应用概率物种敏感度分布法研究太湖重金属水生生物水质基准

目前广泛使用的水质基准推导方法—物种敏感度分布法存在曲线拟合模型不确定、曲线拟合效果不佳、种内差异欠考虑、基准值不准确等诸多问题,概率物种敏感度分布法可有效解决上述问题。应用概率物种敏感度分布法构建了太湖水体中5种重金属Ag、Pb、Cd、Hg和Zn的概率物种敏感度分布曲线,在此基础上得到了保护水生生物的急性水质基准分别为1.079μg·L~(-1)、637.973μg·L~(-1)、19.465μg·L~(-1)、8.729μg·L~(-1)和105.506μg·L~(-1),慢性水质基准分别为0.108μg·L~(-1)、63.797μg·L~(-1)、1.947μg·L~(-1)、2.340μg·L~(-1)和52.753μg·L~(-1);不同类群间生物对重金属的敏感度存在差异,不同重金属对同一类群生物的毒性也存在差异;通过与国内外已有的重金属水质基准值比较,发现水质基准具有明显的区域性,目前基于国外水质基准或我国整体水域特点来制定的太湖水质标准,往往造成对太湖水生生物欠保护或过保护的状况。     

内电解人工湿地冬季低温尾水强化脱氮机制

针对湿地冬季运行效率低、污染物去除能力差,本研究通过对比无植物湿地、普通湿地和内电解湿地冬季低水温下(3~12℃)对污水厂尾水的脱氮效能,深入分析其微生物群落结构组成,揭示内电解湿地的强化脱氮机制.结果表明,内电解湿地可以更好地利用尾水中碳源,脱氮效果优势明显,出水TN浓度维持在(9±0.29)mg·L~(-1),TN平均去除率达42.27%,比无植物湿地和普通湿地分别高出17.91%、17.33%.冬季低温条件下,内电解湿地微生物活性仍很高,荧光显色法测得微生物活性达到0.224 mg·g~(-1),分别是无植物湿地和普通湿地的2.6、3.4倍,反硝化强度分别是无植物湿地和普通湿地的2.8、3.3倍.高通量测序表明,内电解湿地基质微生物群落多样性优于无植物湿地和普通湿地.检测出的脱氮微生物主要有脱氯单胞菌、根瘤菌、生丝微菌、红杆菌,还有自养反硝化细菌产硫酸杆菌.内电解湿地在脱氮微生物总量上有明显优势,脱氮微生物占微生物总量的7.13%,分别是无植物湿地、普通物湿地的3.8、8.7倍,因而脱氮效率更高.     

基于底泥再悬浮试验的太湖水质模拟

为探索浅水湖泊水动力扰动作用对底泥再悬浮影响的规律,在室内矩形水槽内模拟了各种水动力条件下太湖底泥的起动规律,得到了太湖底泥在3种不同起动标准下的起动流速,通过考察上覆水中悬浮物浓度的变化,建立了底泥沉积物再悬浮通量与水体流速的定量化关系。结果表明:太湖底泥在个别动、少量动、普遍动3种标准下的起动流速分别为15、30和40 cm/s,且底泥沉积物再悬浮通量与流速呈现线性正相关关系,再悬浮通量随流速增大而增大,且相关性较好。将该试验结果应用于太湖的水量水质数学模型中,并和太湖实测资料进行了对比,取得了比较满意的效果。该模拟装置能够在室内可控条件下较好地反映太湖沉积物再悬浮特征,对太湖的富营养化治理具有重要意义。     

棉秆基活性炭的制备及其对2,4-二硝基苯酚的吸附

以棉秆为原料，以KOH为活化剂，制备了高比表面棉秆基生物质活性炭。分析了制得的活性炭的元素组成、表面官能团、吸附能力等物化性能，探讨了浸渍比，活化温度，活化时间等工艺参数对制备活性炭得率、表面官能团、碘值、亚甲基蓝值等性能的影响，并通过静态吸附实验比较了不同条件下制备活性炭对2，4-二硝基苯酚的吸附性能，探讨了典型炭样品对2，4-二硝基苯酚的等温吸附特性。结果表明，KOH活化棉秆基生物质活性炭的表面物化性质随浸渍比、活化温度等工艺参数变化而变化，活化适宜条件为浸渍比1：3、活化温度800℃、活化时间90 min，在此条件下制得的炭样的碘值为1 251 mg/g，亚甲基蓝吸附值为478 mg/g，分别是国家一级品标准的1.25倍与3.54倍；对2，4-二硝基苯酚的Langmuir最大吸附量为747 mg/g，与Freundlich模型相比，Langmuir模型能较好地描述2，4-二硝基苯酚在炭样上的吸附行为，表明制备活性炭样品表面吸附位的能量分布较为均一。     

温度及外加碳源对生物脱氮除磷过程的影响

针对污水处理厂普遍面临的进水碳源不足及冬季低温时出水氮磷不能稳定达标的问题,研究了温度(21、15和10℃)和外加碳源(乙酸)对活性污泥缺氧条件下反硝化及释磷过程的影响。结果表明,在缺氧条件下投加乙酸,释磷与反硝化反应可同时进行,且乙酸投量的增加仅延长快速碳源反硝化阶段及缺氧释磷阶段的反应时间;温度降低为15℃和10℃时,快速碳源反硝化阶段反硝化速率及缺氧释磷速率较21℃分别降低了约29.2%、42.2%和26.1%、32.3%。当硝态氮目标去除量与磷酸盐目标释放量之比超过5时,乙酸的最优投量以满足反硝化要求为准,计算得出21、15和10℃时常州某城镇污水处理厂乙酸最优投加量计算值约为30、39和46 mg/L。     

恶臭假单胞菌降解苯酚的动力学研究

研究了恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida LY1）利用苯酚作为唯一碳源和能源时的生长动力学特性。通过对该菌株在不同温度、pH和初始苯酚浓度下的生长和降解情况的研究,可知该菌株在温度为25℃左右、pH为中性和偏碱性的条件下具有更高的降解活性。细菌的生长动力学过程符合基质抑制型的Haldane方程,可利用该...     

大坝下游定点区域溶解氧饱和度预测

大坝通过坝身泄流时，巨大的洪水卷吸空气中的大量气体直泻到下游河床，造成下游河道特别是近坝区域气体含量过饱和，给下游水生生物带来不利影响，其中鱼类气泡病就是水体气体过饱和造成的典型病症。为探明大坝泄流对坝下河道溶解氧饱和度的影响，以三峡 葛洲坝区域坝下近坝区定点区域的溶解氧实测资料为基础，建立溶解氧饱和度的BP网络预测模型，对大坝不同运行工况进行下游溶解氧饱和度的预测仿真计算，并将仿真预测值与实测及数值模拟结果进行比较分析。结果得出BP网络模型能很好地逼近坝下近坝区指定区域的溶解氧饱和度，可根据大坝运行工况对下游水体溶解氧饱和度进行快速预测，为有效控制坝下水体溶解氧饱和度提供借鉴     

冻融破解预处理剩余污泥及强化微生物电解池处理效能

针对微生物电解池（MEC）处理剩余污泥时水解速率慢、有机质降解率低的问题,采用冻融破解预处理剩余污泥,探讨了冻融对污泥泥质的影响及对后续MEC处理效能的强化作用。结果表明:冻融处理可以有效促进污泥絮体解散、细胞破裂及有机物溶出,在-18℃冷冻72 h,26℃融解3 h后,污泥SCOD增加了2.58倍。以冻融污泥为底物的MEC装置,在0.7 V外加电压条件下,污泥SS和TCOD去除率分别超过40%和60%。与未经处理的原泥相比,冻融处理提高了MEC装置的库伦效率和阴极H₂回收率,分别提高了5.8%和6.7%。微生物群落分析表明,冻融预处理促进了微生物电解过程中产电菌群（如变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes））的生长和富集,改善了剩余污泥的资源利用和能源回收效益。     

不同流域水陆过渡带氮磷有效态的特征对比及环境意义

为了解不同流域水陆过渡带氮磷的分布特征及其环境意义,对闽江上游、太湖西部和洪泽湖西部这3个研究区土壤及沉积物氮磷的总量和有效态特征进行了研究,分析了自然环境与人类活动方式对区域环境差异的影响.结果表明,太湖西部研究区土壤氮磷总量均高于其他两个流域,洪泽湖西部研究区沉积物氮磷含量均高于土壤.研究区有效态氮磷的分布趋势整体与总氮总磷分布趋势一致,太湖西部与洪泽湖西部的有效态氮磷占比高于闽江上游流域,沉积物有效态氮磷占比高于土壤.土壤及沉积物理化性质如pH值、有机质及铁铝氧化物对氮磷元素及其有效态的影响较大,但不同流域的影响程度存在差异.不同流域的自然环境及人类活动方式明显影响了滨岸带氮磷的分布,人类活动方式对氮磷形态的影响更为显著.     

罗红霉素对大型溞生殖生长及抗氧化系统的影响

罗红霉素（ROX）在水环境中广泛赋存,并产生一定的生态毒理效应.为了进一步认知ROX对水生生物的负面影响,以大型溞为模式生物研究了ROX在生殖、生长及抗氧化系统方面的急慢性毒理效应.结果发现ROX对大型溞的急性毒性等级为Ⅲ级（48h-LC₅₀为60.26 mg·L^-1,96h-LC₅₀为39.81 mg·L^-1）.0.5 μg·L^-1和50 μg·L^-1的ROX均显著增加了大型溞的产卵胎次,提高了大型溞的产卵总量和每胎产卵量.暴露初期ROX改变了大型溞的性成熟时间,大型溞通过调节产卵胎数和单胎产卵数量,弥补ROX造成的环境胁迫,50 μg·L^-1 ROX显著提升了大型溞的内禀增长率.ROX暴露组中大型溞均出现了体长变短、心率失调和游泳活性抑制现象.50 μg·L^-1 ROX对POD（过氧化物酶）、CAT（过氧化氢酶）和GSH-Px（谷胱甘肽）的抑制率接近50%,对MDA（丙二醛）的诱导甚至超过100%,造成机体内活性氧蓄积,损伤细胞膜.大型溞通过上调per06表达,增强体内免疫应答,但gst和gst-theta表达受到抑制下调,解毒作用减弱,ROX抑制了大型溞jhe、ecra、ecrb、rxr、vg1、vg2和vit-2基因表达,致使保幼激素和甲状腺激素分泌紊乱和卵黄蛋白合成受阻,影响其生长发育和种群稳定.本结果为水环境中ROX对水生生物的生殖和生长及在蛋白水平和基因水平的响应提供了借鉴.