正渗透膜生物反应器运行过程中溶质反渗对微生物群落的影响

以氯化钠为驱动溶质,采用正渗透膜生物反应器(forward osmosis membrane bioreactor,FOMBR)处理生活污水,考察其在运行过程中溶质反渗对系统内微生物群落造成的影响。稳定运行状态下的第7、14、20天的混合液污泥样品分别称为A1、A2、A3,并对微生物群落物种丰度、群落结构、聚类等进行了分析。结果表明:正渗透膜生物反应器运行20 d内水通量从9.5 L/(m^2·h)下降到8.17 L/(m^2·h),反向盐通量从29.52 g/(m^2·h)增加到35.06 g/(m^2·h)。整个运行过程中溶质反渗对微生物群落结构的变化有着一定的影响,3个样品共产生1496个OTUs,各样品间共享的OTUs不尽相同;溶质反渗对3种样品的微生物群落多样性、菌群丰度等影响较小。PCA分析中A2和A3两个样品距离更近,组成更相似,热图聚类分析再次验证A2与A3相似性更高;3个样品斜率较小且非常接近,并且A1和A3两个样品所含物种的丰富程度和均匀程度几乎一样;3个样品的活性污泥群落结构在门、纲、目分类水平上均具有较高的多样性,各分类水平上的菌群丰度存在一定的差异。

环境因素变化下城市黑臭水体中硫元素的释放特性

河道黑臭化问题在城市生态文明建设中已成为最为棘手的环境问题,硫元素作为水环境界面一类氧化还原敏感性元素,其在水环境致黑致臭方面有着特殊的贡献。在河道中硫元素的含量和形态随季节变化很大,因此外在环境因素对其影响较大。利用室内模拟实验,探究不同外在环境因素(温度、溶解氧和扰动强度)变化下,硫元素在沉积物-水界面上的迁移过程。结果表明:四种硫元素形态释放规律基本呈现先升高再趋于稳定的变化趋势,释放速率表现为:亚硫酸根离子(SO32-)>硫离子(S2-)>硫酸根离子(SO42-)>硫代硫酸根离子(S2O32-);在扰动条件下,对水体中SO32-变化较大,其在第7天达到释放峰值,浓度为42.50 mg/L;在溶解氧实验下,氧含量越高会加速硫元素之间的转化,同时也促进SO32-的转化;在温度条件下,温度更高会加快生物的活性,促进硫元素最终向SO42-的转化过程,其平衡浓度为40.00 mg/L。

基于2种材质FO膜对OMBR运行特性影响的研究

通过水通量、反渗盐通量、污染物去除率考察了2种正渗透膜对OMBR运行特性的影响,并对膜污染特性进行了研究。结果表明,水通道蛋白(AQP)膜和醋酸纤维素(CTA)膜平均水通量分别为8.90、4.96 L/(m2·h),平均反渗盐通量分别为13.06、6.36 g/(m2·h)。CTA膜组氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为98.8%、94.1%和98.9%。AQP膜和CTA膜膜面污染中,C、O原子数占比分别为47.19%、35.13%和66.71%、24.38%。AQP膜污染蛋白质和多糖含量均高于CTA膜,平均荧光强度分别为72.98和79.49。

皖江典型城市黑臭河道表层沉积物重金属的季节分布特征及其源解析

河道黑臭化问题在城市生态文明建设中已成为最为棘手的环境问题,为了更好地了解皖江城市(芜湖)黑臭水体重金属的分布情况和潜在的来源,选择保兴垾黑臭河道作为研究对象,通过室外采集和室内分析,并结合改进的潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染状况进行评价;利用相关性分析和主成分分析解析潜在来源。结果表明:(1)河道内重金属呈现Fe>Zn>Mn>Cr>Cu>Cd的大小特征,均显著超过安徽省土壤背景值,其中Cd富集最明显。除了Cd,其余5种重金属含量均表现出雨季期大于旱季期的特征。(2)形态研究表明,雨季期重金属倾向于从颗粒物表面解吸释放到上覆水中,且各重金属残渣态占比上升。(3)改进的潜在生态风险指数法(MRI)结果表明,Cd污染生态风险占总污染生态风险的绝大部分(贡献率>90%),应重点解决Cd污染。(4)源解析结果表明,Zn、Cu和Cr受周边工业活动的影响,Fe和Mn主要是受自然源和工业源的混合影响,Cd最有可能受到区域农业面源的影响。

华北地区颗粒物浓度时空分布特征及其因素

利用2017年华北地区各地级及以上城市空气质量浓度等有关数据,对该区域内的颗粒物浓度时空分布特征进行研究,在此基础上进一步利用空间自相关分析方法对该区域内的颗粒物浓度的空间聚集特征进行定量描述,并利用空间计量模型分析了影响华北地区城市颗粒物浓度的因素。结果表明:整体上,华北地区PM2.5和PM10的污染日出现的平均频率分别为17.25%和14.23%,需重点关注细颗粒物造成的污染。在时间分布上,各省市的颗粒物月均浓度存在"U"型变化,呈现出冬季>秋季≈春季>夏季的规律。在空间分布上,各地级市颗粒物年均浓度具有明显的空间聚集特性,高聚集主要出现在河北南部,低聚集主要出现在内蒙古。空间计量模型表明,风速、降雨量和人均GDP对华北地区城市的PM2.5和PM10年均浓度均具有显著的负向影响,而第二产业占比、煤炭使用量和机动车保有量均对颗粒物浓度有正向影响,其中煤炭消耗量的影响最大,其次是机动车保有量。上述研究结果可为制定华北地区大气污染控制提供有效的措施和科学依据。