蚯蚓-微生物协同作用过程中的微生物特性

在环境污染治理领域,被誉为"生态型工程师"的蚯蚓在污水/污泥资源化处理与处置,以及土壤的生态修复中备受关注。蚯蚓通过掘洞、摄食、分泌黏液和排泄蚓粪等方式调控系统中微生物的数量、活性及群落结构,与微生物协同互作强化了生物系统中物质转化与能量流动关系。蚯蚓-微生物协同共生的相互依存关系是此类技术展现低耗高效和生态友好特点的关键。通过综述经人工强化的蚯蚓-微生物互作生态系统中,蚯蚓对微生物的量、活性、群落结构以及食物网的影响,探讨了该生态系统中物质转化和能量流动的特点,并展望了蚯蚓-微生物互作技术研究及应用的发展方向。     

彗星试验技术在水生与土壤环境中的毒理学应用

彗星试验是一种检测真核细胞脱氧核糖核酸(DNA)损伤的技术,快速、低成本、适用于几乎所有真核细胞,因此常应用于遗传毒理学、辐射生物学、肿瘤细胞学、毒性检测等方面。尤其以灵敏度高、检测联合毒性的特点大量运用于环境研究中。主要介绍彗星试验方法学发展历程,彗星试验的原理及其在环境领域中的应用,并指出应用中的受限因素以及未来的发展前景,为今后进一步推广该试验技术提供理论上的指导与参考。     

污泥好氧堆肥过程中亲水性组分的光谱和电化学特征

为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维相关光谱(2D-COS)和电化学方法,对其结构组成和电子转移能力的变化进行了系统研究.光谱分析显示,随着堆肥的进行,HyI中芳香族化合物含量增加,醌基含量增加,类蛋白物质含量降低,类胡敏酸物质和类富里酸物质含量增加,芳构化程度和腐殖化程度增强.酰胺和多糖类物质在HyI中占据主导地位,HyI中的羧基含量增加,而酚类含量降低.电化学分析显示,在堆肥过程中,HyI的电子供给能力(electron donating capacity,EDC)呈现先增加后减少的趋势;HyI的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)呈现先减少后增加的趋势.总体上,HyI的电子转移能力(electron transfer capacities,ETC)呈现上升的趋势,表明堆肥过程提高了HyI的氧化还原能力.相关性...     

基于现代分子生物学法追溯水体中粪便污染源

研究表明不同生物体粪便中含有已知或未知的病原微生物,所以动物体粪便的排放会携带这些病原微生物到自然水体中,严重污染了水体环境甚至危害人体健康。如何快速、准确鉴定出水体受到的粪便污染来源对进一步研究水体中可能存在的病原微生物至关重要,这也成为目前科学研究的热点。传统的通过监测粪便指示菌的方法指示污染不仅耗时费力,最重要的是它并不能区别出粪便污染的来源。微生物溯源技术(microbial source tracking,MST)的逐渐发展弥补了传统方法的不足,尤其是利用宿主特异性DNA标记物来指示污染源的方法已经取得了突破性进展,并具有高效、快速的特点。该文主要是针对微生物溯源技术的介绍以及如何利用现代分子生物学技术快速追溯水体中粪便污染源的概述。     

蚯蚓生物滤池削减剩余污泥中ARGs和ARB的效果研究

蚯蚓生物滤池(vermifiltration, VF)是一种低碳、环境友好的生态技术。基于其良好的剩余污泥减量化效果,以不加蚯蚓的普通生物滤池(biofilter, BF)为对照,探究蚯蚓生物滤池对新型污染物——抗生素抗性菌(antibiotic resistance bacteria, ARB)和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的去除效果。结果表明:与BF相比,VF对ARB(四环素类抗性菌、磺胺类抗性菌和双抗性抗性菌)的去除率增加25百分点以上,对ARGs(tetO、tetM、tetQ、tetW、sul1、sul2)去除率增加20百分点以上,且具有选择性。VF对intI1去除率高达98.24%,大大降低了ARGs的水平转移和传播风险。夏、冬季,VF对ARGs和ARB去除率比BF高15百分点以上,说明蚯蚓的加入减弱了低、高温对生物滤池的抑制作用。蚯蚓生物滤池能有效提高污泥中ARGs和ARB去除率,为剩余污泥的无害化处理提供参考。     

基于土地利用的污泥-餐厨蚯蚓堆肥中碳氮元素的转化特征

我国城市剩余污泥有机物含量低,与厨余垃圾协同处理处置引起广泛关注。以城市污泥和厨余垃圾为堆肥原料,锯末为调理剂,考察二者协同堆肥的工艺性能,探讨基于土地利用为目的的处置途径下碳、氮元素的转化特征。结果表明：在含水率为(73±2)%,温度为(23±1)℃的条件下,蚯蚓能够在剩余污泥和餐厨垃圾中存活和生长并提高堆肥稳定化程度;在为期60 d的堆肥周期后,蚯蚓组的TOC平均降解率为32.62%左右,而对照组的平均降解率为27.13%左右,蚯蚓组的TN增幅为18.90%～29.80%,而对照组为15.83%～27.40%,C/N在堆肥的前后都有所降低,且蚯蚓组的降解率更高;剩余污泥∶餐厨垃圾∶锯末=4∶3∶3(以干重计)堆肥环境下的蚯蚓生长繁殖特征更为优良。市政污泥、餐厨垃圾、锯末联合蚯蚓堆肥处理,可以有效加快堆肥进程,提高有机物的稳定化和资源化利用的程度,利于进行后续土地利用。     

污泥蚯蚓堆肥研究进展

蚯蚓堆肥相比其他污泥处置方式具有工艺简单、无二次污染、运行费用低、蚓粪农用肥效高等优点。概述了污泥堆肥中蚓种的选择,介绍了堆肥处理过程中的4个影响因素:C/N、p H和EC、温度、湿度;列举了目前常用的调理剂种类、作用及其效果;分析了判定堆肥腐熟的5种生化指标:水溶性有机碳(DOC)、氨氮及硝氮(NH+4-N及NO3-N)、固相C/N-、水溶性有机碳/水溶性有机氮(DOC/DON)、种子发芽指数(GI);针对目前存在的问题,对今后的研究方向进行了展望。     

生物接触氧化法处理水产品加工废水的设计及运行

采用生物接触氧化工艺处理水产品加工废水,设计能力400m3/d,废水进水水质CODCr为728~1176mg/L,运行稳定后,出水水质CODCr为92~140mg/L,CODCr去除率为85.2%~93.3%,出水水质稳定,达到(GB8978-1996)中的二级排放标准。运行1a来,剩余污泥产生量少,仅排除剩余污泥1次;废水处理成本为0.92元/m3。     

含高浓度消毒剂水产品加工废水的预处理试验研究

含高浓度次氯酸钠的水产品加工废水可生化性差,对含高浓度次氯酸钠的水产品加工废水用FeSO4作为混凝剂进行预处理试验研究。试验结果表明,当pH值控制在8.5～9.0之间,FeSO4(1%浓度)投加量为30ml/L时,次氯酸钠对废水的可生化性影响最小,废水的可生化性得以提高。同时,经过混凝预处理,COD去除率约在26.40%～28.64%。     

蚯蚓与微生物协同处理对剩余污泥腐殖化特征的影响

对污水生物处理产生的剩余污泥分别采用碱提取法和Adani法(有机溶剂加酸水解)提取腐殖酸,通过元素分析、红外光谱和三维荧光光谱比较,确定Adani法提取的腐殖酸非腐殖质成分含量较低,可以较好地表征剩余污泥中腐殖酸特性。进而采用Adani法提取蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的原泥和出泥中的腐殖酸,研究蚯蚓与微生物协同处理对剩余污泥腐殖化特征的影响。元素分析、E4/E6及三维荧光光谱分析结果表明:与原泥腐殖酸相比,出泥腐殖酸中蛋白质等有机物得到有效降解,腐殖物质明显增多,其腐殖酸分子量、芳香化和缩聚程度均较高;蚯蚓生物滤池出泥腐殖化程度明显提高。