改性丝瓜络填料对富营养化水体的高效脱氮特性

生物膜技术是污水处理的研究热点之一,但存在挂膜时间长、反硝化碳源供给不足等问题.为解决这一问题,以不同浓度NaOH溶液（对照组、2%、5%和10%）对丝瓜络进行改性处理,再将其作为挂膜填料构建BDBR（biofilm denitrification batch reactor,生物膜原位脱氮系统）,研究BDBR的脱氮效能.结果表明:①当系统运行至第4天时,对照组、2%组、5%组和10%组反应器的COD_Cr去除率趋于稳定,分别为78.9%、76.8%、80.8%和73.9%;当系统运行14 d时,对照组、2%组、5%组和10%组反应器的TN去除率趋于稳定,分别为67.2%、90.8%、91.9%和83.2%;而当系统运行至第10天时,2%组、5%组和10%组反应器对NH₃-N的去除率趋于稳定,依次为82.8%、88.4%和78.8%,显著高于对照组（68.1%）.②改性丝瓜络反应器的膜生物量（2%组、5%组和10%组）均显著高于未进行改性处理的对照组,且随NaOH溶液浓度从2%增至10%,对应反应器膜生物量从12.12×106 nmol（以每g干质量磷脂计）增至24.02×106 nmol.③改性丝瓜络填料上的生物膜的硝化、反硝化菌数量均显著高于未改性处理的丝瓜络填料的硝化、反硝化菌数量.研究显示,丝瓜络填料所构建的BDBR对富营养化河道水中的COD_Cr均有较高的去除能力,这与丝瓜络是否进行改性无关.但用浓度为2% NaOH溶液对丝瓜络进行改性处理后构建的BDBR体现出了最高的生物膜硝化、反硝化菌数量和最好的脱氮效果,可应用于富营养化水体的BDBR中,以实现生物膜的快速构建和系统的稳定运行.      

浮床水芹不同生长阶段水体活性物质代谢组学分析

为解析浮床水芹在不同生长阶段种植水中活性代谢物特征与差异,揭示水芹化感作用与环境微生物互作机制,对水芹种植水中代谢物进行定性定量研究十分必要.该研究利用非靶向代谢组学技术,采用LC-ESI-MS分析方法对水芹繁殖期、幼苗期、成熟期3阶段种植水中代谢物进行检测,结合多元统计和单变量统计方法筛选出主要代谢物和显著差异代谢物,并对环境修复相关代谢物进行了相关性分析.结果表明:①在不同生长阶段水芹种植水中共检测到306种代谢物,13种代谢物在各时期种植水中的相对含量均超过1%,其中包括甜菜碱、硬脂酸和芥酸酰胺等参与植物抗冻、化感作用和反硝化细菌富集过程的重要代谢物.②共112种代谢物在不同时期种植水中存在显著差异,化感作用代谢物硬脂酸和植物-根际微生物互作代谢物D-（-）-奎宁酸在各时期间均为显著差异代谢物.③相关性分析发现,硬脂酸、壬二酸、肉豆蔻酸、儿茶酚、3,5-二羟基苯甲酸、阿魏酸、水杨酸、咖啡酸和苯甲酸9种化感物质含量之间具有高度相关性（r>0.6,P < 0.01）,且在水芹幼苗期相对含量最高.研究显示,水芹种植水中存在至少23种环境修复相关代谢物,其中9种化感物质可能存在协同作用,幼苗期水芹更适于水芹提取物抑藻剂开发.