厌氧氨氧化工艺的抑制现象

厌氧氨氧化(Anammox)工艺因其高效低耗优势,在废水生物脱氮领域中具有广阔的应用前景.然而,基质、有机物、盐度、重金属、磷酸盐及硫化物等物质对Anammox工艺产生的抑制作用制约了工艺的推广应用.基质主要通过游离氨和游离亚硝酸对Anammox产生抑制,而温度和pH是基质抑制的重要调控参数.非致毒性有机物对Anammox的作用因其种类跟浓度而异.在较低的浓度条件下对Anammox的抑制作用不显著,而高于抑制阈值将严重抑制Anammox.其抑制机制尚无定论.部分研究证明致毒性有机物(醇、醛、酚及抗生素等)对Anammox具有抑制作用,但研究有待拓展深化.超过抑制阈值的盐度会抑制Anammox活性,但合适的盐度(3~15 g L-1NaCl)却能够促进Anammox生物颗粒的形成.重金属对Anammox的抑制报道较少.因试验条件及菌种等的差异使得磷酸盐及硫化物对Anammox的抑制在不同试验中存在很大差异.Anammox抑制是可控的,通过pH和温度调节、基质浓度及负荷控制、污泥驯化以及添加辅助剂等方法可解除或缓解抑制.建议今后在特种废水的Anammox脱氮、复合抑制以及Anammox抑制的分子生态学机理等方面开展深入研究.     

基于活性污泥微生物冻后再生对废水基质降解效能的研究

采用高径比为12.5的序批式反应器(SBR)对冷冻的成熟好氧颗粒污泥（AGS）解冻驯化,研究母体颗粒冻后富集培养及其在番茄废水基质降解中的循环利用。结果表明：冻后恢复活性的污泥第60天全部颗粒化,平均粒径不小于0.45 mm;高通量测序结果显示,相较母体颗粒,该污泥中与颗粒化相关的变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)优势菌群富集,微生物丰度呈显著差异（P<0.05）;复合菌株对COD、NH3-N和PO3-4-P去除率分别为98.9%、82.1%和82.2%,可实现番茄废水的有效降解。     

复垦铅锌矿尾砂库的植被恢复和基质演变

为探讨铅锌矿尾砂库经植物原位修复的生态恢复效果,以广西阳朔铅锌矿尾砂库综合治理示范工程为研究对象,连续3年(2018—2020)对实地观测植被恢复情况、新增植物生长情况及复垦铅锌矿库区尾砂重金属含量、土壤酶活性及理化性质的观测与测定。结果表明:尾砂库经人工种植的芒(Miscanthus sinensis)和三裂叶葛藤(Pueraria phaseoloides)2种耐性植物对尾砂中重金属存在植物稳定作用;库区植被新增物种逐年升高,且以豆科和菊科植物为主;尾砂的过氧化氢酶、脲酶与磷酸酶活性先增后减,蔗糖酶活性显著性增加;尾砂的肥力和保肥能力均有所提高,其中尾砂的总氮含量从1.14 g/kg增加到2.19 g/kg,有机碳含量从9.50 g/kg增加到21.01 g/kg。由此表明,在相似自然条件的矿山废弃地生态修复中,可考虑从葛属和蒿属的植物中筛选目标植物;植被恢复会加快尾砂库库区植物群落的次生演替;铅锌矿尾砂库经人工植被恢复能加快尾砂基质的演变,使生态系统实现自行恢复并达到良性循环。     

菇渣用作无纺布容器育苗成型机配套基质的研究

为探讨菇渣在无纺布容器育苗成型技术中作为配套容器基质应用的可行性,研究了育苗成型机制备的菇渣(发酵后)和草炭容器基质的基本理化性质、盐分淋洗特征及其对火炬树和侧柏出苗及生长的影响。结果表明:菇渣基质的容重、通气状况与草炭基质之间无显著差异,pH值虽显著高于草炭基质,但适宜多数植物生长;相对于草炭基质,菇渣基质的持水能力不足,保肥性能较差;菇渣基质的适宜水分范围(36.1%~143.5%)明显小于草炭基质(41.9%~193.8%),有效水绝对含量较低;菇渣基质的电导率(3.71 mS.cm-1)虽高于安全育苗的临界值(≤2.6 mS.cm-1),但随着浇水次数的增加可逐渐降到安全值以下;菇渣基质的全氮、全磷和全钾含量显著高于草炭基质。在充足的水分和养分条件下,菇渣和草炭容器基质对侧柏和火炬树出苗及成活的影响基本一致,但菇渣基质对火炬树的育苗效果优于草炭基质。可见,只要保证充足水分,菇渣基质在无纺布容器育苗成型技术中可以替代草炭基质用于火炬树和侧柏的育苗。     

Substrate-induced changes in microbial community-level physiological profiles and their application to discriminate soil microbial communities

The addition of simple substrates could affect the microbial respiration in soils. This substrate-induced respiration is widely used to estimate the soil microbial biomass, but little attention has been paid to its influence on the changes of community-level physiological profiles. In this study, the process of microbial communities responding to the added substrate using sole-carbon-source utilization （BIOLOG） was investigated. BIOLOG is biased toward fast-growing bacteria; this advantage was taken to detect the prompt response of the active microbial communities to the added substrate. Four soil samples from agricultural fields adjacent to heavy metal mines were amended with L-arginine, citric acid, or D-glucose. Substrate amendments could, generally, not only increase the metabolic activity of the microbial communities, but also change the metabolic diverse patterns compared with no-substrate control. By tracking the process, it was found that the variance between substrate-induced treatment and control fluctuated greatly during the incubation course, and the influences of these three substrates were different. In addition, the application of these induced changes to discriminate soil microbial communities was tested. The distance among all samples was greatly increased, which further showed the functional variance among microbial communities in soils. This can be very useful in the discrimination of microbial communities even with high similarity.     

砂土基MICP土工材料剪切强度试验及可靠性分析

选用巴氏芽孢杆菌,以不同粒径砂土为岩土基质,应用微生物诱导矿化技术生成MICP土工材料试样,自然养护7 d后,应用直剪仪进行了抗剪强度测试试验。结果表明,MICP细砂土内摩擦角范围最大,MICP粗粒砂土内摩擦角范围最小,这与微生物诱导生成的矿化物填充空隙的过程中形成胶结作用有重要的关系,粗粒砂土空隙大,MICP材料强度的增长主要依靠诱导生成的碳酸钙咬合力;中粗砂粒土表面粗糙度的提高有效增强了矿化土工材料的强度;细砂土主要是填充空隙,材料更加密实,导致抗剪强度最大。再运用多项式混沌扩展(PCE)方法建立代理模型,求得其前四阶统计矩,对内摩擦角输出响应的不确定性进行了量化。     

构建湿地中试系统基质剖面微生物活性的研究

对稳定运行的复合垂直流构建湿地中试系统基质进行分层采样,测定微生物数量,生物量氮,酶活性,硝化作用,反硝化作用以及呼吸作用等各项指标.结果表明,上行流和下行流池0～10cm的基质层中好氧微生物数量高出30～55cm的层面1～2个数量级;反硝化细菌除下行流池0～10cm的层面外其他基质层数量都达到10⁷个/g干土以上.0～20cm的基质层中脲酶活性明显高于30～55cm的层面;而0～10cm的层面中脱氢酶活性明显高出10～55cm的层面2～5倍.硝化反硝化作用广泛存在于基质中,硝化作用表现出一定的空间规律,0～10cm的基质硝化作用强度要比40～55cm层面的高出20%;反硝化作用的空间差别很小,其作用率最低也达到85.5%.     

共基质对优势菌降解多环芳烃的作用研究

以萘为唯一碳源驯化长期被焦化废水污染的污泥,7周后,平板划线分离出两株黄杆菌FCN1,FCN2及一株短杆菌BCN1;并利用静态反应曝气及生物摇床试验对其降解菲、芘的效能进行了试验,同时研究了共基质及无机离子对它们降解菲、芘效果的影响.结果发现,BCN1对菲、芘的降解效果最好,淘米水对分离出的三株菌降解菲或芘均有明显的共代谢促进作用.苯酚、尿素、葡萄糖对两株黄杆菌降解菲有抑制作用.加入Fe3+使淘米水在两株黄杆菌降解菲的反应体系中的共代谢促进作用减小,但却增加了短杆菌反应体系中淘米水的促进作用.