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2023年  第41卷  第8期

科学研究
双模型下基于废弃泡沫砼的HAP结晶法回收养猪废水中磷的影响因素分析
朱佳明, 贺玥澄, 龙定彪, 黄骞, 许文来, 蒲施桦, 简悦
2023, 41(8): 1-7,17. doi: 10.13205/j.hjgc.202308001
摘要:
采用羟基磷酸钙(HAP)结晶法回收模拟养猪废水中的磷,探究了以废弃泡沫砼为Ca源的磷回收处理过程中3种因素[pH、n(Ca2+)/n(PO3-4)、温度]的影响,利用Box-Behnken(BBD)得到最佳反应条件,并结合Visual MINETEQ模型探讨2种典型重金属Cu2+、Zn2+对HAP结晶体系的单独及联合影响。结果表明:基于磷回收的最佳反应条件为pH=9.37, n(Ca2+)/n(PO3-4)=1.669,温度=25.46 ℃;Cu2+对HAP结晶的影响大于Zn2+,联合投加时Cu...
水丝蚓蚓粪对沉积物微环境及氮磷吸附特性的影响
孙培荣, 李大鹏, 徐楚天, 陈姝彤, 汤尧禹
2023, 41(8): 8-17. doi: 10.13205/j.hjgc.202308002
摘要:
以太湖沉积物和上覆水构建室内模拟实验,探究水丝蚓蚓粪对沉积物微环境、表层沉积物氮、磷吸附特性和微生物菌群分布的影响。结果表明:蚓粪显著影响了表层沉积物的含水率、孔隙度、烧失重和微生物活性。沉积物表层DO浓度和氧化还原电位的降低,以及沉积物深处氧化还原电位的升高与水丝蚓引起颗粒垂向迁移有关。等温吸附实验中,新生蚓粪氨氮平衡浓度(EC0)和磷平衡浓度(EPC0)值分别为0.73,0.014 mg/L,对氮、磷表现出了良好的固定能力。水丝蚓组蚓粪与对照组沉积物微生物种群结构相似,但微生物多样性有所降低...
微藻驱动的好氧甲烷氧化耦合反硝化光生物膜反应器的脱氮性能
付嘉辰, 王静, 赵乙颖, 文辉燕, 安骁, 陈玉成, 周忠波
2023, 41(8): 18-25. doi: 10.13205/j.hjgc.202308003
摘要:
为解决传统污水处理脱氮过程中额外投加碳源成本高与污水尾水中硝酸盐残留等问题,利用微藻原位产氧形成微氧环境,建立了无须机械供氧的藻菌光生物膜反应器,在不抑制反硝化过程的同时,将好氧甲烷氧化与反硝化耦合,实现污水深度脱氮。探讨了序批式光生物膜反应器的脱氮效率和长期运行的稳定性,并对相关微生物活性和群落组成及功能基因进行分析。结果表明:藻菌光生物膜反应器稳定运行了约50 d,NO-3-N去除率稳定在25 mg/(L·d),脱氮效率达到95%,且无亚硝酸盐积累和NH+4-N生成。活性试验显示,反应器中亚...
硫代硫酸盐投加对含硫废水中硫细菌与聚糖菌竞争的短期影响
周立昌, 李昭陵, 陈磊, 林亚楠, 龚志伟, 林青山, 马杰, 王宗平, 郭刚
2023, 41(8): 26-32. doi: 10.13205/j.hjgc.202308004
摘要:
硫循环协同反硝化生物除磷工艺的主要功能菌群——硫细菌(包括硫酸盐还原菌和硫氧化菌)易受聚糖菌竞争而导致除磷效果波动。硫代硫酸盐具有较高的生物可利用性,在含硫废水处理中应用广泛。为探究硫代硫酸盐对硫细菌与聚糖菌竞争的短期影响,向已富集硫细菌与聚糖菌的系统中投加不同浓度的硫代硫酸盐[20(R1)、50(R2)和80 mg/L(R3)(以S计)],监测反应器内关键离子和细菌胞内聚合物变化。结果表明:当硫代硫酸盐投加量从20增加到50 mg/L时,反应器缺氧阶段硫酸盐生成量和聚硫降解量分别提高了25%和...
城市污水中残留纳米颗粒对氯化消毒副产物生成规律影响
苏浩, 封莉, 张立秋
2023, 41(8): 33-40. doi: 10.13205/j.hjgc.202308005
摘要:
为明确污水厂中频繁暴露的纳米颗粒(NPs)对消毒副产物(DBPs)生成规律的影响,以二级出水为底物,重点考察了氯消毒与UV/氯消毒过程中NPs存在浓度对DBPs生成的影响,并通过三维荧光光谱与紫外可见差分光谱分析NPs与二级出水中残留的有机物(EfOM)的络合情况。实验结果表明:3种NPs的存在降低了二级出水UV254与SUVA含量,并通过疏水作用络合EfOM,造成Zeta电位、荧光强度、紫外吸光光度下降。当nTiO2、nAg、NZVI 3种NPs的存在浓度均为500 μg/L时,在氯消毒过程中...
黄原胶/瓜尔胶提高微米铁的稳定性及去除锑性能的研究
王亚军, 蔡丽娟
2023, 41(8): 41-50. doi: 10.13205/j.hjgc.202308006
摘要:
为了克服微米铁mZVI的结构团聚性低问题,提高mZVI对地下水锑的原位修复效果,采用黄原胶(XG)和瓜尔胶(GG)改性剂以一定比例改性,进行mZVI、mZVI-活性炭AC、XG/GG-mZVI和XG/GG-mZVI-AC 4种材料的对照试验,通过沉降试验评价4种材料的稳定性和黏性,选择Sb作为目标污染物,探究4种材料对Sb的去除性能。试验结果表明:在投加XG∶GG(摩尔比)为4∶1、3∶2、1∶1、3∶2和1∶4时,相较mZVI和mZVI-AC,XG/GG-mZVI和XG/GG-mZVI-AC稳...
常温条件下曝气模式对匹配厌氧氨氧化的亚硝化的影响
张驰, 沙宏举, 孙剑平, 律泽, 胡筱敏
2023, 41(8): 51-56,64. doi: 10.13205/j.hjgc.202308007
摘要:
常温(25±1)℃条件下,研究了不同曝气模式对亚硝化启动和稳定运行的影响。结果表明:长期的连续曝气模式(曝气时间为10 h)无法实现亚硝化的启动,而短期连续曝气模式(曝气时间6 h)和间歇曝气模式(曝气30 min/停曝30 min)皆能够实现亚硝化的启动及稳定运行,NO-2-N累积率可分别达到88.81%和64.48%。曝气/停曝模式的切换,能够有效降低亚硝酸氧化菌的活性,同时由于好氧/缺氧环境的切换,也降低了部分氨氧化细菌活性,使得间歇曝气模式的出水NO-2-N/NH+4-N能够满足后续厌氧...
聚丙烯酰胺性质和结构对厌氧消化前后污泥调理脱水效果的影响
任雨晴, 吴炜, 魏海娟, 周斌, 幸韵欣, 何侃侃, 周振
2023, 41(8): 57-64. doi: 10.13205/j.hjgc.202308008
摘要:
为研究聚丙烯酰胺(PAM)性质和结构对污泥脱水性能的影响,选取10种常用阳离子PAM对消化进泥(初沉污泥和剩余污泥)和消化出泥进行调理。通过测定PAM调理后的污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)、粒径和脱水后泥饼含水率的变化,并结合流变学特性进行调理效果评价和机制解析。结果表明:不同PAM对2种污泥脱水性能的影响迥异,但大多数PAM调理后消化出泥的脱水性能更优,两者均适合采用大分子、高离子度、支链结构的PAM调理。在优选PAM的最佳投加量为4.0 kg/t下,调理后消化出泥的SRF、CST...
生物滞留池内3种植物对四环素胁迫的响应
颜源, 王亚军, 陈甜婧, 安芳娇
2023, 41(8): 65-74. doi: 10.13205/j.hjgc.202308009
摘要:
为探究生物滞留池体系内(bioretention cell,BRC)植物对抗生素及氮、磷复合污染的响应,选用菖蒲(Acorus calamus)、虉草(Phalaris arundinacea)和芦苇(Phragmites communis)作为研究对象,在不同四环素(tetracycline,TC)浓度(0,0.1,0.6,1.2,1.8 μg/mL)下进行间歇批次试验。检测TC、氮素、磷素复合污染物在植物体内的富集量及BRC系统出水中的浓度,考察污染物的富集转运及去除特征;分析有机酸的变化,...
β-FeOOH/TiO2复合催化剂的制备及其光-芬顿催化降解酸性橙Ⅱ性能
丁付革, 郭玉祥, 袁大英, 张必宪, 朱靖, 徐轶群, 胡庆松
2023, 41(8): 75-82,90. doi: 10.13205/j.hjgc.202308010
摘要:
采用浸渍-超声-煅烧的方法将β-FeOOH和TiO2复合,制备了不同比例的β-FeOOH/TiO2复合光催化剂来降解酸性橙Ⅱ。通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、红外光谱仪(FT-IR)研究复合催化剂组成及微观结构。在模拟太阳光照射下,加入H2O2研究复合催化剂光催化降解酸性橙Ⅱ性能,并对其降解机理进行探究。结果表明:当m(β-FeOOH)∶m(TiO2)为3∶1,初始反应pH值为3.05,H2O2的投加浓度为20 mmol/L时,酸性橙Ⅱ...
有机物浓度变化对复合式SBR厌氧氨氧化系统脱氮性能及菌群结构的影响
门艳, 刘灵婕, 朱雅新, 毕艳孟, 孟凡盛, 于静洁, 王少坡
2023, 41(8): 83-90. doi: 10.13205/j.hjgc.202308011
摘要:
采用序批式反应器(SBR)考察有机物(COD)浓度对复合式厌氧氨氧化(Anammox)反应系统脱氮性能及微生物群落结构的影响。结果表明:在进水ρ(COD)为120 mg/L条件下,系统强化脱氮效果最佳,平均总氮去除效率(NRE)和总氮去除率(NRR)分别为95.4%和0.40 kg/(m3·d);当进水ρ(COD)继续增至150 mg/L时,Anammox活性明显下降,NRE和NRR分别降至75.8%和0.32 kg/(m3·d)。16S rRNA高通量测序结果表明,高COD(120~150 m...
降雨特征对赣江南昌段河流断面不同水期的水质影响分析
刘文强, 郁达伟, 李昆, 郑利兵, 朱利英, 桂双林, 魏源送
2023, 41(8): 91-99. doi: 10.13205/j.hjgc.202308012
摘要:
针对赣江南昌段水环境质量问题,以赣江南昌段周坊国考断面为研究对象,采用Mann-Kendall检验、相关性分析等方法分析了赣江南昌段不同水期的降雨特征,并考察了降雨特征对该断面水质的影响。结果表明:1)赣江南昌段该断面COD和NH3-N浓度全年基本符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准,但TP浓度主要在涨水期、其次为枯水期超过GB 3838—2002 Ⅲ类标准,TN浓度除在2019-08—2020-02外,均超过GB 3838—2002 Ⅲ类标准。2)断面TN和TP的日内时平...
微波制备碱木质素生物炭对Zn2+的吸附性能及机理
陈龙, 李凯, 涂智, 周羽, 张继龙, 弭宝彬, 武芳芳
2023, 41(8): 100-108. doi: 10.13205/j.hjgc.202308013
摘要:
碱木质素是造纸工业的主要副产品。为探索碱木质素资源化利用的可行途径,以碱木质素为原料,在微波热解条件下制备得到生物炭,并研究了生物炭对水体中Zn2+的吸附性能和吸附机理。结果表明:在炭化温度为400 ℃,投加量为0.4 g/L,Zn2+初始浓度为200 mg/L,pH为5的吸附条件下,碱木质素生物炭对Zn2+的平衡吸附量达到313.7~326.7 mg/g,为最佳吸附效果;准二级动力学模型和Langmuir模型能更好地拟合碱木质素生物炭对Zn2+的吸附过程,说明生物炭的吸附速率受化学吸附机制的控...
青岛总悬浮颗粒物中水溶性离子的时间变化、来源解析和环境效应
李逗, 王艳, 刘汝海, 孙浩麟, 尹萍萍, 周续缘, 莫冰, 李冬婷
2023, 41(8): 109-116,126. doi: 10.13205/j.hjgc.202308014
摘要:
为揭示青岛大气污染变化特征及其向近海营养物质的输送,对其大气颗粒物中水溶性组分进行长期研究。于2019-11—2021-04期间采集总悬浮颗粒物(TSP)样品,测定了 9种水溶性无机离子(WSIIs)含量,研究其时间变化、来源和环境效应。结果表明:青岛市TSP中ρ(WSIIs)为(32.0±6.51) μg/m3,主要离子为NO-3、SO2-4和NH+4,2013年后受能源结构调整和污染防控政策影响,SO2-4浓度明显下降,NO-3浓度增加。NO-3和NH+4浓度呈冬季>春季>秋季>夏季,SO2...
新乡市大气PM2.5中水溶性离子污染特征及其来源解析
李红亮, 陶杰, 李岚清, 赵文鹏, 许梦源, 贾梦珂, 杨莹, 刘桓嘉
2023, 41(8): 117-126. doi: 10.13205/j.hjgc.202308015
摘要:
水溶性无机离子(WSIIs)作为PM2.5的主要化学组分,能影响大气能见度,导致重污染事件的发生。为探究新乡市大气PM2.5及其水溶性无机离子的污染特征及其来源,于2019—2020年分季节在新乡市城区开展PM2.5样品采集并分析了8种离子组分浓度。结果表明:PM2.5及总WSIIs年均浓度分别为(66.25±35.73),(33.66±24.15) μg/m3,呈冬季浓度高、夏季浓度低的特征。二次无机离子SNA(NO-3、SO2-4和NH+4)占WSIIs平均质量浓度的89.7%,且在冬季占比...
炼焦装煤烟气稀释采样过程中稀释比对PM2.5测量的影响
曹芮宁, 李振, 闫雨龙, 彭林, 韩东航, 牛月圆, 段小琳, 徐寅杰
2023, 41(8): 127-136. doi: 10.13205/j.hjgc.202308016
摘要:
为探究炼焦装煤排放颗粒物稀释采样过程中,不同稀释比对测量PM2.5粒径分布和碳质组分的影响,以管式炉热解煤炭来模拟炼焦装煤过程,通过建立稀释采样系统,设置低、中、高3个稀释比梯度,研究了PM2.5的粒径分布、质量浓度、有机碳(OC)/元素碳(EC)和多环芳烃(PAHs)浓度的变化规律。结果显示:随着稀释比的增大,PM2.5粒数浓度整体呈升高趋势,除尘后高稀释比下PM2.5粒数浓度相对中、低稀释比分别增大了约3.7,1.3倍,除尘前高稀释比下PM2.5粒数浓度相对中、低稀释比增大了约1.1倍;PM...
黏胶纤维/杨木共水热炭的燃烧和热解特性
邢语彤, 张一唯, 卢平
2023, 41(8): 137-144,168. doi: 10.13205/j.hjgc.202308017
摘要:
水热炭化是极具发展前景的高水分生物质和有机固废预处理方法。以黏胶纤维(VF)与杨木(PW)为对象,采用水热反应釜,研究2种原料掺混比对水热炭工业分析、元素分析和热值演变的影响,并结合热重分析,评价水热炭的热解和燃烧性能。结果表明:水热处理能够显著提升原料的燃料性能,原料中的固定碳和碳元素含量分别由8.48%和41.94%增加至54.28%和73.89%,相应的热值可达到29.22 MJ/kg,同时原料中的挥发分和氧元素含量显著降低,由87.02%和62.45%分别最低降至45.01%和20.19...
液态粪污发酵过程微生物群落演替及其与环境因子的相关性
钟伊雯, 苏文幸, 姜珊, 王银宏, 柳王荣, 吴根义, 曾东, 陈雷
2023, 41(8): 145-153. doi: 10.13205/j.hjgc.202308018
摘要:
为探究液态粪污发酵过程中理化指标的变化和微生物群落结构的演替特征,采用好氧发酵方法,奶牛液态粪污稀释后添加益生菌液(effective microorganisms,EM)和有机肥发酵菌剂(organic fermentation bacteria,OFB)进行发酵。分析发酵过程中COD、氮和磷的变化规律,以种子发芽指数作为腐熟度指标考察液态粪污腐熟程度,探明发酵过程细菌群落的结构特征。结果表明:添加微生物复合菌剂均可以有效降解有机物,粪污稀释为低浓度(low,L)后能更快进入腐熟阶段。其中L-...
生物炭负载纳米零价铁对厨余垃圾厌氧发酵性能的影响
王欣姿, 王攀, 杨鑫玉, 李英男, 任连海
2023, 41(8): 154-161. doi: 10.13205/j.hjgc.202308019
摘要:
利用废弃甘蔗渣热解制备生物炭(BC),进而制备生物炭负载纳米零价铁(BC-nZVI)。在中温、高温条件下研究不同BC-nZVI投加量(0,0.1,0.5,1,2 g/L)对厨余垃圾厌氧发酵性能的影响及其促进机制。结果表明:投加BC-nZVI显著提高了厌氧发酵系统的甲烷累积产量,且缩短了发酵延滞期。在其投加量为0.5 g/L时效果最佳,中温、高温处理相比对照组分别提高了36.88%和45.55%。此外,利用结构方程模型探究了BC-nZVI对厨余垃圾厌氧发酵性能的影响机制。结果显示:发酵时间、NH+...
厨余垃圾水热转化制取有机肥的试验研究
杜昆, 池涌, 王立贤
2023, 41(8): 162-168. doi: 10.13205/j.hjgc.202308020
摘要:
水热技术在处理厨余垃圾时具有高效、清洁、安全等优势,近年来受到国内外学者的广泛关注。以模拟厨余垃圾为对象,开展了厨余垃圾水热转化制取有机肥的试验研究,试验工况为反应温度175~235 ℃,停留时间20~80 min。结果表明:与传统的堆肥处理相比,由于没有微生物损耗,厨余垃圾水热处理后肥效更高,有机质、总养分含量分别为55.77%~72.92%、7.39%~8.20%,远高于NY 525—2021《有机肥料》标准值。在一定温度范围内,水热过程能够促进腐植酸的形成,在205 ℃、40 min工况下...
种植八宝景天对污染土壤径流中镉浓度的影响
王晟, 何洁, 刘志宗, 刘奇, 陈亚俊, 张乃明
2023, 41(8): 169-175. doi: 10.13205/j.hjgc.202308021
摘要:
为探究镉(Cd)富集植物八宝景天(Sedum spectabile)对污染土壤Cd径流流失的影响,以不同Cd污染程度土壤作为实验材料,采用人工模拟降雨方法,设置不同降雨强度和坡度,研究种植八宝景天前、后污染土壤径流Cd浓度的差异性及影响因素。结果表明:种植八宝景天120 d后,原Cd含量为低[(7.43±0.01) mg/kg]、中[(42.23±0.05) mg/kg]、高[(94.20±0.21) mg/kg]3种污染程度土壤全量Cd的降幅分别为31.90%、20.91%和17.52%,有效...
EICP联合生物炭固化修复重金属污染土试验
陆爱灵, 朱东云, 张宏, 曹函, 张婧
2023, 41(8): 176-180. doi: 10.13205/j.hjgc.202308022
摘要:
脲酶诱导碳酸钙沉淀(enzyme induced calcite precipitation,EICP)作为一种新型仿生物矿化技术,对修复重金属污染土壤表现出较大潜力。开展EICP联合生物炭修复铅污染土中的探究试验,通过毒性浸出和碳酸钙量测试,评价固化效果并分析其作用机制。结果表明:EICP可有效固化铅,当EICP处理试剂加入量为6.6%时的固化率最高,并呈现固化率随着碳酸钙量增加而增大规律;与单一使用EICP相比,EICP联合生物炭修复固化铅污染土的效果显著提高,且生物炭掺入量为6.6%时固化...
采用铁钛复合材料固定土壤中的砷
闫秀懿, 古志彬, 李志萌, 秦禹, 邓萌
2023, 41(8): 181-187. doi: 10.13205/j.hjgc.202308023
摘要:
固定化修复是常见的含砷土壤修复方法,合理选择固化剂至关重要。根据土壤中砷的特性,分别合成了铁钛复合材料和生物炭改性的铁钛复合材料,探究2种材料对土壤中砷固化的效果,并采用吸附等温模型、吸附动力学模型等对其吸附特性进行研究。结果表明:生物炭改性的铁钛复合材料的吸附效果优于铁钛复合材料;通过吸附动力学模型拟合发现最佳模型为Elovich模型,说明2种材料对三价砷[As(Ⅲ)]的吸附机制主要为化学吸附;吸附等温实验中最佳模型为Freundlich等温吸附模型,表明As(Ⅲ)在2种材料表面的吸附为非均相...
技术与应用
基于跨孔电阻率CT的污染阻隔帷幕性能检测
马新民, 毛德强, 闫利刚, 刘登峰, 李书鹏, 张家铭, Alex Furman, 王京
2023, 41(8): 188-195,201. doi: 10.13205/j.hjgc.202308024
摘要:
为克服传统钻孔取样和常规阵列测量的跨孔电阻率法在帷幕检测工作中的不足,采用阵列优化方法对3种常规跨孔电阻率阵列进行优选,构建了高分辨率和高信噪比的阻隔帷幕测量组合阵列。采用数值模拟方法对该组合阵列进行阻隔帷幕检测效果验证,并应用于某垃圾填埋场的阻隔帷幕性能检测。根据垃圾填埋场2处阻隔帷幕的跨孔电阻率CT探测结果得出:膨润土阻隔帷幕主体在固结初期表现为均匀完整的低阻带,电阻率为0.001~0.06 Ω·m,2处阻隔帷幕的注浆影响半径分别为0.55,0.95 m,满足帷幕厚度和完整性要求。结合阻隔帷...
我国南方某生活垃圾填埋场存量垃圾直接开挖掺烧中试
李水江, 张效刚, 谈强, 陈晓强, 李耀晃, 刘金海, 张乐, 张楠
2023, 41(8): 196-201. doi: 10.13205/j.hjgc.202308025
摘要:
为探讨存量生活垃圾开挖装运的作业效率以及直接掺烧对垃圾焚烧厂的工况影响,以我国南方某邻近垃圾焚烧厂的填埋场为对象进行了中试研究。结果表明:该填埋场的存量垃圾成分以约占56%的橡塑类为主,湿基低位热值为5037 kJ/kg。中试处理的存量垃圾填龄为4~8年,开挖装运效率可达到141 t/h。在50%的掺烧比例下,为维持炉膛热负荷,焚烧量提高了22%,达到设计处理负荷的104%,飞灰和炉渣产生率则同步升高了38%,未对烟气污染物的达标排放和飞灰炉渣的处理利用造成影响。维持垃圾充分燃烧无须提高二次风量...
静电油雾净化器气流分布数值模拟及结构优化
李建, 吴春茂, 亓占丰
2023, 41(8): 202-208. doi: 10.13205/j.hjgc.202308026
摘要:
气流分布均匀性对结构紧凑的静电油雾净化器的净化效率影响较大。以通用的3500 m3/h静电油雾净化器为研究对象,采用数值模拟技术对内部流场进行仿真计算,发现净化器内部存在偏流现象,识别出导致偏流的结构影响因素,提出一种结构优化方案以改善气流分布均匀性,进而提升净化器的净化效率。模拟结果和实验测试表明:结构优化有效改善了净化器内部流场的均匀性,气流速度相对均方根值从0.44降低至0.14;在实际运行中,净化效率从原结构的87.8%提高至92.4%,压力损失仅增加30 Pa。证明通过改善气流分布均匀...
净水厂污泥/河道淤泥混合煅烧制备除磷材料及其除磷性能研究
金弘毅, 唐雪平, 庄马展, 龚春明, 吴小海, 李飞, 周真明
2023, 41(8): 209-217. doi: 10.13205/j.hjgc.202308027
摘要:
为探索净水厂污泥(WTPS)与河道淤泥(RS)资源化利用新途径,研究了将其混合煅烧制备除磷材料(C-WTPS/RS)可行性,优化了原料混合比及煅烧温度,分析了C-WTPS/RS除磷性能的主要影响因素,探明了C-WTPS/RS除磷的吸附类型。结果表明:煅烧时间为1 h时,WTPS与RS最佳原料混合比(干重)为5∶5,最佳煅烧温度为600 ℃,制备得到C-WTPS/RS磷吸附量可达0.707 mg/g(正磷酸盐初始浓度为2 mg/L),且C-WTPS/RS不向水体释放氨氮和有机物。C-WTPS/RS...
钢铁厂废物循环中的重金属物质流及排放:以Pb为例
朱素龙, 高成康, 田国, 张新虹, 李晓军, 宫璇
2023, 41(8): 218-227. doi: 10.13205/j.hjgc.202308028
摘要:
近期国家相继出台了一系列关于重金属污染防治的政策、意见和规划。但在推进重金属减排的过程中存在一些阻碍,如摸底不清、缺乏定量路径研究和减排路径不系统。首先,钢铁厂的重金属排放因子未能考虑废物循环带来的二次排放问题。其次,有关钢铁厂重金属的物质流研究尚未报道。最后,已有的减排研究着重于某一生产环节或者某一具体问题,而缺乏系统性的减排潜力分析。鉴于上述问题,以Pb为例,采用物质流的分析方法,首次建立了钢铁厂的Pb素流,分析了钢铁厂重金属Pb的流动路径和关键排放节点;以源头削减和过程控制为减排思路,基于...
涡吸式漂浮垃圾收集器的设计与排水性能分析
李秀, 窦培林, 赵世发
2023, 41(8): 228-232,241. doi: 10.13205/j.hjgc.202308029
摘要:
水域漂浮垃圾污染治理,是水域生态建设的重要方面。水上漂浮垃圾收集器可通过负压产生吸力自主收集水面漂浮垃圾。目前漂浮垃圾收集器的负压产生方式由水泵排水产生,介绍了一种自主研发的基于漩涡吸力与螺旋桨排水现象,以及伯努利定常流定理的涡吸式收集器,利用CFD仿真对收集器处于不同水流状态下的排水能力进行模拟分析,并通过室内水池漂浮物收集实验进行了补充验证。结果表明:涡吸式收集器在0~2.5 m/s的流速以及在-10°~10°的水流入射夹角范围内,其排水效率均高于泵压式收集器,但在水流入射角度在-15°和1...
环境管理
基于多因素融合的耕地土壤重金属污染风险评价
高梦绯, 郑顺安, 刘昌华, 郜允兵, 高戈, 赵亚楠
2023, 41(8): 233-241. doi: 10.13205/j.hjgc.202308030
摘要:
针对现有的土壤污染风险评价方法对土壤和农产品污染情况联系不紧密、情景模式适用性差的问题,提出基于多因素融合的耕地土壤重金属污染风险协同评价方法,并以南方某县的耕地土壤重金属污染风险评价为例,验证方法的有效性。综合土壤环境质量标准、土壤背景值、重金属元素毒性及理化性质等因素提出"土壤负载容量权重指数",筛选出复合污染中生态危害最大的重金属元素,以综合评价指数评估不同情景下区域土壤污染风险,结合农产品污染情况辅助判定风险等级,构建协同风险评价体系。结果表明:研究区土壤污染风险分为4个等级,风险可忽略...
2017—2019年峰峰矿区PM2.5中重金属来源解析及生态风险评价
张逸冰, 梁轶群, 张远, 房银祥, 牛红亚, 樊景森
2023, 41(8): 242-250. doi: 10.13205/j.hjgc.202308031
摘要:
为了解峰峰矿区PM2.5中重金属的污染来源和生态风险,于2017—2019年采集PM2.5样品,使用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定其中重金属元素(Zn、Pb、Mn、Cr、Cu、As、Sb、Ni、Cd、Co)的浓度,通过富集因子、主成分分析、地累积指数和潜在生态风险指数来探究重金属元素的来源和生态风险。结果表明:采样期间峰峰矿区PM2.5日均浓度为GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准日均浓度限值的1.66倍左右,呈冬春季高于夏秋季的规律。元素浓度与PM2.5浓度变化规律基...
综述
群体感应信号分子AHLs强化厌氧氨氧化过程综述
刘长远, 韩蕊, 衣隆强, 雷佳慧, 张翠雅, 吴英海
2023, 41(8): 251-258. doi: 10.13205/j.hjgc.202308032
摘要:
N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactones, AHLs)介导的群体感应(quorum sensing, QS)在细菌中广泛存在,在厌氧氨氧化(Anammox)过程中起着关键作用。近年来对AHLs介导的QS系统如何促进Anammox的研究逐渐增多,研究热点关注外源AHLs如何缩短Anammox系统启动时间,以及提高生物量、功能微生物丰度和活性等方面。为此,归纳了外源AHLs强化Anammox的机制,以及三磷酸腺苷、氮去除相关酶和相关基因在该过程中的关键作用,总结了A...
全氟和多氟烷基物质对生物环境作用的研究进展
郭海荣, 刘庆玉, 杨婧, 贺莉
2023, 41(8): 259-269. doi: 10.13205/j.hjgc.202308033
摘要:
近年来,随着工业和制造业的高速发展,含有全氟和多氟烷基物质(PFAS)的产品已在人类活动的各个领域内被大量应用并传播至生物环境中。由于PFAS的强稳定性和累积毒性,PFAS已对生物的生存环境造成了众多消极影响。尽管对PFAS的研究已有数十年,但PFAS的全球传播和生态治理难题仍未有效解决。综述了关于PFAS化合物持续影响生物环境的5个重要问题:1)目前生物环境中PFAS的暴露状况和PFAS引起的社会关注;2)生物环境中PFAS化合物的来源及其传播途径;3)3种典型PFAS化合物对生物环境造成的威...
有机固废好氧堆肥中物化除臭技术及机理研究进展
范洪勇, 张闻轩, 王华伟, 孙英杰, 张竞竞
2023, 41(8): 270-276,285. doi: 10.13205/j.hjgc.202308034
摘要:
物化除臭技术是实现好氧堆肥全方位除臭的重要技术组成。基于好氧堆肥中原位物化技术和异位物化技术的除臭特点,重点综述了各种物化技术的除臭机制和特征,分析了各种物化技术研究的重点和热点内容,指出了各物化技术的研究方向,最后作出了高效物化除臭研究的展望。未来应从除臭机理和模型、高性能物化除臭材料、臭气精准回收技术优化和创新,以及物化技术协同工艺等方面加强研究。该研究可为物化除臭技术的优化创新和深化应用提供理论参考。
海绵城市生物滞留设施中土壤换填介质研究进展
张伟, 唐一凡, 王晨, 柴森友, 左其亭
2023, 41(8): 277-285. doi: 10.13205/j.hjgc.202308035
摘要:
系统介绍了海绵城市生物滞留设施的主要功能与运行原理,对常见改良换填介质的主要优缺点进行比较,揭示了海绵城市设施中仅使用原有土壤的不足。重点对改良土壤换填介质的种类、结构及应用研究进展进行了综述,阐释了土壤换填介质对氮、磷、有机物及悬浮物等污染物的去除机制及其影响生物滞留设施去除污染物质的关键因素。针对海绵城市建设中传统生物滞留设施的不足,梳理国内外学者在换填介质组成与配比设计方面的研究进展,旨在提高对城市径流雨水中污染物质的去除效果,并对生物滞留设施未来发展方向提出了设想和展望。
流域水环境硝酸盐源解析方法研究进展
赵婉宁, 崔纪京, 白利勇, 于小晶, 戴九兰
2023, 41(8): 286-294. doi: 10.13205/j.hjgc.202308036
摘要:
污染源的精准识别和量化是解决流域水体硝酸盐(NO-3)污染问题的前提。综述流域水环境NO-3源解析方法研究进展,分析NO-3来源定性识别方法(水化学分析、多元统计分析、稳定同位素示踪等)的优缺点,总结NO-3来源定量计算模型(多元统计模型、同位素定量解析模型)的发展历程。建议从多学科融合、多维度交叉的角度开拓新的溯源方法,准确识别氮素迁移转化过程;定量计算模型应重点考虑确定同位素的分馏效应及对模型的改进等方面,以期提高溯源的准确性,为流域水体NO-3源解析工作的开展提供方法选择依据和理论参考。