低基质颗粒污泥反应器中亚硝化的实现过程及其污泥变化特征

在CSTR反应器中接种硝化颗粒污泥处理低氨氮浓度废水,研究其亚硝化的实现过程,并基于对颗粒污泥理化性质、功能菌群的空间分布规律及活性的分析,系统阐述了影响亚硝化稳定的关键因素.结果表明,通过协同调控进水氨氮负荷（NLR）和溶解氧（DO）水平等参数,亚硝化成功实现并可维持稳定,亚硝积累率达80%以上.所得亚硝化颗粒污泥为棕黄色,呈现出光滑、饱满的椭球形或球形,颗粒表面微生物以球菌为主;颗粒平均粒径1.3 mm,平均沉降速率为71.3 m·h^-1.批次试验显示,颗粒污泥（粒径>0.8 mm）中存在明显的成层分布结构,氨氧化细菌（AOB）主要占据颗粒表层空间,而亚硝酸盐氧化细菌（NOB）主要分布在颗粒内部;絮体或小粒径污泥（粒径<0.8 mm）与颗粒污泥（粒径>0.8 mm）呈现出不同的微生物空间分布特征.在颗粒污泥反应器中,良好的硝化菌群分层结构、较高的出水氨氮浓度（15~33 mg·L^-1）或较低的DO/NH₄⁺-N （0.08~0.15）是亚硝化实现过程中的关键影响因素.     

ABR-MBR耦合工艺启动及优化反硝化除磷性能

探究ABR-MBR耦合工艺在无污泥回流及在ABR各隔室接种高浓度(25g·L~(-1),以MLSS计)活性污泥条件下启动反硝化除磷性能的可行性以及反硝化除磷隔室内微生物群落特征.结果表明,通过逐步提升硝化液回流比(R)由0%至200%成功启动反硝化除磷性能.稳定运行过程中,系统对COD、 PO~(3-)_4-P和TN的平均去除率分别为88.28%、 54.45%和61.93%.在ABR进水容积负荷(以COD计,下同)为0.8 kg·(m~3·d)~(-1)、R为150%、 ABR和MBR的水力停留时间(HRT)分别为9h和3.3 h时,VFA平均产量为80.58mg·L~(-1)、回流硝化液的ρ(NO~-_2-N)/ρ(NO~-_3-N)平均为1.68,PO~(3-)_4-P和TN的平均去除率分别为64.94%和62.95%,实现短程硝化和反硝化除磷耦合.批次实验证明反硝化除磷菌(DPAOs)为ABR中主要除磷功能菌,厌氧释磷量和缺氧吸磷量分别为3.73mg·L~(-1)和10.22mg·L~(-1).高通量测序分析结果表明,除磷隔室内微生物的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),分别占23.49%～53.66%和16.55%～21.78%,与反硝化除磷有关的功能微生物主要是变形菌门下的索氏菌属(Thauera)、发硫菌属(Thiothrix)、假单胞菌属(Pseudomonas)、norank_f_Rhodocyclaceae和unclassified_f_Rhodocyclaceae,拟杆菌门中的鞘脂杆菌目(Sphingobacteriales).     

中国养殖中华绒螯蟹中重金属铬的残留现状及膳食风险评估

为了解中国养殖池塘中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)中重金属铬的残留情况以及膳食风险程度,以江苏地区的7个湖泊(高邮邵伯湖、固城湖、洪泽湖、太湖、阳澄湖、长荡湖、滆湖),以及黄河、辽河2条河流作为主要的采样点,采集86份养殖池塘中成熟的螃蟹样本,采用电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)对所有螃蟹样品可食部分进行重金属铬的含量测定,运用单因子污染指数法及靶标危害系数(THQ)对其进行膳食风险评估。结果表明,86个中华绒螯蟹样本中铬的检出率是75.580%,铬的平均质量分数为0.125mg·kg~(-1)(湿重,下同),其变化范围为ND(未检出)-1.048mg·kg~(-1),高邮邵伯湖、固城湖、洪泽湖、太湖、阳澄湖、长荡湖、黄河、辽河中螃蟹重金属铬的残留量分别为0.104、0.076、0.102、0.137、0.124、0.193、0.027、0.119 mg·kg~(-1),且没有显著性差别。其中太湖有5.26%样品处于轻度污染,阳澄湖有7.69%样品处于轻度污染,长荡湖有20%样品处于轻度污染,其余湖泊及河流所采集的中华绒螯蟹样本中重金属铬浓度处于未污染水平。不同地区采集样本的靶标危害系数(Target hazard Quotients,THQ)均小于0.25,均未超过1,表明中华绒螯蟹中重金属铬对人体健康造成的影响不明显,对于一般人群食用中华绒螯蟹造成的重金属铬不良影响的可能性不大,健康风险低。该研究可为中国水产品质量安全评估提供基础数据支撑。     

限NH4+和限NO2-厌氧氨氧化系统的运行特性及微生物种群特征

在控制进水TN浓度<50 mg·L^-1、水力停留时间为2.0 h和水温为20℃条件下,采用连续流完全混合式反应器对比研究了限NH₄⁺和限NO₂^-厌氧氨氧化系统的脱氮效能及微生物种群特征.结果表明,尽管两厌氧氨氧化反应器维持了类似的TN去除负荷［0.45~0.5 kg·（m³·d）^-1］和TN去除率（70%左右）,但限NH₄⁺厌氧氨氧化反应器中ΔNO₃^-/ΔNH₄⁺呈现更快的上升趋势.批式试验及高通量测序结果表明,限NH₄⁺厌氧氨氧化反应器比限NO₂^-反应器具有更为显著的功能及微生物种群空间异质性.Candidatus_Brocadia是两反应器中的优势厌氧氨氧化菌属,限NH₄⁺条件下Candidatus_Brocadia在大粒径颗粒污泥中的富集水平（53.9%）显著高于絮体污泥（19.1%）;而在限NO₂^-条件下颗粒污泥与絮体污泥中Candidatus_Brocadia的相对丰度差别不大,分别为28.1%和21.3%.两反应器中均有Nitrospira存在且主要生存于絮体污泥中,对O₂的需求应是驱动Nitrospira于絮体污泥中生长的关键因素;此外,限NH₄⁺（即NO₂^-富余）环境可以促进Nitrospira的生长繁殖.综上,提出了基于选择性排泥的限NH₄⁺厌氧氨氧化系统优化运行策略.     

中国养殖中华绒螯蟹中镉的残留现状及膳食风险评估

为了解中国养殖中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)中镉的污染现状及膳食风险,于2017年中华绒螯蟹养殖收获期(9-10月),在中国中华绒螯主要养殖区(辽宁、山东和江苏,产量占比为60%)采集了86份(每份30只,公母各半,合计2 580个个体)样本,利用ICP-MS测定其全部可食部分中镉的含量,并通过单因子污染指数分析和膳食风险评估评价其安全性。结果显示:所有样本中均检出镉,其质量分数范围为0.029-5.105 mg?kg~(-1)(湿重,下同),均值为0.154 mg?kg~(-1);81份样品处于未污染和轻微污染水平,4份样品处于中度污染水平,1份样品为重度污染并超出国家限量标准。从养殖地区来看,中华绒螯蟹可食部分镉的残留量表现为江苏山东辽宁,但无显著性差异;而在江苏地区中,太湖和阳澄湖中华绒螯蟹镉残留差异显著。膳食风险评估结果显示,86份样品的风险值均小于1。综合表明,中国养殖中华绒鳌蟹中虽存在一定的镉残留,但其膳食风险相对较低。该研究结果可为中国水产品质量安全评估提供基础数据支撑。     

哈尼梯田稻鱼共作系统中除草剂的污染特征

稻鱼共作是中国稻田综合种养的重要推广模式,不仅能显著提高稻田经济效益,同时能有效保护梯田这一重要农业文化遗产。为了解稻鱼共作系统中除草剂的使用和污染特征,该研究选取云南哈尼梯田稻鱼共作系统,检测7种常见的除草剂(草甘膦、灭草松、利谷隆、莠去津、乙草胺、丁草胺和除草醚)在水和沉积物中的残留值。结果显示:水中检出草甘膦、灭草松、莠去津、乙草胺和除草醚5种除草剂,其检出率分别为100.00%、9.09%、72.73%、100.00%、100.00%和36.36%,其最大残留值为153.82、1.60×10~(-3)、1.52×10~(-2)、22.31、19.34和2.04×10~(-2)μg/L。沉积物中检出莠去津、乙草胺和除草醚3种除草剂,其检出率分别为100.00%、80.00%和100.00%,最大残留值依次为10.91、50.01和4.52μg/kg。结果表明,草甘膦、莠去津和乙草胺为主要残留的除草剂。除草剂污染特征为梯田水流汇合处水源。生态风险评估结果显示,梯田内除草剂的综合生态风险为高风险,水流汇合处为中等风险,水源除草剂残留无明显生态风险;表明梯田内施用和残留的除草剂对周边水域环境存在潜在的风险,莠去津和乙草胺是该产地的生态风险贡献最大的除草剂。     

南水北调工程通水对受水区水资源集约利用效率的影响——基于河南省市级层面的实证北大核心CSCDCSSCI

南水北调工程通水改变了受水区水资源利用现状与配置格局,但对受水区水资源集约利用效率的促进作用还有待证实。该研究基于“开源”和“节流”两个视角,分析南水北调工程通水对受水区水资源集约利用效率的影响机制。在此基础上采用一般面板数据回归模型及中介效应模型,选取2015—2019年南水北调中线工程受水区河南段市级面板数据,实证分析南水北调中线工程通水对受水区水资源集约利用效率产生的影响,以技术进步和产业结构为中介变量,检验南水北调工程通水影响受水区水资源集约利用效率的作用机制。研究结果表明:①调水工程通水对受水区河南段水资源集约利用效率具有显著正效应,即水资源集约利用效率会随着调水工程供水强度和供水成本的增加而提升。②技术进步在调水工程通水促进受水区河南段水资源集约利用效率提升的过程中具有显著中介效应;产业结构在调水工程通水促进受水区河南段水资源集约利用效率提升的过程中具有完全中介效应。③技术进步、产业结构对受水区河南段水资源集约利用效率的正向影响会随着调水工程通水规模的扩大而略有下降;模型中政府作用对河南段水资源集约利用效率产生的正向调节效应在加入技术进步与产业结构两个中介变量后变得显著。最后,基于水资源供给管理和需求管理层面,从保障调水工程供水量、完善供水水价定价机制、推动受水区技术进步与创新能力提高、实现产业结构升级等方面提出对策建议,以期充分发挥调水工程通水在受水区水资源集约利用效率提升中的积极作用。     

垃圾焚烧厂区二(口恶)英污染及厂区工人呼吸暴露评估

通过对我国使用不同类型焚烧炉的两个城市垃圾焚烧厂进行环境空气采样及分析,初步评估两厂区活动场所内二（口恶）英污染水平、污染特征,以及对污染物进行来源解析,初步评估职业人群在不同劳动强度下的二（口恶）英暴露风险.结果表明：①两生活垃圾焚烧厂厂区环境空气的二（口恶）英毒性当量浓度（以I-TEQ计）范围为0.034~2.152 pg·m^-3,大部分点位的I-TEQ值都超过了环境空气质量标准,其中厂房焚烧炉后区域的毒性当量浓度较高.②焚烧厂环境空气中二（口恶）英类化合物主要以OCDD和1,2,3,4,6,7,8-HpCDD为主,其中焚烧炉类型为炉排炉的A厂工作场所内的环境空气受该厂焚烧烟气及飞灰一定的影响,而焚烧炉类型为循环流化床的B厂工作场所处空气受排放烟气的影响不大.③焚烧厂内二（口恶）英个体呼吸暴露水平为0.01~1.10 pg·（kg·d）^-1,部分个体的呼吸暴露值超过了评价限值,焚烧炉后为高暴露区域.     

不同HRT下污水中有机物在ABR中的转化过程及污泥形态特征

采用效果检测、粒径分布与电镜扫描等方法,研究厌氧折流板反应器（ABR）在不同水力停留时间（HRT）下污水中有机物（COD）的转化过程及污泥形态变化特征.结果表明,HRT从15 h到4 h的各运行阶段,COD去除率稳定在90.0%以上.沿程分析表明,当HRT为10、7.5、5和4 h时,ABR第一隔室分别承担约90%、78.56%、74.18%及58.91%的去碳比重,且承担COD去除的主要功能隔室由第一隔室过渡到第一、二隔室.随着HRT缩短,ABR第一隔室中挥发性脂肪酸（VFAs）总量显著上升.组成分析知,乙酸在总VFAs的比重由51.36%逐渐升高至58.77%,丁酸、丙酸含量相对较少,变化较小.随着运行时间推移,ABR中污泥形态发生显著变化,到111 d时,基本实现颗粒化;同时,沿水流方向颗粒化程度呈递减趋势.扫描电镜（SEM）观察显示,ABR一定程度上存在生物相分离现象,各隔室分别以丝状菌、甲烷多球菌、单球菌和杆菌为主.