广西会仙湿地不同植物根际细菌群落结构及多样性研究

为了研究会仙喀斯特湿地不同植物根际细菌的群落结构和多样性以及环境因子对细菌群落的影响,以秋、冬两季植物根际土壤中提取的总DNA为模板,运用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术,对细菌16S rDNA基因V4+V5进行测序和分析。结果表明,共获得细菌有65门、160纲、219目、391科、677属和246种,不同植物根际土壤中占主导的细菌类群相同,主要包含变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等10个主要门类细菌,其中变形菌门为第一优势菌(平均含量42.4%);优势菌纲有γ-、β-、δ-变形菌纲(Gammaproteobacteria、 Betaproteobacteria、 Deltaproteobacteria)、厌氧绳菌纲(Anaerolineae)、unidentified_Actinobacteria纲、全噬菌纲(Holophagae),以β-变形菌纲为主(平均含量为13.5%);优势菌属以地杆属(Geobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、厌氧粘菌属(Anaeromyxobacter)为主,以芽孢杆菌属占比最高(占3.8%)。芦苇(Phragmites australis)多样性和丰富度最高,华克拉莎(Cladium chinense)和苦草(Vallisneria natans)次之,美人蕉(Canna indica)最低;冬季土壤细菌多样性高于秋季;美人蕉两季根际细菌群落差异最大,华克拉莎最小。环境因子对细菌群落结构有较大影响,其中土壤TOC、TN影响最显著。从植物根际微生物多样性和丰富度来看,在会仙湿地中增植芦苇和华克拉莎,对维持湿地系统中微生物多样性和湿地的保护有重要意义。     

铅-砷交互作用影响小白菜生长及铅砷积累的效应研究

中国农田土壤铅(Pb)、砷(As)复合污染严重,二者的交互作用可影响彼此的移动性与生物有效性。探索Pb、As复合污染条件下,Pb-As交互作用影响Pb、As移动性及生物有效性的机理对土壤重金属复合污染防治和保护人体健康具有重要意义。以小白菜(Brassica campestris L.)为供试作物,设置不同质量分数Pb(0、125、250 mg·kg~(-1))、As(0、30、60mg·kg~(-1))两两组合处理(共计9个处理),通过盆栽试验研究Pb-As交互作用对小白菜生长及小白菜中Pb、As生物有效性的影响。研究发现,低浓度Pb、As复合污染对小白菜生长无显著影响(P0.05),而在As60(As质量分数60mg·kg~(-1),以下类推)、As60Pb125(As、Pb质量分数分别为60 mg·kg~(-1),125 mg·kg~(-1),以下类推)和As60Pb250高浓度处理下,与对照相比小白菜地上部干质量分别下降了7.9%、6.0%和15%。处理As30Pb125和As60Pb125与Pb125相比,孔隙水中Pb浓度分别上升了2.8倍和3.7倍。类似地,处理As30Pb125和As30Pb250与As30相比,孔隙水中As浓度均上升了1.2倍。小白菜对Pb的富集能力强于As,Pb-As交互作用可促进小白菜对As的积累,处理As30Pb125与As30相比,小白菜地下部对As的累积量增加了42.3%。不同处理下As在孔隙水中均主要以H_2AsO_4~-形态存在,而Pb在孔隙水中的主要存在形态及丰度具有差异性,这可能是导致小白菜As的积累量与孔隙水中As含量呈显著正相关(P0.05),而小白菜Pb的积累量与孔隙水中Pb含量无显著相关性(P0.05)的原因。综上,高质量分数Pb、As复合污染可抑制小白菜生长,Pb-As交互作用对孔隙水中Pb/As的移动性具有协同影响而对小白菜中Pb/As积累的影响具有差异性。     

不同处理工艺页岩气钻井岩屑的污染特性

为探究不同处理工艺对页岩气钻井岩屑的处理效果,对重庆市某区域典型页岩气钻井岩屑处理后产生的水基残渣和油基残渣进行采样,系统分析钻井岩屑经不同处理工艺处理前后其特征污染物（重金属、PAHs及石油烃）的残留水平及变化规律.结果表明:热解析与回转窑焚烧结合工艺对油基钻井岩屑中重金属的去除效果较优,热解析与回转窑焚烧结合工艺、单一热解析工艺、热解析与电解结合工艺均可有效去除油基钻井岩屑中的2~4环PAHs以及石油烃中的轻质组分,3种工艺对钻井岩屑中PAHs的去除率分别为72.5%、95.3%、93.0%,对石油烃的去除率分别为90.0%、93.9%、93.2%.采用固液分离+压滤脱水的方式处理水基钻井岩屑,会导致重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As）和2~4环PAHs在水基残渣中的累积.处理后水基残渣和油基残渣中重金属、PAHs和石油烃含量均未超过GB 5085.6-2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准限值,重金属和PAHs含量均满足GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》要求.研究显示,经热解析为主体的工艺处理后,钻井岩屑中的特征污染物可得到有效去除,具有较好的资源化利用潜力.      

城市污水处理厂反硝化聚磷菌的聚磷持久性

以桂林市第四污水处理厂氧化沟活性污泥为对象,研究在具有厌氧-缺氧-好氧环境的污水处理构筑物中富集存在的反硝化聚磷菌聚磷能力的持久性问题。结果表明,在此环境中富集的反硝化聚磷菌在经过3个周期的厌氧-缺氧条件下运行,最大释磷率由0.90 mg P/（g VSS.h）下降为0.07 mg P/（g VSS.h）,反硝化聚磷率由0.17 mg P/（g VSS.h）下降为0.04 mg P/（g VSS.h）。比较而言,在厌氧-缺氧-好氧环境下最大释磷率及聚磷率降幅较小,释磷率由0.59 mg P/（gVSS.h）下降为0.37 mg P/（g VSS.h）,反硝化聚磷率由0.17 mg P/（g VSS.h）下降为0.10 mg P/（g VSS.h）,厌氧-缺氧-好氧运行条件比单纯的厌氧-缺氧运行条件更有利于维持反硝化聚磷菌的聚磷性能。     

改进序批式和半连续式生物沥滤处理城市污泥

为了研究不同生物沥滤运行方式对城市污泥重金属去除的影响,对改进序批式和半连续式生物沥滤进行实验。改进序批式采用每天投加等量污泥的运行方式,运行至反应结束;半连续式采用边出泥、边进泥运行方式,即首次投加污泥至全部容积后,运行过程中每3 d出泥、进泥一次,直至沥滤完成。结果表明:采用改进序批式反应器,选择每次投加体积比为25%~35%的污泥量对重金属去除效果较好,经过8 d沥滤对Zn、Pb、Ni、Cu、Cr、Cd的去除率分别为:投加比约为25%时,80.69%、76.55%、70.58%、76.09%、77.62%、68.72%;投加比约为33%时,80.9%、77.32%、75.90%、75.43%、74.73%、71.22%;采用半连续式反应器,选择每次排泥、进泥体积比约为30%时效果较好,经过三个周期的连续运行对Zn、Pb、Ni、Cu、Cr、Cd的去除率分别为:83.77%、83.33%、81.96%、72.85%、75.36%、67.81%。     

基于人工湿地系统中的微生物研究

人工湿地中微生物的活动是污水中污染物降解的主要因素。本文介绍了人工湿地系统中微生物的研究进展,从微生物在人工湿地中的多样性、分布规律、酶及其活性、湿地净化作用与微生物的相关性、以及研究方法等方面进行了论述。为优化微生物群落结构和强化人工湿地功能提供理论指导。     

底物和曝气方式对城市污泥生物沥滤的影响

采用容积为5 L的生物沥滤反应器,探讨了底物硫酸亚铁盐和单质硫粉的不同投配比、空气与CO2的曝气比对生物沥滤去除城市污泥中重金属过程的影响。结果表明,仅投加10 g/L S粉为底物时,污泥出现最低pH值为1.87;随着Fe2+在Fe2+和S粉混合物作为底物中占的比例逐渐增大时,最终pH值逐渐增加;采用6种不同曝空气强度进行生物沥滤实验,曝气强度控制为1 L/min时污泥酸化效果和重金属滤出效果最佳;在此基础上补充曝CO2,随着空气和CO2曝气比的增大,污泥酸化速率变化不大;在底物单质硫粉添加量为10 g/L、空气和CO2曝气量分别为1.0和0.03 L/min时,整个生物沥滤体系运行效果最佳,重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的去除率分别达到99.46%、92.02%、79.70%、92.12%、81.70%、86.58%和87.81%,同时有机质和氮磷钾的含量满足农用污泥的要求,处理后的污泥具有较高的农用价值。     

竹炭对氨氮的吸附性能及其影响因素的研究

通过静态实验研究了竹炭对氨氮的吸附性能和影响因素。实验结果表明,竹炭对氨氮的吸附过程遵循准二级动力学模型;竹炭对氨氮的等温吸附可用Langmuir和Freundlich等温模型拟合,相关系数R2达到极显著相关(P<0.01);在pH为4.93～9.03范围内,吸附量随着pH的上升而增加;温度升高有利于竹炭对氨氮的吸附。