潮土细菌及真菌群落对化肥减量配施有机肥和秸秆的响应

为了研究化肥减量配施有机肥和秸秆对华北麦玉轮作田潮土细菌和真菌群落的影响,在天津市宁河区试验基地开展田间定位施肥试验,采用Illumina高通量测序技术比较了5种施肥模式(单施化肥处理, F;化肥减施处理, FR;化肥减量与秸秆配施处理, FRS;化肥减量与有机肥配施处理, FRO;化肥减量与有机肥和秸秆配施处理, FROS)下土壤细菌及真菌群落的组成、多样性和结构差异,并结合土壤理化性质分析,探究不同施肥处理下驱动细菌和真菌群落变化的关键土壤环境因子.结果表明, FRO处理显著提高了土壤SOM含量. FROS处理的TP含量显著高于FRS处理,增加了13.33%. FRO和FROS处理AP含量较其它处理显著增加, NH⁺₄-N含量显著高于化肥处理(F和FR).各施肥处理土壤中优势细菌门类均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria),优势真菌门类均为子囊菌门(Ascomycota).在化肥减量配施有机肥(FRO)的基础上添加秸秆...     

不同轮作模式下作物根际土壤养分及真菌群落组成特征

为研究宁夏中部干旱带不同轮作模式下土壤养分及真菌群落组成的特征,以谷子轮作大豆(MRG)、轮作籽粒苋(MRA)、轮作藜麦(MRQ)及谷子连作(CK)为对象,测定了土壤养分含量,并利用Illumina MiSeq高通量测序平台测定了土壤真菌的ITS变异区序列.结果表明,不同轮作模式对土壤养分的影响存在差异.3种轮作模式下土壤pH和电导率均有所下降,土壤全氮、全钾、全磷和有机质含量均上升,OTUs数和α多样性指数均高于连作.真菌群落组成研究结果显示,子囊菌门(Ascomycota)为4种模式下的优势菌群.聚类分析显示MRA和MRG的真菌属组成最为相似,其次是MRQ, CK与3种轮作模式相差较大.相关性分析显示,土壤养分与几种优势真菌属呈显著相关性(P<0.05或P<0.01),土壤全氮、全钾、硝态氮和有机质含量是影响土壤真菌群落最主要的因子.主成分分析(PCA)表明,MRG轮作模式优于MRA和MRQ模式.综上所述,轮作提高了真菌群落多样性指数,改变了土壤真菌群落结构,改善了土壤肥力状况,其中以谷子与大豆轮作效果最佳,建议将谷豆轮作作为中部干旱带杂粮产业中主要的轮作模式之一进行推...     

基于层次分析法的再生水补给型城市河湖水生态修复技术评价指标体系及其应用

由于城市水资源严重紧缺,再生水作为补给城市河湖景观水体的重要水源,用量逐年加大,随之带来的水环境问题也引起关注,往往需要采用适宜的技术和工程改善水质。然而对于现有的生态修复技术和工程,缺少相应的评价方法和指标体系对其修复效果和工程技术进行综合有效的评估。通过大量的文献及实地调研,结合再生水补给型城市河湖的特点,构建了包含环境效益、技术管理与维护及社会经济功能3个系统、7个准则和19个指标的再生水补给型城市河湖水生态修复技术评价指标体系,采用群组决策的层次分析法（AHP）确定各指标的权重,重要性排序前5位的指标依次是：藻类多样性、水生植物覆盖度、DO、TLI、PI（COD）。以北京市陶然亭湖水生态修复工程为例进行综合评价,研究结果表明,现阶段陶然亭湖水生态修复工程综合评分为3.35分,评价结果属于良。陶然亭湖经过水体生态修复后,水生态系统结构较好恢复;所选工程技术适宜;人员及经济投入适中;对周边环境产生较大正面影响;工程可优后进行推广     

双室微生物燃料电池重金属毒性传感器的研制

构建了双室微生物燃料电池（double microbial fuel cells,DMFC）型毒性传感器分别对Cr（Ⅵ）、Cd2+、Cu2+、Zn2+进行在线检测研究。通过对反应器进行优化,确定DMFC在外电阻为1 000 Ω时达到最大功率密度;外循环速率为0.933 4 mL·min-1时反应器运行较稳定。在最优条件下,通过监测铜离子来确定检测时间为60 min,清洗时间为10 min。在以上条件下进行重金属检测,结果表明4种重金属的检测范围分别为0.3~10、0.4~10、40~160、15~80 mg·L-1。抑制率可以用来验证反应器的可行性,检测范围内抑制率与重金属浓度呈现一定的线性关系,其相关系数分别为0.959 7、0.979 5、0.944 1、0.936 6。并可得到相应的线性方程,这些方程可用于验证DMFC-传感器的稳定性。选取检测范围内的浓度进行验证,结果表明4种重金属的相对误差均小于11%,传感器相对稳定并可长期运行。     

曝气条件对浸没式膜生物反应器内流场的影响

为深入研究流场动力学特性对浸没式膜生物反应器系统内膜面污染的控制,应用fluent软件对浸没式膜生物反应器内气液两相流动进行了三维数值模拟研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,考察了改变曝气条件对膜面气液速度场及气含率分布的影响。模拟结果表明,在相同曝气强度下,1 mm曝气孔径下膜面气液两相的速度增加较孔径2 mm、3 mm的快;曝气孔径为1 mm时,膜面的液相速度随着曝气强度的增加逐渐增大;曝气孔径为1 mm时,曝气量为5.5 m3/h所形成的漩涡区较大,膜面气含率值较高且分布较均匀,气液两相接触面积较大,膜面冲刷效果较好;模拟观察到反应器底部靠近壁面局部气含率较低,不利于活性污泥中微生物的生长,需要进一步优化曝气和反应器结构。     

硫酸盐还原菌污泥固定化特性

采用玉米芯为碳源,聚乙烯醇(PVA)为包埋载体,饱和硼酸(H3BO3)为交联剂,研究了硫酸盐还原菌污泥(SRBS)、铁屑、麦饭石共固处理合成煤矿酸性废水的最优配比与机理,并分析了固定化过程中小球稳定性及活性的变化规律。实验结果表明,SRBS投加量是影响处理效果的最显著因子,当投加30%SRBS、2%铁屑、3%麦饭石时SO42-、Mn2+去除率分别为94.13%和84.39%,溶液pH为7.03,未检测出Fe2+;随着交联时间的延长,小球膨胀率及SO42-还原率分别呈线性与指数下降,从保持小球稳定性与活性角度考虑,可将交联时间设定为4~8 h;该法可为市政污泥的处置以及生物法处理煤矿酸性废水的工程应用提供技术参考。     

强化垂直流可渗透反应墙处理渗滤液污染物

针对垃圾渗滤液污染物组分多、处理难度大、可生化性差的特点,基于可渗透反应墙(PRB)被动修复技术,通过多种填料的组合构建三重垂直流PRB强化的砂箱模型,对垃圾渗滤液进行连续动态处理研究。实验结果表明,填料的组合顺序对强化PRB系统净化能力有较大的影响,由无烟煤、沸石、钢渣依次组成的强化垂直流PRB系统(2#砂箱)对NH4+-N、NO3--N、NO2--N、COD、PO43--P的平均去除率分别为96.12%、30.36%、75.24%、39.03%和30.47%,处理效果明显好于相同条件下依次由无烟煤、钢渣、沸石组成的强化垂直流PRB系统(1#砂箱)。与常规PRB处理系统相比,强化垂直流可渗透反应墙系统可实现垃圾渗滤液中多种污染物同步有效去除,是极具发展潜力的新型技术。     

常温还原铁氧体法处理含铬废水

实验探究了常温还原铁氧体法处理含铬废水的最优工艺条件,研究了不同亚铁盐及氨氮和COD对处理效果的影响,对沉淀进行了化学分析与材料表征。实验表明,在n(Fe2+):n(Cr6+)=6,共沉淀pH=10.0,还原时间为2 min,共沉淀时间为15 min条件下,处理含铬废水可达最好效果,总铬浓度从1 600 mg/L降至1.5 mg/L以下,符合国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的要求,实现了常温条件下铁氧体法对含铬废水的处理。对于不同亚铁盐,氯化亚铁处理废水的性能要强于硫酸亚铁,沉降速率快且沉淀致密。一般浓度的氨氮(50 mg/L)与COD(500 mg/L)对处理效果没有明显影响。对沉淀进行酸稳定性分析和XRD表征,确定生成了稳定的含铬复合铁氧体。     

河流重金属污染底泥的稳定化实验研究

以实现河道疏浚底泥中富含的重金属Cu、Zn、Ni的稳定化为目标,选用EDTA、DTCR、Na2S、Na2S2O3、膨润土、水泥及自主研发的特殊胶凝材料作为稳定剂,对底泥中的重金属进行固化稳定,通过分析稳定后重金属浸出液浓度及赋存形态变化,探讨各药剂稳定效果,并寻求稳定剂的最佳投加量.研究表明,7种稳定剂对3种重金属的综合稳定化效果由好到差依次为:水泥> 胶凝材料> 膨润土> DTCR> 硫化钠> 硫代硫酸钠> EDTA;对Cu、Zn、Ni单种重金属而言,稳定效果最好的药剂分别为膨润土、胶凝材料及DTCR,而EDTA则使重金属浸出液浓度升高.除EDTA外,其他药剂对重金属Cu和Zn的稳定效果要明显优于Ni.根据稳定后重金属赋存形态变化结果,EDTA可使重金属可交换态比例升高,而膨润土对重金属4种形态分布基本无影响,其他药剂使重金属可交换态比例降低.     

纳米四氧化三铁作为助凝剂去除水中藻类

在实验室内对使用纳米四氧化三铁(Fe3O4)和纳米γ-三氧化二铁(γ-Fe2O3)作为聚合氯化铝(PACl)的助凝剂去除水体中铜绿微囊藻的效果进行了研究.结果表明,以纳米Fe3O4或纳米γ-Fe2O3为助凝剂,能够降低PACl的投加量,提高沉降速率,进而缩短沉降时间,且对铜绿微囊藻的去除效果明显优于单独使用PACl.在藻浓度为106个/mL的条件下,为了达到相同的除藻效果,单独使用PACl的投量要比同时投加纳米Fe3O4或纳米γ-Fe2O3时多出1倍左右;在不加磁场条件下,要达到同样的处理效果,用纳米Fe3O4或纳米γ-Fe2O3做助凝剂比单独投加PACl节约一半以上的时间;而在加磁场的条件下,用纳米Fe3O4或纳米γ-Fe2O3做助凝剂甚至只需要10 min就能达到比单独投加PACl沉降60 min更高的处理效率.该方法对不同浓度级的铜绿微囊藻都有较好的去除效果,具有一定的实际应用价值.