两个CANON污水处理系统中氨氧化古菌的丰度和多样性研究

近期,氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)在各类环境中的发现,打破了人们原来认为氨氧化主要是由氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)完成的观点.但是在全程自养脱氮(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON)污水处理系统中关于AOA的研究却鲜有提及.利用PCR、克隆、实时荧光定量PCR(quantitative real time PCR,q PCR)等分子生物学技术,对1个小试(lab-scale,L)和1个中试(pilot-scale,P)CANON系统中的生物膜和活性污泥絮体两种形态的污泥进行AOA数量和种属特征的研究.结果表明:1系统L和P中,AOA的amo A基因数量平均值(以dry sludge计)分别为2.42×106copies·g-1和6.51×106copies·g-1;2 AOA的amo A基因丰度随污泥形态不同数量相差很大:L系统中,生物膜AOA amo A丰度约为活性污泥絮体的11.1~15.1倍;P系统中,污泥絮体AOA amo A数量是生物膜中的2.8倍;3多样性方面:P系统的AOA多样性较低,仅出现一个OTU,该OTU属于Nitrosopumilus subcluster 5.2类群;L系统AOA多样性较高,共有8个OTU出现,分别属于Nitrososphaera subcluster 9、subcluster 8.1、subcluster 4.1、subcluster 1.1和Nitrosopumilus subcluster 5.2这5个类群.总之,在同一个CANON系统中,污泥形态不同,AOA的丰度和群落结构相差较大;AOA可能发挥着氨氧化的作用.     

花溪区土地利用变化研究

土地是人类社会赖以生存和发展的最基本自然资源。土地利用格局的好坏深刻地影响并决定着一个地区的发展和经济状况。在地理信息系统(GIS)技术与遥感(RS)平台下,以花溪区1973年、1986年、1993年陆地卫星影像和2002年、2007年CBERS影像数据为基础,从土地利用类型、结构和布局阐述了研究区不同时期的土地利用现状,并在此基础上对其5个年份土地利用的变化过程和分布特征进行分析。结果表明:花溪区30多年来土地利用类型中水田、草地、林地面积呈减少的变化比较明显;建筑、旱地、灌木林等面积呈增加的变化较明显。研究成果对花溪区土地资源的合理利用有一定指导意义,为土地管理部门提供决策支持。     

Hydroxylated polybrominated diphenyl ethers (OH-PBDEs) in biosolids from municipal wastewater treatment plants in China

Hydroxylated polybrominated diphenyl ethers (OH-PBDEs) along with methoxylated polybrominated diphenyl ethers (MeO-PBDEs) have been frequently identified as natural compounds in marine environment and also assumed as metabolites of PBDEs. In the present study, nine OH-PBDE, nine MeO-PBDE and 10 PBDE congeners were studied in the sewage sludge collected from 36 municipal wastewater treatment plants (WWTPs) in 27 cities of China. The results suggest that OH-PBDEs and PBDEs are ubiquitous in sewage sludge in China, however, methoxylated PBDEs were not detectable. Composition profiles of detected OH-PBDE congeners were different depending on the sampling location. ΣOH-PBDEs in WWTPs sludge ranged from 0.04 to 2.24 ng g^?1 dry weight (mean: 0.35 ng g^?1 dry weight). The total amount of the two most prominent congeners (6-OH-BDE-47 + 2′-OH-BDE-68) accounted for about 53.3–100% of the sum of all six identified congeners. A significant linear relationship was found between 6-OH-BDE-47 and 2′-OH-BDE-68. A distinct geographical distribution of ΣOH-PBDEs was observed with greater concentrations of OH-PBDEs at coastal areas than inland regions in China.     

石墨烯复合材料在水处理中的应用研究

新型碳材料石墨烯,因其比表面积大,物理、化学特性优异,通常作为吸附剂或复合材料载体,用于难降解有机废水处理.载体石墨烯改性后,可优化复合材料性能,包括溶解性和可控性.基于复合材料制备,选取典型污染物废水,如染料废水、苯酚废水、农药废水,从吸附处理和催化降解两方面展开,简要介绍石墨烯复合材料的应用研究及作用效果,显示出复合材料可有效提高污染物降解效率,回用效果好.此外,石墨烯复合材料在回用及实际应用方面仍有待进一步研究.     

功能化材料Zr@AC对水中难降解农药阿特拉津的去除特征

我国农药阿特拉津的污染十分严重,对生态系统造成了非常不利的影响. 为了实现对水环境中阿特拉津的高效去除和吸附剂的重复利用,该研究通过溶液浸渍和高温煅烧技术将金属锆负载到活性炭上,制备出功能化材料Zr@AC,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)和比表面及孔径分析仪(BET)对材料的形貌和组成进行了表征,并考察了Zr@AC对水中阿特拉津的去除效果. 结果表明:①当浸渍液锆离子的质量分数为7.0%、浸渍时间为9.0 h、煅烧温度为500 ℃和煅烧时间为5.0 h时,制备的Zr@AC具有较大的比表面积、较多的中孔和微孔以及丰富的活性位点. ②对阿特拉津的去除研究表明,当溶液pH为4.0、温度为25 ℃、Zr@AC投加量为60.0 mg/L时,经过90 min的反应,Zr@AC对阿特拉津的吸附容量最大,达到93.8 mg/g. ③动力学模拟研究表明,该吸附过程遵循拟二级动力学模型,且Freundlich等温吸附模型的拟合结果要优于Langmuir等温吸附模型,说明Zr@AC对阿特拉津的吸附存在化学吸附和多分子层吸附的双重作用. ④经过5次重复试验后,Zr@AC对阿特拉津的去除率仍有83.9%. 研究显示,Zr@AC可作为水中去除阿特拉津的吸附剂,是一种很有前途、可重复多次使用的材料.      

Reef coral reproduction in the eastern Pacific: Costa Rica, Panamá and Galápagos Islands (Ecuador). IV. Agariciidae, recruitment and recovery of Pavona varians and Pavona sp.a

The reproductive ecology of two eastern Pacific zooxanthellate coral species was examined as part of a continuing series of studies relating bleaching/mortality events caused by the El Niño–Southern Oscillation disturbance, and is described for study sites in Costa Rica, Panamá, and the Galápagos Islands (Ecuador). This study deals with the sibling agariciid species Pavona varians and Pavona sp.a over a 13?yr period (1985 to 1997). Both Pavona species are broadcast-spawners with some gonochoric, but mostly sequential hermaphroditic colonies. Minimum colony sizes (and ages) at first reproduction were 5?cm (5?yr) and 3?cm (2 to 3?yr), respectively, in P. varians and Pavona sp.a. In the Panamá and Galápagos populations, gonochoric colonies spawn eggs or sperm at least monthly. Six fecundity attributes were not significantly different in the two species, but the eggs of P. varians are white to beige and positively buoyant, and those of Pavona sp.a are dark green and neutrally to negatively buoyant. Eggs of both species lack zooxanthellae. Both species are reproductively active year-round, with maximum activity in the dry season in the nonupwelling Gulf of Chiriquí, and in the wet season in the upwelling Gulf of Panamá. Spawning is predominantly during full moon, and possibly also at new moon at most study sites. Spawning in P. varians and Pavona sp.a is 12?h out of phase, with the former species spawning ～1?h before sunrise and the latter about 1?h after sunset. The fecundity of Pavona spp. at Caño and the Galápagos Islands was much greater (19?900 to 27?900 eggs cm^?2?yr^?1) than at all Panamá sites (14?800 to 19?800 eggs cm^?2?yr^?1). Intraspecific crosses in both species resulted in swimming planula larvae after 25 to 36?h. Recruitment of P. varians was highest in Panamá, moderate in Costa Rica, and nil in the Galápagos Islands, matching, respectively, the contributions of P. varians to the pre-1982/1983 El Niño coral-population abundances in these areas. Recruitment success of P. varians at Uva Island was significantly related to maximum monthly positive sea surface-temperature (SST) anomalies that occurred in the year preceding recruitment over the period 1982 to 1996; recruitment failed when SST anomalies exceeded 1.6 to 1.9?C° during the severe ENSO events of 1982/1983 and 1997/1998.     

基于BP神经网络的三峡库区土壤侵蚀强度模拟

降雨侵蚀力变化是一复杂过程,其变化存在一定的随机波动性,土壤侵蚀是三峡库区生态环境脆弱最主要的影响因素之一,查明库区土壤侵蚀强度的演化过程及未来趋势是库区生态文明建设过程中急需解决的关键科学问题。论文基于三峡库区1990年侵蚀降雨特征,利用BP神经网络对2010年75个站点降雨侵蚀力进行模拟、验证,预测2030年75个站点降雨侵蚀力。选取2030年预测结果中位于库区周围的27个站点,结合2030年库区自然增长、生态保护情景下土地利用模拟数据,使用RUSLE计算2030年土壤侵蚀强度。结果表明：1）2010年库区降雨侵蚀力模拟相对误差为15%,测试样本数据相对误差为14.67%,预测相对误差为19.65%,NE系数为0.85,说明BP神经网络对库区降雨侵蚀力具有良好模拟效果;2）2010年库区土壤侵蚀强度的Kappa指数为0.75,计算结果能满足模拟与预测需求;3）在土地利用不变情况下,2030年库区轻度、中度侵蚀面积均有所增加,微度及强烈以上侵蚀面积均呈减少趋势,且侵蚀强度转变中的58%来源于相邻侵蚀强度,跨侵蚀等级区的较少;4）在降雨侵蚀力不变情况下,自然增长、生态保护情景下未来土地利用变化所导致的土壤侵蚀均呈下降趋势,后者下降的趋势更为明显;5）在降雨侵蚀力及土地利用均变化的情况下,自然增长、生态保护情景下土壤侵蚀均呈下降趋势。     

生物炭施用量对紫色水稻土温室气体排放的影响

为探究生物炭施用量对紫色水稻土温室气体排放的影响,通过盆栽试验,采用静态暗箱/气相色谱法,研究了不施肥对照(CK)、常规施肥(NPK)、10 t·hm-2生物炭+NPK(LBC)、20 t·hm-2生物炭+NPK(MBC)、40 t·hm~(-2)生物炭+NPK(HBC)这5种处理下温室气体的排放规律.结果表明:(1)生物炭施用显著降低了土壤CH_4排放通量,其排放通量大小顺序为:NPKCKLBCMBCHBC,各处理CH_4排放通量均呈单峰型曲线,峰值主要集中在水稻的生长后期,整个观测期CH_4的排放通量在-0.05~47.34 mg·( m~2·h)~(-1)之间;各处理CO_2排放通量变化较复杂,介于32.95~1 350.88mg·( m~2·h)~(-1)之间,除LBC和MBC处理呈双峰型曲线外,其余处理均呈单峰型,不同生物炭施用量处理均延后了CO_2排放通量峰值出现的时间;N_2O的排放通量在-309.39~895.48μg·( m~2·h)~(-1)之间,除LBC处理呈双峰型曲线变化外,其余处理均呈单峰型曲线;(2)与空白对照处理相比,生物炭处理均可显著降低CH_4的累积排放量,而促进了CO_2和N_2O累积排放量,CH_4、CO_2和N_2O的平均累积排放量从大到小分别为CKLBCMBCHBC处理、LBCMBCHBCCK处理和HBCMBC≈LBCCK处理;与常规施肥处理相比,不同施用量生物炭添加均可显著降低CH_4和CO_2的排放,且生物炭添加量越多,对CH_4和CO_2排放的减缓作用越明显,但是对N_2O排放的抑制作用尚不明显;(3)在100 a时间尺度上各生物炭处理可显著降低温室气体的综合增温潜势,表明生物炭配施化肥是一种有效的减排措施.     

山仔水库沉积物蓝藻复苏试验研究

采用正交试验考察了温度、光照、营养盐和物理扰动4个因素对山仔水库冬季沉积物中蓝藻复苏的影响,每个因素设置两个水平,培养周期为6 d,并以蓝藻复苏量为考察指标.结果表明,温度和光照为蓝藻复苏的主要影响因子,上覆水体的营养盐、物理扰动对沉积物中蓝藻门复苏的影响作用不显著,不同的蓝藻种属对温度和光照条件的响应程度不完全一致,蓝藻门微囊藻属(Microcystis)对温度和光照的复苏响应显著,颤藻属(Oscillatoria)仅对温度的复苏响应显著.同时,通过设置6.0~16.0 ℃之间6个温度梯度及50和2000 lx两个光照梯度,进行了沉积物柱状样复苏模拟实验.结果显示,山仔水库冬季沉积物微囊藻属和颤藻属在10 ℃左右开始复苏,微囊藻属对光的敏感性使其更容易处于优势地位.     

沈阳市浑南新区二氧化硫总量控制研究

为了实现浑南新区的规划目标,必须对新区SO2 进行总量控制。本文利用A—P值法对浑南新区SO2 的总量控制进行研究,给出了整个新区SO2 的总量控制目标及规划中的各个高架点源污染源的总量控制目标,为新区总量控制的实施提供了决策依据。