半胱氨酸亚铁溶液吸收一氧化氮的研究

在鼓泡吸收瓶中,对半胱氨酸亚铁[Fe²⁺(CyS^-)₂]溶液络合吸收一氧化氮(NO)进行了研究.考察了不同[Fe²⁺]和[CySH]的配比、pH值、模拟烟气中的氧含量、SO₃^2-浓度等对NO吸收的影响.结果表明,Fe²⁺:CySH=1:4配比的溶液能达到较大的吸收容量.Fe²⁺(CyS-)2吸收剂在pH=8条件下的吸收效果明显优于偏酸条件下的效果.当氧气含量达到5.5%时,NO的吸收容量约下降48%.当SO₃²/Fe²⁺(CyS-)2为1时吸收剂的吸收容量约为不含SO₃^2-的溶液的1.5倍.模拟烟气中氧气含量越高,SO₃^2-对NO吸收容量的影响越明显.相同浓度的亚铁络合吸收剂,Fe²⁺(CyS-)2的NO吸收容量略高于常用吸收剂Fe²⁺(EDTA^2-),并且Fe²⁺(CyS-)2的抗氧化性能优于Fe²⁺(EDTA^2-).     

Fenton 试剂液相氧化法净化含H2S 的气体

利用Fenton 试剂液相氧化法净化含H2S 的气体,研究了初始pH 值、温度、H₂S 浓度、H₂O₂ 浓度、气体流量、[H₂O₂]/[ Fe²⁺]比值、金属离子等因素对H₂S 去除率的影响.结果表明,当pH<2.52 时,pH 值升高,去除率逐渐提高;当pH>2.52 时,去除率下降;pH=2.52 时,去除效率最高.去除率随H₂O₂ 浓度增加而提高;H₂O₂ 浓度一定时,去除率随[H₂O₂]/[Fe²⁺]比值的增加而升高;[H₂O₂]/[Fe²⁺]接近于1 时达到最大.温度提高,去除率提高.实验条件下,去除率随气体流量的增加而下降.入口H2S 浓度越低去除率越高.Fe3+对Fenton 反应有促进作用,添加金属离子的Fenton 试剂氧化H2S 能力顺序为Fe²⁺+Fe³⁺>Fe²⁺>Fe³⁺.     

两种硫杆菌对河涌底泥重金属的生物沥滤

自矿山酸性废水中分离纯化得到氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans , T.f)与氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans, T.t),利用这2 种硫杆菌对广州郭村河涌底泥中Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 6 种重金属进行序批式生物沥滤试验.结果表明,T.f 菌对重金属的浸出能力高于T.t 菌.对Cd、Cr、Ni、Cu 和Zn 的浸出率T.f 菌最高可达60%、45%、70%、90%和75%,T.t 菌则分别为45%、34%、50%、65%和55%.二者对Pb 的去除率相当,均在25%左右.向T.f 菌分别提供S 粉与Fe²⁺,2 种底物对Cd、Ni、Cu 和Zn 的浸出效果无明显影响,而对Cr和Pb 的浸出,投加S 粉的浸出效果更好.同时向T.f 菌投加S 粉与Fe²⁺ 2 种底物,其浸出效果反而下降.可能是T.f 菌代谢生成的SO₄^2-与Fe³⁺易生成黄铁矾等沉淀物质,与溶出的重金属发生共沉淀,从而降低其浸出效果.     

厌氧流化床反应器处理含硫废水毒性的实验

采用多孔聚合物载体固定化微生物在厌氧流化床（AFB）反应器中处理含硫废水,研究反应器抗硫化物（S^2－）毒性抑制和抗硫酸盐毒性抑制的能力;探索解除 S^2－毒性的方法．研究表明,当进料基质 COD浓度为 5000mg/L,HRT为5.2－5.4h,S^2－＜200mg/L时,反应器去除 COD效果不受影响,S^2－350mg/L时,厌氧消化受到明显抑制,反应器可容忍530mg/L S^2－浓度而未造成消化系统的破坏;SO₄^2－浓度高达3521mg/L,COD去除率仍可达77％－80％,但SO₄^2－去除率明显下降;当COD/SO₄^2－的比值大于1.45时,硫酸盐还原菌和产甲烷菌的生长未受到明显抑制,此时容积负荷为22－24kgCOD/（m³>·d）,COD去除率为80％,SO₄^2－去除率为58.8％;向反应器投加适量FeCl₂可很好地解除S^2－的抑制．     

外源性典型N-酰化高丝氨酸内酯类化合物(AHLs)信号分子对污水处理过程N2O产生的影响

群体感应信号分子对污水处理过程中微生物行为和功能微生物含量具有重要影响,但目前其对生物脱氮过程中氧化亚氮(N₂O)产生的影响尚不明确.为探明群体感应与N₂O产生的关联机制,选取两种N-酰化高丝氨酸内酯类化合物(AHLs)信号分子C₆-HSL(N-己酰L-高丝氨酸内酯)和C₈-HSL(N-辛酰-L-高丝氨酸内酯),在AO工艺中研究其外源性投加对污水处理效果、N₂O产生特征及微生物群落结构的影响.结果表明:①信号分子C₆-HSL和C₈-HSL能够显著提高处理系统的生物脱氮效率,2个反应器的硝化速率显著升高,NH₄+-N去除率分别提高了1.7%和2.2%,TN去除率分别提高了7.6%和5.4%,但COD_Cr去除率没有发生明显变化.②信号分子对N₂O产生量影响显著,投加C₆-HSL和C₈-HSL的反应器N₂O产生总量分别增加了39.0%和11.0%,N₂O增量的主要产生途径为好氧处理阶段的硝化细菌反硝化反应.③微生物分析结果显示,污泥中的微生物群落结构,以及与生物脱氮相关的功能微生物含量发生显著变化,投加C₆-HSL和C₈-HSL的反应器氨氧化细菌(AOB)相对丰度由0.3%分别提至0.5%和0.4%,硝化细菌(NOB)相对丰度由0.03%分别增至0.07%和0.08%,反硝化细菌(DNB)的相对丰度由6.3%分别升至8.5%和7.5%.研究显示,AHLs类外源性信号分子能够显著提高污水生物脱氮过程中关键功能微生物AOB、NOB和DNB的相对丰度,进而提升污水处理效果,但同时增加系统N₂O释放量.      

太湖沉积物中无机硫的化学特性

选取太湖富营养化相对较严重的梅梁湾北部(ML)与西五里湖(WL)为研究对象,对沉积物及其间隙水中的无机硫形态进行了分析.结果表明,WL 和ML 间隙水中Fe²⁺的平均含量分别为72.1~162.7µmol/L 和63.0~182.7µmol/L,是∑S^2-的18 倍和6 倍,分析认为,太湖沉积物中的还原环境是以Fe³⁺为主导而并非SO4^2-.沉积物中酸性可挥发性硫化物(AVS)的含量为1.0~11.7µmol/g,在未受污染湖泊范围之内.黄铁矿态硫(Pyrite-S)/AVS>3,表明AVS 能够高效地转化为黄铁矿,也说明黄铁矿是SO4^2-还原的主要产物.沉积物中黄铁矿化程度(DOP)<10%、硫化程度(DOS)<14%,说明黄铁矿的形成主要受SO4^2-的控制.     

高效无机混凝剂聚硅酸铁铝的研究

高效混凝剂是目前水处理研究的热点用水玻璃、硫酸铁和硫酸铝制取聚硅酸铁铝混凝剂（PSFA),确定了制备PSFA混凝剂的优化条件：硅酸聚合度n为05,Fe³⁺及Al³⁺与SiO²的摩尔比为1：l,Fe³⁺与A³⁺的摩尔比为1：l,水解度B*为0.5,而熟化时间对PSFA混凝剂的混凝性能影响不明显用PSFA混凝剂处理实际水样,并与单独投加混凝剂硫酸铁及硫酸铁加助换剂聚硅酸效果进行了比较,结果表明,PSFA混凝剂的效果最好,而且用药量少;同时还对PSFA混凝剂的混凝机理进行了讨论     

电气石对水体pH值的影响

用盐酸和氢氧化钠调节蒸馏水的pH值为3.2和12.12,加入电气石粉并搅拌,pH值趋向中性.10g电气石和10g花岗岩粉加入200mL蒸馏水中,搅拌1h,pH值分别变为8.57和8.89,用等离子谱(ICP)测得水中有Ca²⁺, Mg²⁺, Al³⁺, Fe²⁺,Fe³⁺, Mn³⁺, Cr³⁺, B³⁺, K⁺和Na⁺等.电气石处理的水中,除B³⁺之外其他离子浓度比花岗岩粉处理的低,说明电气石颗粒表面的离子交换吸附H²弱于花岗岩颗粒.在扫描电镜下发现电气石颗粒间彼此相依,存在吸引和排斥,而花岗岩颗粒间为团聚吸附,只有吸引.电气石颗粒的电极性影响水体的氧化还原电位,调节溶液pH值趋向中性;而表面吸附和离子交换吸附H⁺使酸性溶液pH值上升速率大于碱性溶液pH值下降速率.     

复合填料强化SBR脱氮效能及微生物群落结构研究

添加腐殖土复合填料有利于提高SBR工艺的脱氮除磷能力,但复合填料的作用机理及其对微生物群落结构的影响尚不明晰。文章通过向SBR系统中投加复合填料,考察其对SBR工艺污染物去除效能的影响,并利用Miseq高通量测序技术分析微生物群落结构,旨在从微生物学角度揭示复合填料强化SBR工艺污染物去除效能的作用原理。结果表明,投加100 g复合填料时,SBR工艺出水NH₄⁺-N和TN的去除率分别提高3.3个百分点和9.8个百分点,达到97.4%和94.9%;复合填料降低微生物群落多样性,改变优势菌落,使专一性功能菌数量增加,其中Patescibacteria(52.81%)代替变形菌门(Proteobacteria)(32.76%)成为优势菌门,放线菌门(Actinobaceria)丰度降低,这与投加复合填料后活性污泥脱氮性能得到提升,污泥沉降性能得以改善的研究结论一致。     

应用生物制剂修复黑臭河涌试验研究

应用固定化生物催化剂(IBC)对江门市某河涌进行生物修复。结果表明:向底泥投加IBC能增加底泥中有益微生物量,优化底泥微生物群落,使河涌底泥中有机质逐渐降解;同时能抑制硫酸盐还原菌(SRB)繁殖,降低底泥中硫化物含量。试验进行4个月后,底泥有机质去除率达到54.7%⁶3.7%,底泥中SRB数量减少了92.8%63.7%,底泥中SRB数量减少了92.8%⁹4.5%,底泥硫化物含量降低了81.9%94.5%,底泥硫化物含量降低了81.9%⁸7.5%,河涌黑臭现象基本消除;向上覆水体投加IBC,在IBC中微生物和多种酶的协同作用下,水中有机污染物被快速降解,上覆水体的COD和氨氮浓度逐渐下降,试验进行4个月时,去除率分别达到20.0%87.5%,河涌黑臭现象基本消除;向上覆水体投加IBC,在IBC中微生物和多种酶的协同作用下,水中有机污染物被快速降解,上覆水体的COD和氨氮浓度逐渐下降,试验进行4个月时,去除率分别达到20.0%³5.2%和32.9%35.2%和32.9%⁴4.1%,提高了河涌的生物自净能力。     

不同添加量凋落物及生物质炭对土壤微生物群落结构的影响

以亚热带杉木人工林土壤为研究对象,采用培养试验,研究了杉木凋落物及其生物质炭(Biochar,BC)在不同添加量条件下(0、1%、2%、3%、4%、5%土壤质量分数)对土壤微生物群落结构的影响.结果表明:凋落物处理的土壤微生物总磷脂脂肪酸(PLFA)、细菌、真菌含量均随添加量的增加而增加,而丛枝菌根真菌(AMF)和放线菌(ACT)含量在不同添加量处理间则无显著差异.对于BC处理,在3%添加量下土壤微生物总PLFA、革兰氏阳性细菌(GP)、革兰氏阴性细菌(GN)、真菌、AMF和ACT含量均达到最大,表明BC对土壤微生物活性的促进作用与凋落物截然不同.此外,凋落物添加对真菌的影响较大,但对ACT的影响则显著低于BC处理.主成分分析表明,凋落物和BC添加均显著改变了土壤微生物群落结构,且前者的影响更为明显,而添加量对其影响则较小.冗余分析发现,土壤全氮与C/N比值分别为影响凋落物与BC处理中微生物群落结构变化的主要因子.     

活性污泥厌氧Fe(Ⅲ)还原氨氧化现象初探

采用常规化学分析和微生物群落变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测技术,探究了厌氧条件下活性污泥中Fe(Ⅲ)还原氨氧化(Feammox)反应的存在及微生物群落动态响应.结果表明,当反应器运行至第24 d时NH_4~+发生转化,同时检测到NO_3~-和Fe(Ⅱ)的生成,表明活性污泥中存在着Fe(Ⅲ)还原NH_4~+氧化反应,产物主要为NO_3~-和Fe(Ⅱ),并伴随少量N_2生成.经过84d培养,氨氮最大转化量达29.85 mg·L~(-1),转化率为59.7%,出水NO_3~-最高值达24.56 mg·L~(-1).活性污泥中Feammox为产酸过程,体系中p H值下降.整个培养过程中微生物群落条带分布发生变化,参与活性污泥中Feammox反应的部分群落在培养过程获得保留,部分优势菌群获得富集.     

稻田NO3-还原耦合As(III)氧化过程及微生物群落特征

以华南稻田土壤为研究对象通过构建微宇宙体系,研究了淹水稻田自养硝酸盐还原耦合As（III）氧化过程及其微生物群落结构组成.结果表明,NO₃^-的添加促进了稻田土壤中As（III）的氧化,在未添加NO₃^-的处理（Soil+As（III））以及灭菌处理（Sterilized soil+As（III）+NO₃^-）中As（III）未发生明显的氧化;在Soil+As（III）+NO₃^-处理中,NO₃^-有少量被还原,而在Soil+NO₃^-处理中,NO₃^-没有被还原.通过16S rRNA高通量分析在NO₃^-还原耦合As（III）氧化体系中微生物群落结构特征,在Soil+As（III）+NO₃^-处理中shannon指数相对较低为8.19,土壤微生物群落多样性降低,其中在门水平上主要优势菌群为变形菌门Proteobacteria（33%）、绿弯菌门Chloroflexi（11%）、浮霉菌门Planctomycetes（12%）;在属水平上主要的优势菌属为Gemmatimonas（7.4%）以及少量的Singulisphaera、Thermomonas、Bacillus.NO₃^-的添加能够促进稻田土壤中自养As（III）氧化,并且影响着稻田土壤中微生物群落组成.     

Fe (Ⅱ)对反硝化过程及其功能微生物群落的影响

以华南稻田土壤为研究对象,通过室内模拟控制实验,研究了Fe （Ⅱ）对厌氧稻田土壤中反硝化过程及其功能微生物群落结构组成与相对丰度的影响.结果表明,加入Fe （Ⅱ）减缓了土壤中NO₃^-的还原,但促进了NO₂^-的还原和N₂O的生成;同时Fe （Ⅱ）只在Soil+Fe （Ⅱ）+NO₃^-处理中发生氧化.通过定量PCR结果发现,Fe （Ⅱ）的加入提高了亚硝酸盐还原基因nirS和N₂O还原基因nosZ的拷贝数;但降低了细胞膜硝酸盐还原基因narG的拷贝数.通过高通量和克隆文库分析发现,Fe （Ⅱ）的加入主要对napA-周质硝酸盐还原微生物群落结构有明显影响,Soil+NO₃^-处理中优势菌是Dechloromonas,而Soil+Fe （Ⅱ）+NO₃^-处理中为Azonexus、Dechloromonas和Azospira.Fe （Ⅱ）对厌氧稻田中的反硝化过程及其功能微生物群落具有显著影响,这对了解华南红壤地区稻田体系中的氮元素循环与铁元素转化的关系具有重要意义.     

纳米ZnO胁迫下SBBR污染物去除性能及微生物群落响应

为探究生物膜处理系统对纳米ZnO的耐受性能,构建序批式生物膜反应器（SBBR）开展纳米ZnO对生物膜的胁迫试验.计算纳米ZnO在生物膜中的累积量,研究其对有机物、氮、磷的去除性能影响,判定SBBR对纳米ZnO的耐受阈值.通过测定生物量、微生物活性及群落结构变化,分析微生物群落对纳米ZnO的响应.结果表明：低浓度（1~10mg/L）纳米ZnO对COD、NH₄⁺-N、溶解性磷（SOP）去除无显著影响,但5mg/L纳米ZnO对微生物代谢速率和生物活性产生促进作用.纳米ZnO浓度逐增至50mg/L,对生物量、微生物活性抑制作用增强,COD、NH₄⁺-N、SOP去除率分别下降26.45%、57.83%和43.50%.纳米ZnO的胁迫对SBBR中COD去除性能影响最小,对NH₄⁺-N影响较大.COD所指示SBBR的纳米ZnO耐受阈值为911.49mg,而NH₄⁺-N、SOP所指示的耐受阈值为579.83mg.纳米ZnO的胁迫降低了系统中微生物群落的多样性,改变了群落结构组成,Proteobacteria和Chlorofiexi相对丰度由21.09%和7.03%分别降至8.00%和2.60%,致使NH₄⁺-N去除受到显著抑制;Patescibacteria丰度由9.33%突增至56.64%,为有机物的去除起到至关重要的作用.污染物去除性能及微生物活性表明,SBBR生物膜系统对纳米ZnO的耐受性强于活性污泥法.     

沼渣与硫酸亚铁共处置含铬土壤的协同机制研究

利用沼渣和硫酸亚铁对含铬土壤进行共处置,在初步优化处置工艺参数后对共处置的协同效应进行验证,并通过XPS分析和微生物群落分析揭示了协同效用机理.结果表明,沼渣和硫酸亚铁共处置含铬土壤可实现土壤Cr (VI)含量低至未检出(检出限0.2mg/kg),优于硫酸亚铁处置法.共处置还原速率高于沼渣单独处置.微生物群落结构分析表明共处置组别细菌群落丰度与多样性高于沼渣单独处置,共处置土壤铬还原菌的相对丰度明显提高.此外,共处置组别内铁还原菌和硫酸盐还原菌的相对丰度也显著提升.通过XPS分析,共处置后的土壤中存在Fe (Ⅱ)、亚硫酸盐和硫化物,结合微生物群落分析结果,证实了铁和硫催化微生物还原六价铬过程.本研究为低碳型高浓度Cr (VI)污染土壤的治理提供新的思路.     

具有铁氧化和好氧反硝化功能的Achromobacter denitrificans strain 2-5对序批式反应器生物脱氮性能及群落结构的影响

对1株具有铁氧化和好氧反硝化功能的反硝化无色杆菌2-5(Achromobacter denitrificans strain 2-5)强化SBR反应器脱氮性能与细菌群落结构的影响进行研究。结果表明:在SBR反应器中,添加Fe0和Achromobacter denitrificans strain 2-5能提高SBR反应器对NH₄+-N和TN的去除效果,与普通SBR反应器相比,NH₄+-N和TN的平均去除率分别提高了4.13%、15.73%。通过高通量测序分析,发现各反应器微生物群落结构组成存在差异。从门水平来看,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)为优势菌门。添加Fe0和Achromobacter denitrificans strain 2-5使反应器中具有好氧反硝化功能的细菌多样性增加,强化了SBR反应器的脱氮效果,研究结果为Fe0促进好氧反硝化菌生长,强化污水脱氮提供了依据,有利于好氧反硝化菌的实际应用。     

Arsenic release from microbial reduction of scorodite in the presence of electron shuttle in flooded soil

Scorodite (FeAsO₄·H₂O) is a common arsenic-bearing (As-bearing) iron mineral in nearsurface environments that could immobilize or store As in a bound state.In flooded soils,microbe induced Fe(Ⅲ) or As(Ⅴ) reduction can increase the mobility and bioavailability of As.Additionally,humic substances can act as electron shuttles to promote this process.The dynamics of As release and diversity of putative As(Ⅴ)-reducing bacteria during scorodite reduction have yet to be investigat...     

AQS对Shewanella oneidensis MR-1还原含Cd聚合硫酸铁絮体的影响

考察了一种典型的溶解性腐殖质蒽醌-2-磺酸钠(disodium anthraquinone-2-sulfonate,AQS)存在时,典型异化铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1在厌氧条件下还原含镉聚铁絮体的过程。结果表明:AQS的存在促进了含Cd絮体中Fe(Ⅲ)的还原,也促进了Cd~(2+)的释放。相比无AQS体系,存在AQS的体系中,Fe~(2+)和Cd~(2+)达到最高浓度的时间均有所缩短,最高浓度也更高;且低浓度AQS的促进效果明显高于高浓度AQS;AQS的存在没有改变二次矿物的种类,仍是针铁矿和磁铁矿,但降低了矿物的结晶度,且AQS浓度越高,改变越明显。存在AQS的体系中,菌体结合的Cd~(2+)更多,且镉的直接释放和间接释放风险均增大,低浓度AQS体系中镉的直接释放风险更大。