北京市海绵城市试点区雨水花园植物群落生态适应性及其应用效果

[目的]针对已建成的城市雨水花园项目,从生物多样性的角度进行多指标调查评价,分析雨水花园植物的适应性及景观应用效果,旨在为北京地区雨水花园植物群落优化配置提供科学参考。[方法]通过实地调研,分析和掌握雨水花园植物群落的多样性特征,在定量分析的基础上构建雨水花园植物群落景观评价模型对15个典型雨水花园植物群落进行分级和评价。[结果]①北京市海绵城市试点建成区雨水花园草本植物共20科,43属,45种,优势科主要集中于菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、百合科(Liliaceae)、景天科(Crassulaceae)等。试点区各样地指数数值差异较小,各调查样地草本植物丰富度相似,植物物种集中性较一致。②试点区雨水花园植物群落景观综合评价总体处于较高水平,各样地中小区类雨水花园植物群落评价明显高于道路类雨水花园植物群落景观。受所在区域地表径流污染程度的影响,不同样地植物生长情况、群落构成有所差别。[结论]未来还需加强对建成雨水花园植物的定期监测、评估,重视开发本土植物,筛选出优势物种,总结出结构稳定的植物群落配置模式与维护管理手段,为北京市雨水花园植物选择与配置提供科学参考。

磁性胺化芦苇基吸附剂的制备及脱氮性能研究

针对雄安新区芦苇资源浪费及用吸附法去除水中硝酸盐氮的过程中吸附剂难以分离的问题,以废弃芦苇秸秆为原材料制备出了磁性胺化芦苇基吸附剂。综合考虑制备过程中试剂种类、试剂投加量、反应时间、反应温度等条件的影响,对吸附剂的制备方法进行了优化,考察了吸附剂对模拟废水的吸附性能并通过SEM、VSM、FT-IR和XPS进行表征。结果表明:2 g芦苇秸秆粉末加入5 mL环氧氯丙烷、20 mL N,N-二甲基甲酰胺、5 mL三甲胺,在80℃下反应30 min制备的吸附剂对模拟污水中硝酸盐氮的去除率最高达到了93.2%。对硝酸盐氮的静态吸附符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,动态吸附实验中吸附剂对硝酸盐氮最大的吸附量为12.74 mg/g,经过6次循环再生实验后吸附剂的吸附性能没有明显下降。表征结果显示磁性基团和季胺基团成功负载到材料表面,材料对硝酸盐氮的吸附机理主要为离子交换。综上,所制备的磁性胺化芦苇基吸附剂对水中硝酸盐氮具有良好的吸附性能,有望实现芦苇资源的高值化利用。

白洋淀生态水位过程调控初探

白洋淀水位调控是恢复淀区水面面积、保护白洋淀生态系统健康稳定的主要手段。通过分析白洋淀历史水位变化规律,综合考虑白洋淀水安全、水资源、水环境、水生态等功能定位,提出白洋淀生态水位过程调控目标,核算不同来水情景不同水位调控目标下的生态需水量,提出未来不同情景的外调水补水量建议,为白洋淀生态补水过程决策以及生态环境保护提供科学依据。

水环境中微塑料的迁移及其与有机污染物的复合毒性效应研究进展

水环境中的微塑料(MPs)通过吸附和解吸与共存的有机污染物(OPs)相互作用,影响污染物的迁移转化、生物积累、毒性效应等环境行为.因此,MPs和OPs的生态效应需从它们之间的相互作用角度综合考虑.本文在查阅近几年相关文献的基础上,重点阐述了水环境中MPs的环境行为及其对OPs迁移转化的影响,讨论了MPs的生态风险及其与OPs的复合毒性效应的影响因素,并得出如下规律:MPs和OPs的特性,如MPs的表面极性和OPs的疏水性决定了MPs作为OPs载体的有效性;MPs的粒径、表面特性、表面生物膜等理化性质影响了水环境中OPs的迁移转化途径和复合物MPsOPs的毒性效应.本文以期为进一步评估MPs的环境行为和生态风险提供有益的参考,并为准确评估MPs及其相关OPs的环境风险提出了建议.

基于案例分析的人工湿地尾水处理技术进展

人工湿地技术综合了基质、微生物和植物对水中污染物的协同去除机制,广泛用于提升污水厂尾水水质,是一种绿色低耗的生态修复技术.本文汇总了以人工湿地为核心技术的众多城镇污水处理厂尾水资源化案例,对人工湿地技术的不同工艺运行方式和优缺点进行了分类归纳,提出依据不同水质特征量身设计复合人工湿地工艺的策略,为污水处理厂尾水的资源化利用提供参考.

孝义河枯、丰水期溶解有机物(DOM)的光谱特征

采用紫外-可见光谱和激发-发射矩阵光谱与平行因子分析相结合的方法,研究了孝义河溶解有机物(DOM)光谱特征和荧光成分的时空变化,分析了DOM与水质参数的关系.结果表明:枯水期发色团溶解有机物(CDOM)浓度、芳香性、分子相对质量和光化学反应活性显著高于丰水期(P<0.01),丰水期的腐殖化程度高于枯水期;模型共检出3种类腐殖质组分(C1,C2和C3)和1种类蛋白组分(C4),枯水期腐殖质成分和类蛋白成分来源于流域点源排放,丰水期蛋白质成分来源于点源,腐殖质成分受点源和面源共同影响;荧光溶解有机物(FDOM)组分与水质参数的相关性和回归分析表明其对关键水质指标(化学需氧量,COD)具有良好的预测能力.因此,DOM的紫外光谱参数和荧光组分可用于快速水质监测和污染源指示.

Fe^(2+)对厌氧氨氧化EGSB反应器运行性能的影响

厌氧氨氧化(Anammox)在污水处理系统中越来越受到重视,Fe^(2+)对Anammox系统具有重要作用。通过不断提升进水总氮(TN)浓度,本文研究Fe^(2+)对Anammox膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)脱氮性能以及细菌生理变化的影响。当Fe^(2+)浓度从1.00mg/L增加到7.50mg/L时,氮去除效果显著增加,抵抗氮负荷的能力明显增强。同时胞外聚合物(EPS)与血红素c浓度也逐渐增加到最大值分别为242mg/g VSS和3.76μmol/mg pro,细菌活性明显提高。随着Fe^(2+)浓度继续增加到10.0mg/L,反应器脱氮性能下降,EPS与血红素c含量也随之减少,细菌活性降低。因此,7.50mg/L的Fe^(2+)能最大程度增强反应器脱氮性能,提高细菌活性,使颗粒更加致密,促进Anammox污泥沉降和聚集。研究结果有助于深入探索Fe^(2+)对Anammox系统的作用机制,对培育高性能Anammox污泥、保证EGSB反应器的高效稳定运行具有重要意义。

绿色消费约束下农产品供应商创新投入水平分析

绿色消费约束背景下,实现农产品供应链创新,对我国农业高质量发展有着重要影响。本文以农产品供应链系统为研究对象,引入绿色消费约束模型和创新扩散理论,深入考察农产品供应的绿色特征和创新特质,从绿色消费资源约束、绿色消费制度约束、绿色消费风险约束、农产品供应商供应意愿、创新保障和农产品供应商创新投入水平六个因素入手,采用模糊组态分析方法(fsQCA)对结构模型的有效性进行检验。

氧化锌对十溴联苯醚热解的污染控制机理分析

十溴联苯醚(BDE-209)热解过程中容易产生毒性较高的低溴代联苯醚和溴代二噁英,氧化锌对BDE-209的热解过程及热解产物有较大地影响.利用差热-热重(DTA-TG)分析,X线衍射(XRD)分析和GC、GC/MS对热解产物种类以及相对含量进行分析,结果表明:氧化锌的加入降低了BDE-209热降解反应的活化能,从而降低了BDE-209的热降解温度;氧化锌加入后,BDE-209在400℃时热解产生的溴代二噁英较多;BDE-209和氧化锌以2.4∶1(质量比)在400℃进行热降解,其降解率2 h达到100%,此时,六溴代和七溴代二噁英类产物相对含量较低,六溴苯和五溴苯类产物的相对含量最高.结合Arrhenius公式计算以及软硬酸碱理论,并根据热解残余物的XRD产物分析,对BDE-209和氧化锌的混合热解机理进行了深入探讨,为热处理废旧印刷电路板的污染防控提供了理论依据.

基于磁性纳米光催化剂的氯酚废水光降解综合实验设计

基于问题导向性、学科交叉性和工程应用性的教研融合式综合实验设计,针对水污染控制领域的研究热点问题,提出采用自制Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@La-TiO_(2)(La-FST)磁性纳米光催化剂,通过高效管式升流磁膜(TUMF)光催化反应器处理有机废水。实验结果表明:La-FST催化剂与TUMF的组合显著提升了二氯酚废水的光降解效果。该光催化体系操作简单,光效率高,稳定性强,无需催化剂的分离回收,可实现水中有机污染物的高效连续光催化降解。该综合实验中,教师以学科前沿知识为基垫,引导学生自主实践学习,旨在于实验探索中植入创新意识,培养学生分析和解决问题的能力,提升学生的工程实践综合素质。

黄河三角洲旅游环境承载力研究

旅游业发展应注重生态和社会经济的协调有序,生态旅游兼顾区域经济发展和生态保护,符合高效生态经济发展战略,是黄河三角洲高效生态经济区产业结构的重要组成部分,然而高效生态经济区旅游业起步晚、发展滞缓;同时,脆弱的生态环境以及围垦开发活动使得该区域在旅游开发和旅游活动中生态保护的重要性尤为突出。通过建立包含湿地生态指标的多层次旅游环境承载力评价指标体系,依托最小限制因子法,评估生态、空间、设施和社会环境容量及承载力,判识旅游环境容量的主要限制因子,以期诊断影响研究区旅游环境承载力的主要问题。结果表明:1)黄河三角洲高效生态经济区旅游环境日容量由1995年的-288.57万人升至2020年的11.60万人,但旅游环境承载力仍为严重超载;2)1995,2020年的最小限制因子分别为污水处理和交通设施,且仅有这2个指标超载,其他指标均为弱载,所有指标均不适载;3)1995年旅游环境承载力主要受限于生态环境容量,而2020年旅游环境容量二级指标顺序为空间>社会>生态>设施;4)目前,旅游设施超载,而包括湿地生态指标在内的生态环境和空间环境均弱载,服务供给不足以支撑旅游资源的充分利用,且湿地生态距离适载仍有较大的游客增长空间。研究成果为解决环境超载和弱载问题,实现资源的合理利用,及促进区域生态-经济有序协调发展提供科学依据和数据支撑。

荧光法检测根际土壤胞外酶活性的优化

为准确测定土壤胞外酶活性,对β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)、碱性磷酸酶(AKP)5种有关C、N、P循环的关键酶的荧光法测定进行了优化.结果发现,使用Cytation5等高灵敏度的酶标仪测定时水土比值应高于300∶1(mL∶g).5种胞外酶活性的最佳测定参数为:AKP、βG用超纯水作缓冲溶液,XH-C漩涡混匀器(60 W)混匀土壤5 min,25℃培养4 h;CBH用乙酸钠(0.2 mol/L,pH 5.8)作缓冲溶液,XH-C漩涡混匀器(60 W)混匀土壤5 min,25℃培养2 h;NAG用乙酸钠(0.2 mol/L,pH 5.8)作缓冲溶液,摇床(150 r/min)混匀60 min,25℃培养3 h;LAP用超纯水作缓冲溶液,摇床(150 r/min)混匀60 min,25℃培养1 h.本研究结论可为提高荧光法准确测定土壤胞外酶活性提供依据.

可见光催化降解水中邻苯二甲酸二丁酯

合成了复合材料g-C_(3)N_(4)/Bi_(4)O_(5)I_(2),并进行了表征分析,以其为催化剂,研究了可见光照射下,水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)光催化降解的影响因素:催化剂投加量、溶液初始浓度、pH及水中常见阴离子Cl-、NO^(-)_(3)和SO^(2-)_(4)等,并通过对降解产物的分析,提出了可能的降解机理.结果表明:g-C_(3)N_(4)/Bi_(4)O_(5)I_(2)的最佳投加量为0.6 g/L;在研究范围内初始浓度越高,降解率越低;当溶液为中性时,对水中DBP的光催化降解效果最好;Cl-、NO_(3)-和SO_(4)^(2-)都对光催化降解产生了一定的抑制作用.通过对反应后降解产物的分析,推测DBP是在活性物质的攻击下,侧链先发生断裂,再继续降解为小分子物质.研究结果对水环境中邻苯二甲酸酯类的去除具有重要的实际意义和参考价值.

超声-碱破解剩余污泥的条件优化

剩余污泥水解是实现污泥减量化和解决污水处理厂生物脱氮除磷中碳源不足的重要途径。以浓缩池污泥为对象,通过正交实验对超声-碱联合处理条件进行优化,考察了污泥破解率、上清液C/N与C/P的变化,并进行经济性分析。结果表明,对污泥破解率、上清液C/N、C/P影响最大的3个因素分别为pH、声能密度、pH。综合考虑3者,得到最佳操作条件为,声能密度=1.5 W·mL^(-1)、超声时间=15 min、pH=10、碱处理时间=1.5 h,在此条件下,污泥VSS去除率可达35%左右,可以减少污泥处置的成本。上清液SCOD>7600 mg·L^(-1)、C/N>30、C/P>60,可以制备高碳低氮磷的污泥上清液回流,在大规模应用中比外加碳源的方式要节约成本。本研究结果可为超声-碱破解污泥的实际工程提供参考。

不同调理剂对2种沉水植物好氧堆肥腐熟效果的影响

为探讨大型沉水植物资源化利用的新途径,防止二次污染,以白洋淀较为丰富的沉水植物为原料,选择湿地底泥、生物炭和微生物菌剂为调理剂进行堆肥实验,共设置6个处理组及2个对照组,以研究不同调理剂对沉水植物好氧堆肥腐熟效果的影响。结果表明,同时添加湿地底泥和生物炭的2个处理组能明显加快堆肥进程,温度可迅速升高到54.8和54.4℃,且高温持续时间更长;添加自制微生物菌剂处理组的有机质消耗率和全氮增长率显著高于添加复合微生物菌剂的处理组,添加生物炭和湿地底泥处理组堆肥产品的腐殖化指数(HA/FA)更高;半纤维素、纤维素和木质素的最大降解率分别为43.94%、26.92%和13.54%;堆肥结束时,所有处理的种子发芽指数均大于100%。自制微生物菌剂能显著影响碳、氮的转化进程;而生物炭能更能促进堆肥形成稳定的腐殖质,其腐熟效果较湿地底泥也更加显著。