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宿州市埇桥区乡镇水厂重金属含量与水质评价

环境监控与预警 2024年第2期16卷 94-99页

作者：程梦敏彭位华张新蕾林曼利余浩宿州学院资源与土木工程学院安徽宿州234000 宿州学院矿井水资源化利用安徽普通高校重点实验室安徽宿州234000

为探究宿州市埇桥区各乡镇自来水厂供水端重金属含量状况,于2021年7—8月对24个乡镇自来水厂进行水样采集,测定了水中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)的质量浓度,并利用单因子指数法和内梅罗... 详细信息

为探究宿州市埇桥区各乡镇自来水厂供水端重金属含量状况,于2021年7—8月对24个乡镇自来水厂进行水样采集,测定了水中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)的质量浓度,并利用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对各水厂重金属污染水平进行评价。结果表明:重金属的平均质量浓度从大到小依次为:Mn>Zn>Fe>Cu>Cr>As>Ni>Pb>Cd;与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)相比,Mn的超标率最高,为4.17%;其他8种重金属质量浓度均低于相应的标准限值;单因子污染指数(P_(i))平均值从大到小排序为:Mn(0.248)>As(0.063)>Pb(0.041)>Cr(0.028)>Ni(0.023)>Fe(0.020)>Zn(0.010)>Cd(0.005)>Cu(0.002);从综合污染指数(P_(n))看,仅桃沟水厂达到轻度污染,其他水厂均在安全范围内;从空间分布上看,P_(n)和Mn的单因子污染指数的高值中心区主要分布在桃沟和朱仙庄水厂附近。Mn为研究区水厂的优控污染重金属。研究结果可为埇桥区水厂重金属污染防控与优化水处理工艺提供依据。

关键词：重金属污染评价乡镇水厂水质评价宿州

短程硝化过程的光谱特征波段选择与间隔偏最小二乘法建模

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2224-2232页

作者：宋彧李卫华薛同站余丽申慧彦安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230602 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽合肥230601

序批式活性污泥反应器(SBR)是目前应用较广的活性污泥处理装置。通过SBR反应器处理人工模拟高氨氮废水研究短程硝化反应系统启动过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的变化,利用紫外光谱采集所得数据为基础建立模型,以期快速预测SBR反应器... 详细信息

序批式活性污泥反应器(SBR)是目前应用较广的活性污泥处理装置。通过SBR反应器处理人工模拟高氨氮废水研究短程硝化反应系统启动过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的变化,利用紫外光谱采集所得数据为基础建立模型,以期快速预测SBR反应器出水中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮含量。采用实验室配置的不同浓度硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合溶液,以三种不同波段选择的区间偏最小二乘法(iPLS)构建标准混合液的校正模型。研究结果显示,所建模型对混合液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮实测值与预测值相关性均较好。测定反应器出水指标,同样以三种不同波段选择的偏最小二乘法算法构建紫外光谱与硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的模型。利用校正集相关系数、交叉验证均方根误差(RMSECV)、预测集的相关系数以及预测均方根误差(RMSEP)评价指标来评价模型结果。在iPLS、siPLS、biPLS三种模型中利用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱分别等分为24、19个区间时,分别联合子区间[24]、[38]建立的模型预测拟合结果最优,其校正模型r=0.9393、RMSECV=1.6504,r=0.9507、RMSECV=0.4421,预测模型r=0.9992、RMSEP=1.3418,r=0.9119、RMSEP=2.6770。该模型对硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的预测效果总体较好,表明利用紫外光谱建立区间偏最小二乘法模型可以实现对短程硝化反应器出水硝氮和亚硝氮含量的快速预测。

关键词：短程硝化硝酸盐氮亚硝酸盐氮紫外光谱联合区间偏最小二乘法波段选择

瓦埠湖水体和沉积物中重金属分布特征、风险评估及来源解析

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环境科学 2024年

作者：李国莲张玉王洋蒋晓艳李海斌张佳妹陈星谢发之安徽建筑大学环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室

瓦埠湖是引江济淮工程(长江-巢湖-瓦埠湖-淮河)的重要枢纽，明晰瓦埠湖水体重金属污染情况和风险水平对引江济淮沿线水域的生态安全至关重要.采集了瓦埠湖24个点的表层水样和沉积物样，分析了表层水样和沉积物中重金属As、Zn、Pb、Ni、C... 详细信息

瓦埠湖是引江济淮工程(长江-巢湖-瓦埠湖-淮河)的重要枢纽，明晰瓦埠湖水体重金属污染情况和风险水平对引江济淮沿线水域的生态安全至关重要.采集了瓦埠湖24个点的表层水样和沉积物样，分析了表层水样和沉积物中重金属As、Zn、Pb、Ni、Cu、Cr、Fe和Cd含量，并采用HRA模型、沉积物质量准则(SQGs)、和正定矩阵因子分解(PMF)对瓦埠湖重金属进行风险评价和来源分析.结果表明瓦埠湖表层水中重金属(除Cd和Pb外)浓度平均值达到《地表水水质标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准，且均在WHO所推荐的饮用水水质标准限值内.沉积物间隙水中重金属的浓度均低于美国环保署发布的国家推荐水质标准CCC(标准连续浓度).沉积物重金属As、Zn、Pb、Ni、Cu、Cr和Cd含量平均值分别为背景值的1.78、1.85、1.42、1.77、1.41、1.38和3.46倍.瓦埠湖水体中重金属Pb、Cd和Cr存在人体健康的风险，其中Cr的CR值达到6.14×10-5.沉积物质量准则分析(SQGs)表明As、Ni和Cr对湖泊产生不良影响的概率较大，生态风险空间分布显示沉积物中As、Cr和Ni含量值高于PEL阙值的区域几乎覆盖全湖区. PMF分析表明瓦埠湖重金属主要来源于湖周边工业、农业和居民生活的外源输入，其次是围网养殖导致内源性污染. 后续应关注瓦埠湖上覆水中重金属Cr、Cd和Pb污染和沉积物中As、Cr和Ni水生态安全.

关键词：瓦埠湖重金属健康风险评价沉积物质量准则分析(SQGs) 正定矩阵因子分解(PMF)

金霉素和土霉素对生物除磷中微生物EPS的影响

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1191-1200页

作者：陶传奇张华黄健奚姗姗何春华罗涛王金花张佳妹马牧野安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230601 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽合肥230601 安徽省生态文明研究院安徽合肥230601

金霉素和土霉素在城市污水处理厂中检出率较高,通常以混合物的形式存在于污水中。微生物胞外聚合物(EPS)作为保护层抵御外界有害物质的侵害,在微生物生命活动中发挥着重要作用。目前,关于金霉素和土霉素对生物除磷中微生物EPS的影响较... 详细信息

金霉素和土霉素在城市污水处理厂中检出率较高,通常以混合物的形式存在于污水中。微生物胞外聚合物(EPS)作为保护层抵御外界有害物质的侵害,在微生物生命活动中发挥着重要作用。目前,关于金霉素和土霉素对生物除磷中微生物EPS的影响较少。为探究金霉素和土霉素对生物除磷中微生物EPS的影响,采用直接均分射线法设计3种不同浓度配比(L1、L2和L3)混合物,研究了不同浓度金霉素、土霉素单独作用及其混合物对EPS中蛋白质和多糖的影响。采用三维荧光光谱(3D-EEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析金霉素和土霉素对EPS组分及结构的影响。结果表明:随着浓度增加和反应时间的延长,生物除磷系统性能逐渐恶化,微生物EPS中蛋白质和多糖含量均呈现先上升后下降的趋势,且蛋白质含量均高于多糖。3D-EEM分析表明,随金霉素、土霉素及其混合物浓度增加,EPS中类蛋白质物质荧光强度均先增强后减弱,浓度较高时产生了类腐殖酸物质和类富里酸物质。金霉素与土霉素之间存在拮抗作用,使得混合物荧光物质的荧光强度均弱于单独作用,只有配比L3中未出现类腐殖酸物质和类富里酸物质。FTIR分析表明,金霉素、土霉素及其混合物对EPS中1653 cm^(-1)酰胺Ⅰ谱带的C O伸缩振动、1403 cm^(-1)酰胺Ⅱ谱带的C O对称拉伸、1266 cm^(-1)的P O伸缩振动、1100 cm^(-1)的糖类C—OH伸缩振动均产生影响。金霉素与土霉素存在拮抗作用引起各官能团存在差异性,1004 cm^(-1)的P—OH伸缩振动只存在于土霉素、配比L2、配比L3;900 cm^(-1)的P—O伸缩振动只存在于金霉素、土霉素、配比L2、配比L3;770 cm^(-1)的氨基酸COO变角振动只有金霉素中不存在。该研究将为科学评估金霉素和土霉素及其混合污染物对生物除磷中微生物EPS影响机制提供理论依据。

关键词：金霉素土霉素胞外聚合物生物除磷

Ti-Al水滑石的制备及吸附水中低质量浓度F-性能

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精细化工 2024年第8期41卷 1813-1823页

作者：陈彩虹唐玉朝伍昌年黄显怀朱静坤张良霄安徽建筑大学环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽合肥230601 合肥供水集团有限公司安徽合肥230011

以AlCl_(3)·6H_(2)O和TiCl_(3)为原料、Na OH为沉淀剂,采用共沉淀法制备了不同n(Ti)∶n(Al)的双金属氢氧化物(Ti-Al LDHs),考察了其对模拟废水中低质量浓度F-的吸附性能。采用SEM、BET和XRD对Ti-Al LDHs吸附F-前后的样品进行了表征,探... 详细信息

以AlCl_(3)·6H_(2)O和TiCl_(3)为原料、Na OH为沉淀剂,采用共沉淀法制备了不同n(Ti)∶n(Al)的双金属氢氧化物(Ti-Al LDHs),考察了其对模拟废水中低质量浓度F-的吸附性能。采用SEM、BET和XRD对Ti-Al LDHs吸附F-前后的样品进行了表征,探究了Ti-Al LDHs的投加量、初始溶液pH对Ti-Al LDHs除氟容量的影响,测试了其循环再生能力。对Ti-Al LDHs吸附F-的机理进行了推测。结果表明,Ti-Al LDHs稳定性较好,呈现层状结构且均匀堆积,主要以分散的无定形态存在,具有较宽的孔径分布和较大的比表面积(108.34 m^(2)/g);当n(Ti)∶n(Al)=2∶8、介质p H=6时制备的Ti-Al LDHs-1对F-具有最佳的吸附性能,在Ti-Al LDHs-1投加量为0.1 g/L、25℃、200 r/min、水浴恒温振荡12 h的条件下,Ti-Al LDHs-1的除氟容量最高,为63.08 mg/g;常温下,初始溶液p H=4时,投加量0.2 g/L的Ti-Al LDHs-1平衡除氟容量为47.59 mg/g,F-去除率为86.53%;共存阴离子(0~10mmol/L)对F-吸附的影响高低排序为HCO_(3)->CO_(3)^(2-)>SO_(4)^(2-)>H_(2)PO_(4)^(-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)。Ti-Al LDHs-1对F-的吸附更符合拟二级动力学模型(R^(2)>0.99),吸附等温线更符合Langmuir模型。经过4次吸附-解吸循环后,Ti-Al LDHs-1除氟容量仍可达初始的73%。吸附过程为离子交换、静电吸引和表面络合3种类型共同作用。

关键词：双金属氢氧化物共沉淀法吸附除氟水滑石水处理技术

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钙源厨余垃圾制备羟基磷灰石的可行性研究

安徽理工大学学报(自然科学版) 2024年第4期 68-76页

作者：郑永红周新伟张治国欧祥鹏马庆斌孔自豪吴月安徽理工大学地球与环境学院安徽理工大学安徽省院士工作站矿井水资源化利用安徽普通高校重点实验室(宿州学院)

目的为了提高钙源厨余垃圾利用率，改善水热合成法制备羟基磷灰石的工艺条件，更好的满足在水体和土壤污染中的修复应用。方法以典型的钙源厨余垃圾鸡蛋壳作为制备材料，采用水热合成法制备羟基磷灰石。通过正交实验筛选羟基磷灰石制... 详细信息

目的为了提高钙源厨余垃圾利用率，改善水热合成法制备羟基磷灰石的工艺条件，更好的满足在水体和土壤污染中的修复应用。方法以典型的钙源厨余垃圾鸡蛋壳作为制备材料，采用水热合成法制备羟基磷灰石。通过正交实验筛选羟基磷灰石制备最佳工艺，并利用X-射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、及比表面积检测（BET）对其结构和合成产率进行表征分析，并探讨了羟基磷灰石制备主要影响因素钙磷摩尔比和陈化时间对合成产率的影响。结果鸡蛋壳制备羟基磷灰石的最佳工艺条件为pH值9.5,振荡时间3h,振荡温度70℃,煅烧时间1h; XRD与FTIR分析明确了制备得到的产物为羟基磷灰石，SEM表明羟基磷灰石微观形貌主要为棒状和片状，BET表明羟基磷灰石的比表面积、孔容和孔径分别为12.4m2/g、0.18cm3/g和58.12nm;通过调整钙磷摩尔比可以提升羟基磷灰石的合成产率至70.4%,延长陈化时间可以改善羟基磷灰石表面的晶体形貌和团聚现象。结论鸡蛋壳作为典型的钙源厨余垃圾，可以实现低成本地制备羟基磷灰石，应用到环境污染修复中。

关键词：钙源厨余垃圾鸡蛋壳羟基磷灰石合成产率材料表征

聚丙烯纳米塑料对生物脱氮和功能基因的影响及机制

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中国环境科学 2024年

作者：黄健徐军帅张华罗涛何春华刘俊帅子晨安徽建筑大学环境与能源工程学院环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽省生态文明研究院工业园区污染治理与资源化利用安徽省联合共建学科重点实验室

选取了聚丙烯纳米塑料（PP NPs）为研究对象来探究其对生物脱氮的影响.通过水质、氮转化功能基因丰度和污泥系统物生物活性的检测，并采用Pearson相关性分析及线性回归模型分析等方法，探索不同浓度PP NPs (1～100 mg/L)对生物脱氮和功... 详细信息

选取了聚丙烯纳米塑料（PP NPs）为研究对象来探究其对生物脱氮的影响.通过水质、氮转化功能基因丰度和污泥系统物生物活性的检测，并采用Pearson相关性分析及线性回归模型分析等方法，探索不同浓度PP NPs (1～100 mg/L)对生物脱氮和功能基因的影响及机制.结果表明，随着PP NPs浓度升高，抑制作用增强.低浓度PP NPs对脱氮性能的影响较微弱，高浓度PP NPs（100 mg/L）影响明显.qPCR表明，除nirK基因和norB基因外，其余氮转化功能基因的丰度随PP NPs浓度的升高而逐渐降低.随着PP NPs浓度升高，污泥细胞氧化应激状态严重，导致细胞膜结构受损、细胞活性下降.Pearson相关性表明，理化参数与部分功能基因之间存在较强的相关性.1 mg/L PP NPs胁迫下，好氧末端硝氮与功能基因的负相关性变为正相关性.1～100 mg/L PP NPs胁迫下，出水氨氮与nxrA、nirK、norB基因间呈不同程度的正相关性.线性回归模型表明，amoA和nxrA是氨氧化和硝化的关键驱动因素，nirS是亚硝酸盐还原的关键驱动因素，nosZ和narG是反硝化的关键驱动因素.该研究从分子生物学角度揭示PP NPs对生物脱氮的影响及机制.

关键词：纳米塑料生物脱氮功能基因相关性线性回归模型

短程反硝化强化脱氮的影响因素及其耦合工艺应用进展

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环境工程技术学报 2024年第2期14卷 663-671页

作者：薛同站全志道李卫华杨厚云闫祥宇杨欣蕾安徽建筑大学环境与能源工程学院环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室

短程反硝化(PD)工艺作为脱氮的前端工艺以其效率高、能耗低以及温室气体排放量少等优点而备受青睐,成为近年来研究热点。短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PD/A)工艺是一种新型生物脱氮工艺,不仅在氮循环中发挥着重要作用,而且在节能和环保方... 详细信息

短程反硝化(PD)工艺作为脱氮的前端工艺以其效率高、能耗低以及温室气体排放量少等优点而备受青睐,成为近年来研究热点。短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PD/A)工艺是一种新型生物脱氮工艺,不仅在氮循环中发挥着重要作用,而且在节能和环保方面具有很高的经济和实用价值。基于已有研究成果,介绍了PD工艺的研究现状,分析了不同接种污泥对PD工艺启动的影响;从磁效应、碳源、碳氮比(C/N)以及铁炭比等方面进行评述,揭示了关键影响因子对PD工艺强化脱氮过程中微生物群落结构、关键酶活性和细胞代谢途径的影响机理;浅析了PD/A工艺不同耦合形式的特点,对耦合工艺处理城市生活污水、养殖废水和垃圾渗滤液等实际废水的研究与应用进展进行总结;最后,展望了PD/A工艺在污水脱氮处理方面的前景,并结合现有研究提出了PD/A工艺处理垃圾渗滤液的潜在工程应用方案,认为克服PD工艺的影响因素及优化PD/A的参数以提升工艺运行的高效性和稳定性是未来研究的重点方向。

关键词：短程反硝化(PD) 影响因素厌氧氨氧化耦合工艺工程应用

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聚丙烯纳塑料影响生物脱氮和功能基因的机制

中国环境科学 2024年第10期44卷 5461-5471页

作者：黄健徐军帅张华罗涛何春华刘俊帅子晨安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230601 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽合肥230601 安徽省生态文明研究院安徽合肥230601 工业园区污染治理与资源化利用安徽省联合共建学科重点实验室安徽合肥230041

选取聚丙烯纳米塑料(PP NPs)为研究对象探究其对生物脱氮的影响.通过检测各反应器中水质指标、氮转化功能基因丰度和污泥系统脱氮过程中物质代谢含量,并采用Pearson相关性分析及线性回归模型分析等方法,探索不同浓度PP NPs(1~100mg/L)... 详细信息

选取聚丙烯纳米塑料(PP NPs)为研究对象探究其对生物脱氮的影响.通过检测各反应器中水质指标、氮转化功能基因丰度和污泥系统脱氮过程中物质代谢含量,并采用Pearson相关性分析及线性回归模型分析等方法,探索不同浓度PP NPs(1~100mg/L)对生物脱氮和功能基因的影响及机制.结果表明,随着PP NPs浓度升高,抑制作用增强.低浓度PP NPs对脱氮性能的影响较微弱,100mg/L PP NPs影响下出水COD、出水氨氮、好氧末端硝酸盐氮去除率分别降低到85%,91.4%,66%.qPCR表明,除nirK基因和norB基因外,其余氮转化功能基因的丰度随PP NPs浓度的升高而逐渐降低,其中16S rRNA,amoA,nxrA,narG,napA,nirS,nosZ基因分别最高降低6.82%,23.78%,26.25%,14.56%,24.90%,26.37%,21.04%.随着PP NPs浓度升高,细胞内ROS和LDH含量分别最高增加了33.36%,13.55%,污泥细胞氧化应激状态严重,导致细胞膜结构受损、细胞活性下降.Pearson相关性表明,理化参数与部分功能基因之间存在较强的相关性.1mg/L PP NPs胁迫下,好氧末端硝酸盐氮与功能基因的负相关性变为正相关性.1~100mg/L PP NPs胁迫下,出水氨氮与nxrA、nirK、norB基因间呈不同程度的正相关性.线性回归模型表明,amoA和nxrA是氨氧化和硝化的关键驱动因素,nirS是亚硝酸盐还原的关键驱动因素,nosZ和narG是反硝化的关键驱动因素.该研究从分子生物学角度揭示PP NPs对生物脱氮的影响及机制.

关键词：纳米塑料生物脱氮功能基因相关性线性回归模型