青岛市城镇用地扩展研究

城镇用地扩展的模式和特征是土地利用变化研究中重要的课题。本文以1980年、1990年、2000年和2010年四期土地利用数据和社会经济统计数据为基础,借鉴地理信息技术,对青岛市城镇用地扩展进行分析。研究表明,青岛市城镇用地在2000年至2010年扩展强度较大,重心总体向西北方向偏移,形态变化波动不大,整体较为规则和稳定;从影响因素来看,自然地理条件起决定作用,人口增加和经济发展具有强大的推动力,交通条件对城镇用地扩展表现出廊道效应,而区域规划项目的建设则具有很强的引导作用。最后,提出青岛市城镇用地扩展协调发展的政策建议。

青岛市土地利用转型研究分析

以1980年、1990年、2000年和2010年四期土地利用数据和社会经济统计数据为基础,借鉴地理信息技术,对青岛市土地利用转型进行测试和分析。研究表明,青岛市土地利用转型变化明显,主要表现为虽然建设用地占用大量耕地,但是,草地、林地和未利用地大量补充为耕地,使耕地面积在研究时段内略有增加;从影响因素来看,自然地理条件起决定作用,人口增加和经济发展具有强大的推动力,交通条件对土地利用转型表现出廊道效应,而区域规划项目的建设则具有很强的引导作用。同时,土地利用转型也产生了明显的效应,促进了青岛市的经济发展,改变了青岛市的产业结构,为青岛市人民提供了更多的就业机会,也给青岛市带来环境问题,影响人们的生活,亟待解决。最后,提出青岛市土地利用转型的政策建议。

青岛市农田土壤残膜污染现状及其治理对策

地膜覆盖技术应用带动了我国农业生产力的显著提高和生产方式的改变,对保障我国农产品安全供给做出了重大贡献,但随着地膜应用量和使用年限的不断增加,大量残留地膜造成的"白色污染"严重影响了农业生产的进行,对农业环境的安全与健康也构成了巨大的威胁。本文在青岛市5个农业主产区选择了27个代表性作物种植片区,对常年覆膜农田土壤地膜残留现状进行了调查。结果表明:青岛市农田土壤中地膜残留量在10.7~69.3 kg·hm^(-2)之间,平均残留量为32.3±15.7 kg·hm^(-2),中位值27.3 kg·hm^(-2),其中有7个作物种植片区的残膜量均值超过40 kg·hm^(-2),最高残留量均值达到69.3 kg·hm^(-2),具有一定的残膜污染作物损害风险。青岛市农田土壤中地膜残留量与种植模式、覆膜年限之间没有明显相关性,而与当季残膜回收率有关。农田土壤中残膜大小以大于100 cm2的最多,且90%以上残膜分布在0~20 cm耕作层。为控制农田土壤地膜残留污染,提出3点建议:一是建立和完善地膜残留污染综合治理机制;二是强化超薄型聚乙烯(PE)地膜的质量提升与达标地膜的应用;三是积极研发推广生物可降解地膜,从源头解决PE地膜残留污染问题。

青岛某小区景观湖水水质年变化规律研究

为了获得青岛某住宅小区内景观湖水质全年变化规律,并确定最佳换水时间,采用国标法及行业标准法检测该小区景观湖及其水源的全年水质变化。结果表明:景观湖水各水质指标全年波动明显,均受季节和降水情况影响,在降水丰沛的8-10月份水质较好;除p H全年符合景观水质标准外,其余指标均有月份超标;除COD浓度较高外,其余指标9-11月均较低,水质较好;水源白沙河的水质多在降水丰沛的9、10月份水质较好,综合看来,9-10月份为每年的最佳换水时间。

镍累积向日葵根基生物炭-铁内电解处理硝酸盐氮试验研究

采用镍累积向日葵根基生物炭-铁内电解技术处理水中硝酸盐氮,考察了铁碳比、停留时间、 pH值、生物炭制备温度等因素对硝酸盐氮处理效果的影响。结果表明,内电解方法对硝酸盐氮有较好的去除效果,最佳处理条件为:生物炭制备温度为450℃,铁碳比为5:1, pH值为7。最佳反应条件下,反应10 h后硝酸盐氮的去除率达到65%。产物分析表明只有少部分硝酸盐氮转化为氨氮和亚硝酸盐氮,说明体系中发生了化学脱氮,反应10 h的总氮去除率达到55%。

超滤+纳滤回收甘薯淀粉加工废水中多糖的中试研究

为了探究超滤(UF)+纳滤(NF)组合工艺回收甘薯淀粉加工废水中多糖的技术可行性,通过UF+NF双膜法中试实验,研究了操作压力、进水流量、运行时间对NF膜分离效果的影响,采用正交实验优化了NF膜清洗参数。结果表明:当操作压力为0.2 MPa、进水流量为550 L/h时,UF(60 ku)对蛋白截留率为94.1%。NF最佳运行条件为操作压力0.3 MPa、进水流量450 L/h,运行时间3 h,透过液多糖浓度低于4.8 mg/L,多糖、化学需氧量(COD)截留率分别为98%、85.2%。清洗剂种类、清洗剂浓度、清洗时间对NF膜清洗效果影响显著(p<0.01),而清洗温度对NF膜清洗效果影响不显著(p>0.05),影响程度大小顺序为清洗时间>清洗剂种类>清洗剂浓度>清洗温度;最优清洗参数时(温度30℃、清洗时间15 min、碱性蛋白酶浓度0.06%),NF膜通量恢复率为92.1%。

微弧氧化法制备WO_3/TiO_2光电极及光催化性能研究

采用微弧氧化工艺,在不同浓度的钨酸钠电解液中制备WO3/TiO2光电极,以罗丹明B为目标污染物,研究了电解液的组成对膜层结构与光催化性能的影响。结果表明,在不同电解液中制备的光电极膜层表面均为多孔结构。在电压160 V,1 g/L NaOH+3 g/L NH4F+20 g/L Na2WO4的电解液中,微弧氧化10 min制得的光电极光催化活性最好。用150 W氙灯照射30 min后,WO3/TiO2光电极对罗丹明B的降解率为72.7%,比TiO2光电极提高了36.3%。光催化过程符合准1级反应动力学,速率常数为5.8×10-3 min-1。

TiO_2/Ti纳米管光电极制备及光催化性能研究

采用阳极氧化法,以氟化铵和硫酸铵的混合溶液为电解液,在不同的条件下制备TiO2/Ti纳米管(TNA)光电极;以罗丹明B为目标污染物,在光照条件下研究其催化性能。结果表明,在浓度为1 mol/L硫酸铵和0.119 mol/L氟化铵的电解液中,电压20 V,阳极氧化时间60 min,退火温度550℃,制备的TNA光电极有良好的光催化性能;钨掺杂可明显提高TNA光电极的光催化效率;在电压为3 V,掺杂时间为10 min的条件下,获得的W-TNA光电极光催化性能最好;W-TNA光电极光降解质量浓度5 mg/L的罗丹明B 80 min后,去除率可达到97.9%。

高等农业院校《固体废物处理处置》实践教学改革研究

《固体废物处理处置》是环境工程专业骨干核心课程之一,本文针对本课程在实践教学过程中存在的一些问题,进行了改革,重点突出培养学生在农业环境维护和污染治理方面的综合素质和能力,收益显著。

生物滤池去除恶臭气体工艺填料优选研究

生物滤池是生活垃圾处理厂处理恶臭气体的主要方式,影响生物滤池性能好坏的重要因素之一就是填料的种类.选用生活垃圾发酵后的堆肥产品作为生物滤池除臭填料,可在一定程度上实现资源循环利用.针对生活垃圾厂产生的甲苯、甲硫醇、氨气、硫化氢4种恶臭气体,通过柱试验模拟,采用二次发酵7 d、20 d及成品肥3种不同腐熟阶段的垃圾发酵产物作为生物滤池填料,考察其对恶臭气体的去除效果和除臭前后其理化性质的变化,并对成品肥填料微生物群落演替进行研究.结果表明:不同填料对氨气、硫化氢、甲苯、甲硫醇的平均去除率均在95%以上,成品堆肥填料对恶臭气体的去除率及其微生物种类丰度均最高.运行前期和后期成品肥细菌群落的同源系数较大,已形成以丝状菌属(Kineothrix)、芽孢杆菌属(Bacillus)、魏斯氏属(Weissella)等具有除臭功能的菌属为优势物种的稳定微生物群落.综上,比较不同填料的恶臭气体去除率、理化性质、微生物群落变化发现,成品肥填料对恶臭气体处理效果最好、理化性质稳定,并含有除臭功能微生物,可优选为生活垃圾处理厂除臭生物滤池填料.

牛粪配施生物质炭的土壤碳净变化率和腐殖物质组成研究

牛粪是农业生产中常用的有机肥,牛粪配施生物质炭是否会提高有机物料在土壤中的碳净变化率是高效利用有机物料重要问题。通过1年田间试验施用常量(M1)和倍量(M2)牛粪、常量(CBM1)和倍量(CBM2)牛粪配施生物质炭对比了短期腐殖物质碳净变化率差异和结构特征。结果表明,与单施牛粪(M1和M2)相比,牛粪配施生物质炭(CBM2)土壤胡敏酸、富里酸和胡敏素的含量增至1.36g·kg^(–1)、2.50g·kg^(–1)和5.03g·kg^(–1);土壤胡敏酸和富里酸碳净变化率分别提高1.18%和3.67%。与施用牛粪相比,牛粪配施生物质炭胡敏酸、富里酸和胡敏素脂族碳和多糖相对含量增加;CBM2处理胡敏酸和胡敏素芳香碳相对含量增加,CBM1处理富里酸芳香碳相对含量增加。表明牛粪配施生物质炭在土壤固碳效果上优于单施牛粪,可形成更多的腐殖物质,提高胡敏酸和富里酸的碳净变化率;同时也有利于腐殖物质脂族碳和多糖相对含量的增加,而生物质炭用量不变的情况下,配施更多的牛粪可增加胡敏酸和胡敏素芳香碳相对含量。施用牛粪或牛粪配施低量生物质炭可使Hu和FA的缩合度增加,氧化度降低,而HA则相反。

高级氧化工艺降解水体中PPCPs的研究进展

传统的水处理工艺无法有效的降解污水中的PPCPs,导致PPCPs在地表水、地下水、污泥、土壤等环境介质中被频繁检测出。大量研究表明,AOPs能够有效去除水体中的PPCPs。本文综述了光化学和化学高级氧化工艺中的紫外光、紫外光/过氧化氢、臭氧/过氧化氢、紫外光/臭氧、芬顿法及类芬顿法、紫外光/过硫酸盐等工艺降解水体中PPCPs的机理、优缺点及研究现状,并对其应用前景进行了展望。

结构可控磁性Co_xCu_(1-x)Fe_2O_4对水中五氯苯酚的吸附研究

该文采用溶剂热法合成了不同微结构特性的磁性Co_xCu_(1-x)Fe_2O_4纳米吸附剂,通过透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、BET比表面积仪、磁强计等手段研究了材料的特性,并将此应用于水中五氯苯酚的吸附。结果表明,Co_xCu_(1-x)Fe_2O_4具有良好的吸附能力和磁性能。最合适的调控制备条件是Co含量(x)为0.5,处理温度为200℃。吸附剂对五氯苯酚的吸附符合Langergren一级动力学模型,平衡吸附量为21.55 mg/g;吸附等温线符合Freundlich模型。此外,Co_xCu_(1-x)Fe_2O_4具有良好磁性,容易回收,经O_3再生处理,可重复使用。

螯合剂强化棉花对镉污染土壤修复的初步研究

采用土壤盆栽试验研究了4种有机螯合剂柠檬酸（CA）、乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二醇双四乙酸（EGTA）和乙二胺二琥珀酸（EDDS）在不同添加量（0,2.5,5,7.5mmol/kg）时对棉花修复镉（Cd）污染土壤的影响。结果表明,添加螯合剂显著提高了土壤水溶态Cd的含量,添加EDTA、EGTA、EDDS 3种螯合剂,使水溶态Cd含量分别提高了46.5-92.2,52.0-101.1,16.7-84.1倍,其中EGTA增加的幅度最大。棉花生长受有机螯合剂种类和添加量的影响,EDDS和EDTA在高添加量（7.5mmol/kg）时对棉花产生较大的毒害作用,但在培养期内添加螯合剂对植株生物量无显著影响。使用螯合剂显著促进棉花植株Cd含量和地上部分的积累量,其中以EGTA处理效果最佳,地上部Cd含量为对照（CK）的4.01-5.20倍。从地上部Cd积累量和转运系数来看,4种螯合剂EGTA效果最好,CA效果最差。依据研究结果,棉花可作为土壤Cd污染修复植物使用,在植株收获前7d左右添加EGTA螯合剂可有效提高棉花对Cd污染土壤的修复效率。

氧化老化玉米秸秆生物炭吸附镉机理研究

为研究玉米秸秆生物炭在经过模拟自然界老化后对Cd^(2+)的吸附响应,本文利用H_(2)O_(2)对玉米秸秆生物炭进行氧化老化1、2、3次,利用元素分析仪、扫描电镜、红外光谱及碳谱等分析方法,分析老化前后生物炭对Cd^(2+)的吸附及响应机理。结果表明:玉米秸秆生物炭氧化老化过程中形成硅酸盐沉淀;经过H_(2)O_(2)老化后H/C、O/C和(O+N)/C的原子比逐渐升高,使得生物炭含氧官能团上升、芳香性减弱、极性增强;老化1次(OYM1)、2次(OYM2)、3次(OYM3)后玉米秸秆生物炭碱性元素逐步被释放,碱性元素较未氧化玉米秸秆生物炭(YM)分别降低了48.23%、95.04%、95.74%;不同处理生物炭对Cd^(2+)的最大吸附量表现为:YM(12.42 mg·g^(-1))>OYM1(5.98 mg·g^(-1))>OYM3(3.88 mg·g^(-1))>OYM2(3.61 mg·g^(-1)),说明老化作用抑制了其对Cd^(2+)的吸附。在玉米秸秆生物炭长期利用过程中,生物炭的老化促进无机组分发挥作用,吸附性能减弱,在进行土壤及水污染修复时应合理使用。

CABR+SBR组合工艺处理大蒜生产废水的研究

采用填料式厌氧折流板反应器(CABR)+序批式活性污泥法(SBR)组合工艺处理大蒜废水,重点研究组合工艺的启动过程及对COD、总氮、总磷的去除效果。结果表明:采用低负荷启动方式,启动过程中逐渐提高负荷,CABR+SBR组合工艺启动迅速,污泥培养时间较短。CABR经40 d培养,进水COD为3 000 mg/L时去除率稳定在87%以上;SBR经15 d培养,进水COD为350 mg/L时去除率稳定在85%以上。系统稳定后,进水COD约为6 000 mg/L时,组合工艺出水的COD、总氮、总磷分别为83.12、11.30、1.28 mg/L,总去除率分别为98.58%、84.68%、82.48%,出水符合城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918—2002)的二级排放标准。

Fenton和类Fenton技术处理水中盐酸四环素试验研究

为了对比研究Fenton和EDTA-Fe~(3+)、 Fe~(3+)、 Fe~(6+)类Fenton试剂对盐酸四环素的氧化效果,考察了pH值、反应时间、 H_2O_2与铁离子的物质的量比、试剂投加量对盐酸四环素处理效果的影响。结果表明,pH值对EDTA-Fe~(3+)类Fenton氧化效果影响较小,Fenton、 Fe~(3+)和Fe~(6+)类Fenton技术最适pH值范围分别为3~5、 4~7和4。Fenton反应速度最快,20 min基本稳定,其次是EDTA-Fe~(3+)类Fenton反应,Fe~(6+)类Fenton反应速度最慢。Fenton、Fe~(3+)和Fe~(6+)类Fenton反应中H_2O_2与铁离子的最佳物质的量比为10∶1, EDTA-Fe~(3+)类Fenton反应中H_2O_2与铁离子的最佳物质的量比为13∶1。在最优试验条件下,盐酸四环素的降解效率依次为:Fenton> Fe~(3+)类Fenton> EDTA-Fe~(3+)类Fenton> Fe~(6+)类Fenton;4种反应试剂对COD_(Cr)的去除效率均不高,处理效果最好的是Fe~(3+)类Fenton试剂,COD_(Cr)去除率为21.4%,而EDTA-Fe~(3+)类Fenton处理后COD_(Cr)浓度高于进水。紫外-可见吸收光谱表明盐酸四环素在4种反应体系中均迅速下降,有小分子产物生成。4种试剂处理后出水色度均较高,后续需要脱色处理。

羧甲基壳聚糖对三种染料废水脱色效果研究

为了探究羧甲基壳聚糖(CMC)对活性艳红X-3B、直接湖蓝5B、酸性橙Ⅱ三种常用染料废水的脱色效果,重点研究了pH值、CMC投加浓度、温度、搅拌时间以及沉降时间对单一染料废水处理效果的影响,分析了脱色效果的影响因素并优化了脱色工艺参数。结果表明,CMC对三种染料废水的脱色效果显著,最佳脱色条件为:pH 2~4,投加量150~250 mg/L,温度25℃,搅拌时间30 min,沉降时间60~90 min。最佳脱色条件下三种染料废水脱色率分别为86%、98%、80%。

TiO2光催化降解去除土壤中荧蒽研究

针对典型多环芳烃污染土壤,文章以荧蒽为目标污染物,选择TiO2作为催化剂在紫外光照射下降解去除土壤中荧蒽,考察了降解时间、催化剂用量、搅拌次数以及土壤水分含量因素对降解率的影响,研究了腐殖酸和H2O2对荧蒽光催化降解率的影响,采用活性基团捕获实验探究了土壤中荧蒽的降解机理。结果表明:降解率随降解时间的增长而提高,其中P25用量为5%、降解时间为48 h时,降解率为24.11%;P25用量增加为20%,光照48 h后的降解率为42.89%;土壤搅拌可提高荧蒽降解效率,搅拌次数为5次时降解率为51.72%,与未搅拌相比提高了8.83%;加入10%的水分后,荧蒽降解率提高到56.90%。腐殖酸抑制荧蒽的降解,加入腐殖酸后降解率降低10.94%。加入1.5 mL质量分数30%的H2O2后降解率提高18.26%。加入对苯醌后荧蒽的降解率显著降低,表明·O2-在荧蒽的降解过程中起主要作用。

温带果园护土生草鼠茅草的腐解和养分释放

鼠茅草是适合于温带果园的越年生护土生草,有助于防止水土流失,然而果农担心鼠茅草可能与果树争肥,不利于果树生产。本研究在青岛地区温湿气候条件下测试鼠茅草的腐烂分解及养分释放特征。2012年6月底采集枯死鼠茅草,将其埋在10cm深的土壤中,使土壤含水量分别稳定在田间持水量的65%,75%和85%,7-10月份每隔10d抽检其腐解程度和碳、氮、磷、钾元素的释放速率。结果表明,鼠茅草的腐烂分解是比较快的,自初夏枯死后经80d大约分解30%;伴随鼠茅草的腐烂,碳、氮、磷和钾会释放出来,快速释放期集中在前20-40d,钾的释放速度最快,其次为磷,碳、氮的释放速度较慢;土壤含水量影响鼠茅草的腐解过程,当土壤含水量由65%田间持水量提高至85%时,鼠茅草的腐解和养分释放加快。据此可断,7-10月是鼠茅草分解的主要时期,可为果树生长提供营养而非争夺养分。在青岛等温湿地区,以鼠茅草作为果园护土生草是可行的,它们同苹果等落叶果树在养分利用上可形成互补关系,有益于果园的养分循环和持续生产。