沸石的载铁改性及饮用水除氟试验研究

为避免使用含铝材料,采用新方法制得载铁改性斜发沸石,并通过一系列静态及动态试验对其除氟性能及影响因素进行了研究.结果表明:经过改性活化的斜发沸石滤料的除氟容量(DC)得到显著提高,静态达0.665 mg/g,动态达0.2 mg/g,分别约为原沸石除氟容量(0.03 mg/g)的20和7倍.载铁改性斜发沸石对F-的吸附符合Langmuir吸附等温模式,其最适pH为6~7,氟吸附速率快,再生稳定;同时其也能高效去除饮用水中的锰离子,除锰容量(MRC)达2.442 mg/g.对高氟地下水的处理效果证明,该滤料不仅降氟达到国家饮用水标准,而且具有再生简易、使用寿命长等特点.

黑臭水净化菌株的筛选及其水质改善能力

生活污水的过度排放引起的水体黑臭是一个亟待解决的环境问题.为建立黑臭水的微生物净化方法,从不同重污染水体或底泥中筛选获得了多种光合细菌,分析发现其中10种光合细菌(P1～P10)及其混合菌(Pm)对黑臭指标有改善效果.黑臭水厌氧光照净化试验结果表明,菌液投加量为1.0%,3d后光合细菌P1,P2,P3,P4,P8,P9和Pm对人工黑臭水CODCr,NH3-N,S2-,色阈值及臭阈值去除率分别为75.00%～82.00%,24.20%～27.97%,72.03%～87.89%,58.90%～69.08%和75.29%～87.89%,其中P9的效果最好.黑臭水兼性厌氧光照净化试验结果表明,菌液投加量为1.0%,3d后光合细菌P2,P3,P4,P8,P9和Pm对人工黑臭水中的CODCr,NH3-N,S2-,色阈值及臭阈值去除率分别为60.67%～79.92%,35.92%～40.16%,72.03%～82.93%,58.25%～66.55%和75.29%～85.09%,ρ(DO)由0.54mgL增至1.80～2.63mgL,其中P2和P9的效果最好.经鉴定P9为沼泽红假单胞菌.研究发现,在菌液投加量为0.1%,30℃,厌氧光照条件下P9可明显改善水的黑臭指标.

腐解黑藻生物量对高硝态氮水体氮素的影响

采用常见沉水植物黑藻为试验材料,引入太湖底泥并设定上覆水初始ρ(硝态氮)为15 mg/L,模拟初春沉水植物大规模腐烂时的温度,开展为期32 d的黑藻腐解试验研究.结果显示,黑藻腐解对水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和的影响呈U字型,试验条件下黑藻腐解生物量为2.0 g(相当于0.111 kg/m2)时,水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和最低.随着黑藻的腐解,释放进入水体的有机质和氮素增加,但同时也提高了水体中的ρ(TOC)/ρ(硝态氮)值,降低了Eh,提高了微生物的活性,因此有利于反硝化反应的发生.

水体无机碳条件对常见沉水植物生长和生理的影响

为了解水华引起的水体无机碳变化对沉水植物生长的影响,对8种沉水植物:金鱼藻、穗花狐尾藻、篦齿眼子菜、光叶眼子菜、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草和黑藻在不同无机碳浓度下的生物量、株高、叶绿素以及光合和呼吸速率进行了比较研究。结果表明8种沉水植物均能利用HCO3-作为光合无机碳源,在1.5 mmol/L外源HCO3-浓度下能促进金鱼藻、菹草和伊乐藻的生长,提高其光合速率;在2.5 mmol/L外源HCO3-浓度下能促进狐尾藻、光叶眼子菜、黑藻、微齿眼子菜和蓖齿眼子菜的生长,提高其光合速率。在CO32-为优势碳源时,8种沉水植物表现出不同的适应性,发现微齿眼子菜、篦齿眼子菜和黑藻在整个实验范围内生长未受抑制,且在不同浓度下表现生长和光合速率的促进,说明这三种沉水植物对[HCO3-]/[CO32-]比值和pH具有较广适应范围。而当CO32-成为优势碳源时,金鱼藻和伊乐藻的生长受到抑制,狐尾藻、菹草和光叶眼子菜均死亡,表明[HCO3-]/[CO32-]比值和pH是这5种沉水植物生长的重要限制因子。

淡水湿地浮游病毒的空间分布

在2006年3～7月间,对湖北省内15个营养水平不同的湿地水体中浮游病毒的分布规律开展了大规模研究。采用荧光显微直接计数法测定了浮游病毒丰度,同时还测量水体透明度、水温、pH、总氮、总磷、COD、叶绿素a浓度及活菌数。结果显示,浮游病毒丰度不但与活菌数和叶绿素a浓度显著相关(P<0.05),而且也与COD和水温极显著相关(P<0.01),这一结果说明有机物浓度和水温分别是决定淡水湿地中浮游病毒空间和时间分布的重要因素。进一步的分析还表明在富营养化水体中,浮游病毒与活菌数的相关性(P<0.05)高于与叶绿素a浓度的相关性(P>0.05),说明噬菌体(而不是浮游植物病毒)是富营养化水体中浮游病毒的优势种类。

Na型斜发沸石去除水中铁锰及其再生方法研究

为建立一种简单、有效、应用性强的地下水除铁锰方法，研究了Na型斜发沸石除铁锰及其影响因素并建立了再生方法。研究表明Na型斜发沸石对Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）均表现出较强的吸附能力，对Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的最大饱和吸附量分别达4．00mg／g和3．50mg／g；且吸附速率快，吸附动力学较好地符合Lagergren一级吸附动力学模型。采用Langmuir吸附等温线能较好描述Bio—F吸附Fe（Ⅱ）（R^2=0．9814）及Mn（Ⅱ）（R^2=0．9899）的过程。该吸附剂在pH6—7范围内可保持90％以上吸附Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的能力。Na型斜发沸石可用15％的NaCl溶液再生，10次再生实验证明其吸附容量可保持100％，研究表明该方法用于高铁锰饮用水处理具有较强的应用价值．

MIEX-DOC~离子交换树脂的饮用水除砷研究

对新型阴离子交换树脂MIEX-DOC的除砷性能进行了研究,考察了该树脂除砷容量、对三价砷[As(Ⅲ)]和五价砷[As(Ⅴ)]的去除能力、不同离子和水体pH值对树脂除砷[包括As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]效率的影响。结果表明,MIEX-DOC树脂对人工配制高砷水(0.1mg.L-1)的除砷容量约为0.0051mg.mL-1;对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除能力相当;常见的共存离子对树脂除砷效率有抑制或促进影响;不同pH值下,MIEX-DOC树脂除砷效率不同,但对0.1mg.L-1的高砷水的除砷效率均达到50%以上。对农村高砷水的实地中试研究表明,当源水砷浓度约为0.1mg.L-1时,出水砷浓度低于0.05mg.L-1,达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的农村小型集中式供水和分散式供水水质指标。成本分析结果表明,采用国产MIEX-DOC净水设备的除砷效果与进口设备相当,但除砷成本较低(0.56元.t-1),在我国农村高砷饮用水处理中有一定应用潜力。

新型饮用水除氟材料Bio-F除氟机制研究

采用了SEM、BET、FT-IR、XRD等现代分析测试方法,研究了Bio-F的表面微观结构及吸附氟离子机制.结果表明,Bio-F吸附氟离子后比表面积由12.411m2.g-1减少为10.692m2.g-1,平均孔容减少了0.004cm3.g-1,最可几孔径分布在1.88nm左右.Bio-F吸附氟离子的过程包括离子交换和吸附作用,吸附方式包括物理吸附和化学吸附,离子交换时材料与氟离子结合可能形成Ca10(PO4)5CO3(OH)F.

多环芳烃降解菌的筛选及其对天然水的净化效果分析

采用水-硅油双相体系筛选法,从武汉石化厂活性污泥中分离到一株能以多环芳烃(Polycyclic aromatichydrocarbons,PAHs)萘、菲、芴、芘、荧蒽为唯一碳源的高效降解菌株W3,16S rDNA序列分析表明W3属于假单胞菌属(Pseudomonas citronellolis)。在多环芳烃初始浓度为30 mg.L-1的无机盐-硅油培养液中培养5 d后,W3对萘、菲、芴、芘、荧蒽的降解率分别达到(94.00±2.83)%、(81.15±1.63)%、(87.65±4.71)%、(91.65±1.63)%和(87.20±2.12)%。用W3对湖水中的多环芳烃进行降解,结果表明,在投菌量为3%、细菌密度为3.15×106个.mL-1时,5 d后W3对萘、菲、芴、芘、荧蒽的降解率分别达到(34.07±7.07)%、(24.78±0.51)%、(56.95±5.06)%、(19.67±3.18)%、(35.10±5.22)%;当细菌密度为4.76×107个.mL-1时,5 d后W3对萘、菲、芴、芘、荧蒽的降解率分别达到(59.27±8.54)%、(44.35±10.79)%、(66.64±2.35)%、(26.40±6.36)%和(53.86±4.07)%。

人工湿地处理旅游景区酒店污水示范工程

提出了采用人工湿地处理洪湖蓝田生态园旅游区酒店污水的措施,并建立了示范工程。建成后,在日处理量为40m3/d的条件下,人工湿地对TN、TP和CODCr的去除率分别为81.39%、66.07%和53.66%。本工程经过4个月的正常运行,生态园酒店排出污水经过湿地处理后,水质有比较明显的改善。工程有机地将景观与人工湿地相结合,景观与当地旅游区特点相融合。

洱海流域沿岸带石质基质上周丛藻类群落研究

2009年12月-2010年1月调查了云南洱海流域中洱海、西湖和茈碧湖沿岸带周丛藻类群落的物种组成、生物量、群落多样性以及水体理化因子，并运用典范对应分析（CCA）探讨了影响周丛藻类群落结构的主要环境因子．结果表明洱海周丛藻类优势种属是刚毛藻属、等片藻属、暗丝藻，而西湖和茈碧湖均以硅藻为主．洱海的周丛藻类生物量大于西湖和茈碧湖，最高值出现在洱海白族小庙（EH31），Chl—a达到78．71ug／cm2．洱海的绿藻密度也高于西湖和茈碧湖．茈碧湖的周丛藻类多样性最高，Shannon—wiener指数均值为2．47；西湖次之。Shannon—wiener指数均值为2．34；而处于流域下游的洱海沿岸带周丛藻类的耐污种数目增加，多样性最低．CCA结果表明水体中的NH4＋及TP浓度是影响洱海流域物种分布的主要环境因子．

溶藻细菌W5培养条件优化及发酵培养

文章探索了溶藻细菌W5的发酵工艺,研究了碳源、氮源、温度、培养时间等因素对其生长和溶藻效果的影响,并通过正交实验方法研究各因素之间的交互作用。将W5扩大至10L的发酵罐培养,结果表明,发酵液的溶藻效果与摇瓶培养的结果一致:当发酵液与铜绿微囊藻藻液按1:100混合时,溶藻效果可达82%,比优化前的溶藻效果提高了10倍。

武汉东湖PP类噬藻体的遗传多样性研究

设计出一对特异性扩增噬藻体PP序列的引物159B,利用该引物对若干季节的武汉东湖不同湖区的PP类噬藻体进行PCR扩增和PCR产物直接测序.结果表明:PP类噬藻体PCR扩增序列的差异不大(最大不超过12%),推测环境中PP类噬藻体的遗传多样性较为稳定.

合成杀藻剂先导化合物的筛选和杀藻效果分析

从大量合成化合物中筛选出一种微囊藻杀藻剂的先导化合物MS1,当MS1的浓度≥1 mg.L-1时,3 d内使铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)DS的细胞密度降低90%;MS1对铜绿微囊藻DS、7806、7820生长抑制率的72 h-EC50均小于0.25 mg.L-1,表明其对微囊藻杀灭活性高。而MS1对水华鱼腥藻(Anabaena flosaquae)7120、纤细裸藻(Euglena gracilis)、莱因衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、舟型藻(Navicula pelliculosa)、斜生栅藻(Scenedesmusobliquu)生长抑制率的72 h-EC50分别为12.76 mg.L-1、32.3 mg.L-1、3.13 mg.L-1、10.17 mg.L-1和22.4 mg.L-1,表明这几种藻对MS1的敏感程度相对较低,即MS1的专一性较强。MS1对浮游动物大型溞(Daphnia magna)和淡水鱼青鳉(Oryziaslatipes)死亡率的72 h-LC50分别为1.33 mg.L-1和1.04 mg.L-1,表明此杀藻剂先导化合物对浮游动物和鱼类的毒性偏大。通过对MS1基团的修饰可降低其环境残留期及对非靶标的毒性,通过此先导化合物合成的杀藻剂,适用于景观水体和工业水处理的杀藻。

新型饮用水除氟材料Bio-F的除氟特性和比较研究

对3种传统除氟剂活性氧化铝、骨炭和改性沸石与自制的新型生物除氟剂Bio-F的除氟性能及影响因素（材料粒径、pH值、吸附时间、水样含氟浓度、其它离子、再生能力等）进行了比较,并模拟动态实验评估了这4种除氟材料对实际高氟地下水处理的效果.结果表明,Bio-F生物除氟剂对F-的吸附过程符合Lagergren一级吸附动力学特征（R2=0.958 0）,吸附速率较快,且该过程属于吸热反应;Bio-F吸附F-符合Langmuir吸附等温模型（R2=0.999 2）,吸附容量高,静态吸附容量可达4.088 3mg.g^-1,分别约是活性氧化铝和改性沸石的1.8和5.8倍.4种除氟材料吸附容量与氟浓度正相关,与吸附剂粒径负相关.高浓度的CO3^2-、HCO3^-明显抑制Bio-F的除氟（p〈0.05）,但高浓度的Ca^2＋、NO3^-、HPO4^2-有利于Bio-F的除氟（p〈0.001）.Bio-F除氟最佳停留时间3-4 min,远远低于沸石20 min和活性氧化铝11 min.在pH 4.0-9.0范围内Bio-F可保持90%以上吸附F-的能力.再生性能稳定,10次再生后吸附容量变化不超过15%.Bio-F综合性能优于其它3种传统除氟剂,在我国广大农村地区推广有显著优越性.