铁屑修复地浸采铀地下水中硝酸盐污染的研究

以废铁屑为原料,对地浸采铀地下水中的硝酸盐氮污染进行修复实验,研究了溶液pH、地下水中主要共存离子以及不同柱填料对NO-3-N去除率的影响,同时结合粉煤灰预处理技术,对实验条件下铁屑去除硝酸盐的污染进行了探讨。结果表明:铁屑可有效去除地下水中的NO-3-N,其去除率随pH的降低而逐渐升高;溶液中共存的Ca2 、Mg2 对NO-3-N的去除影响不大,而SO42-、HCO-3的存在可明显降低NO-3-N去除效果;实验室条件下,单独采用铁屑去除地浸采铀地下水中的NO-3-N,反应5h去除率为93%,经粉煤灰预处理后,反应4h,NO3--N去除率可达到98.6%。     

还原铁粉去除地下水中硝酸盐氮的研究

地下水中硝酸盐氮的污染问题变得日益突出,为此以100～200目的铁粉为还原剂,采用静态试验方法研究了不同pH值、硝酸盐氮初始浓度、溶解氧、铁粉表面预处理及铁与硝酸盐氮的质量比等因素对硝酸盐氮去除率的影响。结果表明,溶液的初始pH值对硝酸盐氮的去除影响很大,pH>4时,铁粉几乎不与水中硝酸盐氮进行反应;铁粉经过表面处理后在同一时刻内对硝酸盐氮的去除率提高1倍多;铁与硝酸盐氮的最佳质量比为200∶1;溶解氧对硝酸盐氮的去除没有太大影响;反应产物主要是氨氮。     

山东省地下水硝酸盐含量状况及影响因素研究

国内外大量研究表明,地下水硝酸盐污染已成为普遍问题.为了摸清山东省地下水硝酸盐污染状况,通过调查取样分析,对本省地下水硝酸盐含量状况及其影响因素进行了研究.结果表明,山东省地下水NO-3-N含量总体较低,平均为7.4mg·L-1,仅有2%的地下水超过了我国地下水质量标准(GB/T14848-1993).地区之间地下水硝酸盐含量有很大的差异,其中临沂市NO-3-N含量最高.达10.6 mg·L-1.受降雨影响,雨季后地下水硝酸盐含量下降.农田利用类型对地下水硝酸盐含量影响较大,在粮田、设施菜地、露天菜地、果园4种类型中,设施菜地影响最大,NO-3-N达到13.1 mg·L-1,其次为果园.随着埋藏深度的增加,NO-3-N含量呈先升后降的趋势,最大平均值出现在埋深20～50m的地下水中,达8.5mg·L-1.     

天然沸石去除地下水中氨氮的研究

针对地下水中氨氮（NH4-N）污染,采用天然沸石进行了试验研究,探讨了沸石种类、振荡强度、pH、吸附等温线等因素对去除地下水中氨氮的影响。结果表明,天然沸石对NH4-N具有＂快速吸附、缓慢平衡＂的特点,浙江缙云沸石对地下水中NH4-N具有较好的去除能力。当反应时间≤3 h,高振荡强度（200 r/min）的NH4-N去除率大于低振荡强度（100 r/min）的;振荡强度显著影响NH4-N的去除效果。当pH介于2.59～10.66时,去除率为74.23%～93.71%。中性初始pH（5.76～8.55）利于NH4-N的吸附去除,酸性（pH≤2.59）导致去除率略有下降,而碱性（pH≥10.66）致使去除率急剧下降。缙云沸石的Langmiur吸附等温公式为：Q=0.964 8μ/（1＋0.181 0μ）,而Freundlich吸附公式为：Q=0.815 8μ0.5762,推荐采用后者。     

催化型微电解对垃圾渗滤液深度处理的研究

采用催化型微电解对垃圾渗滤液进行深度处理,研究表明,催化型徽电解是垃圾渗滤液深度处理的一种有效方法,可去除垃圾渗滤液COD、NH+4-N、色度和腐殖酸等污染物质,改善其可生化性、降低负荷,为后续生化处理创造良好的条件.通过静态实验确定废铁屑和焦炭最佳投加体积比为1∶3;铁炭和废水最佳投加体积比为1∶5;调酸最佳反应pH值为3.0;调氧化剂H2O2和COD的最佳质量比1.5∶1;调碱最佳反应pH值为7.5;微电解最佳反应时间为1.5 h;调氧化剂H2O2后沉淀最佳反应时间为1.5 h;调碱后沉淀最佳反应时间为2.0h.动态试验中COD和色度去除率分别高达85％和95％;BOD5/COD从0.03提高到0.35左右.     

3种植物对人工模拟三峡库区富营养化水体的净化研究

根据三峡库区水体氮、磷的富营养化情况,人工模拟三峡库区水生生态系统,栽植鸢尾、菖蒲和石菖蒲3种水生植物,开展利用水生植物净化三峡库区水质的研究.结果表明:(1)水生植物的存在对调节水体的pH值有一定作用;(2)人工种植适合于库区湿地生态系统生长的植物,对库区污染水体中的氯、磷有很好的去除效果,但不同植物的去除率有所不同;(3)3种水生植物对氮、磷的去除能力不同.对TN和NO-3-N的去除率高低排序为菖蒲,鸢尾,石菖蒲;对NH+4-N和TP的去除率高低排序为菖蒲,石菖蒲,鸢尾.初步认为三峡库区以种植菖蒲较好.     

还原铁粉反应柱去除地下水中硝酸盐氮的研究

利用还原铁粉反应柱初步研究了对影响硝酸盐氮去除的反应因素，讨论了初始pH值和溶解氧对反应的影响，并研究了柱子的运行周期和对实际地下水的处理效果。结果表明，酸度是影响反应的主要因素，初始pH为2时，去除率可达到90％以上；溶解氧对硝酸盐氮的去除没有太大影响。该反应柱处理实际地下水也达到了较好的去除效果。     

地下水位波动对包气带中氮素运移影响规律的研究

为探讨地下水位不同尺度波动幅度中氮素运移规律,室内通过土柱Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ模拟地下水位的不同尺度上下波动进行对比试验。试验中柱Ⅰ水位保持静止、柱Ⅱ波动幅度为15 cm、柱Ⅲ波动幅度为30 cm,在实验装置相同情况下,得出三柱各土层中DO、NO-3-N和NH+4-N浓度变化。结果表明：柱Ⅰ中DO、NO-3-N和NH+4-N变化较小,而柱Ⅱ、Ⅲ中DO、NO-3-N和NH+4-N均变化较显著,且柱Ⅲ的变化幅度要大于柱Ⅱ。对比水位静止的柱Ⅰ,当水位上升和下降后,柱Ⅱ、Ⅲ各土层中DO和NO-3-N浓度均减小和增大,增减趋势相同,但DO和NO-3-N的变化幅度均为柱Ⅲ>柱Ⅱ;NH+4-N浓度相应地增大和减小,增减趋势相同,但幅度柱Ⅲ>柱Ⅱ。柱Ⅱ、Ⅲ进行两次循环波动后,两土柱各土层中NH+4-N均减小,且减小幅度柱Ⅲ>柱Ⅱ;NO-3-N无明显规律。可知,水位波动对土层中硝酸盐运移影响显著,且水位波动尺度与该影响程度相关,故在地下水硝酸盐污染风险评价时,不可忽视水位波动对氮素运移的影响。     

脱氮副球菌硝酸盐/亚硝酸盐还原酶的活性变化及对养殖水体中无机氮素的转化

以一株脱氮副球菌（Paracoccus denitrificans）为试验菌株,研究了其在不同溶氧条件下菌体内硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶活性的变化及对水体中无机氮的转化。结果表明,脱氮副球菌是一株好氧细菌,当水体中存在碳源及3种不同形式的无机氮时,水体DO的水平决定了菌体的生长速率及对无机氮的转化利用效率。DO充足,菌体生长速率快,细胞量高,反之则生长缓慢。脱氮副球菌可有效转化不同形式的无机氮,其以同化的方式转化NH+4-N,而以反硝化方式转化去除NO-2-N和NO-3-N。反硝化作用的程度取决于细菌体内异化型硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶的活力。而异化型硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶的活力受到水体中NO-3-N和NO-2-N的含量以及DO水平的显著影响。从转化速率和效能上来看,水体DO至少应保持在3.6 mg·L-1以上。将活菌数≥109个·mL-1的脱氮副球菌按0.75、1.50、2.25 mg·L-1的用量加入淡水池塘养殖水体,在38 d试验期内可使养殖水体中的NH+4-N下降39.71%~49.33%,NO-2-N下降50.00%~64.39%,NO-3-N下降44.44%~60.00%,高锰酸盐指数下降7.81%~21.49%,对养殖水体中的无机氮素及有机物污染具有较好的控制效果。研究显示,脱氮副球菌的好氧反硝化作用可以为养殖水体有氧条件下的脱氮提供一条新的思路。     

集约化蔬菜种植区化肥施用对地下水硝酸盐污染影响的研究——以“中国蔬菜之乡”山东省寿光市为例

本研究在典型集约化蔬菜种植区山东省寿光市展开。在不同季节对3个有代表性的乡镇的653个地下水水样的检测表明,全年平均NO-3-N含量高达22.6mg·L-1,超出我国饮用水标准的水井比例为36.5%,超出最高允许含量(MAC,10mg·L-1)的水井比例达59.5%,可见寿光市地下水受硝酸盐污染十分严重,污染范围相当广泛。硝态氮(NO-3-N)含量最大值出现在9月份,最小值出现在4月份,同时表现复杂的时空动态变化特征。全年2次对不同蔬菜种植区262个农户蔬菜施肥水平的调查显示,地下水硝酸盐含量与同区氮肥施用水平呈正相关,氮肥过量施用是造成地下水硝酸盐污染的根本原因。     

北京市集约化农区地下水硝酸盐含量变化分析

为分析和评价北京市地下水硝酸盐污染状况,以北京市集约化农区13个郊区县为研究对象,采集2005—2012年地下水样本,分析测定其NO-3-N含量。结果表明,地下水NO-3-N平均含量为6.34 mg·L-1,年际均值在5.85～6.93 mg·L-1之间,符合国家地下水质量标准（GB/T 14848-93）的Ⅲ类水质标准,超标率（＞10 mg·L-1）和严重超标率（＞20 mg·L-1）分别为19.36%和6.73%。地下水NO-3-N含量雨季后略高于雨季前;不同作物种植区地下水NO-3-N平均含量顺序为蔬菜种植区＞粮食作物区＞其他作物区＞果树种植区,均值分别为7.66、6.15、5.58 mg·L-1和4.97 mg·L-1;NO-3-N含量随地下水埋深增加呈明显下降趋势。     

PRB修复垃圾渗滤液污染地下水过程中pH值变化分析

随着城市化的不断发展,生活垃圾产生量越来越多,因管理不善,导致垃圾渗滤液污染地下水的问题越来越突出,污染地下水的修复研究迫在眉睫.实验模拟地下环境,以被垃圾渗滤液污染地下水为研究对象,分别用沸石、无烟煤、陶粒、活性炭、炉渣、粉煤灰、零价铁作为反应介质,设计了6种地下可渗透反应墙(PRB),分别为反应器1、2、3、4、5和6.分3个阶段对PRB技术治理污染地下水中pH值影响和变化进行模拟研究,分析反应器pH值降低的原因并探讨pH值变化机理.实验结果表明,所有反应器pH值较进口降低,第三阶段出口pH值平均值较进口平均降低0.40;因水解酸化反应存在,产生一定量NH4+和有机酸,造成反应器出水pH值降低和复合填充材料NH4+相对去除率降低,说明PRB技术治理渗滤液污染地下水具有一定可行性,但技术方法有待继续深入研究.     

不同pH值高氮营养液培养下外源γ-氨基丁酸对小白菜叶片无机氮代谢的影响

在不同pH值高氮营养液条件下,研究了外源GABA对小白菜‘五月慢’(Brassica campestris ssp.Chinensis)叶片无机氮代谢的影响。结果表明:在pH 6.5条件下,与正常营养液处理相比,高氮营养液(pH6.5+N)培养6和12d后,小白菜叶片NR、NiR活性以及NO-3-N、NO-2-N、NH+4-N、游离氨基酸含量显著增加,但是GAD活性变化不显著。与pH 6.5+N处理相比,2.5mmol/L GABA处理加速了小白菜叶片硝酸盐的代谢,表现为NR、NiR、GAD活性和NH+4-N、游离氨基酸含量显著增加,NO-3-N、NO-2-N含量显著降低。但GABA对小白菜叶片硝酸盐的代谢受pH值的影响较大,以pH 6.5+N条件下GABA处理效果最好,其次为pH 4.5+N处理,而pH 8.5+N条件下GABA处理效果最差;不同pH处理12d的效果较明显。结果证明外源GABA对小白菜叶片无机氮代谢的诱导受pH值的影响,其中pH 6.5是GABA降低高氮条件下小白菜叶片硝态氮含量的适宜酸碱环境,且GABA最佳添加时期为采收前12d。     

两种PRB反应介质去除地下水中硝酸盐效果对比

[目的]研究可渗透反应屏（PRB）技术不同介质对地下水中硝酸盐的去除效果。[方法]模拟地下水环境,以硝酸盐污染的地下水为研究对象,设计2个PRB反应器,分别采用负载生物介质、零价铁-活性炭两组反应材料作为PRB装置的反应介质,考察其对污染的地下水中硝酸盐的去除效果。[结果]当水温为13～15℃、PH值7.2～7.5时,负载生物介质硝酸氮去除率可持续达到90%左右,COD的去除率也稳定保持在80%左右;零价铁-活性炭反应介质硝酸氮去除率稳定停留在50%左右,COD得去除率保持在15%～30%之间。[结论]负载生物介质的去除效果更稳定,相对较好,以负载生物介质作为反应材料的PRB用于原位浅层地下水中硝酸盐污染的治理具有潜在的应用价值。     

Fe0去除地下水中硝酸盐的条件研究

通过柱实验,考察了200~300目的还原铁粉(Fe0)在加入活性炭、粉煤灰及不同停留时间不同Fe0/C质量比的条件下对模拟浅层地下水中硝酸盐污染的去除效果.结果表明,加活性炭能促进Fe0还原硝酸盐,而且使得出水氨氮最大降低近50%,而粉煤灰却导致硝酸盐还原率降低15%~40%;停留时间对硝酸盐的去除率有重要影响,延长硝酸盐在反应区的停留时间有利于硝酸盐的去除;活性炭粒径对硝酸盐还原的影响差别不明显,但粒径为0.25 mm(60~80目)的较2~4 mm的更有助于降低出水的铵氮;在铁粉量相同时,不同Fe0/C质量比对硝酸盐的去除无明显差异,但当其比值为2时,出水氨氮质量浓度低于0.5 mg/L,而比值为8的出水氨氮质量浓度最大达14 mg/L;在加活性炭的处理中,出水亚硝态氮和可溶性铁质量浓度都小于0.20 mg/L,符合国家饮用水标准(GB 5749-2006).该研究表明以Fe0/活性炭/细砂为填料的反应墙用于原位修复偏碱性地下水的硝酸盐污染具有潜在的应用价值.     

香蒲湿地对泰达高盐再生水景观河道水质净化效果的研究

通过香蒲湿地对天津泰达景观河道水体污染物去除的室内试验,研究了香蒲湿地对泰达高含盐再生水的净化效果以及水力停留时间对水质净化效果的影响,考察了不同污染物的去除情况。结果表明,水力停留时间对水体中COD、TN、NH3-N、NO3-N、TP、PO4-P的净化效果有明显的影响,各主要污染物随HRT的变化范围如下:COD去除率10.00%￣44.89%;TN的去除率为17.20%￣71.00%、NH3-N的去除率为30.28%￣74.06%、NO3-N的去除率为18.00%￣74.00%、TP的去除率为62.98%￣90.01%、PO4-P的去除率为64.99%￣92.01%,TDS在3900￣4800mg.L-1范围内变化对香蒲及其水处理系统净化效果没有影响,香蒲湿地pH值均比空白湿地低。由于香蒲根系具有吸收与分解污染物质的作用,在水体中种植香蒲能明显改善水质净化效果。在此基础上,通过种植香蒲,对泰达景观河道水体污染物去除收到明显的效果,同时为防治泰达再生水景观河道水体富营养化提供了理论依据和技术指导。     

蔬菜间作对土壤和蔬菜硝酸盐累积的影响

大量氮肥施用,易造成菜地土壤硝酸盐累积并引起地下水硝酸盐污染和蔬菜硝酸盐含量超标.为降低菜田氮素累积及环境污染风险,采用根深差异蔬菜间作的方法,研究其对土壤硝态氮时空变异规律和蔬菜硝酸盐含量的影响,选择根系较深的萝卜和根系较浅的芹菜进行间作种植大田试验.结果表明,无论在作物的生长前期还是收获期,此种间作增加了0～20 cm土层NO-3-N含量,同时降低了20 cm以下土层NO-3-N含量,能够减少土壤中NO-3-N的向下移动.从土壤NO-3-N累积剖面分布规律看,间作区O～40 cm土层NO-3-N累积量高于单作区,而40～100 cm土层NO-3-N累积量低于单作区,间作区土壤0～100 cm土层NO-3-N总累积量减少,收获期分别比萝卜和芹菜单作区降低1.4%、9.0%.间作有降低萝卜和芹菜硝酸盐的趋势,而间作区萝卜全氮含量显著高于单作区,同时间作显著提高了萝卜产量,此种间作还能够减少氮素的表观损失.总之,合理搭配的蔬菜间作既能够增强土壤对氮素的保蓄能力,减少土壤NO-3-N淋移,对蔬菜产量和品质也有一定正效应.     

不同水力停留时间对生物滤池滤料挂膜及水处理效果的影响

选用生化环、陶瓷环2种滤料,在不同水力停留时间(20,40,60,80,100 min·次-1)内对模拟养殖污水的净化效果进行比较,试验共运行33 d。结果显示,2种滤料在不同水力停留时间内对NH+4-N的去除作用均较明显,去除率在83.6%以上;陶瓷环和生化环40 min·次-1组对NO-2-N的去除效果最好;但陶瓷环、生化环在不同水力停留时间对COD的去除效果不理想,去除率为21.5%~27.8%;陶瓷环和生化环在不同水力停留时间对NO-3-N的去除效果比较理想,去除率均在96%以上。     

土壤-植物系统对径流污染物截留的影响因子分析

通过比较3种土壤-植物系统,分析确定了植被条件、污染物浓度、进水流量和坡度对地表径流污染物去除率的影响。研究结果表明：植被条件、进水浓度、进水流量和坡度对污染物去除率的影响因污染物的存在状态和性质不同而变化;颗粒态污染物SS、PP和CODMn的截留特征受4种因素的影响显著,“土壤-紫花苜蓿”和“土壤-高羊茅”系统的污染物去除率显著优于对照系统,并随进水浓度、进水流量和坡度增加而降低;溶解态污染物NO-3-N、NH+4-N和TDP的净化效果受植被条件和进水浓度的影响显著,“土壤-高羊茅”系统的污染物去除率显著优于“土壤-紫花苜蓿”和对照系统,NO-3-N去除率在中等浓度时最高,NH+4-N和TDP去除率随浓度增加而显著增加,NO-3-N去除率受进水流量影响显著,随进水流量增加而降低,NH+4-N去除率受坡度影响显著,随坡度的增加而降低。研究得出在构建土壤-植物系统的实践中,应根据上游污染源区污染状况及受纳水体水质要求设计净化系统,并选种地表密集生长的植被及适当降低系统坡度来提高土壤-植物系统的环境功能。     

Fe0修复重金属铬铅复合污染水体的研究

为研究在水体复合污染情况下,零价铁去除污染物的效果与污染物单独存在时的差异,通过批试验考察了零价铁去除铬铅复合污染的效果及影响因素,比较了零价铁去除铬铅复合污染的效果与单独污染时的差异,研究了在复合污染下,零价铁去除污染物的动力学模型.结果表明:在铬铅复合污染条件下,零价铁能够有效地去除污染水体中的污染物,去除率随铁粉投加量的增加或初始pH的下降而升高;相同反应条件下,零价铁对六价铬的去除率高于铅;复合污染时零价铁对六价铬的去除率略小于单独污染时,但对铅的去除率与单独污染时相比明显降低:复合污染时零价铁对铬、铅的去除符合准一级动力学模型,且随铁量增加或溶液初始pH上升,反应速率常数增大.零价铁能够快速有效地去除污染水体中的铬铅复合污染,去除率受铁粉投加量及反应液初始pH的影响;铬铅复合污染对零价铁去除六价铬的影响不大,但却使零价铁对铅的去除率明显降低;复合污染时零价铁对铬、铅的去除符合准一级动力学模型.