钙镁离子对垃圾渗滤液处理中微生物降解有机物的作用

钙离子和镁离子是微生物生命活动中必须的元素,但适量的钙镁离子对微生物才能产生有利影响,垃圾渗滤液中存在不同浓度的钙镁离子,因此,研究钙镁离子对垃圾渗滤液处理中微生物降解有机物的影响具有重要意义。该研究采用直接均分射线法设计3种不同钙离子和镁离子配比(L1、L2、L3);采用BiPhasic函数拟合试验数据绘制浓度和效应之间的关系曲线,并利用等效线图模型分析钙镁离子对垃圾渗滤液厌氧生物处理中微生物降解有机物的作用关系。结果表明,不同浓度配比的钙镁离子对微生物降解有机物的作用效应均表现为低浓度促进而高浓度抑制的特点,且当钙镁离子混合物浓度低于858 mg/L时,促进效应随钙离子含量增加而增大,当钙镁离子混合物浓度高于858 mg/L时,抑制效应则随钙镁离子混合物浓度及作用时间的增加而增大。等效线图模型分析表明,当钙镁离子配比为L1时,钙镁离子对微生物降解有机物的作用关系为协同作用;当钙镁离子配比为L2、L3时,钙镁离子对微生物降解有机物的作用关系均随着作用时间和作用效应的增加由协同作用过渡到部分加和作用,最终转变为拮抗作用。不同浓度配比的钙镁离子混合物对厌氧微生物降解有机物作用效应均具有时间依赖性。     

不同配比钙镁离子对垃圾渗滤液厌氧处理中微生物的影响

为揭示金属混合物对垃圾渗滤液厌氧生物处理中微生物的影响,选取了垃圾渗滤液中常见的钙离子和镁离子.利用直接均分射线法设计L1、L2和L3三种不同配比的钙镁离子混合物,通过高通量测序技术分析3种不同配比的钙镁离子混合物对微生物的影响,运用R软件绘制并分析环境因子与微生物间的相关性,借助R软件和Gephi可视化分析微生物间相互关系.结果表明:不同配比的钙镁离子混合物对微生物丰度产生不同的影响,而且环境因子与微生物间存在不同的相关性,微生物间存在不同的相互作用关系;然而,钙镁离子配比为L2时相对配比为L1和L3时,钙镁离子混合物对微生物的影响较小,环境因子与微生物间的相关性较弱,微生物间存在一定的负相关性;微生物间一定的竞争关系可能对体系存在积极作用,且体系中丰度较低的微生物也可能与其它微生物间存在较强的交互作用关系.     

四环素和铜离子对生物除磷微生物的作用效应

选取污水中的污染物四环素和铜离子为二元混合物,以比吸磷率来表征二元混合物对污水生物除磷微生物的联合作用效应.采用直接均分射线法设计3种二元混合物的浓度配比（Ratio1,Ratio2,Ratio3）;采用Logistic方程拟合试验数据获得浓度-效应曲线,并利用浓度加和模型分析二元混合物对生物除磷微生物的联合作用效应及关系.结果表明,不同浓度配比的二元混合物对生物除磷微生物的抑制效应均随着时间的增加逐渐增强,具有明显的时间依赖性.浓度加和模型分析表明,随着反应时间的延长,不同浓度配比的二元混合物对微生物的作用关系均是由拮抗作用逐渐过渡为加和作用和协同作用.但3组不同浓度配比的二元混合物对生物除磷微生物的相互作用也存在明显不同,在Ratio1和Ratio3中各组分所占比例差别较大,拮抗作用较明显,而在Ratio2中各组分所占比例差别较小,拮抗作用相对较弱.     

DOP与Pb单一及复合污染对土壤酶活性的影响

以4种土壤酶活性为指标,通过室内模拟试验研究w(DOP)为10,50和500 mg/kg与w(Pb)为300 mg/kg下的单一及复合污染对土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、转化酶活性的影响. 结果表明,在试验条件下4种土壤酶活性受到不同程度的抑制,其中转化酶最为敏感,其活性可作为表征DOP与Pb复合污染的重要参考指标. 试验期(56 d)内,DOP与Pb复合污染的交互作用类型与污染物浓度水平有关;DOP与Pb复合污染对过氧化氢酶活性具有协同作用;对转化酶活性以拮抗作用为主;对脲酶活性的影响,低浓度水平时表现为协同作用,中、高浓度水平时表现为拮抗作用;对磷酸酶活性的影响,低浓度水平时表现为拮抗作用,高浓度水平则主要表现为协同作用.      

钙、镁离子在水流作用下对铜绿微囊藻生长的影响

为了解在"引江济太"过程中大量钙、镁离子的引入对铜绿微囊藻生长的影响,本实验在控制温度和光照条件下,室内模拟不同钙、镁离子浓度在两个特征流速5 cm/s和15 cm/s下微囊藻的生长。实验结果表明,微囊藻藻密度随钙、镁离子浓度的增加而增加,流速在15cm/s下微囊藻最大藻密度(9 236.4×104cell/mL)是流速为5 cm/s下最大藻密度(2 873.72×104cell/mL)的3倍,流速为15 cm/s下微囊藻最大比增长速率均较5 cm/s下的高。这可能是在水流产生的剪切力作用下藻细胞胞外多糖增加,粘附更多的钙、镁离子更利于钙、镁离子迁移到胞内,同时胞外附着的钙、镁离子尤其钙离子形成桥联,使微囊藻细胞形成群体产生微环境利于微囊藻的生长。水流对微囊藻利用钙、镁离子有重要的影响,这为有效调水抑制蓝藻生长提供科学依据。     

复合菌剂促进生物反应器填埋场稳定化研究

为强化填埋场稳定化进程,该研究提出利用生物强化技术促进准好氧型填埋场的生物降解,通过模拟实验研究了复合微生物菌剂对填埋场垃圾稳定化进程的影响。结果表明,在整个实验阶段,复合微生物菌剂有利于渗滤液污染物的降解,渗滤液产量峰值较对照组提前14 d;实验结束时,实验组渗滤液产量仅为对照组的64.3%,COD浓度仅为对照组的53.3%,氨氮浓度仅为对照组的59.0%;实验组和对照组纤维素含量峰值分别为16.08%、17.60%,木质素峰值分别为25.30%、29.49%。实验组生物降解度比对照组低1.80 mmol/g,说明投加优势复合微生物菌剂能促进垃圾填埋场的稳定化。     

Hg2+，Ni2+和Cu2+对嗜热四膜虫的急性及联合毒性效应

采用混合毒性指数法,研究了重金属离子Hg2 ,Ni2 和Cu2 对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)BF5的急性及联合毒性效应.急性毒性效应研究表明:Hg2 ,Ni2 和Cu2 对嗜热四膜虫的毒性大小为Hg2 >Ni2 >Cu2 ,且3种重金属离子的,IC50值随时间的延长而变小.联合毒性效应研究表明:Hg2 与Cu2 ,Hg2 与Ni2 ,以及Hg2 ,Ni2 和Cu2 三者共存.在毒性比为1:1时,表现为先相加后协同作用;Hg2 与Cu2 在浓度比为1:1时,表现为先拮抗后相加作用;Hg2 与Ni2 在浓度比为1:1时,表现为先拮抗后独立作用;Ni2 与Cu2 在毒性比为1:1时,表现为协同作用.在浓度比为1:I时表现为相加作用;Hg2 ,Ni2 和Cu2 三者共存,在浓度比为1:1时,表现为拮抗作用.     

膜生物反应器处理垃圾渗滤液研究综述

传统生物处理工艺对垃圾渗滤液,特别是老龄化垃圾渗滤液处理效果差,而膜生物反应器(MBR)在这方面显现出巨大优势。MBR通过截留微生物保持高生物量浓度,只需较短的水力停留时间,并可承受较大有机负荷率,能有效去除有机物及微污染物,对氨氮的去除率达90%以上。优化条件下,对老龄垃圾渗滤液中COD的去除率达75%以上。虽然MBR性能稳定,但较短的水力停留时间和高浓度的氨氮对反应器有不良影响,并且较大的污泥龄也会降低反应器的性能。然而厌氧MBR和改进型活性炭粉末MBR在垃圾渗滤液的治理中表现出了巨大的潜力。     

垃圾渗滤液对地下水水质影响的数值模拟预测——以冕宁县漫水湾生活垃圾填埋场为例

垃圾填埋场的渗滤液渗漏是周围地下水环境的主要威胁之一。以冕宁县漫水湾垃圾填埋场为例,预测垃圾渗滤液对浅层地下水环境的危害程度,通过Modflow和MT3D模拟分析了正常工况和事故工况条件下渗滤液中COD和NH_3-N在地下水中的运移过程。结果表明:在垃圾场运行中,地下水中污染物浓度增加并向下游扩展。正常工况下,污染物NH_3-N的最大迁移距离为141 m,最大浓度为3.5 mg/L;事故工况下,污染物NH_3-N的最大迁移距离为290 m,最大浓度为7.0 mg/L。随着污染物迁移距离的扩大,污染物浓度开始下降。垃圾场封场20年后,渗滤液中ρ(COD)和ρ(NH_3-N)分别为0.06,0.006 mg/L。     

电化学氧化法处理高浓度垃圾渗滤液的研究

实验利用电化学氧化法法除垃圾渗滤液中部分难降解有机物，以提高废水的可生化性，为后续生物处理创造条件。系统考察了温度、极板间距、氧离子浓度、pH值等因素对电化学处理垃圾渗滤液效果的影响，并通过GC-MS分析，探讨渗滤中有机污染物的去除情况，包括渗滤液中典型有毒难降解有机化合物的电化学氧化结果。结果表明：温度升高，COD和NH2-N的去除率均提高；极板间距太大或太小都会降低去除效果，极板间距10mm，处理效果较好，COD和NH3-N去除率分别达到86%和100%；随着渗滤液中Cl^-浓度的增加，COD去除率明显提高，同时高浓度Cl^-和较高的电流密度对垃圾渗滤液中难降解有机污染物的处理有相当强的协同作用效应，可以明显提高处理效果；在强酸性和强碱性条件下的电化学反应都不利于对COD、NH3-N的去除；在添加Cl^-4000mg/L，极板间距为10mm，电流密度为15A/dm^2，pH为8，初始温度为50℃的条件下，经4h的电化学氧化，COD、氨氮和色度的去除率分别达88%、100%和98%，苯酚的去除率为82%，电流效率可达84%以上。可见电化学氧化法不仅可有效的去除COD、氨氮、色度，而且对有毒的难降解有机污染物（苯酚等）有很好的去除作用，采用电化学氧化作为垃圾渗滤液废水处理的前处理，可大大改善后续生物处理的效果。     

三氯乙烯污染对植物、土壤生物学指标的影响

通过室内模拟实验,研究了不同浓度TCE污染对小麦幼苗叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及土壤过氧化氢酶、土壤呼吸率的影响。结果表明,与对照组相比,较高浓度TCE对小麦叶绿素的合成存在着抑制作用,且抑制作用随着浓度的升高而增强。SOD与CAT活性随着TCE浓度的增加不同程度地表现出先升高后降低的趋势。TCE对土壤过氧化氢酶的抑制作用随着时间的推移能够恢复到对照水平,其浓度与酶活性之间的相关性不明显。TCE浓度大于4.00mg/kg时对土壤呼吸率的抑制作用显著,各浓度与土壤呼吸率间的剂量—效应关系明显,且土壤呼吸作用存在抑制—恢复的趋势。     

碳酸钙诱导结晶动力学影响因素研究

碳酸钙诱导结晶速率受到水中多种因素的影响,采用pH-stat法对pH值、过饱和度、钙和镁离子活度和金属离子（铁、锰）等因素对碳酸钙诱导结晶速率的影响进行研究.结果表明,当pH值在8.0~10.0之间,过饱和度在1.4~4.03之间时,碳酸钙诱导结晶速率随着pH值的增大或者过饱和度的增大而增大,当钙离子和镁离子活度在0~1.18之间时,碳酸钙的结晶速率随着镁离子的增多而降低.碳酸钙结晶速率介于1.0×10^-10m/s~5.0×10^-10m/s.铁离子和锰离子的存在会促进碳酸钙的诱导结晶过程,且铁离子和锰离子同时存在时碳酸钙结晶速率高于其单独存在时碳酸钙的结晶速率.通过深入研究不同因素对碳酸钙诱导结晶动力学的影响,为碳酸钙结晶造粒工艺提供数据支持.     

硝酸盐对沉积物中有机物氧化减量及微生物群落结构的影响

通过投加硝酸钙为电子受体,促进厌氧环境中有机污染物降解转化的方式已被广泛应用于沉积物的污染修复,然而目前有关硝酸盐对复合污染沉积物中有机污染物的减量特点及其微生物响应的了解极少.本研究通过在实验室模拟条件下添加硝酸盐到河涌沉积物中,采用极性和非极性逐步分离萃取、GC-MS相对含量测定,以及PCR-DGGE分子生态学分析手段相结合,研究硝酸盐对河涌沉积物中有机污染物降解转化和微生物菌群结构特点的影响.结果表明,硝酸钙的投加可有效提高有机物的去除效果.沉积物TOC以及总有机物的去除率比未添加硝酸盐的对照组分别高出47.25%、29.55%.各类有机物的去除效果由高到低依次为含硅有机物、烷烃、多环芳烃、杂环、烯烃类、苯系物、极性物质、邻苯二甲酸酯类、醛酮和烷酸酯类物质.其中含硅有机物、持久性有机污染物多环芳烃、苯系物以及杂环物质的去除率比对照组分别高出46.73%、36.25%、23.19%、35.92%.细菌16S rDNA V3区PCR-DGGE图谱显示,硝酸盐添加前后沉积物中的微生物群落结构存在显著差异.其中10个主要条带中4条归属于变形细菌(Proteobacteria)的δ和γ两个亚群,2条归属于放线菌门(Actinobacteria),1条归属于梭菌纲(Clostridia),1条归属于绿弯菌门(Chloroflexi),1条归属于新发现的细菌门(Caldiserica),1条为未培养微生物.本研究结果将为利用硝酸盐促进厌氧沉积物的污染治理提供科学依据和理论指导.     

改性秸秆材料对高盐废水中染料和重金属的吸附性能研究

高盐印染废水是一种难处理的工业废水,其盐度高、色度高,含有染料、重金属等多种污染物.本文针对高盐印染废水中污染物的特点,设计了一种制备过程简单、成本经济的柠檬酸/丙烯酰胺改性秸秆材料(WA-CA-AM),并通过SEM、FI-IR和DTG等表征手段分别观测材料形貌、测定表面官能团和热稳定性.同时在不同盐度下,考察了单元/多元污染物体系中WS-CA-AM对4种污染物亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)、铜离子(Cu~(2+))和铬离子(Cr~(6+))的吸附效果.结果表明:在单元污染物体系中,WS-CA-AM对污染物的吸附量随盐度的升高而降低;在多元污染物体系中同时存在竞争吸附和协同吸附;通过二元体系得出4种污染物的吸附受盐度影响大小顺序为MOCu~(2+)Cr~(6+)MB.在高盐度下,四元混合体系中MB和Cu~(2+)的吸附量均比染料/重金属二元混合体系的要大,Cr~(6+)的吸附量虽受到一些抑制但依然可观,表明改性秸秆材料在高盐印染废水的处理中具有巨大的应用潜力.     

生物质炭与有机物料混施对土壤温室气体排放和微生物活性的影响

土壤是温室气体的重要排放源,在土壤中施入生物质炭和有机物料对土壤微生物在土壤碳氮转化和微量气体代谢方面有着重要作用,不过迄今在生物质炭和有机物料混施对土壤温室气体排放和微生物活性的影响方面的研究尚少.本研究采用室内培养试验,利用土壤添加生物质炭和生物质炭与不同有机物料混施,探究生物质炭和有机物料混施对土壤温室气体排放及微生物活性的影响.共设5个处理:新鲜土壤(S)、新鲜土壤+2%生物质炭(SB)、新鲜土壤+2%生物质炭+1%大豆饼(SBS)、新鲜土壤+2%生物质炭+1%小麦秸秆(SBW)、新鲜土壤+2%生物质炭+1%鸡粪(SBC).研究表明:只添加生物质炭对温室气体的排放影响不明显;生物质炭与有机物料混施使土壤的CO2、N2O排放明显增加,而对CH4的排放影响不明显;从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出有机物料施用对温室效应具有明显的增强作用;生物质炭与有机物料混施在一定程度上增加微生物生物量碳和代谢熵(q CO2),各处理的代谢熵是对照处理S的0.18~4.37倍;不同有机物料对FDA水解酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性都表现为激活作用.     

碱矿渣材料协同耐盐植物强化人工湿地净化高盐水体的效果

为深入探讨人工湿地中耐盐植物协同基质材料在高盐条件下净化水体的作用机理,以美人蕉(Canna indica L.)、互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)三种植物为研究对象,探讨了植物协同单一填料、复合填料,在不同碳氮比、盐度条件下,各装置对受损高盐水水质的净化效果,在对系统内植物的酶活性、植物根际与填料表面微生物多样性与群落结构分析基础上探讨其净化机理. 结果表明:①当碳氮比为4∶1、盐度为15时,含碱矿渣材料的海三棱藨草装置(CW-Sc)对TN、TP、COD的净化效果最佳,净化率分别为45.38%、78.89%、50.32%. ②CW-Sc装置中植物叶片酶活性、可溶性糖、蛋白及过氧化氢酶(CAT)含量较高,丙二醛(MDA)含量较低,表明植物受损坏程度低. 碱矿渣材料协同植物可提升可溶性糖、蛋白含量及保护酶的活性,增强湿地植物修复受损水体的效果. ③碱矿渣材料电镜扫描(SEM)结果表明,海三棱藨草装置中碱矿渣材料对微生物的挂膜效果与其他装置差异显著. ④CW-Sc装置中植物根系微生物和填料表面微生物群落的丰度、多样性和结构分布状况较佳,碱矿渣材料可有序优化装置内微生物结构分布,协同发挥菌群优势;植物根际革兰氏阴性菌、杆菌比例显著提高,使系统在运行过程中逐渐适应盐胁迫,提升微生物蛋白质直系同源基因簇(clusters of orthologous groups of proteins, COG)功能的丰富度,强化湿地中污染物的降解效果. 研究显示,在高盐条件下耐盐植物海三棱藨草协同碱矿渣材料能够提高湿地系统对污染水体的净化效果,可为近海、滨海高盐水生态修复提供一定参考依据与理论技术支撑.      

二维电场中微生物群落动态及混合有机物降解特征

以正十六烷、环十二烷和芘组成的混合有机污染物为研究对象,在二维对称电场修复平台上,采用电动-微生物联合修复(BIO-EK)的方式,通过分析微生物群落时空动态及混合有机物降解的时空特征,探讨了二维电场中电场强度、微生物群落和污染物降解特征之间的相关性.结果表明,BIO-EK处理过程中,土壤pH和温度在时间和空间上均没有发生明显的变化,微生物群落结构和数量均主要随处理时间而变化,未发生明显的空间上的变化;电场的施加可提高微生物数量,对污染物降解有积极影响,相对于单独的微生物(BIO)和单独的电动(EK)处理,BIO-EK对污染物处理效率最高;不同类型污染物去除率与电场强度均呈正相关.     

混合抗生素对铜绿微囊藻的生物效应

选取SP(螺旋霉素)和AM(阿莫西林)为目标化合物,研究二者的混合物对铜绿微囊藻的生长、Chla(叶绿素a)合成及微囊藻毒素合成与释放的影响. 结果表明:SP与AM以等毒性〔ρ(SP)∶ρ(AM)为1∶7,ρ(SP+AM)为4~15 μg/L〕混合时,铜绿微囊藻的生长及Chla的合成均受到抑制,并且ρ(SP+AM)越高,抑制作用越明显,在ρ(SP+AM)为15 μg/L时生长抑制率最大,为109.86%;SP与AM以等浓度〔ρ(SP)∶ρ(AM)为1∶1,ρ(SP+AM)为1~10 μg/L〕混合,ρ(SP+AM)≤4 μg/L时促进铜绿微囊藻的生长,ρ(SP+AM)为1 μg/L时促进作用最明显,铜绿微囊藻的比生长率高出对照组39.13%;ρ(SP+AM)≥5 μg/L时则抑制铜绿微囊藻生长;而Chla的合成在各试验浓度下均受到抑制. SP与AM对铜绿微囊藻的联合毒性表现为拮抗作用. 混合抗生素在各试验浓度和混合配比条件下,均导致藻细胞内藻毒素合成量的上升,并引起胞外藻毒素的释放量增加,ρ(SP)∶ρ(AM)为1∶7且ρ(SP+AM)为5 μg/L组释放比例最高,达到37.96%. 因此,混合抗生素的存在可导致铜绿微囊藻对水环境的危害进一步加深.      

Cd、Zn、菲和多效唑复合污染土壤的微生物生态毒理效应

以土壤脱氢酶、呼吸强度和微生物生物量作为生态毒理指标,通过正交实验,在室内培养条件下考察了4种不同性质的有机与无机污染物（Cd、Zn、菲和多效唑）复合污染的土壤微生物生态效应。复合投加这4种污染物能使土壤微生物活性受到不同程度的抑制,且抑制率随时间的推移而下降;3种微生物生态毒理指标之间存在着很好的相关性,但脱氢酶活性在三者中最敏感;影响土壤微生物活性的主要因子依次为：菲＞Cd＞Zn＞Zn与菲的交互作用＞Zn与多效唑的交互作用;实验表明,Zn与菲的交互作用为拮抗作用,但Zn与多效唑的复合效应机制仍不明确     

京津地区能源、大气污染物扩散对区域元素循环的作用

对京津区域１９８０－１９９２年间能源利用状况进行分析，并通过模式计算该区域大气污染物的扩散规律，结果表明，大气污染物随能源利用增加而增加，其增加速率ＮＯｘ大于ＯＳ２，经预测，至２００４年京津地区ＳＯ２排放量增咖１１．４０％，ＮＯｘ增加５６．８０％，由于气象和地形条件所致，该区域内不利于大气污染物远距离输送，这使箱型区域内物料平衡计算可以简化。