百乐克(BIOLAK)活性污泥宏基因组的生物多样性及功能分析

百乐克(BIOLAK)是一种在全球范围内得到成功推广的多级活性污泥工艺,然而,迄今对于百乐克工艺的核心元件——活性污泥的生物群落及其功能尚鲜见报道.以连云港市大浦工业区废水处理厂为例,借助于新一代高通量测序技术,获得百乐克活性污泥中大规模的宏基因组数据(428 588条高质量DNA序列).鉴定出47个门类、872个属及1 351个物种.细菌域(289 933条序列)中包含33个门,其中变形菌门Proteobacteria是生物量最丰富的门(62.54%),其次是拟杆菌门Bacteroidetes(11.29%)、硝化螺旋菌门Nitrospirae(5.65%)和浮霉菌门Planctomycetes(4.79%),显示这些生物类群在百乐克废水处理系统中发挥着关键作用.在748个细菌属中,硝化螺菌属Nitrospira(5.60%)最为丰富,为活性污泥氮循环过程中的关键菌群.其次为芽单胞菌属Gemmatimonas(2.45%),是生物除磷过程的重要菌属.在古菌域(1 019条序列)中鉴定出3个门及39个属.在真核域(1 055序列),鉴定出10个门及60个属,其中,纤毛虫门Ciliophora是最大的门(257条序列).同时,检测到448条病毒序列,主要为噬菌体.在百乐克活性污泥中,参与氮、芳香化合物和磷代谢的功能基因比例分别为2.50%、2.28%和1.56%,均高于美国和澳大利亚两个废水处理厂活性污泥中功能基因的比例.在氮代谢的4个过程中,反硝化相关基因所占比重最高,达到80.81%,其次是氨化(12.78%)、硝化(4.38%)和固氮(2.04%).总之,在百乐克活性污泥中蕴藏着惊人的生物多样性,同时,参与氮、芳香化合物和磷代谢的功能基因非常丰富.     

太湖流域上游平原河网污染物综合衰减系数的测定

改善太湖水质需要削减上游河流进入太湖的污染物总量.为了探求太湖流域上游平原河网的自净能力,开展原位实验测定了枯水期高锰酸盐指数、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的综合衰减系数,根据河道的水力特征对综合衰减系数进行了修正,并利用一维稳态水质模型对修正前后综合衰减系数的可靠性进行了验证.结果表明,高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP的综合衰减系数分别为:0.0296~0.4106、0.0224~0.3564、0.0137~0.3046和0.0555~0.5725 d~(-1).可靠性验证表明高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP综合衰减系数修正前的平均相对误差分别为8.39%、14.40%、11.43%和19.22%,修正后的平均相对误差分别为10.65%、14.34%、11.37%和19.24%.修正前后高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP的平均相对误差均小于20%且变化不显著,表明综合衰减系数的测定结果能够为太湖流域上游平原河网的污染物总量控制管理提供科学参数;也表明枯水期的水力条件对综合衰减系数的影响较小.     

循环流化床锅炉燃煤技术热电厂生命周期评价

运用生命周期评价方法,应用Gabi5.0软件对采用循环流化床锅炉燃煤技术的热电企业进行资源耗竭和环境影响分析,计算各生产单元生命周期清单的全球变暖潜值、酸化效应潜值、富营养化潜值、非生物资源耗竭潜值、人体毒性潜值以及光化学烟雾和臭氧生成潜值等主要环境影响类型,对燃煤发电过程进行生命周期评价。结果表明,全球变暖和非生物资源耗竭为发电运行过程中主要的环境影响因素,分别占53%和15.05%;锅炉燃烧阶段的环境影响最重,占整个生命周期影响值的77.12%,并且除生物耗竭潜值外的其他5项指标均为发电运行阶段各个单元中最高。采用SNCR脱硝技术减少燃烧过程中NOx的排放量,并对该技术方案进行生命周期评价,比较方案实施前后的环境影响。     

Plasticity in metamorphic traits of <Emphasis Type="Italic">Rana kukunoris</Emphasis> tadpoles: The interactive effects of food level and rearing temperature

Larval amphibians are particularly likely to encounter variation in rearing temperature and resource availability due to variation in aquatic breeding habitats. In this study, plasticity in growth rates, larval mass, larval period, and size at metamorphosis were examined in Rana kukunoris Nikolskii, 1918 under different combinations of temperature and food level. Larval period and larval body mass was sensitive to food level, and varied with temperature. Tadpoles metamorphosed at an older age at low temperature than those reared at warm temperature. Food level was a significant affect on larval period at low temperature, but not at warm temperature. Mass was heavier for tadpoles reared at low temperatures than those reared at warm temperatures. The effect of food level depended on temperature, because larvae reared at low temperature that were offered a high food level achieved a larger size than larvae offered a low food level, but this did not occur at warm temperature. Therefore, we suggest that high food availability at low temperature prolonged developmental periods, thus larvae are larger as metamorphs than those reared at warm temperatures.     

固定化啤酒废酵母对Cr(VI)的吸附

用2%海藻酸钠与1%明胶混合作为包埋剂固定啤酒废酵母,研究固定化啤酒废酵母对Cr(Ⅳ)的吸附特性.结果表明,固定化啤酒废酵母吸附Cr(Ⅵ)受吸附时间、起始pH、固定化菌体浓度、cr(Ⅵ)起始浓度及共存离子等因素的影响.确定固定化啤酒废酵母对Cr(Ⅵ)最佳吸附条件为:pH 2,Cr(Ⅵ)起始浓度100 mg/L,固定化菌体浓度2 g/L,吸附90 min.此条件下Cr(Ⅵ)的吸附率可达96.8%.Pd2+等并存离子可抑制固定化啤酒废酵母对Cr(Ⅵ)的吸附.用1 mol/L盐酸洗脱固定化啤酒废酵母所吸附的Cr(Ⅵ)3 h,解吸率为93.6%.     

畜牧业“碳排放”到“碳足迹”核算方法的研究进展

全球变暖趋势日益加剧,不仅影响农业可持续发展,而且威胁到人类生存。畜牧业碳排放因其在农业碳排放中乃至全球碳排放中占比较大而日益备受关注。准确核算畜牧业碳排放是制定切实可行的碳减排政策的前提,也为我国在气候变化下承担共同但有差别的减排责任提供话语权。本文基于研究范式的演进,对畜牧业碳排放到碳足迹核算方法的研究发展进行了系统梳理,研究表明,在学者的不断研究与质疑下,畜牧业碳排放到碳足迹的核算方法经历了从OECD核算法、IPCC系数法到生命周期法与投入-产出法的演变与完善,学术界认为区域异质性、养殖规模与管理方式均影响碳足迹;散养比规模化养殖产生更多的碳排放,舍饲比户外放牧排放更多的碳。畜牧业碳足迹核算能够更加全面地反映畜牧业全生命周期的碳排放情况,但由于研究假设、研究方法及研究样本等差异导致不同区域、不同畜产品的碳排放核算结果存在不确定性。运用生命周期法和投入-产出法对欧盟成员国畜牧业碳排放的核算结果基本一致,但运用IPCC系数法和全生命周期法对中国畜牧业碳排放核算中,牛、猪和羊的碳排放量排序结果不尽一致。鉴于核算结果的差异性,本研究对不同核算方法的起源、最早采用时间、特点、局限性等方面进行了归纳总结,并建议后续研究探讨基于生命周期评价的畜牧业碳足迹研究边界的延伸性,标准化畜牧业碳排放或碳足迹核算,避免学者重复核算畜牧业碳排放,以便深入展开畜牧业碳排放其他方面的研究。     

不同Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度交互作用对杜氏盐藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了不同Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度交互作用对杜氏盐藻(Dunaliella salina)生长及叶绿素荧光特性的影响.结果表明,Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度对杜氏盐藻的光合作用及生长均具有显著影响(P＜0.05)；Cd2+胁迫24 h后,杜氏盐藻的荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR、细胞密度和叶绿素相对含量均与Cd2+浓度表现为显著的负相关；在低硝酸盐摩尔浓度(55μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数Fv/Fm、Fv/F.、Yield、rETR、细胞密度和叶绿素相对含量均明显下降；在高硝酸盐摩尔浓度(7 040 μmol/L)下,杜氏盐藻的上述荧光参数下降幅度小；在正常硝酸盐摩尔浓度(880 μmol/L)下,杜氏盐藻荧光参数Fv/Fo、NPQ和叶绿素相对含量均最高,对Cd2+的耐受性更强；在低磷酸盐摩尔浓度(2.27 μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数(除NPQ外)、细胞密度和叶绿素相对含量均显著低于对照组和高磷处理组,表现为磷限制现象；在离磷酸盐摩尔浓度(290.40 μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数(除NPQ外)、细胞密度和叶绿素相对含量均明显高于低磷处理组和对照组,杜氏盐藻受Cd2+胁迫程度最小.     

基于适应性管理的水污染控制体系构建——以太湖流域为例

从规划内容与目标、规划方法及方案实施和评估3方面对太湖近20年水污染物控制历程进行综合分析,认为太湖水污染物控制正处面源污染、生活污染及新型污染问题凸显且更难处理,更为广泛的利益相关者和科研队伍积极参与的转型期.这种变化将导致污染治理面临更难应付的动态性和复杂性,使得当前以环境容量为总量为指导通过自上而下分配排污量和削减量的控制方案面临极大挑战.结合太湖水污染现状,通过与现行治理方法在管理假设、适合对象、协调管理手段、管理目标、规划方法、公众参与程度以及规划的优劣势等方面的比较发现,适应性管理可以积极有效应对由于环境趋势和管理协调对象变化所带来的系统不确定性和复杂性,将是一个积极有效的补充方法.同时,本文基于适应性管理提出了太湖水环境污染物排放控制体系的构建框架,突出适应性管理平台、科学研究及公众与基层单位参与在污染物控制中的重要作用.     

用于磷吸附的载铁(β-FeOOH)沸石制备及特性简

以天然沸石为载体，采用FeCl₃水解法制备用于磷吸附的载铁沸石（β-FeOOH-Z），优化β-FeOOH-Z的制备条件，包括FeCl₃溶液浓度、负载pH值、负载时间、负载温度和烘干温度，并利用X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对β-FeOOH-Z及其磷吸附特性进行分析。结果表明，β-FeOOH-Z的优化制备条件为：FeCl₃溶液浓度1 mol/L、负载pH值6、负载时间24 h、负载温度25℃和烘干温度60℃。优化制备条件下，100~120目沸石的载铁量为100.2 mg/g，铁的负载率为18%，其磷吸附量为7.68 mg/g，比天然沸石提高79.6%。XRD分析结果表明，β-FeOOH-Z中的杂质元素较天然沸石减少，并有效负载β-FeOOH；制备条件对β-FeOOH-Z的成分有较大影响，FeCl₃溶液浓度较低、负载温度和烘干温度过高均使β-FeOOH-Z中含有α-Fe₂O₃，并导致其磷吸附效率降低。FTIR分析结果表明，β-FeOOH-Z的表面羟基在其吸附磷过程中起重要作用，羟基与磷酸根离子的配位交换是β-FeOOH-Z吸附磷的主要作用机制。