利用矿物方解石进行水体除磷实验研究

为探索解决水体富营养化问题的新方法,利用矿物方解石对含磷溶液进行了除磷实验。实验结果表明,方解石晶芽可以促进磷的沉淀,降低溶液磷浓度;其降磷效果与溶液初始磷浓度有关,初始磷浓度为1.2mg/L,除磷率为12.68%,初始磷浓度为3mg/L,除磷率为69.94%,初始磷浓度为5mg/L,除磷率为88.48%;同样,实验温度升高,可使方解石降磷效果明显提高。经透射电子显微镜测试,除磷沉淀物没有明显的晶质体特征。     

三峡库区消落区土壤磷释放的环境影响因子

以三峡库区消落区万州段为试验基地,选取释磷能力较强的紫色冲积土,根据三峡水库消落带的"干湿交替"空间和时间特征,进行万州断面土壤磷释放的影响因子的实验室模拟试验和万州江面淹没的对照试验。研究发现,随着淹水时间的变化,各种形态的磷在前5~10d各形态磷变化有相当的差异,随后变化趋势趋于稳定。TP有降低的趋势,土壤磷有一定的释放。野外研究表明Olsen-P在淹水10周左右到达最大值,以后缓慢降低。淹水时土壤Olsen-P增加,干燥后降低。多次淹水时每次淹水后土壤的有效磷水平都略有增加,落干后相较上次落干后有效磷水平降低,最后一次淹水后相较与初始时Olsen-P水平低16.7%。随着淹水深度增加,土壤的Olsen-P水平在淹水时由淹水前20.53mg/kg提高到43.23mg/kg,增加110.6%。当上覆水磷浓度较低时(<2mg/L),磷吸附到达平衡的时间较短,约需要6周。当上覆水磷浓度较高(>2mg/L)时,磷吸附到达平衡的时间较长。微生物活动对淹水土壤的磷释放有一定影响,有微生物时磷的释放高于无微生物者0.048mg/L。种植植物的土壤在淹水后Olsen-P含量大于土壤直接淹没时的释放量,种植狗牙根(Cynodondactylon)和野地瓜藤(Ficustikoua)的土壤中Olsen-P分别较未种植物土壤释放量高出21.5%和12.7%。     

太湖入湖河道沉积物中生物利用磷和营养水平分析

为了解太湖入湖河道的营养状况,研究了太湖西部河流沉积物生物利用磷的组成与分布。研究结果显示,北部沉积物中营养元素较高,南部较低;沉积物中生物利用磷的含量次序为藻类可利用磷(AAP)>NaHCO3提取磷(OLP)>水溶性磷(WSP)>易解吸磷(RDP),其中AAP是重要的生物利用磷,AAP的比例越高,富营养化程度越高。AAP与营养元素的相关性在不同区域河道有所不同,北部河道与总氮(TN)、总磷(TP)相关性较好,中部和南部河道与沉积物有机质总量(TOM)相关性较好。沉积物的生物利用磷受不同污染源影响较大。对比河道沉积物与湖泊沉积物的特征,发现湖泊沉积物中生物利用磷(BAP)/总磷(TP)、藻类可利用磷(AAP)/总磷(TP)都高于河道沉积物,表明湖泊沉积物中的磷更容易被植物吸收。     

磷处理粉煤灰可作农业土壤磷源

粉煤灰(简称CCP或ash)具有改良土壤,增加植物产量的功能。此外,由于它特殊的多孔结构,也可用作吸纳并承载植物养分的载体。用NaH2PO4配制成含磷0.10mol/L浓度的溶液,对采自加拿大西安大略省Sarnia地区Lambton电厂的底灰(bottomash)进行振荡浸渍处理。结果表明,振荡浸渍66h后的粉煤灰中磷含量可达784×10-6。以磷处理粉煤灰、未进行磷处理的粉煤灰和石英砂按比例混合,作为基本生长介质进行玉米种植实验,其中实验配方设计为生长介质中含磷量分别为标准含磷浓度(50×10-6)的10%、25%、50%、75%和100%。生长26、34和46d后分别与不含磷的空白配方、施加含氮-磷-钾为0-20-0标准磷肥并控制磷含量为标准浓度(50×10-6)配方进行生物产量对比。生长实验结果表明,以磷处理粉煤灰供磷的生长介质,当含磷量为标准浓度的25%至100%时,其植物生长量就比添加标准浓度磷肥的配方好。种植46d后的生物生长量统计结果显示,含磷分别为标准浓度50%、75%和100%的实验介质中,玉米杆的鲜重较施标准磷肥介质中玉米分别增长39.46%、42.73%和46.13%;玉米杆干重依次增加29.71%、13.39%和28.87%;根鲜重平均增加16.62%;根干重平均增加14.03%。上述实验结果启示,粉煤灰可以很好地吸纳承载磷养分,并持续供给植物吸收生长,如果采用吸纳磷(或其他养分)的粉煤灰改良砂质土壤将有重要意义。     

太湖人湖河道沉积物中生物利用磷和营养水平分析

为了解太湖入湖河道的营养状况,研究了太湖西部河流沉积物生物利用磷的组成与分布。研究结果显示,北部沉积物中营养元素较高,南部较低;沉积物中生物利用磷的含量次序为藻类可利用磷（AAP）〉NaHC03提取磷（0LP）〉水溶性磷（WSP）易解吸磷（RDP）,其中AAP是重要的生物利用磷,AAP的比例越高,富营养化程度越高。AAP与营养元素的相关性在不同区域河道有所不同,北部河道与总氮（TN）、总磷（TP）相关性较好,中部和南部河道与沉积物有机质总量（TOM）相关性较好。沉积物的生物利用磷受不同污染源影响较大。对比河道沉积物与湖泊沉积物的特征,发现湖泊沉积物中生物利用磷（BAP）／总磷（TP）、藻类可利用磷（AAP）／总磷（TP）都高于河道沉积物,表明湖泊沉积物中的磷更容易被植物吸收。     

回注地下——解决气候变化问题

从地球内部开采石油、煤和天然气来供给我们能量。在这类化石燃料燃烧和释放能量时产生了不需要的二氧化碳气体,这会对全球气候产生影响。可以捕集这种二氧化碳,输送到地下并且封存,这样可从根本上减少温室气体的放出量,有助于缓解气候变化,成为向持久供应能量过渡的关键因素。     

分段式SBR与传统SBR工艺的对比研究

将传统SBR的曝气和沉淀过程在时间上进行分段,在不同段数厌氧、好氧、缺氧状态交替运行条件下,考查了分段式SBR工艺的运行情况,并与传统SBR进行了对比研究;通过设计正交试验确定了传统SBR、二段式SBR和三段式SBR最佳运行参数。结果表明：三段式SBR对COD、NH＋-N、总磷的去除率可以达到97．33％、96．63％、99．76％;二段式SBR对COD、NH4^＋-N、总磷的去除率可以达到96．98％、93．45％、98．63％;传统SBR对COD、NH4^＋-N、总磷的去除率可以达到95．87％、88．47％、98．15％,由此可见分段式SBR较传统SBR对有机物、NH4^＋-N和总磷有较好的去除效果。     

生物炭对磷石膏中磷的固化作用

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-EDS分析固化后的生成物。实验结果显示,在生物炭用量为25 mg时,单位固化量达到最大值13.20 mg/g;在反应温度T=293 K、初始pH=7条件下,反应平衡时间72 h时浸出液的磷平衡浓度C_e= 1.40 mg/L;温度提升有助于提高生物炭的固化效果,当T=308 K时,浸出液的磷平衡浓度C_e=0.167 mg/L;碱性条件有利于固化反应持续进行,在pH=11条件下,浸出液的磷平衡浓度C_e=0.153 mg/L。实验结果表明生物炭对磷石膏中的磷具有明显的固化效果。磷石膏中的二水硫酸钙溶解后,Ca²⁺与表面带负电的生物炭结合,在生物炭显微结构的凹陷处,化学吸附溶液中的磷酸根生成了絮状、团簇状的羟基磷灰石(HAP)沉淀,从而使浸出磷得到有效控制。     

近海核电厂核素地下水释放通量的模型计算方法

为了定量计算陵区近海核电站排水管线泄漏情景下核素通过地下水途径向海洋环境的释放通量，以某近海核电站为例进行研究。首先，应用GOCAD软件建立三维地形地质模型，刻画地层的分布、剥蚀以及倾向等特点；然后，运用地下水数值模拟软件FEFLOW精细刻画丘陵区地下水系统的补给、径流和排泄特征；最后，以不被吸附滞留的核素³H和被吸附滞留的核素⁹⁰Sr、¹³⁷Cs为对象，通过实验测定了⁹⁰Sr、¹³⁷Cs在不同岩土介质中的分配系数，模拟计算了排水管线连续渗漏60 a后³H、⁹⁰Sr、¹³⁷Cs在地下水中的放射性分布及释放。结果表明：³H迁移速度基本与地下水流速一致，地下水中的最大放射性浓度为0.285 0 Bq/L，第20 000天时向收纳水域的释放通量达到最大值，约526 Bq/d；⁹⁰Sr吸附性能相对较弱，最大迁移距离约80 m，地下水中的最大放射性浓度为0.032 1 Bq/L；¹³⁷Cs吸附能力较强，相当长的时间内被滞留在管线附近，地下水中最大放射性浓度分别为6.840×10^-3 Bq/L，释放通量为0 Bq/d。由弥散度的不确定分析可知，弥散度越大，地下水中³H的最大放射性浓度越小，向海洋环境的释放通量越多。     

Distribution and mode of occurrences of radionuclides in phosphogypsum from the Aqaba and Eshidiya fertilizer plants, Jordan

Phosphogypsum is a waste by-product of the phosphate fertilizer industry that has relatively high concentrations of some U decay-series radionuclides such as ^226Ra and ^210Pb. The distribution and environmental mobility of radionuclides in phosphogypsum are an important concern because this gypsum by-product is used for wallboard, in agriculture and as a soil amendment. This study determined the distribution of ^226Ra, ^210Pb, within phosphogypsum stacks of varying age and among three size fractions （coarse： 〈0.212 mm; medium： 0.212-0.053 mm; fine： 〈0.053 mm）, in phosphogypsum derived from Aqaba and Eshidiya fertilizer plants. The results indicated that ^226Ra and ^210Pb were generally uniformly distributed in phosphogypsum stacks and showed no significant difference in the concentration of these elements with the age of stack. In the Aqaba phosphogypsum ^226Ra was slightly 10% enriched in the coarse fraction, while ^210Pb was 10% enriched in the free size fraction. In the Eshidiya phosphogypsum ^226Ra and ^210Pb contents were both relatively enriched （10%） in the fine size fraction.