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2020年 第38卷 第9期
2020, 38(9): 1-5.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009001
摘要:
采用三维电极电Fenton法对制陶工艺含酚废水进行处理，选择pH、时间、电压、FeSO4·7H2O投放量、通气量、电解质投放量以及电极间距为单因素，设置不同水平，研究苯酚和COD的去除效果，同时探讨了该方法的电化学能耗。结果表明：在pH为3，电压为15 V，FeSO4·7H2O投放量为1.8 g/L，通气量为9 L/min，Na2SO4粉末投加量为1.0 g/L，电极间距取10 cm，反应120 min的条件下，废水中苯酚及COD去除率可分别达到94.13%和86.67%，处理效果明显，且能耗较二维电极大大减少，可为该方法在含酚废水处理领域的应用提供参考。
采用三维电极电Fenton法对制陶工艺含酚废水进行处理，选择pH、时间、电压、FeSO4·7H2O投放量、通气量、电解质投放量以及电极间距为单因素，设置不同水平，研究苯酚和COD的去除效果，同时探讨了该方法的电化学能耗。结果表明：在pH为3，电压为15 V，FeSO4·7H2O投放量为1.8 g/L，通气量为9 L/min，Na2SO4粉末投加量为1.0 g/L，电极间距取10 cm，反应120 min的条件下，废水中苯酚及COD去除率可分别达到94.13%和86.67%，处理效果明显，且能耗较二维电极大大减少，可为该方法在含酚废水处理领域的应用提供参考。
2020, 38(9): 6-13,22.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009002
摘要:
关注特定地质地貌控制下河流交互带氮素空间分布特征及污染状况，有助于全面了解河流水环境特征及污染成因。以皂河与渭河交汇处为研究区，分别沿河流方向、垂向、横向设置采样点，研究了交互区地表水、地下水和沉积物中三氮分布变化特征及其与生物地球化学的关系。结果表明：1）沿河流流向，皂河NO3--N的浓度低于渭河，两河交汇之后NO3--N浓度逐渐增大与渭河浓度水平一致，而地下水中其浓度逐渐减小。地表水和地下水中NO2--N和NH4+-N均有沿河流流向浓度逐渐减小的趋势。横向剖面上，NO3--N分布明显受河流地下水补给方式影响。2）从空间上看，NO3--N随着深度增大，表现出先增大后减小的分布规律。而NH4+-N随着深度增大先降低然后又有增加趋势。3）水体中pH与NO3--N极显著正相关，DO与NH4+-N显著负相关。沉积物中TOC与NO2--N表现出显著负相关。三氮之间NO2--N与NH4+-N表现出极显著正相关。
关注特定地质地貌控制下河流交互带氮素空间分布特征及污染状况，有助于全面了解河流水环境特征及污染成因。以皂河与渭河交汇处为研究区，分别沿河流方向、垂向、横向设置采样点，研究了交互区地表水、地下水和沉积物中三氮分布变化特征及其与生物地球化学的关系。结果表明：1）沿河流流向，皂河NO3--N的浓度低于渭河，两河交汇之后NO3--N浓度逐渐增大与渭河浓度水平一致，而地下水中其浓度逐渐减小。地表水和地下水中NO2--N和NH4+-N均有沿河流流向浓度逐渐减小的趋势。横向剖面上，NO3--N分布明显受河流地下水补给方式影响。2）从空间上看，NO3--N随着深度增大，表现出先增大后减小的分布规律。而NH4+-N随着深度增大先降低然后又有增加趋势。3）水体中pH与NO3--N极显著正相关，DO与NH4+-N显著负相关。沉积物中TOC与NO2--N表现出显著负相关。三氮之间NO2--N与NH4+-N表现出极显著正相关。
2020, 38(9): 14-22.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009003
摘要:
纳米零价铁（nZVI）因具有还原性强、粒径小、比表面积大等特性，对重金属及含卤有机污染物等具有良好的吸附特性和反应活性，在环境修复方面表现出较好的应用前景。但nZVI易氧化、团聚和机械强度低等不利因素限制了其大规模应用。系统比较了机械法、气体冷凝法及还原法制备nZVI技术的特点，重点总结表面改性、金属改性、载体负载和基质封装等手段制备改性nZVI的研究进展，及其在水体及土壤环境修复方面的应用。
纳米零价铁（nZVI）因具有还原性强、粒径小、比表面积大等特性，对重金属及含卤有机污染物等具有良好的吸附特性和反应活性，在环境修复方面表现出较好的应用前景。但nZVI易氧化、团聚和机械强度低等不利因素限制了其大规模应用。系统比较了机械法、气体冷凝法及还原法制备nZVI技术的特点，重点总结表面改性、金属改性、载体负载和基质封装等手段制备改性nZVI的研究进展，及其在水体及土壤环境修复方面的应用。
2020, 38(9): 23-30,153.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009004
摘要:
以中国太湖梅梁湾东部的无锡市滨湖区河网为例，分别在2018年丰水期（8月）和枯水期（11月）以及2019年平水期（3月）对分布在河网各处的41个点位进行监测，并对水样中的叶绿素a（Chl-a）、pH等14个理化指标进行测定。将河网分为4条干流为代表的4个主要水系，采用主成分分析和相关性分析，判断不同的水质因子对Chl-a浓度变化的影响，初步识别每个水系中的主要影响因子；将水质因子分别列入线性逐步回归分析中，得出各水系及整个河网关于Chl-a的线性逐步回归方程，并分析主要因子对该河网中Chl-a含量变化的影响机理。结果显示：滨湖河网Chl-a 3次监测整体平均值为22.617 mg/m3，丰水期、枯水期、平水期3期平均值分别为17.256，48.878，1.717 mg/m3。空间上，Chl-a总体呈现河网北部梁溪河水系最高，东部骂蠡港、东南角曹王泾次之，西部陆典桥浜最低的规律。整个河网与Chl-a显著相关的有高锰酸盐指数、SS、Hg、PO43-。梅梁湾调水对北部河网有藻类补充作用，且输移过程中携带的溶解态或沉积态营养物质如SS、TN等在夏秋季节成为藻类增长的重要来源。骂蠡港与西部陆典桥浜水系主要水源由五里湖提供，其水质受五里湖水质的直接影响；东南部曹王泾水系的2条支流汇入对其水质改善有促进作用。
以中国太湖梅梁湾东部的无锡市滨湖区河网为例，分别在2018年丰水期（8月）和枯水期（11月）以及2019年平水期（3月）对分布在河网各处的41个点位进行监测，并对水样中的叶绿素a（Chl-a）、pH等14个理化指标进行测定。将河网分为4条干流为代表的4个主要水系，采用主成分分析和相关性分析，判断不同的水质因子对Chl-a浓度变化的影响，初步识别每个水系中的主要影响因子；将水质因子分别列入线性逐步回归分析中，得出各水系及整个河网关于Chl-a的线性逐步回归方程，并分析主要因子对该河网中Chl-a含量变化的影响机理。结果显示：滨湖河网Chl-a 3次监测整体平均值为22.617 mg/m3，丰水期、枯水期、平水期3期平均值分别为17.256，48.878，1.717 mg/m3。空间上，Chl-a总体呈现河网北部梁溪河水系最高，东部骂蠡港、东南角曹王泾次之，西部陆典桥浜最低的规律。整个河网与Chl-a显著相关的有高锰酸盐指数、SS、Hg、PO43-。梅梁湾调水对北部河网有藻类补充作用，且输移过程中携带的溶解态或沉积态营养物质如SS、TN等在夏秋季节成为藻类增长的重要来源。骂蠡港与西部陆典桥浜水系主要水源由五里湖提供，其水质受五里湖水质的直接影响；东南部曹王泾水系的2条支流汇入对其水质改善有促进作用。
2020, 38(9): 31-35,42.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009005
摘要:
针对解决传统A2/O工艺处理低C/N污水中的一些不足以及在脱氮除磷中效率低的问题，提出1种新型分点进水改良A2/O工艺，采用污泥接种启动方法，在无外加碳源情况下，以实际生活污水为处理对象，重点对挂膜启动过程进行分析研究。结果显示：分点进水改良A2/O工艺，在好氧池悬浮填料填充率为30%，ρ（DO）为1.5~3.0 mg/L，污泥浓度为2.5~3.0 g/L运行条件下，21 d可完成系统启动，对COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为90.08%、91.31%、61.67%和87.31%。分点进水改良A2/O工艺可以克服传统A2/O工艺在脱氮除磷过程中碳源的限制，在系统快速挂膜启动同时，能够对氮、磷有着较高的处理效果，出水水质稳定达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
针对解决传统A2/O工艺处理低C/N污水中的一些不足以及在脱氮除磷中效率低的问题，提出1种新型分点进水改良A2/O工艺，采用污泥接种启动方法，在无外加碳源情况下，以实际生活污水为处理对象，重点对挂膜启动过程进行分析研究。结果显示：分点进水改良A2/O工艺，在好氧池悬浮填料填充率为30%，ρ（DO）为1.5~3.0 mg/L，污泥浓度为2.5~3.0 g/L运行条件下，21 d可完成系统启动，对COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为90.08%、91.31%、61.67%和87.31%。分点进水改良A2/O工艺可以克服传统A2/O工艺在脱氮除磷过程中碳源的限制，在系统快速挂膜启动同时，能够对氮、磷有着较高的处理效果，出水水质稳定达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
2020, 38(9): 36-42.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009006
摘要:
采用溶胶-凝胶法制备纳米氧化铝改性聚乙烯醇-海藻酸钙凝胶球（SA-PVA-AlNPs），用于吸附去除水溶液中的四环素。考察了纳米氧化铝负载量、初始溶液pH、离子强度对凝胶球吸附性能的影响。结果表明：复合纳米氧化铝有利于提高凝胶球的吸附性能；SA-PVA-ALNPs吸附四环素最佳pH值条件为pH=3；NaCl浓度的提高并未显著影响凝胶球对于四环素的吸附能力。准二级动力学可以较好地拟合SA-PVA-ALNPs对四环素吸附的动力学数据；Langmuir模型能更好地拟合等温吸附数据，最大吸附容量为75.90 mg/g。SA-PVA-ALNPs吸附四环素主要依靠阳离子架桥作用、n-π电子供体-受体相互作用以及氢键作用。
采用溶胶-凝胶法制备纳米氧化铝改性聚乙烯醇-海藻酸钙凝胶球（SA-PVA-AlNPs），用于吸附去除水溶液中的四环素。考察了纳米氧化铝负载量、初始溶液pH、离子强度对凝胶球吸附性能的影响。结果表明：复合纳米氧化铝有利于提高凝胶球的吸附性能；SA-PVA-ALNPs吸附四环素最佳pH值条件为pH=3；NaCl浓度的提高并未显著影响凝胶球对于四环素的吸附能力。准二级动力学可以较好地拟合SA-PVA-ALNPs对四环素吸附的动力学数据；Langmuir模型能更好地拟合等温吸附数据，最大吸附容量为75.90 mg/g。SA-PVA-ALNPs吸附四环素主要依靠阳离子架桥作用、n-π电子供体-受体相互作用以及氢键作用。
2020, 38(9): 43-47,199.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009007
摘要:
在SBR（Ⅰ）反应器中快速启动颗粒-絮状污泥耦合单级自养脱氮系统，研究启动前后颗粒、絮状污泥脱氮性能的变化。取启动前和系统构建成功后的污泥进行批试实验，通过甲醇抑制厌氧氨氧化菌（AAOB）活性来研究厌氧氨氧化和反硝化比例的变化。絮状污泥总氮去除率（NRE）从启动前的10.14%提高至启动成功后的89.70%，其中厌氧氨氧化脱氮占比从2.23%提高到83.70%，反硝化脱氮占比从7.91%减少到5%~6%；颗粒污泥的NRE从启动前3.90%提高至启动成功后的83.20%，厌氧氨氧化占比从不足1%提高到80.20%左右，反硝化占比从7.72%减少到2%~3%。
在SBR（Ⅰ）反应器中快速启动颗粒-絮状污泥耦合单级自养脱氮系统，研究启动前后颗粒、絮状污泥脱氮性能的变化。取启动前和系统构建成功后的污泥进行批试实验，通过甲醇抑制厌氧氨氧化菌（AAOB）活性来研究厌氧氨氧化和反硝化比例的变化。絮状污泥总氮去除率（NRE）从启动前的10.14%提高至启动成功后的89.70%，其中厌氧氨氧化脱氮占比从2.23%提高到83.70%，反硝化脱氮占比从7.91%减少到5%~6%；颗粒污泥的NRE从启动前3.90%提高至启动成功后的83.20%，厌氧氨氧化占比从不足1%提高到80.20%左右，反硝化占比从7.72%减少到2%~3%。
2020, 38(9): 48-52,167.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009008
摘要:
以江西省11个中营养型湖泊和7个轻度富营养型湖泊为研究对象，利用皮尔逊相关性分析法和主成分分析法，对2类湖泊底泥沉积物磷赋存形态、特征、磷形态及其来源的差异性等方面进行了研究。结果表明：在磷赋存形态的分析中，2类湖泊中各种磷赋存形态的平均含量顺序均为TP > IP > Fe/Al-P > Ca-P > OP，且平均含量均为中营养型<轻度富营养型。IP、Fe/Al-P、Ca-P、OP占TP含量的平均重量比：中营养型依次为75.08%、54.22%、27.89%、20.64%；轻度富营养型依次为72.85%、56.02%、27.31%、26.76%；磷形态的主要来源是IP，以OP为辅，而IP中主要以Fe/Al-P为主；相关性分析表明，2类湖泊中TP-IP和TP-Fe/Al-P均在α=0.05时显著相关。中营养型中IP-Fe/Al-P在α=0.10时相关，轻度富营型中IP-Fe/Al-P在α=0.05时显著相关；主成分分析得出，中营养型湖泊第1类影响因子为Fe/Al-P和OP，第2类影响因子为IP和Ca-P；轻度富营养型湖泊中影响因子为Fe/Al-P、OP和Ca-P；2类湖泊底泥沉积物磷形态特征的差异性主要取决于Fe/Al-P，中营养型湖泊沉积物磷赋存特征的差异性主要是由不稳态磷或生物可利用磷决定，而轻度富营养型湖泊是由TP决定。
以江西省11个中营养型湖泊和7个轻度富营养型湖泊为研究对象，利用皮尔逊相关性分析法和主成分分析法，对2类湖泊底泥沉积物磷赋存形态、特征、磷形态及其来源的差异性等方面进行了研究。结果表明：在磷赋存形态的分析中，2类湖泊中各种磷赋存形态的平均含量顺序均为TP > IP > Fe/Al-P > Ca-P > OP，且平均含量均为中营养型<轻度富营养型。IP、Fe/Al-P、Ca-P、OP占TP含量的平均重量比：中营养型依次为75.08%、54.22%、27.89%、20.64%；轻度富营养型依次为72.85%、56.02%、27.31%、26.76%；磷形态的主要来源是IP，以OP为辅，而IP中主要以Fe/Al-P为主；相关性分析表明，2类湖泊中TP-IP和TP-Fe/Al-P均在α=0.05时显著相关。中营养型中IP-Fe/Al-P在α=0.10时相关，轻度富营型中IP-Fe/Al-P在α=0.05时显著相关；主成分分析得出，中营养型湖泊第1类影响因子为Fe/Al-P和OP，第2类影响因子为IP和Ca-P；轻度富营养型湖泊中影响因子为Fe/Al-P、OP和Ca-P；2类湖泊底泥沉积物磷形态特征的差异性主要取决于Fe/Al-P，中营养型湖泊沉积物磷赋存特征的差异性主要是由不稳态磷或生物可利用磷决定，而轻度富营养型湖泊是由TP决定。
2020, 38(9): 53-58,223.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009009
摘要:
研究了不同水深条件（5，10，15，20，25 cm）下芦苇湿地对伊通河水中氮、磷的净化能力。结果表明：浅水位条件有利于NH4+-N的硝化作用及挥发作用。水深为5 cm时TN和NH4+-N的去除效果最好，10 cm时NO3--N的去除效果最好，水深25 cm时TN和NH4+-N的去除率明显降低。NH4+-N的吸附和转化作用对TN的衰减起着主导作用。磷的去除率与水深的相关性较小，表明磷的去除主要是化学转化与吸附作用。根据湿地水深对污染物去除的影响，研究设计了1种可自动调节深度的浮动湿地。通过浮动湿地的净化，使研究区河水中TN、NH4+-N和TP浓度大幅降低，水质得到明显改善。
研究了不同水深条件（5，10，15，20，25 cm）下芦苇湿地对伊通河水中氮、磷的净化能力。结果表明：浅水位条件有利于NH4+-N的硝化作用及挥发作用。水深为5 cm时TN和NH4+-N的去除效果最好，10 cm时NO3--N的去除效果最好，水深25 cm时TN和NH4+-N的去除率明显降低。NH4+-N的吸附和转化作用对TN的衰减起着主导作用。磷的去除率与水深的相关性较小，表明磷的去除主要是化学转化与吸附作用。根据湿地水深对污染物去除的影响，研究设计了1种可自动调节深度的浮动湿地。通过浮动湿地的净化，使研究区河水中TN、NH4+-N和TP浓度大幅降低，水质得到明显改善。
2020, 38(9): 59-62,246.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009010
摘要:
以河道富营养化治理为研究对象，通过引清入河、水下种植沉水植物、混养鲢鳙等水生动物，并应用原位修复装置等形成1个相互配合的综合生态修复系统，对河道富营养化进行治理。于2017年8月-2018年7月，对5个采样点河道水体富营养化指标进行测量，结果表明：河道水体中总氮（TN）浓度、总磷（TP）浓度、高锰酸钾盐（CODM n）、氨氮（NH3-N）浓度显著下降，水体透明度明显提升。这说明采用综合生态修复系统治理城市河道治理风险低、治理效果佳，可以推广使用。
以河道富营养化治理为研究对象，通过引清入河、水下种植沉水植物、混养鲢鳙等水生动物，并应用原位修复装置等形成1个相互配合的综合生态修复系统，对河道富营养化进行治理。于2017年8月-2018年7月，对5个采样点河道水体富营养化指标进行测量，结果表明：河道水体中总氮（TN）浓度、总磷（TP）浓度、高锰酸钾盐（CODM n）、氨氮（NH3-N）浓度显著下降，水体透明度明显提升。这说明采用综合生态修复系统治理城市河道治理风险低、治理效果佳，可以推广使用。
2020, 38(9): 63-70.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009011
摘要:
水质安全不仅关乎生态环境的健康发展，更与人类的生存质量息息相关。对水体进行毒性检测是保障水质安全的重要手段。从生物种类出发，总结了鱼类、藻类等受试生物的特点及适用范围；综述了在不同生物学层面上毒性的表征指标，其中以细胞水平为基础的检测方法可实现快速、在线的毒性检测。并对毒性检测今后的发展方向进行了展望。
水质安全不仅关乎生态环境的健康发展，更与人类的生存质量息息相关。对水体进行毒性检测是保障水质安全的重要手段。从生物种类出发，总结了鱼类、藻类等受试生物的特点及适用范围；综述了在不同生物学层面上毒性的表征指标，其中以细胞水平为基础的检测方法可实现快速、在线的毒性检测。并对毒性检测今后的发展方向进行了展望。
2020, 38(9): 71-75,230.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009012
摘要:
采用自行研制的喷嘴-板-筒式反应器，研究了大气压纳秒负脉冲空气放电对水中大肠杆菌（Escherichia coli， E.coli）灭菌率的影响因素及规律。实验中空气自放电喷嘴电极进入反应器，气流带动放电生成的活性粒子流到达并作用于水中大肠杆菌。研究结果表明：本实验装置可有效实现对水中大肠杆菌的灭活，灭菌率随着放电电压和脉冲重复频率的增加、放电处理时间的延长而升高；随着鼓气速率的增大先增大后减小；随着喷嘴电极直径的增加先减小后增大。当采用1.30 mm喷嘴电极，在脉冲峰值电压为-32 kV、重复频率80 Hz，鼓气速率为80 mL/min时，连续放电处理12 min，灭菌率达到91%。
采用自行研制的喷嘴-板-筒式反应器，研究了大气压纳秒负脉冲空气放电对水中大肠杆菌（Escherichia coli， E.coli）灭菌率的影响因素及规律。实验中空气自放电喷嘴电极进入反应器，气流带动放电生成的活性粒子流到达并作用于水中大肠杆菌。研究结果表明：本实验装置可有效实现对水中大肠杆菌的灭活，灭菌率随着放电电压和脉冲重复频率的增加、放电处理时间的延长而升高；随着鼓气速率的增大先增大后减小；随着喷嘴电极直径的增加先减小后增大。当采用1.30 mm喷嘴电极，在脉冲峰值电压为-32 kV、重复频率80 Hz，鼓气速率为80 mL/min时，连续放电处理12 min，灭菌率达到91%。
2020, 38(9): 76-81.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009013
摘要:
绿色屋顶作为海绵城市低影响开发措施之一，在实际降雨事件中表现出一定的雨水径流滞蓄截污效果，能有效缓解城市内涝和面源污染的现状。且粗放式绿色屋顶因其对屋顶荷载要求低、后期维护较易、成本低等一系列优点，适合实际工程应用，因此对粗放式绿色屋顶雨水径流滞蓄截污效果的影响因素进行研究，对今后的工程应用具有一定的实际指导意义。通过综述近几年国内外关于粗放式绿色屋顶雨水径流滞蓄截污影响因素的研究，指出目前进行相关研究的不足之处和对今后的研究与实践提出展望。
绿色屋顶作为海绵城市低影响开发措施之一，在实际降雨事件中表现出一定的雨水径流滞蓄截污效果，能有效缓解城市内涝和面源污染的现状。且粗放式绿色屋顶因其对屋顶荷载要求低、后期维护较易、成本低等一系列优点，适合实际工程应用，因此对粗放式绿色屋顶雨水径流滞蓄截污效果的影响因素进行研究，对今后的工程应用具有一定的实际指导意义。通过综述近几年国内外关于粗放式绿色屋顶雨水径流滞蓄截污影响因素的研究，指出目前进行相关研究的不足之处和对今后的研究与实践提出展望。
2020, 38(9): 82-88.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009014
摘要:
城市浅水景观湖泊因其在水循环系统中的特殊性和其景观功能容易产生富营养化污染。针对位于成都市的某小型景观水体，混合了点源污染和非点源污染多种污染源，可持续生态维护难度较大，探索了利用水生态系统模型AQUATOX来模拟和预测该景观水体的水环境状态。根据为期1年的水质参数监测数据，分析不同来源污染负荷对水体营养物质含量的影响。利用实测数据拟合模型结果，分析模型运行的敏感参数，对相关参数进行率定，以增加模型对该水体水生态演变预测的准确性。使用高度拟合模型对水体富营养化关键决定参数TP、TN以及NH3-N对该浅水景观湖泊水质的影响，利用SWMM模型模拟LID措施对入湖雨水污染负荷的削减效果，LID措施后TP和TN的雨水径流污染负荷分别减少59.34%和58.39%，NH3-N的负荷降低21.94%，对降低面源污染效果负荷良好。水体中TP、TN和NH3-N含量的平均削减效果分别为38.57%、42.2%和58.31%，可为景观水体富营养化生态修复提供理论指导。
城市浅水景观湖泊因其在水循环系统中的特殊性和其景观功能容易产生富营养化污染。针对位于成都市的某小型景观水体，混合了点源污染和非点源污染多种污染源，可持续生态维护难度较大，探索了利用水生态系统模型AQUATOX来模拟和预测该景观水体的水环境状态。根据为期1年的水质参数监测数据，分析不同来源污染负荷对水体营养物质含量的影响。利用实测数据拟合模型结果，分析模型运行的敏感参数，对相关参数进行率定，以增加模型对该水体水生态演变预测的准确性。使用高度拟合模型对水体富营养化关键决定参数TP、TN以及NH3-N对该浅水景观湖泊水质的影响，利用SWMM模型模拟LID措施对入湖雨水污染负荷的削减效果，LID措施后TP和TN的雨水径流污染负荷分别减少59.34%和58.39%，NH3-N的负荷降低21.94%，对降低面源污染效果负荷良好。水体中TP、TN和NH3-N含量的平均削减效果分别为38.57%、42.2%和58.31%，可为景观水体富营养化生态修复提供理论指导。
2020, 38(9): 89-94.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009015
摘要:
试验制备了林木废弃物铁磁性氧化镁生物炭（铁镁炭），并探索其对玉米加工废水中氮、磷的同步去除性能。铁镁炭去除氮、磷反应在120 h内可达到平衡；氮、磷的最大理论吸附量分别为50.4，338.9 mg/g。生物炭表征结果表明：在铁镁炭表面生成了镁氧化物及铁氧化物，氨氮回收主要是化学吸附作用，而磷回收则决定于化学吸附与化学沉淀的共同作用。富集氮磷后的铁镁炭可作为氮磷缓释肥加以利用，且不存在显著的铁释放。
试验制备了林木废弃物铁磁性氧化镁生物炭（铁镁炭），并探索其对玉米加工废水中氮、磷的同步去除性能。铁镁炭去除氮、磷反应在120 h内可达到平衡；氮、磷的最大理论吸附量分别为50.4，338.9 mg/g。生物炭表征结果表明：在铁镁炭表面生成了镁氧化物及铁氧化物，氨氮回收主要是化学吸附作用，而磷回收则决定于化学吸附与化学沉淀的共同作用。富集氮磷后的铁镁炭可作为氮磷缓释肥加以利用，且不存在显著的铁释放。
2020, 38(9): 95-100,112.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009016
摘要:
将净水污泥与粉末活性炭复合制备吸附剂，用于去除水中的氨氮。研究了净水污泥与粉末活性炭的最佳复合比例及煅烧温度，并采用EDX、SEM、XRD、FTIR、BET对吸附剂进行表征。考察了吸附时间、溶液初始pH、吸附剂投加量、氨氮初始浓度对氨氮吸附效果的影响。结果表明：复合吸附剂的吸附性能优于原泥，当吸附时间为5 h，pH为9时氨氮去除效果最佳。对实验结果进行吸附等温线及吸附动力学模型拟合，发现复合吸附剂对氨氮的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型及二级动力学方程。
将净水污泥与粉末活性炭复合制备吸附剂，用于去除水中的氨氮。研究了净水污泥与粉末活性炭的最佳复合比例及煅烧温度，并采用EDX、SEM、XRD、FTIR、BET对吸附剂进行表征。考察了吸附时间、溶液初始pH、吸附剂投加量、氨氮初始浓度对氨氮吸附效果的影响。结果表明：复合吸附剂的吸附性能优于原泥，当吸附时间为5 h，pH为9时氨氮去除效果最佳。对实验结果进行吸附等温线及吸附动力学模型拟合，发现复合吸附剂对氨氮的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型及二级动力学方程。
2020, 38(9): 101-105,144.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009017
摘要:
于平水期和丰水期同点位采集官厅水库、密云水库上游流域的地表水样品共计222件，分别测试了原水、悬浮物中TN、NH3-N、NO3--N和TP的含量，探讨氮、磷的分布规律及污染特征，并参照GB 3838-2002《地表水环境质量标准》进行评价。结果表明：1）研究区地表水处于富营养化状态，永定河水系氮、磷含量相对较高，高值点主要分布在洋河干流断面。2）主要河流的干流氮、磷高值点的出现均与上游的城市废水排放密切相关，应加大城市废水的治理力度，提高排污标准。3）TN 78.26%（丰水期）、91.59%（平水期）的样品劣于Ⅲ类，除洋河上流、桑干河上流和汤河水系外，其他水系大部分样点TN仅达劣Ⅴ类要求，但NO3--N和NH3-N大部分样品符合标准限制，建议制定标准时应加强对NO3--N的管控。4）TN 33.04%（丰水期）、14.02%（平水期）的样品不符合Ⅲ类要求，主要分布在洋河中段、壶流河和潮河中段水域。
于平水期和丰水期同点位采集官厅水库、密云水库上游流域的地表水样品共计222件，分别测试了原水、悬浮物中TN、NH3-N、NO3--N和TP的含量，探讨氮、磷的分布规律及污染特征，并参照GB 3838-2002《地表水环境质量标准》进行评价。结果表明：1）研究区地表水处于富营养化状态，永定河水系氮、磷含量相对较高，高值点主要分布在洋河干流断面。2）主要河流的干流氮、磷高值点的出现均与上游的城市废水排放密切相关，应加大城市废水的治理力度，提高排污标准。3）TN 78.26%（丰水期）、91.59%（平水期）的样品劣于Ⅲ类，除洋河上流、桑干河上流和汤河水系外，其他水系大部分样点TN仅达劣Ⅴ类要求，但NO3--N和NH3-N大部分样品符合标准限制，建议制定标准时应加强对NO3--N的管控。4）TN 33.04%（丰水期）、14.02%（平水期）的样品不符合Ⅲ类要求，主要分布在洋河中段、壶流河和潮河中段水域。
2020, 38(9): 106-112.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009018
摘要:
对比研究贯通式、闭端式2种膜组件形式的膜曝气生物膜反应器（MABR）对高氨氮模拟废水的处理性能。结果表明：MABR在8 d内实现菌液快速挂膜，且贯通式MABR的生物附着量、脱氮效率均高于闭端式。贯通式MABR对高氨氮废水中NH4+-N、TN、COD的去除率均比闭端式高出20%左右，具有更好的脱氮除碳效果。高通量测序分析显示，贯通式MABR于挂膜阶段实现了HN-AD菌快速富集，并在处理高氨氮废水过程中仍保持其较高丰度（不动杆菌属Acinetobacter占22.1%、假单胞菌属Pseudomonas占43.2%），但闭端式MABR未优势富集HN-AD菌。贯通式MABR相比闭端式MABR具有更高DO条件促进HN-AD菌富集，从而强化了对高氨氮废水的处理效果。
对比研究贯通式、闭端式2种膜组件形式的膜曝气生物膜反应器（MABR）对高氨氮模拟废水的处理性能。结果表明：MABR在8 d内实现菌液快速挂膜，且贯通式MABR的生物附着量、脱氮效率均高于闭端式。贯通式MABR对高氨氮废水中NH4+-N、TN、COD的去除率均比闭端式高出20%左右，具有更好的脱氮除碳效果。高通量测序分析显示，贯通式MABR于挂膜阶段实现了HN-AD菌快速富集，并在处理高氨氮废水过程中仍保持其较高丰度（不动杆菌属Acinetobacter占22.1%、假单胞菌属Pseudomonas占43.2%），但闭端式MABR未优势富集HN-AD菌。贯通式MABR相比闭端式MABR具有更高DO条件促进HN-AD菌富集，从而强化了对高氨氮废水的处理效果。
2020, 38(9): 113-118.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009019
摘要:
利用序批式（sequencing batch reactor，SBR）生物反应器，采用厌氧-好氧运行方式，以乙酸钠为碳源，在控制进水P/COD<2/100条件下，成功实现了聚糖菌（glycogen accumulating organisms，GAOs）富集。缺氧初始阶段ρ（NOx--N）为30.0 mg/L，经厌氧-缺氧驯化后，反硝化聚糖菌（denitrifuing GAOs，DGAOs）可利用聚-β-羟基脂肪酸酯（poly-β-hydroxyalkanoate，PHA）为内碳源进行反硝化，且分解利用的PHA中80%以上为聚-β-羟基丁酸酯（poly-β-hydroxybutyrate，PHB）。高浓度NO2-抑制DGAOs活性，厌氧PHA合成降低，且缺氧段PHA分解产生的能量较多地用于储存糖原（glycogen，Gly）。NO3-和NO2-还原过程中，PHA降解速率分别为19.28，10.02 mg/（g·h），内源反硝化速率分别为3.32，2.29 mg/（g·h），TN去除率达95%以上。随NO2-/NOx-增加，N2O平均产率由29.1%增至59.0%。高浓度NO2-对氧化亚氮还原酶（Nos）活性抑制作用以及Nos和亚硝态氮还原酶（Nir）之间的电子竞争过程，是导致NO2-内源反硝化过程中N2O大量释放的主要原因。
利用序批式（sequencing batch reactor，SBR）生物反应器，采用厌氧-好氧运行方式，以乙酸钠为碳源，在控制进水P/COD<2/100条件下，成功实现了聚糖菌（glycogen accumulating organisms，GAOs）富集。缺氧初始阶段ρ（NOx--N）为30.0 mg/L，经厌氧-缺氧驯化后，反硝化聚糖菌（denitrifuing GAOs，DGAOs）可利用聚-β-羟基脂肪酸酯（poly-β-hydroxyalkanoate，PHA）为内碳源进行反硝化，且分解利用的PHA中80%以上为聚-β-羟基丁酸酯（poly-β-hydroxybutyrate，PHB）。高浓度NO2-抑制DGAOs活性，厌氧PHA合成降低，且缺氧段PHA分解产生的能量较多地用于储存糖原（glycogen，Gly）。NO3-和NO2-还原过程中，PHA降解速率分别为19.28，10.02 mg/（g·h），内源反硝化速率分别为3.32，2.29 mg/（g·h），TN去除率达95%以上。随NO2-/NOx-增加，N2O平均产率由29.1%增至59.0%。高浓度NO2-对氧化亚氮还原酶（Nos）活性抑制作用以及Nos和亚硝态氮还原酶（Nir）之间的电子竞争过程，是导致NO2-内源反硝化过程中N2O大量释放的主要原因。
2020, 38(9): 119-125.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009020
摘要:
采用移动床生物膜反应器（moving bed biofilm reactor，MBBR）处理模拟废水，考察进水氨氮浓度（20，30，50，100，200 mg/L）对MBBR工艺处理效果的影响，并利用16S rDNA高通量测序技术，分析微生物群落结构变化。结果表明：氨氮浓度为30~100 mg/L时，氨氮浓度越小，越有利于氨氮的去除，对COD去除率影响较小。氨氮浓度为20，50，200 mg/L时，Ottowia为第1优势菌属，相对丰度分别为66.76%、34.40%、53.88%，而氨氮浓度为30，100 mg/L时，Ottowia优势地位被Arcobacter、Hydrogenophaga等取代，说明微生物群落结构发生波动性变化可能与各类起反硝化作用的菌属和Ottowia菌属争夺优势地位有关。与自养型硝化作用有关的菌属相对丰度稳定在0.3%左右，相对丰度受氨氮浓度影响不大，高浓度氨氮对硝化菌属产生的抑制作用，可能是对其微生物活性的抑制。通过研究发现，进水氨氮浓度对MBBR生物膜中的微生物群落结构有一定的影响。
采用移动床生物膜反应器（moving bed biofilm reactor，MBBR）处理模拟废水，考察进水氨氮浓度（20，30，50，100，200 mg/L）对MBBR工艺处理效果的影响，并利用16S rDNA高通量测序技术，分析微生物群落结构变化。结果表明：氨氮浓度为30~100 mg/L时，氨氮浓度越小，越有利于氨氮的去除，对COD去除率影响较小。氨氮浓度为20，50，200 mg/L时，Ottowia为第1优势菌属，相对丰度分别为66.76%、34.40%、53.88%，而氨氮浓度为30，100 mg/L时，Ottowia优势地位被Arcobacter、Hydrogenophaga等取代，说明微生物群落结构发生波动性变化可能与各类起反硝化作用的菌属和Ottowia菌属争夺优势地位有关。与自养型硝化作用有关的菌属相对丰度稳定在0.3%左右，相对丰度受氨氮浓度影响不大，高浓度氨氮对硝化菌属产生的抑制作用，可能是对其微生物活性的抑制。通过研究发现，进水氨氮浓度对MBBR生物膜中的微生物群落结构有一定的影响。
2020, 38(9): 126-132.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009021
摘要:
针对江苏九里湖塌陷湿地公园水体富营养化评价问题，于2018年春、夏、秋、冬4个季节对江苏九里湖塌陷公园内10个水质监测点进行水质监测，并选取TP、TN、CODMn、Chl.a、SD 5项水质指标，采用基于"压力-响应"思想构建二级模糊综合评价模型，结合熵权法对九里湖水质富营养化程度进行评价。评价结果表明，该评价模型具有合理性和客观性，江苏九里湖国家湿地公园水体富营养状态与季节变化相关性较强，各监测点富营养化等级处于中富营养与富营养级别。
针对江苏九里湖塌陷湿地公园水体富营养化评价问题，于2018年春、夏、秋、冬4个季节对江苏九里湖塌陷公园内10个水质监测点进行水质监测，并选取TP、TN、CODMn、Chl.a、SD 5项水质指标，采用基于"压力-响应"思想构建二级模糊综合评价模型，结合熵权法对九里湖水质富营养化程度进行评价。评价结果表明，该评价模型具有合理性和客观性，江苏九里湖国家湿地公园水体富营养状态与季节变化相关性较强，各监测点富营养化等级处于中富营养与富营养级别。
2020, 38(9): 133-138,207.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009022
摘要:
采用SBR工艺，研究不同生物质原料制成的生物炭粉末对活性污泥中的溶解性微生物产物（SMP）、胞外聚合物（EPS）的组成[蛋白质（PN）、多糖（PS）]及其含量的影响；分析活性污泥MLVSS/MLSS的变化以及污水氮、磷的含量。结果表明：添加的生物炭起到连接污泥絮体的作用，菌胶团尺寸增大，污泥中微生物量明显增多。添加生物炭的活性污泥溶解性微生物产物（SMP）中蛋白质的含量减少了62.3%~76.6%。胞外聚合物（EPS）中蛋白质的含量增加了17.8%~32.8%，含有更多的氨基酸或蛋白质中的色氨酸、酪氨酸以及苯丙氨酸。猪粪生物炭（PMB）对活性污泥影响最大，污泥EPS的冻干物中含有更多的芳香族化合物及核酸类物质。添加生物炭后，活性污泥对氮的转化效率提高，氨氮更快地转化为亚硝态氮并使其达到较高的浓度，并且对磷也有更好的去除效果。
采用SBR工艺，研究不同生物质原料制成的生物炭粉末对活性污泥中的溶解性微生物产物（SMP）、胞外聚合物（EPS）的组成[蛋白质（PN）、多糖（PS）]及其含量的影响；分析活性污泥MLVSS/MLSS的变化以及污水氮、磷的含量。结果表明：添加的生物炭起到连接污泥絮体的作用，菌胶团尺寸增大，污泥中微生物量明显增多。添加生物炭的活性污泥溶解性微生物产物（SMP）中蛋白质的含量减少了62.3%~76.6%。胞外聚合物（EPS）中蛋白质的含量增加了17.8%~32.8%，含有更多的氨基酸或蛋白质中的色氨酸、酪氨酸以及苯丙氨酸。猪粪生物炭（PMB）对活性污泥影响最大，污泥EPS的冻干物中含有更多的芳香族化合物及核酸类物质。添加生物炭后，活性污泥对氮的转化效率提高，氨氮更快地转化为亚硝态氮并使其达到较高的浓度，并且对磷也有更好的去除效果。
2020, 38(9): 139-144.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009023
摘要:
通过对东新开河岸边不同配置植被缓冲带径流中污染物迁移影响分析，研究其对两岸缓冲带典型污染物氮、磷的去除效果，优选缓冲带植物配置结构。结果表明：优化配置的植被缓冲带较原生植被缓冲带对氮、磷污染物的截留效果具有明显优势，针对氨氮和总氮有明显削减效果，几种修复样地综合来看，S3（紫花苜蓿）样地对NH3-N、TN、TP的削减率分别在30%、30%、25%以上，较其他植被配置样地有很好的截留效果，且根系扎实，有较强的适应能力，种植成本较低；植物不同生长期对缓冲带氮、磷的截留效果不同，成熟期的植被缓冲带对TN、TP的削减率分别在30%和25%以上，较分蘖期对氮、磷的削减率提高了80%以上。
通过对东新开河岸边不同配置植被缓冲带径流中污染物迁移影响分析，研究其对两岸缓冲带典型污染物氮、磷的去除效果，优选缓冲带植物配置结构。结果表明：优化配置的植被缓冲带较原生植被缓冲带对氮、磷污染物的截留效果具有明显优势，针对氨氮和总氮有明显削减效果，几种修复样地综合来看，S3（紫花苜蓿）样地对NH3-N、TN、TP的削减率分别在30%、30%、25%以上，较其他植被配置样地有很好的截留效果，且根系扎实，有较强的适应能力，种植成本较低；植物不同生长期对缓冲带氮、磷的截留效果不同，成熟期的植被缓冲带对TN、TP的削减率分别在30%和25%以上，较分蘖期对氮、磷的削减率提高了80%以上。
2020, 38(9): 154-158,125.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009025
摘要:
钢铁焦化厂可凝结颗粒物（CPM）对大气细颗粒物（PM2.5）的贡献不容忽视，然而目前关于焦化厂CPM排放特征的认识仍很不清楚。采用稀释间接法对焦化厂烟气中CPM的排放进行了测试，对其在脱硫入口和总排放口的浓度及化学组成进行了系统分析。发现在焦化脱硫入口和总放排口CPM浓度分别为9.5，1.2 mg/m3，是可过滤细颗粒物（FPM2.5）浓度的14，4倍。CPM中占比最高的为水溶性离子，主要为Cl-和K+；其次为有机物。脱硫入口处CPM中有机组分以烯烃类、环烷烃类、烷烃类等为主，总排放口则以醇类、烯烃类、酚类等为主。采用"碳酸氢钠干法脱硫+袋式除尘器+中低温选择性催化还原脱硝"烟气净化技术路线对CPM气态前体物有一定的协同去除能力，CPM去除率为87.3%。
钢铁焦化厂可凝结颗粒物（CPM）对大气细颗粒物（PM2.5）的贡献不容忽视，然而目前关于焦化厂CPM排放特征的认识仍很不清楚。采用稀释间接法对焦化厂烟气中CPM的排放进行了测试，对其在脱硫入口和总排放口的浓度及化学组成进行了系统分析。发现在焦化脱硫入口和总放排口CPM浓度分别为9.5，1.2 mg/m3，是可过滤细颗粒物（FPM2.5）浓度的14，4倍。CPM中占比最高的为水溶性离子，主要为Cl-和K+；其次为有机物。脱硫入口处CPM中有机组分以烯烃类、环烷烃类、烷烃类等为主，总排放口则以醇类、烯烃类、酚类等为主。采用"碳酸氢钠干法脱硫+袋式除尘器+中低温选择性催化还原脱硝"烟气净化技术路线对CPM气态前体物有一定的协同去除能力，CPM去除率为87.3%。
2020, 38(9): 159-167.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009026
摘要:
柴油机排放污染物控制是全球应对大气环境恶化问题的重要解决方案之一。美国加利福尼亚州在2019年率先发布了针对超低排放要求的白皮书，建议将重型柴油机的NOx排放继续降低90%，即最低达到0.027 g/（kW·h）。针对未来超低排放法规的技术要求，全球相关机构开展了大量的研发和试验工作，有效推动了排放控制技术的升级。从发动机后处理零部件的角度，总结了国内外相关文献及研究成果，提出发动机和后处理技术需联动升级，在加强发动机热管理的同时，降低原机NOx排放。重点介绍了潜在的后处理技术解决方案，如NOx吸附脱附技术和紧耦合SCR技术等控制低温NOx排放的关键技术，灰分管理和PN控制相关的DPF控制技术，以及电加热催化器和燃烧器等可能应用于后处理系统的热管理技术，并对相关技术的优劣势进行了分析。
柴油机排放污染物控制是全球应对大气环境恶化问题的重要解决方案之一。美国加利福尼亚州在2019年率先发布了针对超低排放要求的白皮书，建议将重型柴油机的NOx排放继续降低90%，即最低达到0.027 g/（kW·h）。针对未来超低排放法规的技术要求，全球相关机构开展了大量的研发和试验工作，有效推动了排放控制技术的升级。从发动机后处理零部件的角度，总结了国内外相关文献及研究成果，提出发动机和后处理技术需联动升级，在加强发动机热管理的同时，降低原机NOx排放。重点介绍了潜在的后处理技术解决方案，如NOx吸附脱附技术和紧耦合SCR技术等控制低温NOx排放的关键技术，灰分管理和PN控制相关的DPF控制技术，以及电加热催化器和燃烧器等可能应用于后处理系统的热管理技术，并对相关技术的优劣势进行了分析。
2020, 38(9): 168-174.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009027
摘要:
随着环境问题日益突出，锅炉烟气中氮氧化物（NOx）的脱除成为亟待解决的问题。采用同步浸渍法制备了堇青石蜂窝负载型脱硝催化剂，研究了钒含量、温度、气时空速以及酸处理等对堇青石负载型脱硝催化剂脱硝效率的影响，同时采用BET、XRD等对催化剂进行物理化学表征。结果表明：负载型脱硝催化剂脱硝效率随着V2O5含量的增加逐渐变大，脱硝效率随着温度提高先增加后降低；在340℃时，负载型催化剂达到较好的脱硝效果，脱硝效率达到98%以上（气时空速为18000 h-1）；硫酸处理后的催化剂脱硝效率提高1~3百分点，而HCl处理后的催化剂脱硝效率降低4~8百分点；堇青石负载型催化剂负载率维持在25%左右，经过超声处理后的脱落率<10%。
随着环境问题日益突出，锅炉烟气中氮氧化物（NOx）的脱除成为亟待解决的问题。采用同步浸渍法制备了堇青石蜂窝负载型脱硝催化剂，研究了钒含量、温度、气时空速以及酸处理等对堇青石负载型脱硝催化剂脱硝效率的影响，同时采用BET、XRD等对催化剂进行物理化学表征。结果表明：负载型脱硝催化剂脱硝效率随着V2O5含量的增加逐渐变大，脱硝效率随着温度提高先增加后降低；在340℃时，负载型催化剂达到较好的脱硝效果，脱硝效率达到98%以上（气时空速为18000 h-1）；硫酸处理后的催化剂脱硝效率提高1~3百分点，而HCl处理后的催化剂脱硝效率降低4~8百分点；堇青石负载型催化剂负载率维持在25%左右，经过超声处理后的脱落率<10%。
2020, 38(9): 175-184.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009028
摘要:
医疗废物焚烧飞灰（MWIFA）富含高浓度的氯盐、碳组分、重金属和二噁英（PCDD/Fs），已被列入我国《国家危险废物名录》，管理处置不当将对环境和人类健康造成严重危害。关于医疗废物焚烧飞灰处理处置的综合研究较少。介绍了医疗废物焚烧飞灰中重金属及二噁英等有毒有害物质的污染特征，分析了化学药剂稳定法、水泥固化技术、热处理技术、水热处理技术和浮选技术等多种飞灰处理技术的研究现状，重点阐述了上述后3种技术用于处理医疗废物焚烧飞灰中重金属和二噁英的研究进展及存在的问题，并对其应用前景进行了展望。
医疗废物焚烧飞灰（MWIFA）富含高浓度的氯盐、碳组分、重金属和二噁英（PCDD/Fs），已被列入我国《国家危险废物名录》，管理处置不当将对环境和人类健康造成严重危害。关于医疗废物焚烧飞灰处理处置的综合研究较少。介绍了医疗废物焚烧飞灰中重金属及二噁英等有毒有害物质的污染特征，分析了化学药剂稳定法、水泥固化技术、热处理技术、水热处理技术和浮选技术等多种飞灰处理技术的研究现状，重点阐述了上述后3种技术用于处理医疗废物焚烧飞灰中重金属和二噁英的研究进展及存在的问题，并对其应用前景进行了展望。
2020, 38(9): 185-189.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009029
摘要:
采用热重分析法对可燃垃圾、煤粉及其混合燃料的燃烧特性进行了分析。研究结果表明：可燃垃圾的热重曲线在220~500℃内存在2个明显的失重区域，煤粉在300~600℃内只有1个失重区域。可燃垃圾着火性能较好，着火点为220℃，可燃垃圾与煤粉混烧时的着火点较可燃垃圾单独燃烧时略有提高，但明显低于煤粉单独燃烧时320℃的着火点。可燃垃圾和煤粉按照2：1、3：1、4：1、5：1混烧时，基本保持垃圾的着火特性，当可燃垃圾的掺混量 ≤ 80%时，可燃垃圾和煤粉混烧时两者之间存在明显的协同促进作用。可燃垃圾的综合燃烧特征指数为3.91×10-7/（min2·K3），明显高于煤粉，可燃垃圾的添加能提高煤粉的综合燃烧性能，其中可燃垃圾：煤粉=4：1为掺混比例最佳。燃烧动力学分析结果表明：在220~330℃燃烧阶段，混合燃料的活性高于可燃垃圾，在320~570℃高温燃烧阶段，混合燃料的活性略低于可燃垃圾，但是远高于煤粉。可燃垃圾的掺烧量对2个燃烧阶段混合燃料的活性影响不大。
采用热重分析法对可燃垃圾、煤粉及其混合燃料的燃烧特性进行了分析。研究结果表明：可燃垃圾的热重曲线在220~500℃内存在2个明显的失重区域，煤粉在300~600℃内只有1个失重区域。可燃垃圾着火性能较好，着火点为220℃，可燃垃圾与煤粉混烧时的着火点较可燃垃圾单独燃烧时略有提高，但明显低于煤粉单独燃烧时320℃的着火点。可燃垃圾和煤粉按照2：1、3：1、4：1、5：1混烧时，基本保持垃圾的着火特性，当可燃垃圾的掺混量 ≤ 80%时，可燃垃圾和煤粉混烧时两者之间存在明显的协同促进作用。可燃垃圾的综合燃烧特征指数为3.91×10-7/（min2·K3），明显高于煤粉，可燃垃圾的添加能提高煤粉的综合燃烧性能，其中可燃垃圾：煤粉=4：1为掺混比例最佳。燃烧动力学分析结果表明：在220~330℃燃烧阶段，混合燃料的活性高于可燃垃圾，在320~570℃高温燃烧阶段，混合燃料的活性略低于可燃垃圾，但是远高于煤粉。可燃垃圾的掺烧量对2个燃烧阶段混合燃料的活性影响不大。
2020, 38(9): 190-193,88.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009030
摘要:
我国高温熔渣年产生量超过6亿t，其热资源价值巨大，但浪费情况严重。对干法粒化、化学法、冷却水余热利用、直接制备产品4种熔渣热能利用技术进行了论述探讨。熔渣热能回收技术的应用离不开熔渣资源利用，综合经济效益最大化是热能利用技术应用的关键因素。对于高温熔渣热回收技术建议如下：针对活性物料含量低的熔渣采用干法粒化、化学法进行热能回收；活性物料含量高的熔渣，在确保熔渣产品活性的条件下进行热能回收技术开发；因地制宜地进行冲渣冷却水余热利用；解决熔渣直接制备产品的关键工艺技术难点，提质降本；加强熔渣液固转变矿物结构变化过程的研究，实现固化渣的矿物组成调控。
我国高温熔渣年产生量超过6亿t，其热资源价值巨大，但浪费情况严重。对干法粒化、化学法、冷却水余热利用、直接制备产品4种熔渣热能利用技术进行了论述探讨。熔渣热能回收技术的应用离不开熔渣资源利用，综合经济效益最大化是热能利用技术应用的关键因素。对于高温熔渣热回收技术建议如下：针对活性物料含量低的熔渣采用干法粒化、化学法进行热能回收；活性物料含量高的熔渣，在确保熔渣产品活性的条件下进行热能回收技术开发；因地制宜地进行冲渣冷却水余热利用；解决熔渣直接制备产品的关键工艺技术难点，提质降本；加强熔渣液固转变矿物结构变化过程的研究，实现固化渣的矿物组成调控。
2020, 38(9): 194-199.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009031
摘要:
以某城市垃圾填埋场防渗帷幕为研究对象，采用高密度电阻率法、孔间声波透射法以及孔内电视成像等手段，借助多元回归分析方法，探讨地球物理无损检测结合钻孔探测在垃圾填埋库区防渗帷幕实体检测中的适用性。研究表明：高密度电阻率法因其快速高效，可实现对防渗帷幕的全面探查，圈定疑似质量缺陷区域。在此基础上，孔间声波透射法和孔内电视成像因其直观准确，可进一步判定缺陷具体形态、位置等，缩小处理范围。该综合检测方法通过多尺度搭配、多参数印证，可实现对防渗帷幕不同检测范围和精度要求的有效检测。
以某城市垃圾填埋场防渗帷幕为研究对象，采用高密度电阻率法、孔间声波透射法以及孔内电视成像等手段，借助多元回归分析方法，探讨地球物理无损检测结合钻孔探测在垃圾填埋库区防渗帷幕实体检测中的适用性。研究表明：高密度电阻率法因其快速高效，可实现对防渗帷幕的全面探查，圈定疑似质量缺陷区域。在此基础上，孔间声波透射法和孔内电视成像因其直观准确，可进一步判定缺陷具体形态、位置等，缩小处理范围。该综合检测方法通过多尺度搭配、多参数印证，可实现对防渗帷幕不同检测范围和精度要求的有效检测。
2020, 38(9): 200-207.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009032
摘要:
污泥处理后土地利用是氟喹诺酮类抗生素（fluoroquinolones，FQs）进入土壤环境的主要途径之一。好氧堆肥具有高效去除FQs、削减其环境风险的潜力，但目前对于堆肥过程中各阶段物料FQs去除影响因素的研究仍较少。该研究在制备典型城市污泥好氧堆肥获取其中温期、高温期物料的基础上，向堆肥中添加2种典型的FQs（ofloxacin，OFL；norfloxacin，NOR），在不同FQs初始浓度（0，2.5，5.0 mg/kg）、含水率（50%、60%、70%）和通风量（0，15 mL/min）条件下，进行56 d的抗生素去除试验，控制各堆肥物料在其对应堆肥阶段温度（中温期物料，35℃；高温期物料，55℃）。结果表明：2种物料中FQs去除率均随着初始浓度上升而逐步下降，中温期物料最佳初始FQs浓度分别为5.0 mg/kg（OFL）、2.5 mg/kg（NOR），对于高温期物料两者均为2.5 mg/kg；中温期物料中，FQs去除率随含水率增加先上升后下降，最佳含水率均为60%，高温期物料中，FQs去除率随含水率升高而逐步增加；2种物料中，通风量15 mL/min下的FQs去除率均明显高于未通风处理。与中温期物料对比，高温期物料中FQs去除过程需要较低的初始浓度和较高的含水率；在2种物料中，充分通风下FQs的去除率均明显高于未通风处理。
污泥处理后土地利用是氟喹诺酮类抗生素（fluoroquinolones，FQs）进入土壤环境的主要途径之一。好氧堆肥具有高效去除FQs、削减其环境风险的潜力，但目前对于堆肥过程中各阶段物料FQs去除影响因素的研究仍较少。该研究在制备典型城市污泥好氧堆肥获取其中温期、高温期物料的基础上，向堆肥中添加2种典型的FQs（ofloxacin，OFL；norfloxacin，NOR），在不同FQs初始浓度（0，2.5，5.0 mg/kg）、含水率（50%、60%、70%）和通风量（0，15 mL/min）条件下，进行56 d的抗生素去除试验，控制各堆肥物料在其对应堆肥阶段温度（中温期物料，35℃；高温期物料，55℃）。结果表明：2种物料中FQs去除率均随着初始浓度上升而逐步下降，中温期物料最佳初始FQs浓度分别为5.0 mg/kg（OFL）、2.5 mg/kg（NOR），对于高温期物料两者均为2.5 mg/kg；中温期物料中，FQs去除率随含水率增加先上升后下降，最佳含水率均为60%，高温期物料中，FQs去除率随含水率升高而逐步增加；2种物料中，通风量15 mL/min下的FQs去除率均明显高于未通风处理。与中温期物料对比，高温期物料中FQs去除过程需要较低的初始浓度和较高的含水率；在2种物料中，充分通风下FQs的去除率均明显高于未通风处理。
2020, 38(9): 208-212,218.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009033
摘要:
为了探究CaO预处理对消落带植被（VE）厌氧消化产甲烷的影响，采用4种不同质量分数的CaO对VE进行中温厌氧预处理，并考察了CaO预处理后VE的厌氧消化性能。结果表明：CaO预处理能提高VE中溶解性COD的含量，降低纤维素及木质素的含量，为后续消化过程提供物质基础。当CaO投加量为3%时，甲烷最大积累量为（229.8±6.3）mL/g，显著高于其他组别。此外，CaO预处理VE组别中甲烷的体积分数随消化时间呈现上升趋势。CaO能促进挥发性脂肪酸（VFA）的积累，当CaO投加量为3%时，VFA的最大积累量为（964±45）mg/L。CaO预处理可加速VE中总悬浮固体及挥发性悬浮固体的减量率。
为了探究CaO预处理对消落带植被（VE）厌氧消化产甲烷的影响，采用4种不同质量分数的CaO对VE进行中温厌氧预处理，并考察了CaO预处理后VE的厌氧消化性能。结果表明：CaO预处理能提高VE中溶解性COD的含量，降低纤维素及木质素的含量，为后续消化过程提供物质基础。当CaO投加量为3%时，甲烷最大积累量为（229.8±6.3）mL/g，显著高于其他组别。此外，CaO预处理VE组别中甲烷的体积分数随消化时间呈现上升趋势。CaO能促进挥发性脂肪酸（VFA）的积累，当CaO投加量为3%时，VFA的最大积累量为（964±45）mg/L。CaO预处理可加速VE中总悬浮固体及挥发性悬浮固体的减量率。
2020, 38(9): 213-218.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009034
摘要:
分别在中温和高温条件下对厨余垃圾与餐厨垃圾混合干式厌氧发酵产甲烷特性进行研究，结果表明：55℃高温发酵累积产气量均高于35℃中温组；高温组厨余垃圾与餐厨垃圾配比为1：5时发酵累积产气量最大，最大累积产气量达到2492.5 mL，是中温组协同产甲烷的1.4倍。同时，为提高产气率，考察了不同种类活性炭对厌氧发酵的影响，采用甘蔗皮、秸秆、花生藤蔓以及发酵沼渣为原料自制了4种生物质活性炭。实验结果表明，4种活性炭均呈蜂窝煤状的炭孔，其中甘蔗皮活性炭表面炭孔相对规则、完整，微生物可附着面积大，更有利于加快产气进程。添加甘蔗皮活性炭时累积产气3410 mL，相比空白对照组增长20.1%。
分别在中温和高温条件下对厨余垃圾与餐厨垃圾混合干式厌氧发酵产甲烷特性进行研究，结果表明：55℃高温发酵累积产气量均高于35℃中温组；高温组厨余垃圾与餐厨垃圾配比为1：5时发酵累积产气量最大，最大累积产气量达到2492.5 mL，是中温组协同产甲烷的1.4倍。同时，为提高产气率，考察了不同种类活性炭对厌氧发酵的影响，采用甘蔗皮、秸秆、花生藤蔓以及发酵沼渣为原料自制了4种生物质活性炭。实验结果表明，4种活性炭均呈蜂窝煤状的炭孔，其中甘蔗皮活性炭表面炭孔相对规则、完整，微生物可附着面积大，更有利于加快产气进程。添加甘蔗皮活性炭时累积产气3410 mL，相比空白对照组增长20.1%。
2020, 38(9): 219-223.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009035
摘要:
针对电解锰渣堆场在降雨条件下释放出大量Mn产生的环境问题，通过对褐煤和腐植酸钠进行改性，优选改性材料再与壳聚糖、酚醛树脂进行复合，探讨不同腐植酸类材料对电解锰渣中Mn的稳定效果。结果表明：在腐植酸类材料添加量为5%~20%时，褐煤对锰渣中Mn的稳定效率为27.5%~31.5%，而腐植酸钠对Mn的稳定效率为7.2%~27.6%；褐煤改性后的不溶性腐植酸对锰渣中Mn的稳定效率最高提升了14.3%，但腐植酸钠改性后的磺化腐植酸钠对Mn的稳定效率仅略有提高。进一步将不溶性腐植酸、磺化腐植酸钠分别与壳聚糖、酚醛树脂进行复合，得出壳聚糖-不溶性腐植酸复合材料对锰渣中Mn的稳定效率最高为55.7%，而酚醛树脂-磺化腐植酸钠复合材料对Mn的稳定效率最高可达73.1%。
针对电解锰渣堆场在降雨条件下释放出大量Mn产生的环境问题，通过对褐煤和腐植酸钠进行改性，优选改性材料再与壳聚糖、酚醛树脂进行复合，探讨不同腐植酸类材料对电解锰渣中Mn的稳定效果。结果表明：在腐植酸类材料添加量为5%~20%时，褐煤对锰渣中Mn的稳定效率为27.5%~31.5%，而腐植酸钠对Mn的稳定效率为7.2%~27.6%；褐煤改性后的不溶性腐植酸对锰渣中Mn的稳定效率最高提升了14.3%，但腐植酸钠改性后的磺化腐植酸钠对Mn的稳定效率仅略有提高。进一步将不溶性腐植酸、磺化腐植酸钠分别与壳聚糖、酚醛树脂进行复合，得出壳聚糖-不溶性腐植酸复合材料对锰渣中Mn的稳定效率最高为55.7%，而酚醛树脂-磺化腐植酸钠复合材料对Mn的稳定效率最高可达73.1%。
2020, 38(9): 224-230.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009036
摘要:
为解决重金属污染土在电动法修复过程中存在的聚焦效应问题，提出了牺牲铁阳极的电化学联用修复技术。在传统电动修复方法基础上增加电解液净化循环装置，优化Cr（Ⅵ）还原及沉淀所需技术参数，并与传统电动修复技术进行对比，探讨其修复效果及适用性。结果表明：迁出的Cr（Ⅵ）可在Fe2+作用下被还原为Cr（Ⅲ）并沉淀，pH、电压梯度、电流密度、电极面积均会影响其反应速率，电极距离对反应速率无直接影响，主要影响电解功率。Cr（Ⅵ）还原-沉淀反应的最佳技术参数为：pH值5~6.5，电压梯度0.8 V/cm，电流密度>6.67 mA/cm2，电极面积90 cm2，电极距离15 cm；较传统电动修复技术，以牺牲阳极强化铬污染土的电化学联用修复技术中，土壤室不同点位的去除率波动范围在10%，最高点位的去除率提高近24%，达93.4%。靠近阳极附近土体中Cr（Ⅵ）去除率从0.24%提高到80.38%。以牺牲阳极强化污染土的电化学联用修复方法不仅有效解决了重金属迁移的聚焦问题，而且有助于促进土中重金属污染物的整体性迁出。
为解决重金属污染土在电动法修复过程中存在的聚焦效应问题，提出了牺牲铁阳极的电化学联用修复技术。在传统电动修复方法基础上增加电解液净化循环装置，优化Cr（Ⅵ）还原及沉淀所需技术参数，并与传统电动修复技术进行对比，探讨其修复效果及适用性。结果表明：迁出的Cr（Ⅵ）可在Fe2+作用下被还原为Cr（Ⅲ）并沉淀，pH、电压梯度、电流密度、电极面积均会影响其反应速率，电极距离对反应速率无直接影响，主要影响电解功率。Cr（Ⅵ）还原-沉淀反应的最佳技术参数为：pH值5~6.5，电压梯度0.8 V/cm，电流密度>6.67 mA/cm2，电极面积90 cm2，电极距离15 cm；较传统电动修复技术，以牺牲阳极强化铬污染土的电化学联用修复技术中，土壤室不同点位的去除率波动范围在10%，最高点位的去除率提高近24%，达93.4%。靠近阳极附近土体中Cr（Ⅵ）去除率从0.24%提高到80.38%。以牺牲阳极强化污染土的电化学联用修复方法不仅有效解决了重金属迁移的聚焦问题，而且有助于促进土中重金属污染物的整体性迁出。
2020, 38(9): 231-235,174.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009037
摘要:
根据乌鲁木齐某典型石油化工废水灌溉区土壤样品重金属（Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg、Cd）总量结果，对其进行风险评价，并依据相关性分析结果，尝试用土壤磁化率指示污灌区重金属污染程度。结果表明：研究区土样中8种重金属含量均未超过GB 15681-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》。除Pb以外，其余7种重金属含量均超出新疆农田土壤背景值，其中As、Hg和Cd超出背景值较多。内梅罗综合指数评价结果表明，土壤样品中除Pb以外，其余7种重金属均表现出不同程度的污染，其中Hg与Cd属于重度污染。地质累积指数评价结果表明，土壤样品中As、Hg和Cd的污染状况较重。相关性分析结果表明，该污灌区土壤磁化率与重金属含量之间存在一定程度的相关性，具有很好的指示作用。
根据乌鲁木齐某典型石油化工废水灌溉区土壤样品重金属（Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg、Cd）总量结果，对其进行风险评价，并依据相关性分析结果，尝试用土壤磁化率指示污灌区重金属污染程度。结果表明：研究区土样中8种重金属含量均未超过GB 15681-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》。除Pb以外，其余7种重金属含量均超出新疆农田土壤背景值，其中As、Hg和Cd超出背景值较多。内梅罗综合指数评价结果表明，土壤样品中除Pb以外，其余7种重金属均表现出不同程度的污染，其中Hg与Cd属于重度污染。地质累积指数评价结果表明，土壤样品中As、Hg和Cd的污染状况较重。相关性分析结果表明，该污灌区土壤磁化率与重金属含量之间存在一定程度的相关性，具有很好的指示作用。
2020, 38(9): 236-240,184.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009038
摘要:
为探讨微生物燃料电池对土壤中重金属的去除效能，测定双室MFCs的产电性能。实验以盐桥作为质子通道，构建并利用双室微生物燃料电池（MFCs）对土壤中铅（Pb2+）进行去除，铅（Pb2+）的测定采用火焰原子吸收分光光度法；电极板上铅（Pb）的富集采用扫描电镜观察和能谱方法分析；阳极液中分离的细菌的系统分类学位置通过分离、纯化和16S rDNA测序以及创建系统树来解析。实验表明：MFCs运行10 d后，土壤中铅（Pb）的去除率高达64.40%，最大电压值为69.63 mV；从阳极液中分离出的细菌的系统分类学位置分析表明，2株细菌分别与Stenotrophomonas maltophilia strain LH15（KM893074）和Pseudomonas sp.putida strain（MF996382）同源性最高，且均为100%，两菌株分别为嗜麦芽窄食单胞菌和为恶臭假单胞菌，并分别命名为SKD-GYT-1（LC479453）和SKD-GYT-2（LC479454），对其产电能力的分析仍有待探索。研究表明，土壤微生物燃料电池的产电能力较高，对于土壤中铅的去除效果明显。
为探讨微生物燃料电池对土壤中重金属的去除效能，测定双室MFCs的产电性能。实验以盐桥作为质子通道，构建并利用双室微生物燃料电池（MFCs）对土壤中铅（Pb2+）进行去除，铅（Pb2+）的测定采用火焰原子吸收分光光度法；电极板上铅（Pb）的富集采用扫描电镜观察和能谱方法分析；阳极液中分离的细菌的系统分类学位置通过分离、纯化和16S rDNA测序以及创建系统树来解析。实验表明：MFCs运行10 d后，土壤中铅（Pb）的去除率高达64.40%，最大电压值为69.63 mV；从阳极液中分离出的细菌的系统分类学位置分析表明，2株细菌分别与Stenotrophomonas maltophilia strain LH15（KM893074）和Pseudomonas sp.putida strain（MF996382）同源性最高，且均为100%，两菌株分别为嗜麦芽窄食单胞菌和为恶臭假单胞菌，并分别命名为SKD-GYT-1（LC479453）和SKD-GYT-2（LC479454），对其产电能力的分析仍有待探索。研究表明，土壤微生物燃料电池的产电能力较高，对于土壤中铅的去除效果明显。
2020, 38(9): 241-246.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009039
摘要:
为了探究污泥生物炭对Cd污染土壤的钝化修复效果，采用人工模拟Cd污染土壤进行盆栽实验，并探究了生物炭对Cd污染土壤pH、有机碳、Cd含量及价态、玉米株高、富集系数及生物转化系数的影响。结果表明：热解温度为800℃时制备的生物炭的修复效果优于300℃时制备的生物炭，且生物炭的最佳剂量为9.0 g/kg。施用800℃下制备的生物炭时，土壤中Cd含量也增加至7.9 mg/kg，较热解温度300℃增加约1.0 mg/kg。污泥生物炭显著降低了土壤中酸可提取态及还原态Cd的含量，升高了氧化态及残渣态Cd含量。当热解温度为800℃时，酸可提取态和还原态Cd含量分别降低至0.68，0.45 mg/kg，氧化态及残渣态Cd含量分别升高至0.76，1.72 mg/kg，从而降低了土壤中可生物利用Cd的含量。此外，生物炭能够降低Cd的生物富集系数及转化系数。
为了探究污泥生物炭对Cd污染土壤的钝化修复效果，采用人工模拟Cd污染土壤进行盆栽实验，并探究了生物炭对Cd污染土壤pH、有机碳、Cd含量及价态、玉米株高、富集系数及生物转化系数的影响。结果表明：热解温度为800℃时制备的生物炭的修复效果优于300℃时制备的生物炭，且生物炭的最佳剂量为9.0 g/kg。施用800℃下制备的生物炭时，土壤中Cd含量也增加至7.9 mg/kg，较热解温度300℃增加约1.0 mg/kg。污泥生物炭显著降低了土壤中酸可提取态及还原态Cd的含量，升高了氧化态及残渣态Cd含量。当热解温度为800℃时，酸可提取态和还原态Cd含量分别降低至0.68，0.45 mg/kg，氧化态及残渣态Cd含量分别升高至0.76，1.72 mg/kg，从而降低了土壤中可生物利用Cd的含量。此外，生物炭能够降低Cd的生物富集系数及转化系数。
2020, 38(9): 247-252.
doi: 10.13205/j.hjgc.202009040
摘要:
近年来土壤汞污染日益严峻，严重危害环境和人类健康，已成为一个世界性的环境问题，因此选择合理有效的方法对其进行修复与控制刻不容缓。有些微生物对汞具有吸附和挥发的特性，可用于受汞污染环境的修复。实验从受重金属污染的土壤中分离纯化出1株高抗汞真菌（DC-F9），其汞的最小抑菌浓度（MIC）达到160 mg/L；通过ITS序列比较，鉴别该菌属于曲霉属真菌；摇瓶培养发现，该真菌在Hg（Ⅱ）浓度为5 mg/L的培养基中对汞的挥发率、吸附率和总去除率分别为36.8%、58.4%、95.2%；而在Hg（Ⅱ）浓度为10 mg/L的培养基中，其值分别为45.4%、40.2%、85.6%；通过FTIR分析，发现该菌株为响应汞的胁迫表现出多种生理上变化。结果表明该菌株具有对汞污染环境修复的应用潜力。
近年来土壤汞污染日益严峻，严重危害环境和人类健康，已成为一个世界性的环境问题，因此选择合理有效的方法对其进行修复与控制刻不容缓。有些微生物对汞具有吸附和挥发的特性，可用于受汞污染环境的修复。实验从受重金属污染的土壤中分离纯化出1株高抗汞真菌（DC-F9），其汞的最小抑菌浓度（MIC）达到160 mg/L；通过ITS序列比较，鉴别该菌属于曲霉属真菌；摇瓶培养发现，该真菌在Hg（Ⅱ）浓度为5 mg/L的培养基中对汞的挥发率、吸附率和总去除率分别为36.8%、58.4%、95.2%；而在Hg（Ⅱ）浓度为10 mg/L的培养基中，其值分别为45.4%、40.2%、85.6%；通过FTIR分析，发现该菌株为响应汞的胁迫表现出多种生理上变化。结果表明该菌株具有对汞污染环境修复的应用潜力。
