湿地根际土壤碳矿化及相关酶活性分异特征

研究了中国三江平原小叶章湿地根际土壤基础呼吸速率及相关酶活性，以了解碳矿化及其相关酶活性空间分异特征。结果表明，β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、纤维素酶均为碳循环的良好指示酶，它们均存在着显著的空间分异。从表层土向下，由根表土向外，碳矿化速率及其相关的各种酶活性均呈下降趋势。当从田间取出土壤样品时，土壤样品在取出后的最初阶段碳矿化速率较高，2．5h以后达到一个较为平稳的水平，然后呈平缓降低的趋势。β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、纤维素酶是碳循环的真正催化剂，而土壤有机碳则是此反应的低物。     

基于ASM2的快速易生物降解COD组分表征方法构建

基于活性污泥2号模型（ASM2）对快速易生物降解组分（SS）进一步划分为可发酵的易生物降解有机物（SF）和发酵产物（SA）,本研究提出了一套科学的表征方法。该方法涉及SS与XS（慢速可生物降解组分）的好氧呼吸测量同时表征、SA组分的离子色谱测定以及物料衡算。应用这套方法对重庆市某2个城市污水厂隔栅井出水水样平行进行了4组实验,各种组分测量值序列的CV值在2.09%～6.18%之间。     

Salinity influence on soil microbial respiration rate of wetland in the Yangtze River estuary through changing microbial community

Estuarine wetland, where freshwater mixes with salt water, comprises different regions（rivers and marine ecosystems） with significantly varying tidal salinities. Two sampling areas, ZXS and JS, were selected to investigate the effect of tidal salinity on soil respiration（SR）. ZXS and JS were located in Zhongxia Shoal and Jiangyanan Shoal of Jiuduansha Wetland respectively, with similar elevation and plant species, but significantly different in salinity. The results showed that with almost identical plant biomass, the SR and soil microbial respiration（SMR） of the tidal wetland with lower salinity（JS） were significantly higher than those of the tidal wetland with higher salinity（ZXS）（p 〈 0.05）. However, unlike SMR and SR, the difference in the soil microbial biomass（SMB） was not significant（p 〉 0.05）with the SMB of ZXS a little higher than that of JS. The higher SMR and SR of JS may be closely connected to the soil microbial community structures and amount of dominant bacteria. Abundant β- and γ-Proteobacteria and Actinobacteria in JS soil, which have strong heterotrophic metabolic capabilities, could be the main reason for higher SMR and SR,whereas a high number of ε-Proteobacteria in ZXS, some of which have carbon fixation ability, could be responsible for relatively lower carbon output. Path analysis indicated that soil salinity had the maximum negative total influencing coefficient with SMR among the various soil physical and chemical factors, suggesting that higher soil salinity, restricting highly heterotrophic bacteria, is the principle reason for lower SMR and SR in the ZXS.     

内源呼吸过程溶解性代谢产物的光谱特性分析

微生物内源呼吸期对污水处理过程具有重要意义.为了更清晰地了解微生物内源呼吸过程,采用三维荧光光谱、紫外光谱结合呼吸图谱对微生物内源呼吸过程进行解析.结果表明,三维荧光光谱和紫外光谱在内源呼吸各个阶段有明显的不同:1内源呼吸快速下降期(第1 d):腐殖酸峰的激发波长(Ex)和发射波长(Em)分别出现5 nm、6 nm的蓝移,荧光指数f450/500和HIX(humification index)分别减小了9.3%、0.2%,UV253/203和UV254分别增加了37.5%、200%,预示着混合液中可生物降解有机物的存在;2内源呼吸慢速下降期(第2 d):f450/500增加了0.5%,HIX减小0.2%,UV253/203减小了20%,UV254增加了16.7%,预示着细胞可能出现了水解或自溶;3内源呼吸稳定期(第3~5 d):腐殖酸峰基本保持不变预示了微生物适应了饥饿环境.本研究从代谢产物的角度解析了内源呼吸过程,为污水处理过程控制提供了新的思路.     

芦苇化感物质EMA对铜绿微囊藻生理特性的影响

研究了芦苇产生的化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(EMA)对铜绿微囊藻呼吸作用、光合作用和抗氧化酶体系的影响.结果表明,在实验条件下,EMA能提高铜绿微囊藻的呼吸速率,使培养瓶中的CO₂浓度升高;降低铜绿微囊藻的光合作用速率,促进了铜绿微囊藻叶绿素a的降解,使其含量降低;较低浓度的EMA提高了铜绿微囊藻的过氧化物酶、超氧化物歧化酶和脱氢酶的活性,而更高浓度的EMA则显著降低了这些酶活性(α=0.05).高浓度EMA抑制铜绿微囊藻的抗氧化酶体系并促进藻类叶绿素的降解可能是其抑藻机理之一.     

活性污泥物理结构对呼吸过程的影响

物理性能和生物活性是活性污泥法中两个重要的关注方面,为解决运行控制中这两方面的矛盾,对不同活性污泥系统中的污泥物理结构和呼吸过程进行分析.利用7个不同活性污泥系统中的污泥,对其粒径、分形维数、压缩沉降性能、吸附性能和呼吸图谱等方面进行研究分析.结果表明,物理性能指标和呼吸速率之间存在较好的相关关系,其中污泥粒径(d)与内源比呼吸速率(SOUR_e)和最大比呼吸速率(SOUR_t)呈指数负相关(R~20.9);分形维数(D_f)与SOUR_e和SOUR_t呈线性负相关(R~20.8);压缩指数(SCI)和污泥指数(SVI)与SOUR~2_e呈对数正相关(R0.9);平衡吸附量(Q_(max))与准内源比呼吸速率(SOUR_q)和SOUR_e呈线性负相关(R~20.9).从而得出活性污泥正常运行条件下的最佳物理性能和活性范围:SVI为50～120 mL·g~(-1),SOUR_e为6.27～7.55 mg·(g·h)~(-1),d为205.80～228.12μm,D_f为1.56～1.60,R_(n/t)为0.02～0.03,Q_(max)为508～636 mg·g~(-1).     

施氮水平对黄土旱塬区麦田土壤呼吸变化的影响

为评价土壤呼吸对施氮的响应,于2008年3月~2009年3月,监测了黄土旱塬区长期不同施氮水平条件下小麦连作系统中土壤呼吸日变化、季节变化以及不同生育期土壤可溶性碳(dissolved organic C,DOC)、微生物量碳(soil microbial biomassC,MBC)、土壤有机碳(soil organic C,SOC)和土壤全氮(soil total N,STN)的含量变化.研究涉及5个施氮水平(以N计)0(N0)、45(N45)、90(N90)、135(N135)和180(N180)kg/hm2.结果表明,施氮量为0~90 kg/hm2时,土壤呼吸速率随施氮量的增加而显著升高;90~135 kg/hm2时,土壤呼吸速率随施氮量的增加略有增加;135~180 kg/hm2时,随着施氮量的增加土壤呼吸呈降低趋势.在一年监测期间,N0、N45、N90、N135、N180波动范围(以CO2计)分别为0.27~2.01、0.36~2.26、0.58~2.56、0.65~2.94和0.58~2.6μmol/(m2.s).在季节变化尺度上,土壤呼吸具有显著的活跃期(3~10月)和微弱期(11月~次年2月).施氮显著影响DOC、MBC含量变化.土壤呼吸速率与DOC、MBC呈显著正相关,而与土壤碳氮比(C/N)呈显著负相关关系.     

UV-B增强与秸秆施用对土壤-大豆系统呼吸速率和N2O排放的影响

采用人工模拟UV-B增强方式,通过大田试验,研究了UV-B增强与秸秆施用对土壤-大豆系统呼吸速率和N2O排放通量的影响.结果表明:在三叶-分枝期、开花-结荚期、鼓粒成熟期和全生长期,UV-B增强,系统平均呼吸速率分别降低了59.88%,65.47%,67.35%和64.44%,N2O平均排放通量分别降低了37.94%,24.61%,48.42%和34.16%;秸秆施用促进了系统呼吸速率,4个时期平均呼吸速率分别增加了59.88%,61.50%,99.16%和64.44%;降低了全生长期的N2O平均排放通量,但没有达到显著差异水平(P=0.236).UV-B增强和秸秆施用复合处理显著增大土壤-大豆系统的呼吸速率,降低全生长期的N2O平均排放通量,但没有达到显著差异水平(P=0.229).     

用快速生物活性测定仪测定活性污泥生物活性的研究

基于快速生物活性测定仪,对污水处理厂好氧生物处理单元的重要运行指标--污泥活性的长期变化、酸碱性、温度、毒性等外部环境条件对污泥活性的影响进行了测定与研究.结果表明,长期运行的活性参数变化幅度在20%以内;pH值偏离正常值时,生物活性有不同程度的下降,但对酸性环境的耐受能力远大于对碱性环境的耐受能力;温度升高,污泥的活性增强,温度超过42.5℃后,污泥活性遭到强烈抑制,但内源呼吸速率受温度的影响不明显;毒性物质对生物活性有很强的抑制作用,而且抑制可能是有选择性的.最后还测量了一个实际污水处理厂的污泥活性,标准偏差在20%以内.这表明,污泥活性测定结果较稳定,所测量的活性参数能够表征污泥的活性状态.     

CuO NPs短期暴露对SBR水处理效果的影响

研究了不同浓度氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)对序批式活性污泥工艺(SBR)中化学需氧量、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮去除率的影响。实验结果表明,当环境中浓度为1 mg/L和10 mg/L的CuO NPs短期暴露时(1 d),其对活性污泥生存能力和周期内有机物去除、脱氮除磷都没有造成急性影响。经过20 d的短期运行,对SBR系统出水COD、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮也没有造成明显的影响。活性污泥呼吸抑制实验结果显示,CuO NPs对活性污泥的呼吸抑制作用与浓度呈正相关性,浓度越高呼吸抑制现象越明显,低浓度CuO NPs对活性污泥活性并没有明显的抑制作用。