误差的差异对使用溶液是否合格进行评价。从统计学原理出发,对该方法的详细计算过程进行了探讨,并对该方法用于核查标准溶液存在的不足进行了公式修正。首先计算出与两标准溶液均值差无显著性差异的计算允许误差范围,然后与给定允许误差进行比较来确定标准溶液是否符合要求,相关实例分析表明修正后的公式更适用于实验室标准溶液核查,能够有效避免核查结果错误现象。

纳氏试剂比色法测定氨氮的市售试剂检查方法研究

纳氏试剂比色法是测定水中氨氮的常用方法,分析所用的市售试剂纳氏试剂和酒石酸钾钠品种较多,选择国产与进口两种纳氏试剂和三种国产酒石酸钾钠批次试剂进行了筛选实验。通过不同反应时间校准曲线分析、检出限、加标回收率、外观、试剂杂质含量等多方面考察了试剂测定水体氨氮的适用性,初步确定了适合水样氨氮监测的试剂,并为市售试剂的可靠性提供了可行的检验方法,对实验室样品分析过程中的试剂控制具有一定的指导意义。

碳酸氢根缓解高营养负荷下苦草(Vallisneria natans)胁迫的作用

富营养化湖泊沉水植物严重退化,可溶性无机碳DIC(Dissolved Inorganic Carbon)缺少是一个重要因素。本实验选择碳酸氢根形态DIC(HCO3--DIC)对苦草进行处理,设计了不同的HCO3--DIC添加量(0、10、20mg·L-1)和营养水平N、P(N0.96、1.92、2.88、3.84mg·L-1,NH4+-N:NO3--N=1:3,N:P=27)的交叉实验,研究不同营养水平下HCO3--DIC对苦草(Vallisneria natans)的生理生态影响。实验证明,苦草幼苗在生长过程中可以不断吸收水体中的DIC,经15d培养,培养液中DIC从16.91mg·L-1下降到6.27mg·L-1。21d的实验结果显示,相同营养条件下高质量浓度HCO3--DIC组苦草相对生长率RGR(Relative Growth Rate)高于其他组;无外加HCO3--DIC组过氧化物酶POD(peroxidase)活性随营养水平增加,从2.01U·mg-1增至4.03U·mg-1,相同营养水平下POD活性随HCO3--DIC增加而降低,说明水体营养水平的增高加剧了对苦草生长的胁迫,而HCO3--DIC大大减少和缓解了这种胁迫作用;中营养条件下,较低水平的HCO3--DIC质量浓度已经满足苦草叶绿素合成,而在重富营养时较高质量浓度的HCO3--DIC可以促进苦草叶绿素合成,缓解营养胁迫的黄化效应。研究揭示,水体HCO3--DIC增加可以缓解富营养化对沉水植物的胁迫作用。

国标法测定地表水中阴离子表面活性剂方法优化

对GB/T 7494–1987测定地表水中阴离子表面活性剂含量的方法进行优化。对萃取次数、磷酸二氢钠溶液反洗以及pH调节等进行了试验研究,将萃取用的三氯甲烷总量降为25 mL,两次萃取定容后一次反洗。结果表明,萃取两次可以满足分析需求,反洗能够有效去除亚硝酸盐氮等离子干扰,中性地表水样品无需调节pH,非中性样品须调为中性后测定。方法优化后线性良好,线性相关系数大于0.999,检出限为0.012 mg/L。测定结果的相对标准偏差为0.8%~3.3%(n=6),加标回收率为92.0%~110.0%。优化后方法满足地表水分析要求,能有效降低三氯甲烷用量并简化分析步骤。

国家监测网方法测定地表水中总磷与国标法差异及改进

比较了国家地表水环境质量监测网总磷测定方法与国标法的差异。浊度补偿与过滤两种去除浊度方法测定结果的绝对偏差为-0.02~0.07 mg/L,其中含细颗粒物较多的样品绝对偏差较大,为0.04~0.07 mg/L,因此采用过滤法时,需对含较多细颗粒物的水样进行浊度补偿。对国家地表水环境质量监测网方法进行了改进,将原来的过滤后定容改为定容摇匀后过滤。方法改进前后,样品测定值的相对偏差不大于3.4%,绝对偏差为-0.01~0.02 mg/L。改进后的方法与原方法测定结果没有显著差异,但改进后方法浊度贡献减少,试剂用量减半,而且可操作性强,更加简便和环境友好。

工程硕士“高等水处理理论”课程教学改革与实践

工程硕士培养不但要注重知识的输送,更要注重能力的培养,课程教学既要实现基础理论知识培养的目的,又要培养学生对未来研究的兴趣,《高等水处理理论》市政工程专业硕士研究生学位课程,在市政工程专业中占重要地位。课程涉及较多工程设计公式的推导和化学反应的分析,对数学和化学基础要求较高,而实际工程应用的案例较少。对于工程硕士单纯的理论讲解已经不能适应人才培养的要求,因此需要对该课程的教学模式、教学内容和考核方式等进行改革研究,以期取得更好的教学效果,实现人才培养的最终目的。

PARAFAC和FRI解析ISI中DOM分布

利用平行因子分析(PARAFAC)和荧光区域积分(FRI)的方法解析三维荧光光谱(3D-EEMs),结合主成分分析、相关性分析、聚类分析和多元线性回归分析,研究了曝气预处理改良土壤渗滤系统(ISI)处理生活污水时溶解性有机物(DOM)的垂直分布特征.根据FRI分析,ISI中DOM可以分为5个荧光区域,包括3个类蛋白物质区域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ)和2个类腐殖质物质区域(Ⅲ、Ⅴ).沿着垂直方向向下,ISI中DOM有溶出的现象,导致总荧光区域积分体积(TOT)与TN、TP、NH_4^+-N、COD、TOC等都呈现显著负相关的关系,而与EC呈现显著正相关关系,其中荧光区域Ⅴ与NO_3^--N浓度呈显著正相关的关系,氮素去除与DOM组成之间关系密切.通过进一步做PARAFAC分析表明,可以从DOM中识别出四种荧光组分,分别为C1类富里酸类物质和C2、C3、C4类蛋白类物质.荧光组分浓度得分值F_(max)表明,ISI对物质降解由易到难依次为C2>C4>C1、C3,即类酪氨酸最易降解,其次为类色氨酸类物质和类富里酸类物质.根据多元线性回归分析,可以用F_(max)间接表征TN、TP和COD等水质指标的浓度.

四环素对苦草(Vallisneria natans)生长及细胞超微结构的影响

通过静态模拟实验,研究了不同浓度的四环素对苦草生理生长以及苦草叶片中叶绿素含量的影响.结果表明,四环素能有效地降低苦草中叶绿素的含量,抑制苦草的生长,20mg·l-1四环素处理组的生长率只有对照处理的35%,叶绿素a和叶绿素b的含量只有对照组的31%和23%,水体中四环素达到4mg·l-1水平时,便可明显影响苦草的生理生长.透射电镜分析表明,20mg·l-1四环素暴露时,苦草叶片细胞中的线粒体和叶绿体出现质壁分离,叶绿体层间结构紊乱等症状,从而影响了苦草细胞的结构功能,导致了对苦草的毒性效应.在四环素暴露组中加入可溶性有机质(DOM)能有效地降低四环素的毒性,4mg·l-1四环素暴露组中加入的1mg·l-1DOM便可使苦草的生理生长恢复至对照水平.

无污泥外排除磷系统的磷平衡及除磷途径分析

在无剩余污泥外排的条件下,采用序批式生物膜反应器处理高浓度生活污水时磷得到了高效去除,传统聚磷菌除磷理论无法解释此现象.为此,文中通过对系统的磷平衡分析及污泥中聚合磷酸盐和结合态磷化氢含量的监测,探讨无剩余污泥外排下磷高效去除的途径.试验结果表明：反应器启动后在不外排污泥、连续曝气条件下连续运行38 d期间,出水总磷（TP）去除率稳定在82.1%~91.8%;反应器自启动开始运行45 d期间的磷平衡分析表明,系统共损失530.0mg磷;反应器周期运行期间,干污泥中聚合磷酸盐最高含量（以每克干污泥中所含聚合磷酸盐质量计）仅为0.257mg/g,污泥磷含量（以TP占干污泥的质量百分比计）为1.93%,表明该系统为非聚磷菌生物除磷系统;湿污泥中结合态磷化氢含量（以每千克湿污泥中所含结合态磷化氢质量计）高达3.5mg/kg,表明系统中的磷以磷化氢气体的形式发生转化.

3D-EEMs和PARAFAC解析土壤渗滤处理污水厂二级出水研究

利用三维荧光光谱(3D-EEMs)和平行因子分析(PARAFAC)的方法研究了土壤渗滤处理污水厂二级出水中氮、磷及溶解性有机物(DOM)的垂直分布特征。试验在一个中试规模的土壤渗滤系统中进行,反应器自上而下每隔30 cm设置一个采样口,采集的样品通过PARAFAC识别出系统不同点位的DOM具有4个荧光组分,包括2个类腐殖质物质(C1, C2)、 2个类蛋白物质(C3, C4)。对荧光组分浓度得分F_(max)分析得出, C4代表的类色氨酸比其他3类物质更易于降解,即类色氨酸最易降解,其次为类富里酸、类胡敏酸类物质、类蛋白物质。四种组分的F_(max)变化幅度都以在0～30 cm处最大,表明此处生化反应最为剧烈, DOM的迁移转化速率最大。运用PARAFAC、主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)等手段,可以揭示土壤渗滤系统中DOM的来源和不同深度的变化规律。土壤渗滤系统在4 L·d^(-1)的低负荷条件下处理污水处理厂二级出水,对TN和NO_3-N的去除是不利的,后续可以耦合反硝化滤池等工艺强化反硝化脱氮,进一步提高氮素的去除率。土壤对磷的吸附尚未达到饱和的状态,保持了较高的TP去除效率。

物化/厌氧水解/生物强化脱色处理印染废水

介绍了某印染废水工程实例,针对该工程废水的特点,设计采用物化沉淀—厌氧水解—生物接触氧化—曝气生物滤池组合工艺进行处理。在好氧生化阶段接种强化脱色菌,强化生物脱色效果。运行结果表明,进水CODCr为1 500 mg/L、BOD5为350 mg/L、色度为1 000倍时,处理出水水质为CODCr≤80 mg/L、BOD5≤25 mg/L、色度≤40倍,优于《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287—1992)的一级排放标准要求。