线上线下混合式教学改革探索——以“物理性污染控制”课程为例

为了培养环境工程应用型人才,达到工程教育认证相关能力培养标准,通过分析“物理性污染控制”课程现状和改革需求,优化和整合了教材、多媒体、练习题、实践资源和教具等课程资源,进行了翻转课堂的混合式教学、贯穿课程全生命周期的实践和组合优化的多元教学等改革探索。调查问卷结果显示,“物理性污染控制”课程改革得到了学生认可。该教学改革探索既实现了培养应用型人才的目标,也符合工程教育认证关于创新实践、团队合作、终身学习和沟通交流等能力培养的标准。

中药板蓝根废水生物毒性测定的影响因素研究

采用发光细菌法测定中药板蓝根废水的生物毒性,通过试验考察温度、暴露时间和pH值等对细菌相对发光度的影响。结果表明:在中性条件下,当温度为20℃时相对发光度最大,当温度为15℃和25℃时相对发光度较稳定,不易受环境因素影响;当暴露时间为15 min时,相对发光度较低,20 min时相对发光度不稳定,30 min~35 min时,相对发光度达到峰值并保持稳定。中药板蓝根废水生物毒性的适宜测定条件为pH值6~7.5,温度25℃,暴露时间30 min,快速测定时可调整为15 min。

混合菌种对地下水中三氯乙烯的生物降解和吸附解吸的实验研究

由于氯代有机溶剂的大量使用和不合理的处置 ,致使三氯乙烯 (以下简称TCE)成为地下水中常见的有机污染物。本实验以TCE为靶污染物 ,采用批试验方法 ,研究了灭菌后的混合菌种对不同浓度TCE的吸附影响。实验结果表明 :当TCE浓度在 10～ 2 0 0mg l范围内 ,TCE的吸附模式符合Cs =0 17976C2 36 39e 等温方程 ;TCE的解吸模式符合C =0 0 2 987C2 1 46 1 e 等温方程 ;吸附在 15min内平衡 ;解吸在 1h内平衡。

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究

工业溶剂三氯乙烯 (TCE)是地下水污染物中发现的最普遍的氯代化合物。本研究的目的是评价以葡萄糖为初始基质时好氧条件下TCE生物降解的可行性 ,以及以TCE为单一基质时的生物降解情况。微生物培养是在好氧条件下以驯化好的活性污泥作为接种体。实验结果表明 ,在 2 5℃时 ,葡萄糖可以在好氧条件下作为共代谢基质使TCE发生生物降解 ,其一级反应速率常数为 0 32 12d-1,半衰期为 2 16d ;TCE可以作为单一基质发生好氧生物转化 ,其一级反应速率常数为 0 2 6 2 4d-1,半衰期为 2 6 4d ;降解过程中无二氯乙烯 (DCE)和氯乙烯 (VC)等中间产物的形成 ;表明葡萄糖共代谢降解TCE的速率大于TCE作为单一基质的降解速率。

地下水三氯乙烯(TCE)生物修复的研究进展

目前三氯乙烯 (TCE)引起的环境污染已成为一个非常值得关注的问题。本文通过对国内外TCE生物降解研究进行总结 ,从降解机理、降解动力学和微生物种类三方面进行了概述 。

纳米铁去除水体中镉的反应动力学、吸附平衡和影响因素

镉(Cd)具有致癌、无生物降解性和生物累积性特点,日益严重的镉环境污染问题已引起人们广泛关注。纳米铁是一种能有效去除多种有机和无机污染物的吸附剂。采用批实验方式研究纳米铁(nZVI)吸附镉的动力学和去除效率,可为深入研究纳米铁在重金属Cd污染修复的可行性方面提供理论支撑。利用透射电镜和扫描电镜等对实验室合成的纳米铁颗粒进行了表征,结果表明,纳米铁颗粒平均BET比表面积为49.16 m2·g^-1,粒径为20-40 nm。探讨了多种影响因素对纳米铁颗粒吸附镉的影响,如溶液pH、反应时间、初始浓度和纳米铁投加量。同时研究了Cd2+的准一级和二级反应动力学,应用Freundlich、Langmuir和Temkin等温吸附模型进行平衡吸附研究。结果表明,纳米铁对水溶液中镉吸附是化学吸附。颗粒内扩散模型表明粒内扩散不是控制反应速率的唯一步骤。吸附动力学研究表明,nZVI吸附Cd2+过程符合准二级反应动力学模型。平衡吸附数据能够很好地符合Langmuir、Freundlich和Temkin模型(r2>0.95)。通过Langmuir模型获得室温下吸附剂单层Cd吸附量为256.4 mg·g^-1。在pH 7和(25±1)℃条件下,纳米铁能够有效吸附镉。当nZVI颗粒投加量为1.00 g·L^-1,Cd2+初始质量浓度为74.51 mg·L^-1时,24 h之内,Cd2+去除率达到98.62%。纳米铁可作为一种用于水体镉去除的非常有应用前景的材料。

用于四氯乙烯降解的厌氧污泥的培养与驯化研究

由于四氯乙烯 (PCE)的大量使用和不合理的处置使其成为常见的污染物之一。PCE在好氧条件下不发生生物降解 ,只在厌氧条件下通过还原脱氯发生生物降解。本研究主要是对从不同处理厂获得的厌氧污泥进行培养 ,选出合适的厌氧污泥 ,进行降解PCE的厌氧污泥的驯化 ,为以后进行降解PCE的动力学研究和优势菌种的筛选做准备。同时 ,在实验中检测到了三氯乙烯 (TCE) ,表明PCE是通过还原脱氯发生生物降解的。

环境工程生产实习的现实困境与激励机制研究

生产实习是环境工程专业关键的实践教学环节。当前环境工程生产实习面临着实习资源相对缺乏、实习效果难以保证、实践育人成效不显著等问题,中国地质大学(北京)采取“全员参与、化整为零、交流共享、凝练升华”的新型实习策略,将集中实习与分散实习相结合,动员全体专业教师挖掘实习资源,指导学生开展生产实习,同时组织学生进行实习总结与分享,有效化解了上述难题。经过两届学生的实践,证明其是行之有效的开展环境工程生产实习的方式。后续可通过政策扶持、思政引领、战略合作等方式,激励教师、学生和承接单位,充分调动其积极性,确保环境工程生产实习在人才培养中关键作用的发挥。

山东渤南油田三区下第三系沙河街组三段4砂组储渗结构特征研究

渤南油田低渗透储层是胜利油田较为典型的低渗透储层代表。离物源近、沉积物供给和沉积速率快是造成渤南油田储层低渗透的重要基础 ,复杂的成岩作用是导致低渗透储层非均质性的主要成因之一 ,其中溶解成岩作用形成的多种次生孔隙 ,使低渗透储层的孔隙度提高。储层岩性。

“物理性污染控制”课程线上线下混合式教学改革成效与反思

随着我国全面开启生态文明建设进程,社会急需物质和能量污染治理能力并重的全方位环境工程专业人才,中国地质大学(北京)以培养符合工程教育认证标准的应用型人才为目标,增设“物理性污染控制”课程,并进行了线上线下混合式课程改革。本文详细介绍了我校发挥MOOC+SPOC线上教学平台优势,综合使用团队合作式(TBL)、研讨式、案例式等线下教学方法进行混合式课程改革的过程、成效与反思。本课程改革成果表明,线上线下混合式课程具有创新内核,具有多元化的目标,满足学生多样化的需求,更能培养出具有独立研究能力和判断力的终生学习者。

吉林两井油田下白垩系泉头组四段低渗透储层孔隙成因与储渗单元特征

低渗透油藏是现代石油工业重点研究方向之一。吉林两井油田是中国具有代表性的低渗透油田。将研究区下白垩系泉头组四段储层砂岩划分成 5种岩石微相。分析了近源沉积物、成岩作用及粘土矿物演化对低渗透储层物性的影响 ,复杂的成岩作用是低渗透储层非均质性的主要成因。讨论了低渗透储层孔隙的成因、粘土矿物与微孔隙的关系。在此基础上归纳总结出了4种储层 ,最后根据储层特征与裂隙发育程度建立了

洛美沙星对水中反硝化过程的影响模拟试验

水环境中硝酸盐的去除依赖于微生物在厌氧条件下进行的反硝化作用,已有研究发现,抗生素的存在会对反硝化细菌和反硝化酶活性产生一定影响,进而影响反硝化作用,但目前在水体中对于这三者之间关系的研究较少,作用的机理尚未完全明确.据此,本文以洛美沙星(Lomefloxacin,LOM)为典型抗生素,乙酸钠为碳源开展模拟实验,对反硝化过程、反硝化细菌和反硝化酶活性的影响进行探讨.实验结果表明,含有0,1,10,100μg/L LOM的反应体系反硝化速率分别为10.42,8.83,8.50,6.62mg/(L·d),脱氮率分别为79.5%,71.1%,70.0%,66.8%,LOM初始浓度为100μg/L时对反硝化细菌生长的抑制率高达30.5%.推测含有一定浓度LOM会对反硝化细菌的生长发育以及反硝化酶活性产生影响,导致反硝化过程中NO3--N的转化受到抑制,进而引起反硝化速率和总氮去除率降低,且LOM初始浓度越大,抑制作用越显著(P<0.05).进一步分析结果表明,LOM影响反硝化作用主要表现在NO3^--N还原至NO2^--N这一过程,LOM初始浓度越高会使细菌生长速率和最大增长量减少,微生物的细胞膜完整性遭破坏程度增大.NO3^--N和NO2^--N的转化与反硝化酶活性有关,其中LOM浓度对硝酸盐还原酶活性的影响明显,浓度越大受到抑制程度也越大,但对亚硝酸盐还原酶活性几乎不产生影响.以上模拟试验条件虽距实际条件有所差异,但在一定程度上表明环境水体中低浓度抗生素影响反硝化作用的机理表现为抑制微生物生长和活性以及反硝化酶活性,降低脱氮率,导致硝酸盐污染的积累.

燕山地球关键带多环境介质中多环芳烃分布特征

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)作为环境中常见的持久性有机污染物,因其致癌、致突变、致畸和难降解的特性备受关注。地球关键带是维系地球生态系统功能和人类生存的关键区域,选取燕山地球关键带的雁栖湖站点,对地表水、表层土壤(0~10 cm)和地下水3种环境介质进行调查研究,旨在探索16种PAHs的分布情况。结果表明:1)地表水、土壤、地下水中的16种PAHs含量范围分别为9.78~2221.3 ng·L^(−1)、76.21~285.03μg·kg^(−1)、21.45~1521.13 ng·L^(−1),均值分别为548.42 ng·L^(−1)、195.77μg·kg^(−1)、492.54 ng·L^(−1),地表水中的平均浓度高于地下水;2)3种环境介质中PAHs分子质量分布呈现大体相似特征,具体表现为单体PAH中萘(Nap)占主导地位,2~3环低分子量PAHs占比大于4环,5~6环最低;3)地表水和地下水的PAHs质量分数占比基本相同,土壤与水体相比低分子质量PAHs占比略低,中高分子质量占比略高;4)利用主成分分析法对多环境介质中的PAHs进行源解析,发现环境中的PAHs主要来源于煤、石油、生物质的燃烧和交通污染,而大气沉降是主要的污染途径。总体来说,燕山地球关键带不同介质中存在不同程度的PAHs污染。

g-C_3N_4协同光催化还原Cr(Ⅵ)及氧化磺基水杨酸

氮化碳是一种新型非金属半导体光催化剂,近年来发展成为一种理想的环境治理材料.通过热解三聚氰胺的方法制备出石墨相氮化碳(g-C_3N_4),利用XRD、TEM和UV-vis DRS对它的结构、形貌及光电特性进行表征,并进一步对其在协同光催化还原Cr(Ⅵ)及氧化磺基水杨酸(SSA)中的应用进行了研究,考察了催化剂投加量、初始pH以及Cr(Ⅵ)与SSA初始浓度比等条件对协同光催化反应的影响.结果表明,催化剂投加量为0.5 g·L^(-1),pH=2,初始Cr(Ⅵ)与SSA浓度比为1∶4(10 mg·L^(-1)∶40 mg·L^(-1))时,协同光催化反应达到最优化,比单独光还原或光氧化污染物的能力提高3倍以上,此时Cr(Ⅵ)的还原率为98.9%,SSA的氧化率为93.4%.本文还深入探讨了协同光催化机制,g-C3N4在可见光激发下,光生电子还原Cr(Ⅵ),同步产生的空穴、O_2^(·-)和·OH共同氧化SSA.

妫水河湿地植物作用及调水水质响应模拟

本文基于湿地植物在河流湖泊中的物理、生化反应机制,应用MIKE21中EcoLab的编辑功能,建立湿地植物的水质模块,将植物的阻流、产氧、耗氧及微生物和植物吸收营养盐过程参与计算中,耦合湿地水动力实现水质模拟.在对妫水河表流湿地调研及监测基础上,建立妫水河下游与三里河的模型,考虑湿地植物类型、分布及水量变化下的植物有效面积等作用,定量研究工程尺度上河流湿地水动力及水质净化效果.计算中采用实测数据率定湿地植物对水质作用的关键参数,并对模拟结果进行验证.通过模拟,无循环系统对支流三里河及上游调水时,岸带湿地建设后相比建设前,下游出口处氨氮、磷酸盐和总氮的浓度下降了14.29%、33.33%和20.00%;循环系统运行后,三里河和妫水河上游流量分别增加0.4 m^3·s^-1,使得部分河段水位抬升,断面平均流速略有增加,三里河和妫水河的有效湿地覆盖率分别增加了144.44%和13.16%,出水口处水质与工程前相比,氨氮、磷酸盐和总氮分别下降了35.71%、50.00%和46.67%,循环体系的建设加强了湿地净化功能.模型有机地将湿地植物分布融合进模型水质计算中,为河湖湿地生态修复、方案设计和水利调控等综合措施下的水质响应研究提供了模型方法和技术支撑.

西藏高寒区不同土地利用方式下土壤持水能力差异及其影响因素

研究高寒地区不同土地利用方式下土壤持水能力变化特征及其影响因素可为评估高寒生态系统水源涵养能力分异特征及其调控机制提供依据。本研究选取西藏高寒区3种土地利用方式(农、林、草地)下不同深度(0~10、10~20、20~30 cm)土壤为对象,测定土壤最大持水量、毛管持水量、田间持水量及土壤基本理化性质,并提取环境因子(年均降雨量、植被归一化指数、海拔、坡度和地表粗糙度),分析不同土地利用方式下土壤持水能力的变化特征及其影响因素。结果表明:农、林、草地土壤持水能力(最大持水量、毛管持水量、田间持水量)均随土层深度增加而逐渐降低。草地0~30 cm土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量均值分别为379.79、329.57和194.39 g·kg^(-1),显著高于农地(301.15、259.67和154.91 g·kg^(-1))和林地(293.09、251.49和117.01 g·kg^(-1))。冗余分析结果表明,不同土壤理化性质对土壤持水能力变异的解释量由大到小依次为总孔隙度(44.6%)、土壤有机质(42.7%)、毛管孔隙度(37.6%)和土壤容重(35.8%)。主成分分析结果显示,年均降雨量、植被归一化指数和地形因子(海拔、坡度和地表粗糙度)是影响土壤持水能力空间变异的主要环境因子,累积贡献率高达72.4%。西藏高寒区草地土壤具有更强的持水能力,能够有效防止水土流失。因此,在高寒地区实施退耕还草措施、对退化草地进行封育管理,有助于改善高寒地区土壤水源涵养能力。