固定化微生物技术在富营养化水体修复中的应用

富营养化不仅影响水环境质量,而且破坏水生态平衡,对环境和人类健康造成危害。固定化微生物技术是利用物理或化学方法将游离微生物细胞限制在一定空间区域内,既能免受流水冲刷流失,可重复循环利用,又能保持生物活性,有效去除水体中的污染物,因此该技术被认为是控制水体富营养化的有效方法。该研究介绍了固定化微生物技术的特点及其在富营养化水体处理中的应用现状,综述了传统及新型固定化载体的选择及发展、降解和去除氮磷污染物的微生物种类以及常用固定化方法(吸附、包埋、共价结合、交联等)的优缺点。最后,针对当前微生物固定化技术面临的挑战,对今后的研究和发展方向提出了建议。该综述可为固定化微生物技术应用于各类废水处理提供参考。     

中国富营养化湖泊的生物修复

描述了中国湖泊富营养化污染现状，论述了湖泊富营养化形成的机理、生物修复富营养化湖泊（尤其是去除水体和底泥碳、氮、磷）的理论依据；提出了修复湖泊富营养化的技术途径，阐明了笔者对机械清淤和生物修复各自具有的优势的缺陷的看法。     

中国富营养化湖泊的生物修复

描述了中国湖泊富营养化污染现状 ,论述了湖泊富营养化形成的机理、生物修复富营养化湖泊 (尤其是去除水体和底泥碳、氮、磷 )的理论依据 ;提出了修复湖泊富营养化的技术途径 ,阐明了笔者对机械清淤和生物修复各自具有的优势和缺陷的看法。     

生物修复技术研究进展

生物修复在治理受有毒有害有机物污染的环境的作用日益突出，因而生物修复的研究愈加受到重视。文中对生物修复的发展情况进行了综述，涉及生物通气法、生物注射法、污染地下水及其上部污染土壤的生物修复系统、地耕处理、植物生物修复、堆肥法、生物反应器和厌氧处理等方面．同时就遗传工程微生物系统等方面研究对发展生物修复技术的意义作了展望．     

城市水环境生物修复试验研究

为了摸索城市水环境污染的治理方法,对因用于城市防洪排涝而遭受严重污染的广州市玉翠湖进行了生物修复研究.研究中,采用Probac生物促生营养剂对湖泊进行了为期40 d的围栏投药试验,结果表明,投加5～10 mg·L-1的Probac制剂,经过10～15 d的肩动周期后,水体污染物得到有效去除,在治理后期持续维持0.5～2.5 mg·L-1的投加量投加时,可以起到抗排涝污染和迅速恢复水体水质的效果.治理后的玉翠湖水体COD由不加处理条件下的50.0～6.0 mg·L-1降至12.9～30.5mg·L-1,在无防洪排污人湖时,水体COD维持稳定,最大去除率达到71.9%,在防洪排污人湖时会引起水质的波动,COD平均去除率为34.0%;BOD由20.0～24.0 mg·L-1降至6.7～10.4 mg·L-1,无防洪排污时最大去除率为69.8%.防洪排污时平均去除率为55.3%;氨氮由0.9～1.1 mg·L-1降至0.6～0.7 mg·L-1,最大去除率36.5%;总磷由0.23～0.45 mg·L-1降至0.14～0.17 mg·L-1,最大去除率40%.研究表明:对于已彻底截污的城市景观湖.Probac制剂具有较好的水质净化效果.     

石油烃污染土壤联合修复技术研究进展

随着石油的开采和使用,土壤石油烃污染的问题已经十分严峻,研究绿色、高效、低成本的修复技术对于污染土壤修复具有重要意义.通过总结了物理、化学和生物修复技术对石油烃污染土壤的修复效果、影响因素以及优缺点,并针对以上技术的局限性,归纳整理电动-化学氧化、电动-微生物修复、表面活性剂淋洗-生物修复、预氧化-生物修复、植物-微生...     

污染土壤中菲的修复技术研究进展

菲是多环芳烃中的代表性物质,具有"三致"效应,而且菲的蒸汽压小,辛醇-水分配系数高,生物可利用性低,是一种持久性有机污染物。随着化石燃料的大量使用,受菲污染的土壤越来越多,研究菲的修复技术对污染土壤的再利用具有重要意义。结合目前国内外研究进展,综述了污染土壤中菲的修复方法,包括物理修复、化学修复和生物修复。针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、实例应用和优缺点,重点论述了植物修复和微生物修复方法的降解机理和应用,分析了微生物性质,包括氧、营养物、温度、土壤理化性质、共存污染物等环境因素对生物降解的影响。由于溶解性的菲有较好的迁移转化能力,因此表面活性剂的助溶作用适用于各种修复方法,选择合适的表面活性剂可以提高修复效果。在各种修复技术中,物理修复是通过物理技术实现菲的解吸与富集,无污染,但是去除率低;化学修复是使用氧化剂将菲氧化分解成无毒易降解的小分子物质或通过添加化学淋洗剂增加菲的溶解性,提高迁移转化能力,用时短,但是引入其他试剂,容易造成二次污染;植物修复是通过植物的提取、降解和固定等过程实现菲的修复,尤其是植物的根际环境为微生物的生长提供有利的条件;微生物修复以菲可作为微生物生长的碳源为基础,在分解酶的作用下实现菲的降解,但是生物修复周期长,可利用的生物少,而且可能生成毒性更高的中间代谢产物。因此,寻找合适的修复物种,采用基因技术提高生物的修复能力或多法联用、取长补短可提高修复效率。最后,在共降解理论的基础上,结合重金属和有机污染物共存时,一种物质的存在对另一种物质的降解有促进作用,提出了协同降解的概念,寻求对多种污染物有协同降解或共降解作用的修复方法是今后发展的主要方向。     

富氧生物硝化处理微污染原水除NO2--N研究

为去除微污染原水中的NO2--N和提高水厂的饮水安全性,采用弹性填料微孔曝气富氧生物硝化法处理某微污染水源原水,探讨了原水不同水质及天然水体温度下富氧生物硝化工艺的除NO2--N效果,研究了水温与富氧生物硝化工艺NO2--N去除效果的相关性。结果表明,当富氧生物硝化工艺正常稳定运行HRT为1.2h,气水比为1∶1,pH6.5~7.4,DO为8~10mg·L–1,原水水温26~30℃、NO2--N0.05~0.4mg·L–1、NH4 -N0.4~1.8mg·L–1和CODMn7.01~9.61mg·L–1时,富氧生物硝化工艺NO2--N的去除率为77%～100%;原水水温20～22℃、NO2--N0.09~0.5mg·L–1、NH4 -N0.7~2.5mg·L–1和CODMn5.84~9.11mg·L–1时,去除率为44%～63%;原水水温10～12℃、NO2--N0.04~0.8mg·L–1、NH4 -N0.9~4.5mg·L–1·和CODMn6.53~9.27mg·L–1时,去除率为25%～40%。原水水温与富氧生物硝化工艺NO2--N去除率呈现明显的线性相关性,相关方程为:y=3.3628x-9.528,相关系数为0.8744。     

土壤有机污染物生物修复技术研究进展

现代农业的发展改变了自然界的原有状况,为追求高产而大量使用的化肥、农药导致土壤有机物污染日趋严重。此外,工业生产、石油开采、交通运输、畜禽养殖及居民生活等也产生了大量有机污染物,使土壤有机物污染进一步加剧,土壤有机物污染的修复日益迫切。土壤污染修复是指通过物理的、化学的和生物的方法,吸收、降解、转移和转化土壤中的污染物,使污染物浓度降低到可以接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。包括污染土壤的物理修复技术、化学修复技术以及生物修复技术3种方式。在污染土壤修复技术中,生物修复技术因其安全、无二次污染及修复成本低等优点而受到越来越多的关注。因污染物修复主体的不同,有机污染物污染土壤生物修复技术可分为植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术及其联合修复技术。污染土壤微生物修复技术是土壤污染生物修复的重要技术之一,是最具应用和发展前景的生物修复环保技术。文章重点阐述了国内外有机污染物污染土壤的生物修复技术及其原理、取得的研究进展及存在的优缺点,并对污染土壤的动物修复技术研究进行了初步展望,可为土壤有机污染物的生物修复研究提供参考。     

基于专利申请分析的有机磷农药污染土壤修复技术研究进展

有机磷农药（organophosphorus pesticide,OPP）的生产量和使用量高,但回收率与利用率低,且毒性较强,土壤累积量大、污染面积大,已严重威胁人类健康与生态系统平衡,因此OPP污染土壤的修复是健康土壤行动的重要内容.以专利分析为切入点,分析我国2010-2021年OPP污染土壤修复相关申请专利,梳理该方面技术发展情况,综述生物、物理、化学主流技术修复OPP污染土壤现状.分析发现,专利时空分布、隶属分布等反映了该领域技术的现状与需求,利用磷酸水解酶、木霉属、假单胞菌属、芽孢杆菌属等微生物对OPP进行水解、共代谢的生物修复技术,应用生物刺激、化学氧化、光催化等化学修复技术,以及联合修复方法为当前OPP污染土壤的主流修复方法.现有修复技术受环境、修复材料与污染土壤的相互作用变化等影响,未来仍需进一步研究OPP在土壤-生物系统中的降解作用及其物理、化学、生物降解机理,明确OPP与其代谢产物的运输、扩散、转移途径;并将理论研究应用于实际修复工程,加大原位修复技术研发力度,根据污染场地环境、土著微生物、土壤污染程度选择合适的修复技术方案,以促进有机磷污染土壤修复行业的发展.（图...     

平原河网地区水源地水质对土地利用变化的响应——以黄浦江上游水源地为例

以黄浦江上游水源地为例,利用1999年上海水资源普查数据及2000年初成像的上海市1∶50 000彩红外航空像片,采用G IS空间分析技术、灰色关联分析技术,划分土地利用样带,设计水质改善指数,探讨平原河网地区水环境质量对土地利用结构的响应,以及水源水质对土地利用变化驱动力的响应。结果表明,黄浦江上游水环境质量受到土地利用格局及上游来水的综合影响,各样带工业用地比例与水质改善指数呈极显著负相关(P<0.01),松浦大桥取水口水质与上游来水水质以及水源地当地的工业发展、人口密度等土地利用变化驱动力具有很好的关联性。建议在开展平原河网地区水源保护工作中,应在关注上游来水状况的同时,从土地利用及其社会经济驱动两方面控制水文敏感区域土地开发强度,构筑水源地圈层土地利用格局。     

黄浦江沉积物污染及潜在生态风险评价初步研究

采用Hakanson生态风险指数法对黄浦江沉积物样品中PCB、Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn等8个污染要素进行了分析,对其污染程度和潜在的生态风险进行了评价。结果表明,黄浦江污染程度和潜在生态风险为中等。从总的污染程度来看,黄浦江各污染物对生态风险影响程度由大到小的顺序为:Hg,Cd,PCB,As,Cu,Pb,Zn,Cr。     

Factors Affecting the Conservation of Nutrients in Estuarine Waters of the River Tiber

The estuarine processes which can influence the release of nutrients of the River Tiber into the Tyrrhenian Sea have been studied. A conservative behaviour has been found for silicate in different hydrographic conditions.

For nitrogen, positive increments in respect of the dilution values were found in summer, due to regeneration processes; on the contrary a conservative behaviour was observed when seawater did not intrude into the river.

Dissolved phosphorus showed, in all the hydrographic conditions, a positive deviation in respect of the theoretical dilution values. This deviation has been attributed to regeneration processes which take place during the summer period. The chemical release of phosphate from particulate matter is predominant when the saline wedge is absent.     

黄浦江水源地沉积物重金属潜在生态风险评价

为了解黄浦江上游饮用水源地沉积物中重金属的污染特征,对黄浦江干流和主要支流15个采样点的Hg、Cd、Pb、Cu和Zn含量进行检测,并对其生态风险进行评价.相比环境背景中位值,在15个样品中5种重金属含量都存在一定比例的超标现象,其中,Cd和Hg的污染相对明显;相比背景最大值,仅有Cu和Cd含量超标.采用潜在生态风险指数法和污染负荷指数法进行评价,所得出的生态风险等级均为无污染～中等污染水平,急水港近苏沪交界处、淀峰大桥、大蒸港沪浙交界处、大蒸港泖洋河交汇处、园泄泾以及五厍东一号河交界处区域生态风险较高,Cd和Hg是研究区域生态风险的主导因子.值得注意的是,黄浦江支流大蒸港和园泄泾的生态风险整体高于黄浦江干流.总体而言,黄浦江上游水源地表层沉积物中重金属污染仍处于中等以下水平.     

天津引滦入津水源保护与生态恢复技术

介绍了引滦入津水系的生态特征、水质问题及发展趋势,在此基础上对引滦入津水源保护的应采取的战略方针及生态恢复技术进行了讨论。提出了从汇水区域生态管理入手,控制水体富营养化,建立流域管理与区域管理相结合的新管理模式,水源保护管理工程实行企业化经营管理方式等建议;以及面源污染防治技术、湿地处理系统的设计与建设等研究内容。     

黄浦江水域抗生素及抗性基因污染初步研究

采用高效液相色谱-质谱法,调查了黄浦江江水及底泥中6种常见兽用抗生素的含量特征,并采用实时荧光定量PCR方法,分别研究了该水域相应的8种代表性抗生素抗性基因(Antibiotics Resistance Genes,ARGs)的存在及丰度水平。结果显示,调查的四环素类、磺胺类及氯霉素抗生素在江水中的质量浓度范围分别在0.44～2.69、0.97～1.96、0.03～0.26μg·L-1之间,在底泥中的质量分数则分别为22.10～72.74、25.98～117.29、nd～50.47μg·kg-1。所有样品中除tet(O)、tet(B/P)未检出外,其他6种抗性基因均有检出。与四环素类抗性基因相比,磺胺类抗性基因的绝对拷贝数及相对丰度较高,为黄浦江水域中的优势抗性基因。相关性分析表明:江水中sul(Ⅲ)、tet(W),以及底泥中的sul(Ⅱ)丰度与对应相中磺胺类抗生素含量显著正相关,江水中sul(A)则与水相中氯霉素、四环素含量显著相关,其他几种抗生素与抗性基因间未见相关性存在。除抗生素外,黄浦江水域ARGs的相对丰度还可能与抗性基因种类及其环境因素(如光照、温度、pH和重金属等)有关。     

黄浦江上游水源地中31种内分泌干扰物的分布特征以及生态风险评价

本文研究了雄激素、雌激素、孕激素、糖皮质激素和工业化合物等5类31种环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals, EDCs)在黄浦江上游水源地中的空间分布特征,并采用风险熵值法(risk quotient, RQ)对水体中EDCs的生态风险进行了评价.黄浦江上游水源地9个采样点糖皮质激素和孕激素均未检出,工业化合物双酚类检出率100%.大多物质最高检出浓度10 ng·L~(-1),而双酚A (BPA)检出浓度最高(26.00—64.32 ng·L~(-1)).黄浦江以工业化合物和雌激素类物质污染为主,BPA为各采样点的主要污染物.莲西大桥EDCs总浓度最高(103.66 ng·L~(-1)),水库入口总浓度最低(40.16 ng·L~(-1)).太浦河上游工业化合物类浓度较下游高,雌激素类最高浓度检出点为汾湖大桥(11.70 ng·L~(-1)).与国内外地表水中EDCs检出浓度比较,黄浦江上游水源地中EDCs处于中低等污染水平.对己烯雌酚(DES)、雌三醇(E3)、BPA、双酚S (BPS)等4种EDCs进行生态风险评价,RQ范围为0.006-2.5,BPS表现出较高的环境风险(RQ=2.5).     

黄河源区生态破坏现状及保护对策

黄河源区自然条件严酷,生态环境脆弱。随着黄河源区资源开发力度逐步加大,草场和灌丛植被遭到不同程度的破坏,生态环境日趋恶化。具体表现为草原退化严重,水土流失加剧,土地荒漠化扩大,水源涵养能力大为降低。因此,保护黄河源区生态环境,建立黄河源头特殊生态功能保护区已刻不容缓。     

水源水雄激素受体干扰效应及在水处理工艺中的变化

我国很多饮用水源水已检测出雌激素受体干扰效应,但是其他效应如雄激素受体干扰效应却罕见报道。为了弥补这方面资料的缺乏,应用雄激素受体双杂交酵母结合S9代谢方法评价了我国6大流域23个水源地水源水以及3个供水厂不同工艺出水样品的雄激素受体干扰效应。结果显示,所有水源水样品浓缩液均没有检测出雄激素受体直接或间接诱导效应,但都观察到了抑制效应,抑制效应以抑制剂氟他胺当量浓度进行表征:直接抑制效应在0.67~3.68μg·L-1之间,间接抑制效应在0.52~3.02μg·L-1之间;长江三角洲和淮河流域水源地的水源水雄激素抑制效应明显高于其他流域;经S9代谢后,有16个水源地的氟他胺当量比代谢前降低。3个饮用水厂处理工艺能够使源水的雄激素受体抑制效应降低19.1%~70.5%。研究表明,我国水源水中普遍含有雄激素受体干扰效应物质,目前水厂常规处理工艺对雄激素受体干扰效应有一定的去除效果,但不能完全去除。雄激素受体双杂交酵母测试能够快速、综合地对水体中的雄激素受体干扰效应进行评价,是饮用水安全评价的重要补充手段。     

上海市河网水体中As的分布特征及其生态风险评价

2012年4月,在上海市河网采集表层水和沉积物样品各53个,测定其As含量,并采用潜在生态风险指数法对沉积物As的污染状况进行了评价。研究结果表明,上海市河网表层水和沉积物中As的含量分别为0.47～8.84μg·L-1和3.72～12.65μg·g-1,其中表层水中As的浓度处于中国地表水环境质量标准Ⅰ类水平,沉积物中As的浓度有15个样点超过了上海市土壤背景值,但均低于欧盟标准推荐值;表层水中As的浓度与pH呈显著正相关,说明pH值影响河水中As的迁移和转化;沉积物中As的浓度与总有机碳含量呈显著性正相关,说明沉积物中的As主要与总有机碳结合在一起;潜在生态风险评价结果显示,上海市河网沉积物中的As属于低生态风险。