生物炭对土壤中铁生物还原作用和重金属分布的影响

构建厌氧精瓶培养实验体系,探讨生物炭对土壤中铁的生物还原和其他重金属形态转化的影响。结果表明:生物炭会影响铁还原菌希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)对土壤中铁矿物的还原溶出,降低亚铁离子浓度。培养70d后,土壤-希瓦氏菌(SR)处理组亚铁离子摩尔浓度为(291.0±58.0)μmol/L,土壤-希瓦氏菌-生物炭(SRB)处理组亚铁离子摩尔浓度降为(94.7±32.4)μmol/L。同时,生物炭改变了铁生物还原作用对土壤中重金属迁移性的影响。SRB处理组土壤中可交换态锌、钴和镍含量低于土壤-生物炭(CB)处理组,而铁锰氧化物结合态含量增加;与SR处理组相比,SRB处理组可交换态和铁锰氧化物结合态锌、钴、镍含量均有所增加。因此,在稻田等厌氧环境下应用生物炭修复重金属污染土壤时,生物炭对铁矿物生物还原、重金属形态转化的影响需要引起关注。     

北京郊区河流潜在危险生物因子赋存特征

危险生物因子（DBAs）是我国生物安全法防范和应对的主要对象,明确北京郊区河流中DBAs赋存特征对保障北京用水安全具有重要的参考意义. 从微生物学的角度,DBAs指可能对人类、动物、植物和环境等生物体造成重大危害的微生物、毒素和其他生物活性物质. 针对北京郊区河流（牤牛河、潮河和白河）,基于宏基因组学研究方法,从DBAs分子生物学组成出发,解析了核酸（抗生素抗性基因,ARGs）、核酸&蛋白（病毒）和完整细胞结构（致病菌）等DBAs的赋存特征. 结果表明,北京郊区河流水样和底质中存在高丰度的多重耐药ARGs,平均占比为74.11% ±6.82%,但主要ARGs亚型为低风险型,传播性较低,牤牛河上游ARGs丰度最高,半城子水库对上游ARGs丰度起到一定控制作用;郊区河流中原核生物病毒多为蓝病毒科（Kyanoviridae）和尾病毒科（Peduoviridae）,平均占比为16.98% ±8.44%和16.19% ±10.79%,真核生物病毒为拟菌病毒科（Mimiviriae）和藻类DNA病毒科（Phycodnaviridae）,平均占比为10.37% ±12.68%和8.34% ±6.97%,均为对水体中藻类和致病菌的控制具有贡献的病毒科,经过半城子水库后,病毒组分发生剧烈变化,蓝病毒科、拟菌病毒科和藻类DNA病毒科的丰度显著增加. 潮河、白河和牤牛河水体中的病毒群落存在显著差异;致病菌主要包括脑膜炎奈瑟菌（Neisseria meningitidis）、猪布鲁氏菌（Brucella suis）、肠道沙门氏菌（Salmonella enterica）和伯克霍尔德氏菌（Burkholderia pseudomalle）等,平均占比分别为19.17% ±3.63%、12.76% ±2.88%、11.22% ±1.95%和8.26% ±1.84%. 不同支流和位点中的致病菌组成和丰度存在显著差异,这可能受到水质、污染源、环境因素和人类活动的影响. 研究结果可为北京市郊区河流水安全管理和生物风险控制提供数据支撑.     

混合接种PN与PN/A颗粒污泥快速启动连续流自养生物脱氮反应器

在连续流条件下,快速培养亚硝化-厌氧氨氧化（PN/A）颗粒污泥是实现污水高效生物脱氮处理的关键技术. 与PN/A污泥相比,亚硝化（PN）颗粒污泥具有生长周期短、易于批量化培养的优点,并可作为富集厌氧氨氧化菌（AMX）的载体. 在3个完全混合流反应器（R1~R3）中,分别按照质量比3∶1、1∶1和1∶3混合接种PN/A和PN颗粒污泥,并通过设置高氨氮负荷、短水力停留时间和强水力剪切条件,成功启动了连续流自养生物脱氮工艺. 结果表明,尽管R3的启动时长较R1和R2更长,但污泥接种比并未显著影响连续流反应器在稳定状态下的脱氮性能,总氮去除负荷均可达到2.6 kg·（m³·d）^-1以上. 接种的PN颗粒污泥通过提供好氧氨氧化菌种（AOB）,为AMX生长供给了充足的亚硝态氮基质,充分发挥了培养PN/A颗粒污泥的前驱体作用. 由高通量测序结果可知,R1~R3中成熟颗粒的微生物丰度和多样性指数均明显高于接种污泥. AOB（Nitrosomonas属）和AMX（Candidatus Kuenenia和Brocadia属）与Chloroflexi、Bacteroidetes和Chlorobi等异养菌门是驱动自养生物脱氮和维持颗粒结构稳定的关键菌群. 总之,PN与PN/A颗粒污泥的混合接种是快速启动连续流自养脱氮工艺的可行策略,对工程应用具有指导意义.     

自养-异养分步生物沥浸铅锌冶炼废渣中的有价/有毒金属

针对铅锌冶炼废渣组分复杂、含有多种金属类型、难以用单一沥浸体系溶释所有目标金属的特点,提出自养-异养分步生物沥浸的处理思想.结果表明:自养生物沥浸对锌、镉、铟、砷、铅的最高沥浸效率分别为90％、86％、71％、25％、12％,对银的沥浸效率为0;异养生物沥浸对于自养生物沥浸残渣可获得最高37％ 的银沥浸效率,而铅锌冶炼...     

油田化学剂毒性评价方法探讨

油田化学剂的使用贯穿油气勘探和开发的全过程,但目前其对环境产生的影响甚至毒性作用却不甚明晰。为了探究油田化学剂对环境产生的毒性影响,文章参考了大量国内外的生态毒性的评价方法标准,包括以土壤为载体的化学品毒性评价方法、以水为载体的化学品毒性评价方法和以高等动物为载体的化学品毒性评价方法。此外,根据油田化学剂本身的独特性质及对其进行毒性评价的限制因素,通过对比与借鉴,得出在众多毒性评价方法中微生物法是最具潜力的油田化学剂毒性评价方法,并提出几点针对油田化学剂的生态毒性评价的思考,为今后油田化学剂在环境中的毒性评价方法和体系的完善提供参考。     

土著致病菌及其胞外物在生物防治斑马贝中的作用

无脊椎动物斑马贝(Dreissena polymorpha) 的生物污损造成了巨大的经济损失,而应用从斑马贝体内分离出的土著菌株及其体外代谢产物对它进行生物防治是一种经济效益显著且对环境友好的方法.本文主要报导从斑马贝体内分离的土著菌株中筛选出致病菌并研究该细菌及其代谢产物对它的控制作用.在三十多种土著菌株中,中间气单胞菌( Aeromonas media),维罗纳气单胞菌(A. veronii),杀鲑气单胞菌杀鲑亚种(A. salmonicida subsp. salmonicida)和腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)是幼体斑马贝的致命致病菌.当接种量为每只斑马贝107 个细菌时,接种中间气单胞菌、杀鲑气单胞菌杀鲑亚种和腐败希瓦氏菌的5 d 死亡率为100%,而维罗纳气单胞菌为65%.通过扫描电镜(SEM)发现,垂死的斑马贝肌肉组织被破坏并含有大量的细菌.4种细菌代谢产物的不同组分表现出对斑马贝不同的致死效果,在所研究的3种不同Mr组分中(Mr<5×103,5×103～10×103及>10×103),>10 ×103组分具有最高致死率.这些结果为控制贝类无脊椎动物的生物污损提供了新方法. 图4 参24     

专家系统在废水生物处理操作和控制中的应用

本文介绍了国外近二十年来专家系统在废水生物处理工艺控制领域的应用及开发的典型系统,分析了废水生物处理工艺难于控制的原因、各类系统的结构和特点及目前废水处理专家系统的不足,探讨了废水生物处理专家系统今后应深入研究的问题及方向     

短程硝化—厌氧氨氧化组合工艺在脱氮领域的研究进展

基于全程硝化反硝化的传统生物脱氮工艺在硝化过程中需要大量氧气供应,反硝化过程需要有机物作为碳源,存在能耗与药耗过大的问题.为了降低废水脱氮的成本,短程硝化(PN)—厌氧氨氧化(ANAMMOX)组合工艺(PNA工艺)得到了高速发展.综述了PNA工艺的影响因素,重点介绍了4种基于PN与ANAMMOX原理开发的衍生PNA工艺...     

DO在厌氧序批式生物膜反应器中对厌氧氨氧化反应启动的影响

考察了DO在厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR)中对厌氧氨氧化反应启动过程的影响.结果表明,当进水采用高纯氮气进行除DO处理后进入ASBBR时,ASBBR很快以厌氧氨氧化反应为主,运行13 d后,NO-3-N生成量、NO-2-N去除量、NH+4-N去除量比开始围绕0.25∶1.30∶1.00上下小幅波动,运行100 d后的总氮容积去除负荷为1.560 kg/(m3·d);当进水不除DO处理进入ASBBR时,从运行的第57天开始,ASBBR内才表现出明显的厌氧氨氧化反应特性,运行到第73天时,NO-3-N生成量、NO-2-N去除量、NH+4-N去除量比开始围绕0.21∶1.20∶1.00上下小幅波动,运行的93～100 d,总氮容积去除负荷稳定在较高水平,最高可达1.090 kg/(m3·d);进水不除DO处理时,会使厌氧氨氧化反应启动迟缓;无纺布作为生物载体,具有较强的抗水力负荷和基质(NH+4-N、NO-2-N)负荷能力.     

C/N比和曝气量影响MBR同步硝化反硝化的研究

通过连续运行MBR研究了C/N比和曝气量对同步硝化反硝化的影响,结果表明,在环境温度13～23℃,MLSS为6.0～6.8 g/L,进水NH⁺₄-N浓度50 mg/L,曝气量0.5 m³/h,HRT为6 h实验条件下,总氮去除率随着进水C/N比的增加而增加,在C/N比为6∶1～8∶1时,TN去除率达到79%～89%,低的C/N比抑制反硝化,过高的C/N比增加了碳源补加的成本。改变反应曝气量,当C/N比为6∶1,曝气量为0.4 m³/h时,TN的去除率达到了最大值85%。曝气量过高或过低,TN去除率均下降。并对在不同曝气量下MBR 内的DO 值分布进行了初步研究。