北京市妫水河浮游动物群落结构与水质评价

由于浮游动物对水体环境变化敏感,可表征水体污染程度,因此在2017年对妫水河浮游动物群落结构进行调查研究,分析了浮游动物群落结构时空变化特征及其与环境因子的关系,并利用生物学评价方法对水质进行评价。结果表明:妫水河浮游动物有4门22属88种,其中原生动物种类最多,为42种,主要以轮虫和原生动物为主,浮游动物平均细胞密度和生物量分别为5041.58个/L和2.88 mg/L。浮游动物群落结构与环境因子的CCA分析显示,水温、pH、DO和氨氮是影响妫水河浮游动物群落结构变化的重要因素,其中裂痕龟纹轮虫、冠饰异尾轮虫和螺形龟甲轮虫等对水体中氮磷的相关性极为显著,具有富营养化指示作用,可作为监测水质的指示生物。妫水河浮游动物多样性指数H、均匀度指数J和丰富度指数D全年平均值分别为0.43、0.31和0.41,整体评价结果显示,妫水河水体处于中到富营养型水平,尤其是下段城区段污染严重,表明妫水河水体生态功能遭到破坏,水质还需进一步改善和治理。本研究结果可为妫水河水质评价、水环境监测及水污染治理提供基础数据资料和理论依据。

北京市妫水河底泥微生物群落结构特征

微生物对外界环境变化较为敏感,常被作为指示生物用于监测和反映水质情况。为满足延庆世园会和冬奥会举办对妫水河水质的调控要求,探讨妫水河底泥微生物群落结构特征及环境因子对其分布的影响。基于妫水河12个不同断面的水样和底泥样品,进行了水质、底泥理化性质分析,并对底泥的微生物群落结构特征进行了研究。结果表明,妫水河中、下游水体水质COD、NH+4 N、TN超标,其中上覆水TN含量与底泥TN含量呈极显著正相关(P=0.914);MiSeq高通量测序发现,妫水河底泥微生物共检出70门228纲1168属,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、绿菌门(Chlorobi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)是妫水河底泥微生物群落结构中的主要菌门,在各个样品中相对丰度之和均占84%以上,其中变形菌门为第一优势门,占比达到45.3%—69.1%,而不同断面样品的优势菌属有所不同。妫水河底泥微生物群落丰度总体较高,多样性也相对较高,其中世园段D7点Ace丰富度指数和Shannon多样性指数均较其他点位低,分别为2673和6.56。RDA(redundancy analysis)分析表明,底泥氨氮和温度是影响其微生物群落结构的主要因子(F=2.92,P=0.038;F=2.81,P=0.014),妫水河底泥的优势反硝化菌属为脱氮单孢菌属和硫杆状菌属,其丰度与NH4^+ N、水温呈正相关,同时与DO呈负相关。研究结果对妫水河水生态环境保护和水质管理提供数据支撑及理论指导意义。

尖晶石型催化剂的制备及在气态污染物净化中的应用综述

催化净化法是气态污染物净化的主要技术之一,在改善和优化人类的生存环境质量方面发挥了至关重要的作用。随着科研人员不断深入的研究,开发高比表面积、高效率、短反应物/产物扩散途径以及低能耗的催化材料是目前催化技术领域的研究重点。按催化材料成分分类,一般催化剂可分为过渡金属催化剂、金属氧化物催化剂、硫化物催化剂、固体酸催化剂等。传统金属氧化物催化剂受本身固有结构、活性氧物种及暴露活性位点较少等物理化学性质的限制,难以突破可调控性较差、催化效率较低的瓶颈。研究表明,由特殊的四面体和八面体结构相间组成的尖晶石型金属氧化物因具备结构、组分、物相、价态、形貌和缺陷的可调控性,表现出优异的超导性、发光性、催化活性等理化特性,在介电、磁性、发光、催化等功能材料应用领域中占据重要地位,被视为极具研究与应用潜力的一种高效气态污染物的新型催化净化材料。在催化剂制备合成方法中,沉淀法、水热法为常见的制备方法。然而,传统合成方法已经不能满足人们对不同形貌、构型、多组分复合催化剂的制备需求。为制备可调控性强、物理化学性质优异的尖晶石型催化剂,导晶沉淀、微波辅助水热、自组装法等新型复合制备方法受到人们的广泛关注。Mn、Co、Fe、Cr等尖晶石型催化剂被应用于气态污染物的脱除,其中Mn、Co尖晶石型催化剂因自身价态多变、氧化还原能力强而具有较高的催化去除效果及稳定性,从而被人们广泛研究。本文归纳了尖晶石型催化剂的研究进展,分别对尖晶石型催化剂的空间结构特性、典型制备方法的合成机制等进行介绍,重点分析其在气态污染物催化净化方面的发展方向并展望其前景,并对其未来的理论和应用研究给出了建议。

北京市妫水河水质现状评价

2017年分3个时期(丰水期、平水期、枯水期)采集妫水河及其支流12个断面表层水样,分析了COD、氨氮、TP、DO、pH值等水质指标,采用单因子评价法、水污染指数法、主成分分析法和模糊综合评价法对水质进行评价,根据4种水质评价方法的评价结果,分析4种方法在小流域河流评价中的适用性。结果表明:目前妫水河12个断面中S2、S10和Z2 3个断面水质较差,基本属于地表Ⅴ类水,污染程度为重度污染;其他9个断面水质等级为地表Ⅳ类水,污染程度为中度污染;中段世园会段水质较好,优于上段和下段,主要污染指标为COD;妫水河主要污染源于农业和生活,枯水期水质优于平水期和丰水期。水污染指数法更适合小流域水体水质的定性定量评价,且计算方便简单。

核壳催化剂用于大气污染控制的研究进展

随着工业的发展进步,大气环境污染日趋严重,末端污染治理迫在眉睫。催化剂作为催化反应的核心,其制备与构型成为大气环境催化领域重点关注和研究的课题。常规的单一催化剂存在成本高、易失活、使用条件严格等不足。核壳结构催化剂拥有单一催化剂所不具备的双功能甚至多功能催化特性,在环境催化领域具有广阔的应用前景。近年研究表明,核壳结构催化剂热稳定性较高,择形催化效果优异,在反应中的整体活性表现良好。但核壳结构的复合颗粒也存在团聚与分散不易调控、核壳分散厚度难以确定、结合强度有待提高等问题。目前已有学者将Mn系、Ce系等核壳材料应用于大气污染治理之中,并取得了良好的催化效果,但是在核壳结构的构筑以及制备方法的选择上还存在不足,在特定领域的针对性应用有待进一步提高。本文详细介绍了目前制备核壳材料所常用的水热合成法、沉淀法、模板法等主要方法,比较了各种制备方法的优缺点。同时,综述了不同类型的核壳材料(如金属基核壳材料、金属氧化物基核壳材料、分子筛、中空核壳以及摇铃核壳材料)在大气污染治理中NO选择性催化还原(NH_(3)-SCR)、VOCs脱除以及高低浓度CO去除等主要领域的应用研究进展。文章还分析讨论了主流核壳催化剂的优势及有待完善之处,并展望了未来重点研究方向。

柔性负载型催化剂催化净化气态污染物研究进展

当前灰霾等大气污染问题备受关注,高效、廉价的催化净化材料作为污染治理技术的核心之一,其研发意义非凡。以柔性材料为基底制备的新型整体式催化剂因催化活性高、加工成型简单、应用灵活、易于实现催化剂原位再生等优点,成为环境催化领域发展的一个新兴热点方向。本文介绍了以金属泡沫、有机泡沫以及纤维等柔性材料为载体的催化剂特性和应用领域,重点阐述了上述柔性负载型催化剂的典型合成过程及其对气态污染物(如NOx、甲苯、甲醛等)的催化性能和净化机制,综述了其在脱硝领域的应用研究成果,包括抗硫耐水机理、纤维滤布催化剂的协同除尘脱硝能力以及碳泡沫催化剂的高效催化性能等。通过总结分析柔性负载型催化剂阶段性研究成果、应用现状以及实际应用问题,进一步展望其在环境催化净化领域的研究方向、重点和难点。催化剂黏结性、活性、稳定性的提升以及移动床反应器-催化剂的匹配设计与优化都将是柔性高效一体式催化剂的研发重心所在,此类催化剂的成功研发将会为中小型燃煤炉窖尾气的催化净化提供技术核心与保障。

餐饮油烟污染物净化技术对比及前景分析

在分析现有油烟净化技术优缺点的基础上,重点对近几年吸附及催化法治理餐饮油烟污染物以及挥发性有机物的研究进行了综述,并对这些方法在油烟净化方面的应用前景做出展望。

碱处理多级孔钛硅分子筛疏水吸附VOCs研究

在一段时间内我国能源结构仍将以燃煤为主,针对燃煤烟气中VOCs的治理,采用具有MFI拓扑结构的钛硅分子筛TS-1进行吸附减排。通过使用不同强度和性质的碱溶液(NaOH、NH_(4)OH、TPAOH)对其进行处理,构建了具有差异化多级孔结构的材料,并调控了分子筛中硅烷醇基团Si—OH(包括外表面孤立硅烷醇基团和内部缺陷位点羟基巢)的相对含量,以提高分子筛疏水吸附VOCs能力。通过XRD、BET、UV-vis、IR、SEM与TEM等手段考察了分子筛骨架结构、内部缺陷和其他性质的变化。研究结果显示,NaOH溶液会严重刻蚀分子筛骨架,导致有序孔道数量减少、缺陷含量增加,从而使吸附能力大幅下降;NH_(4)OH处理可以疏通分子筛孔道,去除无定形硅物种,提高吸附VOCs的性能,但疏水能力略微下降;而TPAOH处理过程中的“溶解-再结晶”效应导致大量有序骨架生成,微孔发达程度显著提高,分子筛内部缺陷得到修复,吸附VOCs的性能与疏水性能都明显提升,VOCs的吸附容量提高了50%,而静态水吸附容量降低了18%。

北京市胡同公共厕所的运行状况实证研究

1研究亮点*通过故障树分析,识别公共厕所的潜在风险;并提出一种公共厕所故障识别系统的构建方法;*对德尔菲法进行了应用和验证,证明其在环境卫生研究中的有效性。2背景公共厕所是城市规划的重要组成部分,但许多现代宜居城市并未配备符合其发展水平的合格公共厕所。

餐饮油烟污染及其净化技术研究进展

介绍了餐饮油烟的组成及危害,讨论了国内外研究开发的各类餐饮油烟净化技术,并分析比较了其优缺点,最后对该领域的研究方向做出了展望。

催化还原法深度处理污水中硝态氮的研究

为有效降低城市污水处理厂出水硝态氮的含量,减轻氮素污染,依次进行了基础性试验和验证性试验.基础性试验以Fe0为还原剂,以配置的KNO3溶液为试验用水对分别添加H+、Fe2+、Cu2+、Pd/Al2O3等后的脱氮效果进行了对比研究.试验结果表明,系统p H值为2.1,Fe2+、Cu2+投加量分别为1000mg/L时,系统均可获得较好的脱氮效果,分别为92%、41%、61%,产物均以氨氮为主;当投加10g/L催化剂Pd/Al2O3,调节系统p H值为3.02时,系统脱氮率可达48%,且其产物以氮气为主,副产物较少.在此基础上,验证性试验以北京市某污水处理厂出水为试验用水,对上述各方法的脱氮效果进行了试验验证,并对其可行性进行了分析.结果表明,在一定条件下,各方法均可达到理想的脱氮效果,其去除率分别可达到87%、36%、50%、46%.但综合脱氮效果、产物分析、出水水质等考虑,相比较而言,添加催化剂的化学催化还原法在去除污水中的硝态氮时具有更好的可行性.

A/O工艺处理高盐混合化工废水的启动研究

采用A/O（水解酸化＋生物接触氧化）工艺接种生活污水处理厂普通活性污泥,研究生物膜法处理高盐混合化工废水的启动过程及处理效果。结果表明,采用分段连续挂膜法,3周即可快速完成挂膜;采用分阶段逐步加压驯化法,第一阶段以难降解物质为选择压力,进水COD浓度1 500 mg/L时,系统出水COD为50 mg/L左右,COD平均去除率95%,A池VFA平均增长率259.4%,酸化率26.8%;第二阶段以盐分为选择压力,含盐量14 g/L时,出水COD浓度保持在220~269 mg/L,COD平均去除率83%,A池VFA平均增长率231.9%,酸化率19.9%;整体驯化完成后,生物膜活性良好,胞外多聚糖浓度为5.4 mg/g MLSS,脱氢酶活性为3.1μg TF/（m L·h）;通过扫描电镜观察,A池生物膜以长短不一的杆状菌为主并伴有少量球菌,O池中丝状菌、各种杆菌、球菌以及胞外聚合物在填料表面形成致密的生物膜。

低温等离子体处理工业废气中甲苯的研究进展

甲苯作为挥发性有机化合物的代表,其治理技术已成为研究的热点。介绍了低温等离子体的概况及其处理甲苯的机理,重点概述了单独低温等离子体技术处理甲苯的放电形式、放电参数以及低温等离子体协同催化技术处理甲苯的工艺、催化剂种类和放电模式,并对低温等离子体技术处理工业废气中甲苯的发展方向进行了展望。低温等离子体技术处理工业废气中甲苯的处理效率高,但选择性较差,通过协同催化技术,可以进一步提高选择性,具有很好的应用前景。

复合生态浮床净化某小河道重金属污染工程设计

近年来,由于上游工矿企业的排污,我国南方某小河道中V,Cr,Cd,Pb等多种重金属超标,对下游作为饮用水水源地的水库水质构成严重威胁。针对上述问题,该研究在传统生态浮床基础上设计了一套适合该河道污染特征、布置合理的生态浮床系统来净化水质。生态浮床为能同时负载挺水植物、浮水植物和沉水植物的立体式复合生态浮床。经过计算和现场工程验证,在5 km河道布置200组生态浮床单元,可以使该河水质经过处理后达到地表水Ⅱ类标准,保障饮用水源地水质安全。

胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰固化机理研究

为确定低成本、安全、高效处置危废城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)的方法,以钢渣微粉、矿渣粉、脱硫石膏、垃圾焚烧飞灰和尾砂为充填材料,进行了砂浆流动性能和胶结充填料强度试验,根据胶结充填料强度确定了胶凝材料的最优配比,并通过X射线衍射(XRD),红外(FTIR)和扫描电镜(SEM)分析了净浆试块的微观结构和水化产物。试验结果表明,当垃圾焚烧飞灰掺量为15%、钢渣微粉掺量为4%、脱硫石膏掺量为14%、矿渣粉掺量为67%时,料浆的流动度为260 mm,满足自流型胶结充填的流动性需求,充填料试块28 d的抗压强度为24.54 MPa,满足矿山充填强度要求;充填料试块养护28 d重金属离子浸出浓度全部低于饮水标准;冶金渣-垃圾焚烧飞灰胶凝材料水化产物主要有钙矾石、C—S—H凝胶和Friedel盐。

砷污染农田土壤的化学修复技术研究进展

农田土壤的砷污染对现代农业可持续发展和农产品质量安全构成了严重威胁,砷污染农田土壤治理已成为迫切需要解决的重大生态环境问题。化学修复技术是一种有效的土壤修复方法,重点介绍了3种化学修复技术(化学淋洗、化学钝化和土壤性能化学改良)对砷污染土壤的作用机理和影响因素,综合分析了各方法应用存在的问题以及未来的发展方向,以期为未来砷污染农田土壤高效绿色的化学修复技术研究与应用提供参考。

水热碳化技术处理畜禽粪便的研究进展

水热碳化是一种实现废弃生物质高值化再利用的热化学转化技术,特别是针对含水率高的畜禽粪便处理,与其他碳化技术相比具有明显的优势,不仅能解决畜禽粪便随意堆积造成的环境污染问题,还能快速杀死致病微生物、获得高值生物炭产品,为实现畜禽养殖粪污减量化排放、资源化利用,推动乡村振兴、建设美丽乡村具有重要意义。文章基于畜禽粪便主要组分和水热碳化机理,重点介绍了温度、液固比、反应停留时间、添加剂等因素对水热炭产率及理化性质的影响,并讨论了水热炭作为生物燃料、吸附剂、土壤改良剂和功能材料前驱体的应用前景,为通过调整水热碳化过程参数以提高产物应用潜能提供参考。通过梳理,总结目前研究存在的问题,为未来研究工作指明方向,以期推动水热碳化技术在畜禽粪便处理和资源化利用的应用。

曝气生物滤池对微污染水的处理研究进展

微污染水受污染的程度较低,对氨氮、磷、有机物和有毒污染物的去除要求较高,生物预处理技术可作为微污染水处理方法之一。近年来生物预处理去除污染技术得到迅速发展,其中曝气生物滤池应用比较广泛。曝气生物滤池(Biological aerated filter,BAF)占地小,运行管理方便且处理出水水质高,在有机物的去除,尤其是在硝化、反硝化脱氮等方面有着良好的效果。文章主要从对氮、磷、COD的去除效果及其不同影响因素进行介绍,分析该技术在微污染水处理中的应用。

餐饮油烟中典型VOCs催化氧化研究进展

近年来,餐饮油烟逐渐成为城市大气污染的主要来源之一,油烟中挥发性有机化合物(VOCs)对人体及环境均产生非常大的危害,对其治理刻不容缓。催化燃烧技术因具备去除效率高、无二次污染等优点在有机废气治理方面有着广阔的应用前景。鉴于此,本文首先总结并分析了油烟中典型挥发性有机物的成分,发现油烟中烃类、醛酮类污染物含量较高,其次包括酸酯类、醇类和少量的多环芳烃类污染物。在此基础上,重点综述了催化燃烧技术对净化上述典型挥发性有机污染物的研究进展,并对近年来常用的催化剂包括贵金属催化剂、非贵金属催化剂及特定结构的催化剂进行了归纳和整理。最后结合油烟VOCs成分及其特点,总结了不同种类型的催化剂在油烟治理中的适用性,并对催化燃烧技术在油烟治理方面的研究前景作出了展望。

微波诱导复合材料协同催化在工业废气净化中的研究进展

阐述了微波辐射与材料的作用原理,综述了微波诱导复合材料协同催化技术在工业废气净化领域的研究现状,分析了微波诱导复合材料协同催化技术在工业废气净化处理研究过程中存在的问题,并对今后的发展方向进行了总结与展望。