滇池水中细菌和古菌氮代谢功能基因的空间分布

氮代谢在滇池水生态系统氮素循环和转化过程中起到重要的作用,不仅真核生物参与氮素转化,原核生物作为氮素循环的主要驱动者,在氮素生物化学循环中的作用更不容忽视.基于16S rDNA高通量测序技术,监测滇池草海和外海区域13个点位,分析滇池水中原核生物氮循环功能关键基因的分布特征.结果发现,滇池水中细菌35门, 427属,主要以变形菌门和拟杆菌门为优势门类;古菌14门, 61属,主要以广古菌门为优势门类;β多样性指数显示滇池整体细菌丰富度指数高于古菌,草海细菌多样性指数高于外海.PICRUSt功能解析表明细菌和古菌具有功能上的丰富性,细菌中有35个参与氮代谢的KO通路,涉及氮异化硝酸盐还原基因nirB、一氧化氮还原酶基因norB和硝酸还原酶基因nasK等关键基因;古菌中有23个参与氮代谢的KO通路,涉及固氮酶基因nifH、nifK和nifD,古菌固氮酶基因拷贝数显著高于其它氮代谢基因,草海中古菌氮代谢能力整体高于外海,滇池水中古菌比细菌固氮潜能更大.本研究从原核生物氮循环中功能基因的角度,探讨滇池不同区域水中细菌和古菌氮循环差异,为进一步揭示氮循环机制,解决氮素污染引起的富营养化提供理论参考.     

制药废水中头孢类抗生素残留检测方法及环境风险评估

基于固相萃取-超高效液相色谱-两级串联质谱(SPE-UPLC/MS/MS)技术,建立了制药废水中头孢克洛、头孢曲松、头孢氨苄、头孢噻肟、头孢唑啉、头孢呋辛、头孢西丁、头孢噻吩和头孢拉定共9种头孢类抗生素的测试方法,定量限为27.5~131.8ng/L,目标物回收率为72.8%~102.2%;利用该技术,检测某采用两级生物氧化工艺的制药废水处理厂各级单元出水,共检测出头孢曲松、头孢唑啉、头孢噻肟和头孢呋辛4种头孢类抗生素,其在进水中平均浓度分别为7.6,12.9,5.6,91.6μg/L,在一级氧化出水中平均浓度分别为4.2,5.2,2.2,37.4μg/L,在二级氧化出水中平均浓度分别为2.0,2.7,0.6,24.4μg/L;风险商值法评估制药废水出水中残留的头孢曲松、头孢唑啉、头孢噻肟和头孢呋辛的环境风险均为高风险等级.     

羊角月牙藻在制药废水毒性评价中的应用

以羊角月牙藻(FACHB-271 Selenastrum capricornutum)作为测试生物,分别采用EC₅₀(半数抑制浓度)、TU_a(急性毒性单位)和LID(最低无效应稀释度)指标对某制药厂污水处理站4个工艺节点和总出水排放口的水样进行急性毒性效应评价. 结果表明:地下调节池(工艺节点①)水样EC₅₀为15.12%±3.82%,TU_a为6.6,LID为16,为极毒/中毒废水;地上调节池(工艺节点②)水样EC₅₀为15.81%±1.04%,TU_a为6.3,LID为16,为极毒/中毒废水;中间沉淀池(工艺节点③)水样EC₅₀为62.12%±3.83%,TU_a为1.6,LID为8,为中毒/低毒废水;二级沉淀池(工艺节点④)水样EC₅₀为89.10%±1.43%,TU_a为1.1,LID为4,为低毒废水;总出水排放口水样EC₅₀＞100%,TU_a＜1,LID为1,为无毒或微毒废水. 经过各污水处理工艺节点后,制药废水对羊角月牙藻的急性毒性逐级减弱,并且毒性指标与ρ(COD_Cr)具有较好的线性关系. 研究还发现,采用毒性指标LID表征该制药废水的生物毒性,对废水样品的毒性分辨能力更强.      

EGSB反应器处理含氯苯有机废水的试验研究

在间歇条件下,针对未接触和接触过氯苯的颗粒污泥,研究了氯苯对它们产甲烷活性的抑制及恢复;在动态条件下,研究了EGSB反应器处理含氯苯有机废水的情况.结果表明,不同浓度的氯苯均会对未接触氯苯的颗粒污泥的活性产生抑制;而接触过氯苯的颗粒污泥具有一定适应能力,只有氯苯浓度为100mg/L时才有较明显抑制.在动态运行过程中,进水氯苯浓度为10～50mg/L,前65天出水氯苯浓度均低于7mg/L,66d后出水氯苯浓度突增至25mg/L以上,停止投加氯苯后,出水氯苯浓度在3.4～38.32mg/L之间无规律波动,说明反应器内颗粒污泥对氯苯有较强吸附,生物降解作用不明显.     

北京城市河流河水和沉积物中微塑料的组成与分布

微塑料已经被证实广泛存在于自然环境中,对生物和人类造成潜在危害,进行微塑料的赋存调研有助于了解城市河流河水和沉积物中微塑料的污染现状.以北京市北运河和怀河作为研究区域,共布设了8个水样点位和3个沉积物点位,研究并对比了北运河河水和沉积物以及怀河河水中微塑料丰度、粒径、颜色、形状和种类的组成与分布特征.结果表明,北运河河水中的微塑料丰度为（1941±201）~（8155±1781） n ·m^-3（n表示微塑料个数）,平均丰度为4160 n ·m^-3;北运河沉积物中的微塑料丰度为（120±11）~（268±31） n ·kg^-1.怀河河水中的微塑料污染程度低于北运河河水,微塑料的平均丰度为2357 n ·m^-3.北运河上游河水和沉积物中微塑料的丰度高于下游,具有较明显的空间分布特征;怀河河水中的微塑料分布总体上无明显差异,但相距较远的两点位中微塑料的丰度之间具有显著差异.粒径、颜色和形状的分类统计结果显示,所有点位中微塑料的主要粒径区间为<300 μm;白色/透明微塑料（50.75%~83.91%）最为常见;碎片状（50.00%~95.08%）和纤维状（3.86%~30.00%）是微塑料的主要形态.聚氨酯（polyurethane,PU）和乙烯-醋酸乙烯酯（ethylene vinyl acetate,EVA）是所有点位的主要微塑料种类.北运河河水和沉积物中的微塑料可能主要来源于城市建设和经济发展,怀河河水中的微塑料可能主要受到周边村庄和居民日常生活的影响.     

厌氧系统中酵母浸出物提高Co、Fe生物有效性的研究

采用半连续实验,研究中、低温条件下酵母浸出物对厌氧系统中Co、Fe溶解性能和生物有效性的改善作用.结果表明,酵母浸出物对提高纯水中和投加不同有机基质的水中溶解态Co、Fe浓度有明显效果,能显著提高低温下厌氧系统中Co、Fe的生物有效性.在15℃和35℃下,投加酵母浸出物后,水中溶解态Co、Fe浓度均有上升,其中Fe浓度升高明显.啤酒废水等含有酵母浸出物的废水对这种提升作用也有帮助.在15℃厌氧系统中移除酵母浸出物、Co、Fe之后,COD去除率由91.6%下降到58%;重新投加Co、Fe后效果有所回升,其中同时添加酵母浸出物的系统,其COD去除率回升明显,升幅达31.6%,产甲烷速率也呈上升趋势,证实了同时投加酵母浸出物和Co、Fe可有效促进低温下厌氧生物系统的处理效能.     

现代非培养技术在反硝化微生物种群结构和功能研究中的应用

反硝化过程对于废水生物脱氮工艺的运行、土壤肥分的流失以及N2O的排放均具有重要意义,但参与反硝化过程的微生物种类繁多且多数不可培养,导致对自然环境中反硝化微生物的种群结构及功能的研究具有很大难度.现代非培养分子技术的发展使得对反硝化微生物进行原位、准确、全面的研究成为可能.对反硝化功能基因进行指纹图谱分析、定量PCR或者利用FISH等技术可以有效确定反硝化菌的组成和数量,通过检测反硝化酶和mRNA可将反硝化菌的种群鉴定与代谢活性联系起来,最近新出现的同位素底物标记技术甚至可直接确定反硝化菌的碳源利用情况.重点介绍了上述各种现代非培养技术对反硝化细菌种群结构和功能的研究现状,以期为深入了解反硝化微生物的多样性和功能特性提供参考.     

动力学调控实现单一反应器内亚硝化与硝化过程的互相转化

通过动力学调控在单一反应器内实现了亚硝化到硝化再到亚硝化过程的转化.在小试曝气上流式污泥床(Aerated Upflow Sludge Bed,AUSB)反应器中,在20℃、DO为2～4mg·L-1的条件下,主要通过调节反应器内的pH值调控氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)比生长速率的相对大小,以无机自配水为进水时,分别在20d和25d内将反应器的亚硝化率(出水中亚硝氮与总硝态氮之比)从95%降低至15%再恢复至95%以上,期间反应器的氨氮去除率基本维持在90%以上;当以实际高氨氮废水为进水时,同样主要通过调节反应器的pH值,分别在30d和23d内实现了反应器的亚硝化率从90%降低至10%再恢复至90%的过程.     

一体式厌氧氨氧化反应器常温运行与微生物群落研究

为明确温度对一体式厌氧氨氧化工艺的影响,本研究通过降温实现了一体式厌氧氨氧化工艺22℃下的常温运行,探究了微生物活性和群落结构随温度的变化.反应器采用自配进水、间歇曝气方式运行,进水NH₄⁺-N浓度约254mgN/L,试验过程出水NO₂^--N浓度稳定在在10mg/L以下,但NO₃^--N随着降温有升高的趋势;总氮容积负荷在1.0~1.2g/（L·d）之间,总氮去除负荷在0.7~0.9g/（L·d）;总氮去除率在62%~88%.反应器颗粒污泥中AOB活性始终最高,NOB活性远低于AOB和AnAOB;温度降低NOB活性增加;AnAOB到22℃时活性明显下降,因此需特别关注该温度下反应器的运行工况.Ca.Brocadia是反应器内丰度最高的AnAOB,相对丰度为2.7%~15.1%;Nitrosomonas是反应器内丰度最高的AOB,相对丰度为2.8%~11.5%.研究发现降温使AnAOB的优势属从Ca.Jettenia变为Ca.Brocadia;即后者较前者在低温条件下更具优势.     

基于模糊综合评判模型的污水管道缺陷定量化评价方法

利用模糊综合评判模型,从污水管道的密封性、稳定性和功能性三方面分别考虑不同缺陷类型的影响,利用层次分析法确定权重,建立定量化的污水管道缺陷状况评价方法模型.对南方某市一段污水管道进行评判,得到污水管道缺陷综合评价指数H=1.09,其中密封性指数Ht=0.44,稳定性指数Hs=0.78,功能性指数Hf=1.79,判定结果...