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高速公路路面雨水径流污染物排放特征研究

环境科学学报 2020年第9期40卷 3311-3322页

作者：牛司平袁庆科金永喆安徽工业大学能源与环境学院环境科学与工程系马鞍山243002 中国科学院生态环境研究中心北京100085 韩国韩瑞大学环境工程系韩国瑞山356706

为了深入了解高速公路面源污染特征,本文对高速公路路面径流进行了监测分析.尽管径流过程中总悬浮物(TSS)、总化学需氧量(TCODCr)、总氮(TN)和总磷(TP)的浓度以及颗粒物的丰度具有较大的变化幅度,但这些污染物的峰值浓度和颗粒物的峰值... 详细信息

为了深入了解高速公路面源污染特征,本文对高速公路路面径流进行了监测分析.尽管径流过程中总悬浮物(TSS)、总化学需氧量(TCODCr)、总氮(TN)和总磷(TP)的浓度以及颗粒物的丰度具有较大的变化幅度,但这些污染物的峰值浓度和颗粒物的峰值丰度基本上出现在径流开始后的10~30 min以内.TSS与TCODCr、TN和TP的浓度之间存在着明显的相关性(r=0.444~0.955;p<0.005),意味着有相当数量的有机物和营养盐以颗粒物结合态存在.生化需氧量(BOD5)与TCODcr的关系表明径流中的有机污染物可生化性较差.当降雨量和降雨强度在不同的范围变化时,其对径流污染物事件平均浓度的影响不同.绝大多数情况下,所研究的高速公路都会发生污染物的初期冲刷效应.前30%的径流可以携带46%±15%的TSS、54%±17%的TCODCr、47%±13%的氮、52%±12%的磷以及在数量上占比为51%±12%的颗粒物.按照面源管理实践中80%的悬浮物的削减量的要求,应截留70%的径流,同时可以减少84%的有机物、78%的氮和81%的磷排放负荷.

关键词：雨水径流高速公路排放特征颗粒物

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重力流超滤长期净水效果评价及其清洗方法

环境工程学报 2022年第6期16卷 1797-1806页

作者：刘雷郑雨王岳袁庆科孟颖栾富波山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 武汉武科善水生态工程有限公司武汉430071 中国科学院大学北京100049

为明确重力流超滤工艺(gravity-driven membrane,GDM)在无清洗、无维护条件下长期运行的通量变化特征及其对雨水的净水效果,对GDM装置进行了为期240 d的运行。结果表明:长期运行的GDM装置可分为3个时期,分别为启动期(0~8 d)、稳定期(9~1... 详细信息

为明确重力流超滤工艺(gravity-driven membrane,GDM)在无清洗、无维护条件下长期运行的通量变化特征及其对雨水的净水效果,对GDM装置进行了为期240 d的运行。结果表明:长期运行的GDM装置可分为3个时期,分别为启动期(0~8 d)、稳定期(9~150 d)和下降期(151~240 d)。GDM装置运行9 d后通量即可保持稳定,在无清洗条件下,最大稳定运行时间可达150 d,其平均通量为(8.85±0.74)L·(m^(2)·h)^(-1)。此外,不同的进水水质因子,包括溶解氧(dissolved oxygen,DO)、pH、总有机碳(total organic carbon,TOC)和菌落总数,是影响稳定通量值的关键因素,其影响效应在稳定期和下降期均表现出不同规律。在稳定期内,GDM运行的出水水质较好,雨水中的典型污染物(浊度、色度、TOC和菌落总数)经净化后均达到我国《生活饮用水卫生标准》。而在下降期(151~240 d),膜通量降低至5.37 L·(m^(2)·h)^(-1),且GDM出水中菌落总数存在超标现象,因此,建议在运行150 d后对GDM进行清洗维护,以恢复膜通量和稳定净水效果。此外,通过表面清洗和手动反冲洗即可恢复GDM装置80%的膜通量。综上所述,GDM可稳定净化雨水,长期运行后简单清洗即可恢复大部分膜通量,适用于在我国农村地区推广应用。

关键词：雨水净化饮用水安全重力流超滤稳定通量清洗方法

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环境工程实践活动总结写作方法

写作 2016年第12期15卷 57-63页

作者：袁庆科韩瑞大学环境工程系

本文旨在研究、讨论和阐述环境工程实践活动总结的写作方法。笔者提出了四个方面的建议:1.扼要介绍基本情况;2.全面反映主要成绩;3.重点归纳主要做法;4.精心选用典型材料。

关键词：环境工程实践活动总结写作方法

固定化改性TiO_(2)光催化消毒性能与机理研究

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环境科学学报 2023年第3期43卷 162-174页

作者：严婉铒尚子茗袁庆科栾富波孟颖张国珍兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 甘肃省黄河水环境重点实验室兰州730070

发展中国家农村地区饮用水普遍存在着微生物超标问题,太阳光消毒法(SODIS)是实现饮用水微生物控制、提高当地居民饮水质量的潜在技术.目前,SODIS法存在光照利用率低的问题,消毒效果完全依赖于环境温度与光照强度,仅在低纬度地区晴朗天... 详细信息

发展中国家农村地区饮用水普遍存在着微生物超标问题,太阳光消毒法(SODIS)是实现饮用水微生物控制、提高当地居民饮水质量的潜在技术.目前,SODIS法存在光照利用率低的问题,消毒效果完全依赖于环境温度与光照强度,仅在低纬度地区晴朗天气环境下效果较好.本研究通过材料改性强化TiO_(2)光催化性能,利用固定化技术提升催化剂的循环利用效率,开发了固定化改性TiO_(2)光催化消毒用技术,克服了上述SODIS法的缺陷.本研究采用水热法分别合成了暴露(001)或(101)晶面的锐钛矿相二氧化钛,暴露(110)面的金红石相二氧化钛以及不暴露特定晶面的锥形混晶相二氧化钛.通过与对照标准品比较在光照下灭活耐热大肠杆菌速率后发现,晶体类型对灭活速率的影响顺序为晶相>暴露晶面>晶粒形状.XRD、SEM、UV-vis、XPS价带谱、Zeta电位、ICP-MS等表征结果表明,催化剂的较高价带位置与表面电位在消毒过程中起主导作用,尖锐棱角形貌起次要作用.将001-TiO_(2)粉末样品固定化后,减少了循环使用中的催化剂损失,经处理水中细菌残留率仅为0.4%,优于已报道的固定化P25 TiO_(2)样品(1.8%)和仅光照条件下的空白对照组(67.3%).通过对200个凋亡细菌菌体的形貌分析并计数发现,光催化消毒对水中微生物的去除机制按重要性排序,依次为空穴与自由基化学氧化(139个)、晶粒与菌体表面电荷吸引包埋(48个)和晶体颗粒尖锐棱角物理破坏(13个).综上所述,本研究建立的固定化晶面暴露锐钛矿相TiO_(2)基光催化消毒技术在光强70 mW·cm^(-2),25℃下即具有良好消毒效果,为发展中国家农村地区单户型饮用水消毒提供了可行的解决方案.

关键词：晶面改性二氧化钛光催化消毒固定化

基于生物安全风险控制的重力流超滤参数优化及水质安全保障策略

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给水排水 2023年第4期49卷 9-15页

作者：徐淑霞赵昊袁庆科郑雨孟颖栾富波河南农业大学生命科学学院郑州450002 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101 中国科学院大学北京100049

针对中空纤维膜重力流超滤(Gravity-Driven Membrane,GDM)长期运行过程中出现的微生物超标问题,对GDM设计参数(膜丝材质、膜丝孔径和膜丝长度)与出水菌落总数相关性进行了评估。研究结果表明,GDM在长期运行过程中,其超滤膜表面变形菌门... 详细信息

针对中空纤维膜重力流超滤(Gravity-Driven Membrane,GDM)长期运行过程中出现的微生物超标问题,对GDM设计参数(膜丝材质、膜丝孔径和膜丝长度)与出水菌落总数相关性进行了评估。研究结果表明,GDM在长期运行过程中,其超滤膜表面变形菌门微生物相对丰度显著增加,该类微生物的突破行为可能是造成出水微生物超标的主要因素。中空纤维膜的不同设计参数对GDM出水微生物指标具有显著影响,其中亲水性较强(改性PVDF)、膜孔较小(20nm)的超滤膜对微生物具有较强的吸附能力、筛分能力,而长度相对较短的超滤膜表面水力分布更加均匀,因此上述GDM反应器出水中的微生物数量明显降低。不同设计参数对稳定通量和浊度、色度的去除效率影响较小。因此,可通过优化GDM设计参数,降低GDM出水生物安全风险。进一步提出通过利用紫外消毒及加热煮沸等方式对出水中微生物进行灭活,保障GDM出水水质安全。

关键词：重力流超滤中空纤维膜膜组件参数生物安全风险控制

大学生进行社会实践的平台——暑假,在药店打工实践中学到的

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科技创新导报 2011年第33期8卷 232-233页

作者：袁庆科李小明华中农业大学楚天学院食品与生物科技学院武汉科技大学天佑医院湖北武汉430071

年暑假借着我院要求学生进行社会实践的契机,我在我家小区药店找到了一份打工的工作。这次的社会实践让我感触良多并学到了许多书本以外的知识。不仅使我认识到了与人沟通的重要性,锻炼并提高了自己的交流能力,而且还对医学知识及其生... 详细信息

年暑假借着我院要求学生进行社会实践的契机,我在我家小区药店找到了一份打工的工作。这次的社会实践让我感触良多并学到了许多书本以外的知识。不仅使我认识到了与人沟通的重要性,锻炼并提高了自己的交流能力,而且还对医学知识及其生物医药知识有了一个感性的认识,体会到了打工者给社会创造的价值,同时也加深了解并更加喜爱了自己的专业。

关键词：大学生社会实践

岛屿硬化集水面雨水弃流方案与分质收集策略研究

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环境科学学报 2021年第11期41卷 4585-4595页

作者：杨伟伟孟颖袁庆科姚国庆郑雨栾富波徐大勇安徽工程大学化学与环境工程学院芜湖241000 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 中国葛洲坝集团海外投资有限公司北京100000 山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101

通过研究海南岛文昌市水泥屋顶和水泥路面上的雨水径流特征,建立了岛屿地区不同硬化集水面的雨水弃流方案和分质收集策略.在降雨初期,水泥路面和水泥屋顶均发生明显的冲刷效应,水泥路面雨水径流污染物浓度远高于水泥屋顶,且不同硬化集... 详细信息

通过研究海南岛文昌市水泥屋顶和水泥路面上的雨水径流特征,建立了岛屿地区不同硬化集水面的雨水弃流方案和分质收集策略.在降雨初期,水泥路面和水泥屋顶均发生明显的冲刷效应,水泥路面雨水径流污染物浓度远高于水泥屋顶,且不同硬化集水面上前30%雨水中的污染物浓度均高于后70%的雨水.通过与相关水质指标对比得出,水泥屋顶雨水径流可作为饮用水水源,水泥路面雨水径流经处理可作为城市杂用水使用.通过建立雨水径流污染物累积⁃冲刷经验模型,可计算不同硬化集水面的弃流雨量,并以此为依据制定了弃流方案.以两种典型硬质化集水面径流污染物传输特征、水质特征和弃流方案为基础,分别提出了屋顶雨水收集方案和多种生态方法协同作用的路面雨水收集方案,可为岛屿地区的雨水收集利用方案提供参考依据.

关键词：岛屿地区硬质化集水面雨水弃流分质收集

缅甸皎漂农村地区饮用水源地土壤金属释放特征及水质安全策略

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环境科学学报 2021年第9期41卷 3760-3769页

作者：于淼成孟颖王帅杨伟伟郑雨袁庆科张大磊栾富波青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266033 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 青岛市生态环境局城阳分局青岛266000 安徽工程大学化学与环境工程学院芜湖241000 山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101 中国科学院大学北京100049

缅甸皎漂农村地区以水塘水为主要饮用水水源,此类水源普遍存在金属离子超标的问题.针对该问题,选取拟新建水塘选址地内不同深度的土壤样品,并对其进行理化指标、金属含量测定,同时对其进行浸泡及金属元素赋存形态提取实验.结果表明,土... 详细信息

缅甸皎漂农村地区以水塘水为主要饮用水水源,此类水源普遍存在金属离子超标的问题.针对该问题,选取拟新建水塘选址地内不同深度的土壤样品,并对其进行理化指标、金属含量测定,同时对其进行浸泡及金属元素赋存形态提取实验.结果表明,土壤中除Ni元素含量超过农用地土壤污染风险筛选值外,其他金属元素含量均低于筛选值,且在垂直尺度空间上分布较均匀.通过浸泡实验发现,不同土层的浸泡液中Al、Fe、Mn、Ni元素浓度均超过了我国饮用水标准,其中,中层土(1.2~2.4 m)释放的金属离子浓度最高,释放速率最快,而深层土(>2.4 m)释放的Al、Fe、Ni离子较少.比较浸泡前后金属赋存形态发现,不同深度土壤中金属离子的释放与弱酸态、可氧化态含量变化有关,深层土中弱酸态Al、Fe、Ni释放量较少,同时通过弱酸态、可氧化态释放的金属离子被铁锰氧化物大量吸附转化为可还原态,所以其释放量低于浅层土(0~1.2 m)和中层土.Mn主要以弱酸态和可氧化态赋存于不同深度的土壤中,因此具有较高的迁移性.本文提出了以释放金属离子少的深层土作为水塘内壁的分质用土方案,以减少饮用水源金属离子释放风险,保障皎漂农村地区饮用水安全,并可为其他有类似饮用水问题的国家和地区提供参考.

关键词：饮用水源土壤金属释放形态提取控制策略缅甸

缅甸若开邦农村地区饮用水现状及安全保障对策

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环境工程学报 2020年第8期14卷 2112-2122页

作者：杨伟伟袁庆科王为东程晔周春东应焱华孟颖徐大勇栾富波中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 安徽工程大学生物与化学工程学院芜湖241000 嘉兴市水利水电勘察设计研究院嘉兴314001 中国科学院生态环境研究中心中国科学院-发展中国家科学院水与环境卓越中心北京100085 中国科学院大学北京100049

以东南亚国家缅甸的若开邦农村地区为研究对象,分析该地区饮用水存在的主要问题,并结合当地实际情况提出了可行的安全保障对策。实地考察发现:水塘是缅甸若开邦农村地区主要的饮用水水源;然而,若开邦地处热带,雨季降雨量巨大且集中,旱... 详细信息

以东南亚国家缅甸的若开邦农村地区为研究对象,分析该地区饮用水存在的主要问题,并结合当地实际情况提出了可行的安全保障对策。实地考察发现:水塘是缅甸若开邦农村地区主要的饮用水水源;然而,若开邦地处热带,雨季降雨量巨大且集中,旱季持续时间长,水分蒸发量较大,水塘水量时间分布极不均匀,导致该地区水塘旱季时供水严重不足;雨季水塘水浊度、色度偏高,旱季铝、锰、铁等离子有超标现象;水塘普遍缺少生态拦截和防护措施,亦疏于维护,不能有效地阻隔周边的面源污染,导致当地水塘水质存在严重的安全隐患。结合当地社会经济发展水平和村民生活习惯,提出了适于热带地区干湿强烈交替气候特点的"塘-沟-植被缓冲带"生态水塘方案。采用多级屏障手段发挥生态水塘系统对地表和亚表层径流的生态过滤效应,从而增加储水空间,扩大水源涵养容量,强化水体自净功能,再搭配低维护、低能耗的净水工艺,可从水量和水质2个方面保障当地饮用水安全。提出了小而美的生态净化技术,可为其他有类似饮用水问题的国家和地区提供参考。

关键词：若开邦水塘生态净化饮用水水量与水质