郑州市劣Ⅴ类河流的黑臭问题研究

采用黑臭多因子加权指数法对郑州市8处劣V类河流断面进行了黑臭评价,运用Pearson相关系数法对4处经常性为劣V类的河流断面进行黑臭指数与各水质指标的相关性分析,结合问卷对郑州市劣V类河流的水质情况进行了民意调查,结果表明:2017年2—11月,索须河(入贾鲁河处)水质为黑臭,剩余的7个河流断面水质不属于黑臭,但是潮河(入七里河处)水质情况并不乐观,索须河(入贾鲁河处)、十七里河、十八里河3处断面的黑臭指数与COD呈极显著正相关,潮河(入七里河处)的黑臭指数与COD呈显著正相关;十七里河与十八里河两处断面的黑臭指数相关性结果相同,均与COD、色度、悬浮物呈正相关,这可能是由于两处断面的位置是两河的交汇处,断面所处环境相同。通过问卷调查得知,索须河处、潮河处的问题比十八里河处、十七里河处严重,其中十七里河处问题最轻微,潮河处最严重,造成4处断面污染的主要原因受访者均认为是管理不当,受访者对治理措施的乐观程度由高到低依次为潮河处、索须河处、十七里河处、十八里河处。     

《环境学导论》课程思政实施路径探析

课程思政是将专业课程与思政元素有机融合的一种综合教育理念。本文对环境学导论课程思政教学在人才培养质量提升、专业自信建立、责任感强化和育人价值发挥方面的意义进行了分析,进而从课程标准、教学目标、课程内容和评价体系等方面对课程思政的方法路径提出了建议,旨在为课程思政大背景下环境学导论课程的优化改革提供参考。     

基于产教融合的环境工程专业应用型人才培养模式探索

产教融合是应用型本科高校改革发展的必然方向,本文从环境工程专业人才培养模式的现状和不足出发,探索了基于产教融合的人才培养模式,结合河南工程学院环境工程专业的具体实践,从人才培养方案的修订、行业学院的联合培养、新型实践教学模式探索、校企协同育人等多方面落实了产教融合理念。在一定程度上为其他应用型本科高校的环境工程专业改革提供了参考。     

覆铁石英砂对As的固化机理及影响因素

开展了覆铁石英砂(iron-oxide coated sand,IOCS)对水体中不同价态As的固化机理和影响因素的实验研究。结果表明:IOCS对As的吸附去除效率随IOCS表面Fe浓度的升高而增大,吸附量和固液分配系数均随反应时间的增加而增加,准二级反应模型能更好地描述As在IOCS表面的吸附行为。等温吸附实验结果表明:Freundlich的拟合效果较好,指数1/n随着IOCS表面铁浓度的增大而减小,说明经高浓度铁盐处理过的IOCS对于As具有更强的约束能力。此外,不同浓度的IOCS对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附容量均随着反应温度的升高而升高,但温度对As(Ⅲ)的吸附效果的影响相对于As(Ⅴ)更显著。经各浓度铁盐处理过后的IOCS在不同pH值条件下吸附去除As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的效果明显好于未经处理的砂质介质,但都呈现吸附量随pH的升高而下降的变化趋势。     

FeCl_3-草酸协同作用对砷污染土壤的淋洗特性研究

通过超声溶解的方法得到Fe Cl3-草酸复合淋洗剂,研究了不同配比、p H、温度和阴离子强度的淋洗剂,对模拟砷污染土壤中砷的淋洗动力学特征及机理。结果表明,土液比为1∶10 g/m L条件下,Fe Cl3-草酸协同作用效果优于单一淋洗剂;两者摩尔比为3∶1时,淋洗效果最好,淋洗量达到0.053 mg/g;碱性和高温条件均有利于淋洗量的增加;土壤中As的淋洗动力学过程以Elovich方程(R2=0.923 5~0.992 9)的拟合效果最优,表明淋洗过程以非均相扩散为主。体系中阴离子(Cl-、SO2-4、Si O2-3、PO3-4)浓度与砷的淋洗量呈负相关,其中以PO3-4的影响最为显著。     

煤矸石-H2O2体系对水中As(Ⅲ)的氧化及去除

对煤矸石进行预处理后用于模拟砷污染水体的处理,采用批量单因素试验,考察了煤矸石对水中As(III)的去除效果,研究了H2 O2对不同浓度As(III)的氧化效率及煤矸石-H2 O2共存时对水中As(III)去除效果提高的程度及原因.结果表明:相同条件下,煤矸石粒径越小对水中As(III)的去除率越高;对于500μg·L-1的As(III)溶液,煤矸石的投加量为40 g·L-1时可达到50.50％的去除率;pH值对煤矸石去除As(III)的效果影响作用不大;高温有利于反应过程的发生;煤矸石对As(III)吸附符合颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温式模型,吸附速率由膜扩散和颗粒内扩散联合控制,且吸附属于均匀介质表面的单层吸附;H2O2可促使As(III)转化为As(Ⅴ),H2O2浓度越大,氧化效率越好;煤矸石和H2 O2共同作用对As(III)氧化及去除效果的提高主要是由于煤矸石矿物成分中的Fe与H2 O2之间形成的芬顿效应.     

Fe(Ⅲ)对含水层中As的固化过程与机理研究

As在地下水中的富集和迁移行为主要受含水层氧化还原条件、沉积物吸附解吸作用以及Fe氧化物共沉淀过程等控制。以高As地下水为研究对象,通过动态砂柱穿透试验以及SEM、EDX等表征手段,研究了Fe(Ⅲ)注入后对含水层中As的固化过程和机理。试验期间FeCl_3在2 mm砂柱内的累积沉积量为2.469 g,沉积率为50.01%;Fe(Ⅲ),As(Ⅲ)和As(V)在含水层介质中的迁移速率分别为地下水流速的0.002 1倍,0.010 80倍和0.009 1倍。Fe(Ⅲ)对As(Ⅲ)和As(V)的固化速率分别为1.09×10~(-3),7.38×10~(-4)cm·h~(-1),固As带厚度分别为0.722,0.669 cm,As的动态固定量分别为1.707 8,2.524 mg·g~(-1)。结果表明:人为增加含水层中Fe氧化物含量,能有效地将地下水中的As固定在含水层中,终止其释放过程,在降低As含量的同时有效阻止迁移过程的进一步发生;该固化过程主要依靠Fe(Ⅲ)的水解产物与As之间形成的静电和专性吸附而实现。在此基础上得到的相关理论数据能为今后规模化开展原位固As修复技术提供基础性指导。     

载镧改性凹凸棒土对水中As(Ⅲ)的吸附特性

为提高凹凸棒对水中As(Ⅲ)的吸附能力,以七水合氯化镧、凹凸棒土(ATP)为原料,通过浸渍法制得载镧改性凹凸棒土。通过响应面优化试验,探究了最佳改性条件,并进行了改性材料对水中As(Ⅲ)的等温热力学和吸附动力学试验。结果表明:改性时氯化镧的最佳浓度为0.6 mol/L,吸附剂最佳投加量为0.3 g,最佳反应pH值为6;通过响应面优化试验,得到最佳改性条件为:氯化镧浓度为0.61 mol/L、pH值为6.8和吸附剂投加量为0.38 g,此时载镧改性凹凸棒土对As(Ⅲ)的吸附量为166 μg/g;吸附等温线符合Freundlich方程模型,吸附过程为自发且吸热过程,准二级模型能更准确地描述其吸附动力学过程,表明该吸附过程中化学吸附起主要作用。     

Fe(Ⅲ)在地下砂质含水层介质中迁移行为模拟

以大同盆地某高砷地下水污染区为研究对象,通过室内动态模拟实验研究了Fe(Ⅲ)在砂质含水层中的迁移转化规律。结果表明:Fe盐在砂质含水层的迁移转化更符合速率常数逐渐增高的一级迁移反应动力学。实验开始阶段出水主要以Fe(Ⅱ)为主;实验进行到300 h左右,出水孔中Fe(Ⅱ)的浓度达到最高值;之后氧气逐渐进入砂柱内,Fe(Ⅱ)被氧化为Fe(Ⅲ)。Fe在砂质含水层介质中穿透达到平衡时,Fe离子的总吸附量为0.4 195 mol,相当于砂土的Fe离子吸附浓度为0.3 648 mol/kg;水中Fe离子浓度为3.929 mmol/L,固液分配系数为0.092 8 L/kg。沉积反应动力学的结果显示,Fe Cl3在砂质颗粒表面的累积沉积量为2.469 g,沉积率为50.01%,平均沉积速率为每孔隙体积数0.015 g,铁盐在含水介质中迁移过程,除对流-弥散作用外,沉积作用非常明显。     

有机改性凹凸棒土对水中As(Ⅲ)的吸附性能研究

制备了4种不同类型的有机改性凹凸棒土,并对其进行了水中As(Ⅲ)吸附性能和影响因素研究,利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对改性前后凹凸棒土的结构进行了分析。结果表明:4种改性凹凸棒土及纯凹凸棒土对水中As(Ⅲ)的吸附均符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型。4种改性凹凸棒土对As(Ⅲ)溶液的吸附性能均优于纯凹凸棒土,且具有一定的pH调节能力。傅里叶变换红外光谱和X射线衍射分析表明改性只发生在凹凸棒土表面。