我国沿海港口的微观生物初期污损调查

目的对我国渤海、黄海、东海和南海海域的港口进行微观生物污损调查。方法在天津、青岛、宁波、湛江和三亚的港口进行实海挂样试验,通过染色、封装、显微观察、计数等方法,对我国沿海从北到南五个港口微观生物的初期污损进行调查。结果通过玻片实海浸挂和荧光显微观察法,建立了一种生物污损初期附着状况的试验调查方法。微观生物污损主要以细菌和硅藻为主,在样片浸入海水后的数小时内,表面即附着微观生物。不同港口的挂片表面所附着的生物量存在差异,实海挂片24h后,样片表面附着的细菌数量约为100～300cells/mm~2,微藻数量约为10～60cells/mm~2。在相同试验周期内,水温较高海域收集到的样片表面的生物量较大。随港口纬度的升高,样片表面的生物量减少。结论我国沿海海港的微观污损生物均以细菌和硅藻为主,初期生物附着量受港口所处纬度影响,五个港口一天内的微观生物附着量均大于10 cells/mm~2。     

浸海材料表面细菌粘膜组成和变化及其对海洋生物的附着影响

论述了浸海材料表面细菌粘膜中细菌的组成和变化情况，探讨了细菌粘膜对海洋生物附着的影响情况，得到了具有促进和抑制作用的细菌菌株。     

海水环境生物腐蚀污损与防护

以海水环境生物腐蚀污损与防护为中心,就国内外与其相关的报道进行综述分析,并提出建议。首先,分析污损生物的分布与特征,得出污损生物群落的组成和结构对海域、季节、水深、工程结构类型等的依赖性,突出海水环境生物腐蚀污损的复杂性。然后,解析生物附着污损对海水环境腐蚀速率的影响,突出附着生物是导致金属材料腐蚀速率增大的重要因子。再次,介绍海水环境生物腐蚀污损防护技术的现状,分析主要防护技术的优缺点,并展示其在不同行业的联用。最后,提出对海水环境生物腐蚀污损研究工作的建议,包括建立各海域的生物腐蚀污损数据库、大力研制发展绿色生物腐蚀污损控制技术、加强对海洋生物腐蚀污损基础性研究工作的投入、尽快建立海洋生物腐蚀评价标准和规范等。     

固体表面改性用于防治生物污损研究进展

通过物理化学方法使固体表面性质发生改变的技术称为固体表面改性技术.改变固体的表面性质能够使细菌、硅藻等污损生物及其胞外聚合物质难以附着以达到防污的目的,是目前生物防污的主要手段.本文简述了生物污损的形成过程、形成机理及影响因素,并在此基础上综述固体表面改性技术在防治生物污损方面应用的研究进展.同时,结合多学科的交叉发展,对未来防污手段作了展望,为防污方面的固体表面改性技术研究提供参考.     

北部湾海区污损生物特点及研究展望

北部湾污损生物全年均可附着,主要种类为网纹藤壶、高峰星藤壶、褶牡蛎、齿缘牡蛎、覆瓦牡蛎、翡翠贻贝、多室草苔虫、华美盘管虫和褶瘤海鞘等种类。生物污损状况与附着基材质、浸海时间、幼虫附着季节和地理位置等因素密切相关。今后应加强该海区水产养殖设施生物污损研究,推进近海设施污损生物调查进程,深入探讨顶级生物群落结构特点和构建生态数学模型。     

湄洲湾秀屿港污损生物生态研究

于湄州湾秀屿港进行周年海洋污损生物挂板试验。共鉴定污损生物148种,其中藻类37种、动物111种。优势种为网纹藤壶、糊斑藤壶、中胚花筒螅、上野蜾蠃蜚、长鳃麦秆虫、尖额麦秆虫、总合草苔虫、浒苔、石莼和长石莼。全年都有动物附着,绝大多数动物种类附着期在5~11月。月板动物附着生物湿重平均为571.76 g/m2,覆盖面积为20.7%,两者均以7月最大;季板平均生物湿重为3039.87 g/m2,覆盖面积为53.3%,两者均以夏季显著大于其他三季;全年板生物湿重达9347.08 g/m2,覆盖面积100%。藻类附着主要出现于冬、春和秋末的月份。全年月平均附着生物量210.84 g/m2,覆盖面积23.4%,5月份藻类生物量最大,11月份藻类覆盖面积最大。本区污损生物种类组成、优势种及附着季节特点与福建东南沿海其他近岸港湾的污损生物相比,总体上无明显差异,同属于近岸港湾污损生物群落类型。     

典型海域船舶用铜材表面生物污损与腐蚀性能研究

目的 对比研究铜合金、紫铜在我国黄海、东海和南海海域具有代表性的港口海水环境中的污损、腐蚀行为.方法 依据GB 12763.6—2007《海洋调查规范》和GB/T 5776—2005《金属和合金的腐蚀试验方法》,通过实海挂片研究ZQMnD12-8-3-2、铜镍合金B10/B30和紫铜T2在我国典型海域青岛港口、舟山港口、三亚港口的生物污损与腐蚀状况.结果 铜镍合金B10、B30和紫铜T2在三海域均具有良好的抑制污损生物附着的性能,其中紫铜抑制污损生物附着的性能最为突出,但其腐蚀严重,腐蚀速率为3.97×10–2～8.48×10–2 mm/a;铸造青铜ZQMnD12-8-3-2虽然含铜量略高于铜镍合金B30,但由于其腐蚀产物易附着于材料表面,其污损抑制性能较差.结论 铜镍合金B10、B30和紫铜T2均有抑制污损生物附着的性能,但受不同海域环境因素和材料表面腐蚀产物致密性的影响有所差异.受泥沙水质影响,舟山港口内铜合金的腐蚀速率较高,腐蚀显著,三亚港口内紫铜的腐蚀速率最高.     

海洋污损生物藤壶的附着与防除

藤壶是海洋污损生物的主要种类之一,对环境有极强的适应性,对海洋经济的发展具有较大的阻碍性。文章在综述中国沿海藤壶的种类组成、分布、生长、附着机理的基础上,浅析了影响藤壶附着的因素,提出了针对性的防除对策。同时列举了目前主要应用的防除技术方法和低毒环保的防除材料,以及防除污损保护环境的研究思路。     

海水抽水蓄能电站防污方案研究

为了给未来建设海水抽水蓄能电站提供防污解决方案,分析了海洋污损生物的附着过程及特点,以及海水抽水蓄能电站需要防污的部位,比较国内外现有的海洋污损生物的治理技术。得到了海水抽水蓄能电站水工建筑物、管道、水泵水轮机组及其辅助系统的防污方案。通过分析国内海水抽水蓄能电站防污的现状、存在的不足,展望了未来重点研究的方向,为国内海水抽水蓄能电站的建设提供参考。     

白脊管藤壶对洋山港码头生态环境的形态适应分析

洋山港是我国建设国际航运中心的主要港口,污损生物的大量附着将对港口设施造成严重影响.为研究港口污损生物形态特征与生态环境的相关性,分析了不同生境下白脊管藤壶的形态特征参数.相关性分析和方差分析结果表明,洋山港码头附着的白脊管藤壶形态特征受海流和光照强度的影响较大.海流主要影响白脊管藤壶的壳高底长比(H/L),随着海流冲击力的增大,H/L变小,白脊管藤壶形态由陡圆锥形趋向于低圆锥形;光照主要影响白脊管藤壶的壳口面积容积比(Sa/V),Sa/V随光照强度的增强而变小.指出洋山港码头风浪较小且码头桥墩所受光照强度较低,是导致所附着的白脊管藤壶H/L、Sa、Sa/V较大的主要原因.     

煤制甲醇循环水系统中块状污垢的分析和控制

煤制甲醇厂的循环冷却水系统中因轻微泄漏出现泡沫和微小块状污垢,取样后通过光学显微观察、扫描电镜和化学显色分析表明,该污垢主要为细菌纤维素,并采用微生物学分离手段获得1株优势菌。经16S rDNA基因序列及BIOLOG碳源利用分析表明,该菌为木葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xylinus)。甲醇浓度和pH值对该菌产纤维素能力影响较大,甲醇浓度为15~25 mL/L时产纤维素最强,pH值为8~9时纤维素产量仅为pH值5.0时的50%。当与其他甲醇降解菌共同生长时,由于竞争性排除、生态位争夺等作用,该菌产纤维素能力下降超过37.9%。该发现为生物法控制煤制甲醇循环冷却水系统中的纤维素污垢提供科学依据。     

正渗透处理生活污水过程中的膜污染研究

采用海水为驱动液,研究了正渗透处理生活污水过程中的通量变化和膜污染行为.结果表明,采用分离层朝向原料液(AL-FS)的膜过滤方向可以降低膜污染程度,并获得稳定的通量.长时间(144h)的运行下膜两侧均出现不同程度的污染.膜污染分析显示支撑层的污染程度较低.但海水中的硅酸盐可能在其表面形成沉积物.相比之下,分离层形成了厚的污染层,主要是由污水中的物质如有机物、微生物、胶体类、盐类等沉积在膜表面造成,是通量降低的主要原因.正渗透膜对营养物质具有高的截留率,运行结束后海水的总有机碳、氨氮和总磷含量为2.49,2.40,0.05mg/L.说明正渗透采用海水为驱动液处理生活污水具有一定的应用前景.     

常温厌氧MBR中微生物群落结构与膜污染研究

为考察微生物群落结构与膜污染的关系,在常温下运行厌氧膜生物反应器,并应用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)技术,对膜丝表面微生物群落结构变化进行了研究,同时考察了微生物群落结构变化与反应器中溶解性微生物产物(SMP)、胞外聚合物(EPS)的关系.结果表明:在常温状态下膜污染周期约为18d,CODCr的去除率约为93%,运行效果稳定;微生物代谢产物的浓度随着微生物种群的演替呈逐渐升高的趋势,加速了膜污染进程;膜压(pTM)处于缓慢上升期时,膜丝表面微生物优势菌群为Raoultella、Owenweeksia hongkongensis,膜压(pTM)处于稳定上升期时,膜丝表面的优势菌群演替为 Delftia acidovorans、Halothiobacillus neapolitanus,最后当膜压(pTM)处于快速上升期时,bp78的微生物成为了膜丝表面的顶级群落.膜压(pTM)处于缓慢上升期和稳定上升期时,膜压(pTM)与微生物群落结构的多样性呈显著正相关;膜污染进入快速上升期时,膜丝表面出现了顶级群落,此时微生物群落多样性明显降低且与膜压升高呈弱相关;膜丝表面微生物群落均匀度随着膜压(pTM)的升高呈现出先增高后降低的趋势,膜丝表面微生物群落经历了不断附着,相互竞争至顶级群落出现的演替过程.     

甲基异噻唑琳酮对MBR出水微生物生长分泌特性及群落结构的影响

污水再生处理反渗透(RO)工艺已在国内外获得广泛应用,但膜污堵问题阻碍RO工艺的进一步推广.投加非氧化性抑菌剂是控制RO膜生物污堵的常用手段,能够抑制细菌生长,但对细菌代谢产物分泌特性的影响尚不清楚.本课题的前期研究表明,细菌的胞外多聚物(EPS)是导致反渗透膜生物污堵的重要因素,细菌数量并非导致RO膜污堵的主要原因.针对上述问题,本文系统考察了典型非氧化性抑菌剂——甲基异噻唑啉酮(MIT)对RO系统进水(MBR出水)微生物的生长特性、群落结构及分泌特性的影响.研究发现,随MIT浓度增加,微生物生长迟滞期明显增长,但稳定期生物量增加;放线菌门、放线菌纲、类节杆菌属相对丰度明显增加;微生物分泌产物胞外多聚物(EPS)浓度增加,可能加重RO膜污堵潜势.上述结果表明,在污水再生处理反渗透系统中,MIT高浓度、长时间间隔的冲击式投加可能不利于膜污堵控制.     

膜生物反应器中进水组成对膜污染的影响

研究了膜生物反应器中进水组成对膜污染的影响. 结果表明, 相对于正常组成来说进水中限氮或限磷引起的膜污染程度更重, 尤以进水中限氮时更为严重. 系统缺氮或缺磷时, 污泥絮体的相对憎水性和膜的憎水性增加, 使得膜和污泥之间的憎水相互作用增强, 加速了污染物在膜表面的沉积和/或吸附. 另外, 进水中限氮或限磷时, 污泥中丝状菌的数量增加, 把颗粒污泥捆扎、束缚在其立体网状结构中, 滤层结构更加致密, 孔隙度减小, 增加了膜污染阻力; 丝状菌的作用还在于它们能够将污染物牢牢地缠绕、固定在膜表面, 加强了膜表面污染物抵御曝气的水力冲刷作用的能力, 从而也加速了膜污染.     

两级序批式反应器运行模式下平板膜污染机理研究

从膜污染物分析、微生物代谢产物EPS、SMP对膜污染的影响等方面,对两级序批式反应器运行模式下的平板膜污染机理进行了试验研究.结果表明,膜表面及膜孔内部存在以球菌、杆菌为主的生物污染,膜表面的无机污染物主要是Fe、Na、Zr、Rb、Ca等化合物在浓差极化的作用下超过其溶解度极限后结晶形成的盐垢,膜表面的有机污染物主要是蛋白质,是形成膜表面凝胶层的主要原因,而蛋白质在膜面为伴随有电子转移的化学吸附,从而引起膜通量严重下降.     

Alga-lysing bioreactor and the dominant bacteria strain

Alga-lysing bacteria have been paid much attention to in recent years. In this study, the alga-lysing strain P05 which was isolated from an immobilizing biosystem was immobilized by coke and elastic filler, forming two biological reactors. The removal efficiencies of algae, NH3-N and organic matter using the two reactors were studied. The results showed that strain P05 was an ideal algal-lysing bacteria strain because it was easy to be immobilized by coke and elastic filler which are of cheap, low biodegradability and the simple immobilization procedure. After 7 d filming, the biological film could be formed and the reactors were used to treat the eutrophic water. These two reactors were of stability and high effect with low cost and easy operation. The optimal hydraulic retention time (HRT) of each reactor was 4 h. The algae removal rates were 80.38% and 82.1% (in term of Chl-a) of coke reactor and filler reactor, respectively. And that of NH3-N were 52.3% and 52.7%. The removal rates of CODMn were 39.03% and 39.64%. The strain P05 was identified as Bacillus sp. by PCR amplification of the 16S rRNA gene, BLAST analysis, and comparison with sequences in the GenBank nucleotide database.     

阴极极化对金属电极表面微生物膜的影响

阴极极化对不锈钢表面微生物膜的附着有一定的影响,通过 荧光显微镜记数和细菌双染色方法(AO+PI),对在不同电位下极 化过的不锈钢表面进行了观察,同时做了对比实验。实验证明在一 定的范围内(-800mV~-1000mV),阴极极化对微生物向洁净金属 表面的附着有一定的抑制作用,但是对已经附着的微生物膜不能 够起到脱除或完全杀灭作用,只能杀死靠近金属表面的微生物。通 过模拟膜实验,从侧面证明了只有微生物膜附着而无生物活性时, 钝性金属的开路电位不会发生正移。     

污泥性质对动态膜形成和膜污染的影响

以一体式尼龙筛网动态膜生物反应器（DMBR）为研究体系,探讨了正常污泥、膨胀污泥和解体污泥的动态膜形成和膜污染特点,并从胞外聚合物（EPS）、相对疏水性（RH）、污泥混合液粘度（μ）、接触角这些物化性质角度定量研究膜污染机理.研究结果表明,膨胀污泥由于丝状菌累积导致严重的泥饼层污染;解体污泥由于胶体颗粒和可溶性物质沉积...     

The role of extracellular organic matter on the cyanobacteria ultrafiltration process

The membrane fouling caused by extracellular organic matter (EOM) and algal cells and organic matter removal of two typical cyanobacteria (M. aeruginosa and Pseudoanabaena sp.) during ultrafiltration (UF) process were studied in this work. The results showed that EOM had a broad molecular weight (Mw) distribution and the irreversible membrane fouling was basically caused by EOM. Moreover, humic acid and microbial metabolites were major components of EOM of two typical cyanobacteria. Since EOM could fill the voids of cake layers formed by the algal cells, EOM and algal cells played synergistic roles in membrane fouling. Fourier transform infrared spectroscopy analysis indicated that the CH₂ and CH₃ chemical bonds may play an important role in membrane fouling caused by EOM. Interestingly, the cake layer formed by the algal cells could trap the organic matter produced by algae and alleviate some irreversible membrane fouling. The results also showed that although the cake layer formed by the algal cells cause severe permeate flux decline, it could play a double interception role with UF membrane and increase organic matter removal efficiency. Therefore, when using UF to treat algae-laden water, the balance of membrane fouling and organic matter removal should be considered to meet the needs of practical applications.