氟喹诺酮类抗生素在农业紫色土中的吸附研究

抗生素被广泛作为抗菌药物和添加剂使用在畜牧业中,造成大量抗生素随着动物粪便进入到土壤环境。吸附行为是抗生素在土壤中迁移转化的重要过程,对抗生素的风险评估及污染控制具有重要的意义。本文采用吸附试验研究了两种氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星(NOR)和氧氟沙星(OFL))在重庆广泛分布的紫色土中的吸附特性以及影响因素。结果表明:NOR和OFL在紫色土上的吸附过程较快,5 h就能达到吸附平衡,吸附常数Kd能达到3 082 L/kg。Freundlich吸附等温模型能很好拟合紫色土对NOR和OFL的等温吸附过程。由吸附过程的吉布斯自由能ΔG和吸附能E可知,紫色土吸附NOR和OFL主要是通过物理吸附。溶液pH>6会降低紫色土对NOR和OFL的吸附。当溶液离子强度从0.005 mol/L增加至0.05 mol/L时,NOR和OFL在紫色土上的吸附量分别降低了10.2%和11.7%。土壤有机质对NOR和OFL的吸附过程影响很小。

规模化猪场灌区土壤重金属污染特征及风险评价——以重庆市某种猪场为例

为了解长期猪场粪污灌溉带来的土壤重金属污染特征和风险,依托于重庆市某种猪场,采集其粪污灌溉区16个土壤样品,测定了Cu、Zn、Cd、Pb的全量,并运用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、地累积指数法评价了重金属污染状况,同时测定各重金属的分形态含量,评价了重金属的生物有效性和潜在生态风险。结果表明:灌区土壤呈弱碱性,Cu、Zn、Cd、Pb的平均含量分别为30.80、91.33、0.55、29.34 mg·kg^(-1),均超过了区域背景值,但不超过土壤环境质量标准(GB 15618—1995)二级标准。变异系数Cd>Cu>Zn>Pb,其中Cd和Cu达强变异性水平。部分采样点的Cd含量高,已达到中等污染水平,土壤未受到Cu、Zn、Pb的污染。土壤中Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在,其分别占总量的85.52%、68.40%、56.55%,Cd主要以可还原态存在,占总量的52.65%。土壤重金属生物有效性Cd>Zn>Pb>Cu,Cd和Zn的可生物利用风险较大。以土壤质量二级标准为参比值,4种重金属的单项潜在生态风险均为轻微等级;以区域背景值为参比值,Cd的生态风险为中等,其余元素为轻微。研究区重金属综合潜在生态风险为轻微级。

高效沉淀池在合流制溢流污染控制中的工程应用

为控制城市建成区雨天合流制溢流(CSOs)污染对河道水环境的冲击,黄孝河水环境综合治理项目采用25×10^(4)m^(3)的调蓄池和设计处理峰值水量6 m^(3)/s的强化处理设施(即污泥回流型高效沉淀池工艺)对明渠上游暗涵雨天CSOs污水进行储存及处理。高效沉淀池设计出水水质为SS≤20 mg/L、TP≤1 mg/L、COD≤100 mg/L,结合精密过滤池,可将SS进一步降低至10 mg/L。通过对高效沉淀池的工艺以及启动方式的优化设计,可使空池启动时间降低至12 min,同时采用污水内循环系统可减少启动过程产生的不达标出水10800 m^(3)。按照最大进水污染负荷测算,工程运行费用为0.29元/m^(3)。

多级A/O工艺短程SND处理养猪沼液的工程调试

针对养殖污染负荷大,土地消纳面积不足,导致规模化养殖废水面源污染问题,依托常规多级A/O工艺,通过调控实现对规模化养猪沼液的短程同步硝化反硝化深度处理。重点考察不同溶解氧浓度搭配对多级A/O池去除COD和深度脱氮的影响。调试结果表明:在低溶解氧环境下可实现短程SND,其中正梯度溶解氧浓度工况对COD、TN的去除效果显著。顺反应流程多级A/O池各单元DO按梯度依次由缺氧升至1.1 mg/L(冬季为1.5 mg/L),系统出水COD、NH_3-N、TN分别为97.33、7.78、39.56 mg/L。整套设施对COD、TN的去除率分别为98.66%、93.43%,出水水质稳定实现COD<100 mg/L、NH_3-N<15 mg/L、TN<60 mg/L的工程目标。

西南地区典型农田土壤中Cd^(2+)、Pb^(2+)的吸附特性研究

为了解西南地区土壤对污染毒性较强的Cd和Pb元素的吸附过程及作用机制,针对性地为预防和治理土壤污染提供理论依据,采用批试验的方法研究了典型黄棕壤和紫色土对Cd^(2+)、Pb^(2+)的吸附动力学、等温吸附过程以及土壤有机质、溶液pH对吸附过程的影响。结果表明:土壤吸附Cd^(2+)、Pb^(2+)均能在12 h内达到平衡,土壤对Pb^(2+)平衡吸附量远大于Cd^(2+),准二级动力学模型最适合表征其动力学过程(R^2≥0.99)。吸附等温线可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,土壤对Pb^(2+)的吸附能力和缓冲能力较Cd^(2+)更大,吸附是自发进行的物理化学作用并存的过程。黄棕壤对Pb^(2+)的吸附为放热反应,紫色土对Pb^(2+)以及两种土壤对Cd^(2+)的吸附为吸热反应。去除有机质的土壤对重金属的吸附量降低,Cd^(2+)在黄棕壤和紫色土中的试验最大吸附量分别减少了37.89%、29.62%;Pb^(2+)则分别减少了12.87%、20.71%。土壤对金属离子的吸附量随溶液初始pH的增加而增加。