欧洲膜技术的研究与应用

欧洲各国由于地理位置、人口的压力,对膜技术有较大需求和应用市场,在全球膜技术研究与应用领域处于领先地位。了解欧洲膜技术研究及应用状况、存在问题,预测未来发展趋势,对我国膜行业的发展有重要的借鉴作用。分析表明,2013年欧洲国家在SCI杂志发表有关膜技术的论文1 109篇,增长趋势明显;法、德在膜技术研究领域处于领先地位。市场调查表明,微滤膜与超滤膜在欧洲膜市场中占据主导地位,分别占其销售总额的46%和23%;当前欧洲的膜产业主要集中于MBR与海水淡化,MBR在欧洲工业废水中的应用较早,垃圾渗沥液与食品饮料行业占据较大份额。欧洲的地理条件,日益严格的用水标准及相关政策法规为膜技术的应用提供了良好的外部环境,市场的充分竞争也将催生更有优势的膜产品与技术,进而增大其在全球膜市场中的份额。借鉴欧洲膜产业的发展经验,我国需通过运用经济与技术的双重调节手段,健全膜行业标准与政策法规,培育龙头企业提升我国膜行业市场的国际竞争力。     

微囊藻群体的竞争优势及其形成机制的研究进展

群体的形成、增大和形态的持久维持是微囊藻获得种群优势进而形成水华并维持优势的前提之一。该文首先介绍了微囊藻群体在藻类种群竞争方面的优势,然后在介绍已有的浮游动物牧食诱导微囊藻群体形成的基础上着重综述了微囊藻毒素及重金属离子等环境因子促进微囊藻群体的早期形成、增大和形态的持久维持的最新研究进展。作者推测微囊藻群体的形成可能是在藻类快速生长的基础上,浮游动物的牧食压力、微囊藻毒素及重金属离子等环境因子共同作用下联合驱动的结果。因此,开展环境因子协同作用对微囊藻早期群体形成诱发效应的研究对揭示水华暴发机理具有非常重要的实际意义,同时可为水华的预警及控制提供科学的参考数据。     

新型碳源驯化SRB处理酸性矿山废水中重金属和SO_4~(2-)的应用研究

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水缺乏有效有机碳源问题,运用生活污水、鸡粪和锯末质量比为80:7:3的混合物发酵液作为新型有机碳源驯化硫酸盐还原菌(SRB),并研究以该新型有机碳源作为营养物质的SRB生长规律及处理酸性矿山废水中重金属和SO_4~(2-)的效果。结果表明:新型碳源驯化的SRB生长经历了迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期4个阶段:用新型碳源驯化的SRB处理4种共存重金属离子,Fe~(2+)、Zn~(2+)会被优先去除,两者去除率均95%;新型碳源驯化的SRB处理SO_4~(2-)浓度3 000mg/L酸性矿山废水效果最好,SO_4~(2-)去除率可达到100%。新型有机碳源可作为SRB的优良有机碳源,同时可实现以废治废的目的。     

盐度对拟目乌贼生长及生化成分的影响

为探究盐度对拟目乌贼(Sepia lycidas)幼体生长和体生化成分的影响,采用突变和渐变两种实验方法研究了不同盐度(18、21、24、27、30、33)对其存活率、特定生长率、增重率、饵料系数与体生化成分的影响。结果表明:不同盐度对其存活率、特定生长率、增重率、饵料系数、体水分含量和粗蛋白质含量有显著的影响(P0.05),其粗脂肪和灰分影响不显著(P0.05)。存活率、特定生长率、增重率和粗蛋白质含量随着盐度升高先增后减,饵料系数先减后增,水分含量随着盐度升高而增加的趋势。其生长适宜的盐度是21~33,最适盐度为27~30。     

利用餐厨垃圾湿热处理脱出液制备液态菌肥研究

以餐厨垃圾湿热处理脱出液为发酵培养基,选用圆褐固氮菌(Azotobacter chroococcum)作为实验菌种制作固氮液态菌肥。测定了圆褐固氮菌的主要生理特性,将其接种于餐厨湿热处理脱出液中进行培养,确定最佳发酵时间,并分别测定发酵的最佳初始p H值、接种量、培养温度、摇床转速、装液量、脱出液与水的混合比例。结果表明:圆褐固氮菌在餐厨湿热处理脱出液中最佳发酵时间为36 h,发酵最佳初始p H值、接种量、培养温度、摇床转速、装液量、脱出液与水的混合比例依次为7.5、1%、30℃、150 r/min、50 m L(250 m L锥形瓶)、1∶1。圆褐固氮菌在餐厨垃圾湿热处理脱出液中进行培养后,可达到液态菌肥的活菌数标准。     

土壤中四环素类抗生素降解及对小白菜根系生长发育的影响

采用土培试验,分析了小白菜(Brassica campestris L.)的发芽率、生物量和根长指标对3种抗生素胁迫的敏感性,比较了不同土壤中四环素类抗生素污染对小白菜根长生长的影响,并研究了四环素类抗生素在不同土壤中的降解特性.结果表明,小白菜对3种抗生素的敏感性为根长发芽率生物量.抗生素处理土壤30 d时,4种土壤中小白菜根长对3种抗生素胁迫的敏感性均为砖红壤红壤青紫泥黑土;同种抗生素在4种土壤中的降解率为黑土青紫泥红壤砖红壤,同种土壤中3种抗生素的降解率为土霉素金霉素四环素.相关性分析发现,土壤中四环素类抗生素的含量与土壤有机质、氮磷钾含量和阳离子交换量呈显著负相关.     

炉渣与生物炭施加对稻田温室气体排放及其相关微生物影响

为了减少稻田温室气体排放通量,本研究对稻田土壤进行炉渣和生物炭单一施加和混合施加处理,并测定了早、晚稻拔节期和乳熟期CO_2、CH_4和N_2O排放通量及相关微生物(细菌、真菌、硝化细菌、反硝化细菌)的数量.结果表明,稻田施加废弃物可以减少温室气体的排放通量.在早、晚稻的拔节期,施加生物炭显著降低了CO_2和N_2O的排放通量(p0.05),混合施加显著降低了CO_2和CH_4的排放通量(p0.05),施加炉渣条件下3种温室气体的排放通量与对照组相比没有差异.施加炉渣或生物炭都显著降低硝化细菌的数量(p0.05),混施处理显著降低细菌、硝化细菌、反硝化细菌数量(p0.05),但显著提高了稻田土壤真菌/细菌比值(p0.05).在早、晚稻的乳熟期,炉渣、生物炭、混施处理能显著降低CH_4排放通量(p0.05),而生物炭处理显著降低N_2O排放通量(p0.05).炉渣处理显著降低细菌、硝化细菌、反硝化细菌数量(p0.05),生物炭处理显著降低细菌、反硝化细菌数量(p0.05),混施处理显著降低细菌、硝化细菌数量,并显著提高真菌/细菌比值(p0.05).温室气体排放与微生物数量之间的相关性分析结果表明,CO_2、CH_4排放通量与细菌数量呈显著正相关,与真菌/细菌比值呈显著负相关;而N_2O排放通量则与硝化细菌、反硝化细菌数量呈显著正相关.     

石油烃类污染物对中肋骨条藻和微型原甲藻的毒性效应研究

选择中肋骨条藻（Skeletonema costatum）,微型原甲藻（Prorocentrum minimum）作为受试生物,测定了原油、燃料油分散液（WAF）以及添加溢油分散剂后的乳化液（DWAF）对两种微藻的毒性效应参数。结果表明:低浓度的原油WAF和DWAF以及燃料油DWAF均对中肋骨条藻的生长起促进作用,其中,当原油WAF浓度为0.3 mg/L时,促进作用最强;而原油DWAF浓度低于0.5 mg/L时,开始促进生长,当浓度低至0.1 mg/L时,种群增长速率最大。两种微藻在4种不同石油烃类污染物体系中的96 h-EC₅₀差异较大,96 h-EC₅₀值介于0.07~30.77 mg/L之间;其中燃料油DWAF毒性最强,对中肋骨条藻和微型原甲藻的96 h-EC₅₀分别为0.45 mg/L和0.07 mg/L;而微型原甲藻对原油WAF毒性效应敏感性最低,其96 h-EC₅₀高达30.77 mg/L。     

微生物对砷的氧化还原竞争

滤池被广泛运用于饮用水厂中,前期研究发现某水厂生物滤池处理含砷地下水时,一方面三价砷可被生物氧化锰氧化为五价砷,另一方面滤池系统中存在的微生物砷还原酶可促使五价砷还原为三价砷,而滤池表面存在的这种微生物竞争关系会影响滤池的稳定性及处理效率.为探讨其内在机制,本研究选取1株锰氧化模式菌(Pseudomonas sp.QJX-1)和1株砷还原模式菌(Brevibacterium sp.LSJ-9),考察在Mn2+、As(As3+、As5+)共存时,两菌株对空间、营养物质以及对砷氧化/还原的竞争关系.结果表明,不同的反应时间,Mn、As质量浓度/价态不同,三价及五价砷体系中,Pseudomonas sp.QJX-1生成的锰氧化物在砷的氧化还原反应中占主导地位,即能迅速氧化本身存在的As3+(三价砷体系)和砷还原菌产生的As3+(五价砷体系),最终两体系中砷都主要以As5+的形式存在.PCR及RT-PCR结果表明,反应过程中锰氧化菌功能基因(cum A)抑制了砷还原酶(ars C)的表达,锰氧化菌16S rRNA表达量始终比砷还原菌高两个数量级,即锰氧化菌在生长竞争过程中占优势.实验结果表明滤池的水力停留时间是决定出水中砷价态的一个重要因素.     

AHLs群体感应信号分子对硝化污泥附着生长及硝化效果的影响

污水生物脱氮系统中的硝化菌生长慢、易流失,人为添加N-酰基高丝氨酸内酯类(AHLs)群体感应信号分子,可能会强化硝化菌生物膜的形成,从而有助于富集硝化菌,提高硝化效率.本研究以采用低碳氮比(C∶N=8)人工配置废水驯化100 d后的硝化活性污泥为菌源,人为外加2μmol·L-1的AHLs信号分子(C8-HSL或OHHL),分析了两种信号分子对硝化污泥静态附着、氨氮动态降解及微生物生长速率的影响.研究结果表明,信号分子OHHL能快速强化微生物附着生长,且能在一定时间内持续发挥作用,有助于硝化生物膜的形成;而信号分子C8-HSL则能明显提高硝化污泥的氨氮降解速率;两种信号分子都能促进硝化污泥生长,提高微生物生长速率,增强硝化污泥活性,加速硝化污泥生物量累积.人为添加C8-HSL或OHHL信号分子,不仅能保证氨氮降解效率还能降低出水硝氮浓度,减轻氮污染.