氨氮浓度对MBBR工艺中微生物群落结构的影响

采用移动床生物膜反应器（moving bed biofilm reactor,MBBR）处理模拟废水,考察进水氨氮浓度（20,30,50,100,200 mg/L）对MBBR工艺处理效果的影响,并利用16S rDNA高通量测序技术,分析微生物群落结构变化。结果表明:氨氮浓度为30~100 mg/L时,氨氮浓度越小,越有利于氨氮的去除,对COD去除率影响较小。氨氮浓度为20,50,200 mg/L时,Ottowia为第1优势菌属,相对丰度分别为66.76%、34.40%、53.88%,而氨氮浓度为30,100 mg/L时,Ottowia优势地位被Arcobacter、Hydrogenophaga等取代,说明微生物群落结构发生波动性变化可能与各类起反硝化作用的菌属和Ottowia菌属争夺优势地位有关。与自养型硝化作用有关的菌属相对丰度稳定在0.3%左右,相对丰度受氨氮浓度影响不大,高浓度氨氮对硝化菌属产生的抑制作用,可能是对其微生物活性的抑制。通过研究发现,进水氨氮浓度对MBBR生物膜中的微生物群落结构有一定的影响。     

藻屑堆积对沉积物-水界面污染物的释放效应

为探索不同密度藻屑堆积对沉积物-水界面污染物的释放效应,设置了对照组(无藻屑添加)、2个藻屑添加组(分别为1倍组(加入0.06 g干藻,约6 g·m~(-2),以干重计)、20倍组(加入1.2 g干藻,约120 g·m~(-2),以干重计)),于(16±1)℃避光培养.结果表明,实验前4 d,20倍组藻屑分解耗氧剧烈并释放出大量溶解性有机质(DOM)及氮、磷营养盐.其中,溶解氧(DO)浓度迅速下降至1.4 mg·L~(-1)以下,上覆水中类色氨酸类物质荧光强度在第4 d最高(0.8 RU)且高于空白组,对荧光强度的贡献比例高达51.7%,为DOM的主要成分,说明藻屑分解释放大量类色氨酸物质.释放的溶解性无机氮(DIN)、溶解性总磷(DTP)以氨氮(NH_4~+-N)、正磷酸盐(PO_4~(3-)-P)为主要形态.随后实验阶段上覆水中SR值、E250/E360值降低,E253/E203值增加,说明藻屑在降解过程中腐殖化程度逐渐增加,取代基种类减少,导致释放的DOM以类腐殖质为主.因此,20倍组类色氨酸类物质逐渐被降解,导致荧光强度逐渐降低,类腐殖质荧光强度增加,对荧光强度的贡献比例高达62.7%.而对照组与1倍组污染物释放培养期间无显著性差异,DOM及氮、磷营养盐释放浓度均低于20倍组.因此,120 g·m~(-2)藻屑密度堆积情况下可造成水体明显缺氧至厌氧,导致大量氮、磷营养盐及溶解性有机物释放至上覆水中,成为水体富营养化的重要营养源.     

南极拉森北部冰架表面物质损失机制探讨

基于解密航片、光学遥感影像以及卫星雷达测高数据,完成一个较长时间序列的拉森A和B冰架的范围及表面高程变化监测.在此基础上,结合NCEP/NCAR夏季逐月平均气温数据和GPCP全球降水数据这两种气象数据来探讨拉森北部冰架表面物质平衡机制.结果表明：随着气温的升高,拉森A和B冰架自1968年以来总共消失了14 000km²的浮冰.当前,拉森A冰架已经完全消失,拉森B冰架仅存2 000km².伴随着冰架的持续崩塌与退缩,拉森北部冰架展现出高程持续降低的趋势,而且拉森A冰架的降低速度（-0.45m/a）明显高于拉森B冰架（-0.09m/a）.作为冰架表面物质平衡估算的两个主要参数,拉森A冰架的夏季平均气温从1968年的0.16℃升高到近期的0.84℃;拉森B冰架的夏季平均气温从1968年的0.04℃升高到近期的0.66℃.过去几十年的降水量变化对拉森北部冰架表面物质累积产生的影响很小,反倒是夏季温暖的降雨进一步加剧该地区的表面物质负平衡.对于持续崩塌与退缩型的拉森北部冰架来说,其高程降低除了受到冰架表面冰雪融化与再凝结导致的积雪致密化驱动外,还受到冰架后退导致的背向应力减少,进而导致的冰架物质输送加快的深刻影响.总之,在全球气候变暖的背景下,拉森A和B冰架的表面物质体现出越来越明显的负平衡趋势.     

“十三五”挥发性有机物总量控制情景分析

总量控制制度是一种行之有效的污染控制手段,我国从2016年开始对挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)进行总量控制.采用"排放因子法"和"回归分析法",估算和预测我国2015年和2020年人为源VOCs排放量,结果表明,2015年我国人为源VOCs排放量约为3 111.70万t;2020年基准情景VOCs排放量预计为4 173.72万t,相比于2015年增长了34.13%.根据"十三五规划纲要"中的减排要求,全国2020年VOCs总量控制目标为2015年排放量的90%,即2 800.53万t,"十三五"期间,全国至少需减少排放1 373.19万t的VOCs.在此基础上,以2015年为基准年、2020年为目标年,通过情景分析法,设置我国"十三五"期间可能推行的3种总量控制情景:重点区域全面推进VOCs减排、重点行业全面推进VOCs减排、重点区域重点行业推进VOCs减排,并对每种情景下的控制总量进行分配.结果表明,3种情景的减排潜力与削减任务均存在一定的缺口,实现"十三五"总量减排目标难度大,需要加大VOCs污染控制力度.     

秋冬季厦门岛大气颗粒物中PCBs的污染特征及入海通量

于2006至2008年秋季和冬季在台湾海峡西岸厦门岛采集大气颗粒物样品,分析28种多氯联苯（PCBs）,包括指示性PCBs和类二恶英PCBs的含量特征及组成,探讨其可能来源,并对其干沉降入海通量进行估算。结果显示,2006至2008年秋冬季厦门岛大气颗粒物中PCBs的浓度分别为0.43~53.55、2.07~81.14和3.79~153.39 pg/m³,主要以高氯取代PCBs为主,类二恶英PCBs毒性当量值与主要城市相当。冬季PCBs浓度高于秋季,且2006至2008年的秋冬季PCBs浓度呈上升趋势,这可能受到厦门市汽车尾气和工业废气排放等人类活动导致大气颗粒物含量升高的影响。气团后向轨迹分析表明,冬季厦门岛大气颗粒物中较高浓度的PCBs主要受中国北方大陆污染气团来源的影响,而秋季大多来源于洁净海洋气团。秋季和冬季,大气颗粒物中PCBs的沉降通量分别为3.79和8.32 ng/（m²·d）,按调查区域覆盖面积（63 000 km²）估算,通过大气干沉降向台湾海峡输入的PCBs量分别为22 kg和47 kg。     

大肠杆菌JM105中硝酸盐还原酶的制备及其性质

近年来,硝酸盐和亚硝酸盐的污染已引起普遍关注。目前,蔬菜和粮食的NO3-含量过高主要由于农药和化肥的使用、工业废水或生活污水灌溉等,食品类主要来自腌制食品和食品添加剂或防腐剂等。另外,向乳制品或食品中参碱、食盐、化肥、脏水、碱性水等也是硝酸盐污染的来源之一。因此,迫切需要快速、简便、可用于现场的硝酸盐检测方法。这就需仰赖生物酶方法,而生物酶方法的关键是酶制剂的制备和检测方法的建立。本研究通过筛选、厌氧和硝酸盐诱导培养、超声波细胞破碎和差速离心提取等方法,从大肠杆菌(Escherichia coli)JM105细胞膜中制备了硝酸盐还原酶并对其性质进行了研究。结果表明:从大肠杆菌JM105中制得的酶制剂活力很高,且在酶过量的情况下可将NO3-完全转化为NO2-,在用磷酸缓冲液清洗并冷冻保藏过夜后不含有亚硝酸盐还原酶。在加入黄素单核苷酸辅酶(FMN)后,该酶的活力可提高64%,比活力达0.42U·mg-1蛋白。该酶十分稳定,在40℃下24h活力无影响,在浓度为1mmol·L-1的Cu2 、Fe3 、Ca2 、Zn2 、Mg2 和Mo6 存在下,其活力亦不改变。因此,该酶可用于测定食品、蔬菜和环境中硝酸盐的含量。     

纱帽山不同海拔大气氮湿沉降通量差异及递变规律的数学模拟

通过对毕节市七星关区城郊纱帽山不同海拔大气沉降进行采样,检测了湿沉降中的水溶性总氮、铵态氮、亚硝态氮和硝态氮等指标.结果表明：①采样点位总氮湿沉降通量随海拔升高呈明显下降趋势,海拔每升高1 km年均垂直递减梯度为5.43 kg·hm^-2·a^-1.冬季山顶通量占最低海拔样点通量均值的29.23%,而夏季为87.80%.这是由季节性降水差异所导致的,夏季雨水冲并作用使得大气气溶胶浓度为全年最低（冬季最高）,因此,在有限海拔高度内垂直梯度在夏季最小而冬季最大.②各路径不同程度地出现了沉降峰值带（步梯路除外）,这与下垫面污染气体的垂直扩散有关.以车辆尾气为污染源,借助高斯模式推导其最大浓度出现的高度为56.11 m,而实测峰值带为理论计算高度的2~3倍,这与污染物扩散条件复杂及经验公式的非普适性有关.③铵态氮和硝态氮为无机氮的主要形式,亚硝态氮仅占9.04%,且冬季沉降量最大,这与氨氧化细菌在应对低温等不利环境方面有更强的适应性有关.④借助指数模型模拟了氮的湿沉降通量随海拔高度的递变规律,拟合公式为M=15.2534k·exp（-0.00079602x）,随机检验拟合程度较高,具有实际应用价值和推广前景.     

漳州古雷“4·6”事故居民疏散行为调查及相关性研究

为研究危化品爆炸事故应急处置过程中,事故地点周边居民疏散行为及心理特征,设计预疏散、疏散、返程3个阶段对漳州古雷“4·6”事故居民的行为反应进行问卷调查,运用皮尔逊卡方检验对问卷调查统计结果进行相关性分析,得出40组存在显著相关性的变量组,选取20组典型变量组进行分析。研究结果表明:高学历人群和有疏散经历的人群在疏散中表现的更冷静并且传递信息的意识更强;口头通知在众多疏散通知方式中对疏散的效果最好;有异常感知的人群在疏散中惯性行为更明显,耐心更差;性别和家庭人口数量差异对于人群的疏散行为的影响并不显著。     

生物炭对城郊农业土壤镉有效性及镉形态的影响

为探索生物炭对镉污染土壤的钝化效果,采用室内培养的方法,研究了低镉(镉含量1.86 mg/kg)及高镉(镉含量6.55mg/kg)土壤条件下生物炭对土壤有效态镉及不同形态镉分布的影响。研究结果表明:至培养末期,添加生物炭显著降低了2种镉条件下土壤有效态镉含量,低镉及高镉条件下降幅分别达到4.31%和6.82%。生物炭添加对短期及较长期内不同形态镉含量均会产生影响。在培养初期,2种镉条件下添加生物炭均使可交换态镉含量显著下降(P0.05),铁锰氧化物结合态镉及残渣态镉含量上升,且后者上升显著(P0.05)。在培养末期,生物炭的添加减少了2种镉条件下可交换态和有机物及硫化物结合态镉含量,提高了碳酸盐结合态及残渣态镉含量,且低镉条件下各形态镉含量的变化均有显著差异。该实验数据表明,生物炭与土壤的有效结合降低了重金属镉的有效态含量,其迁移性和生物有效性得以控制,生物炭对土壤重金属镉具有显著的钝化作用,在土壤重金属镉污染治理方面有着巨大潜力。     

南海东北部间隙水营养盐的空间分布及其交换通量

为探究南海东北部沉积物间隙水中生源要素的分布规律及其对海洋生态环境的影响,于2014年10月至11月秋季,对南海东北部海区5个站位的沉积物间隙水中营养盐的含量及其空间分布进行现场采样分析。结果发现,沉积物间隙水中NH₄-N、NO₃-N、NO₂-N、PO₄-P、SiO₃-Si的平均含量分别为:25.20、11.62、3.05、7.42、305.8μmol/L。其中SiO₃-Si和NH₄-N是沉积物间隙水中含量最大的两种组分,且NH₄-N占无机氮的比例为57.4%~75.1%,是溶解无机氮的主要成分。通过实验室培养对沉积物-水界面营养盐的交换通量进行估算,估算的营养盐NH₄-N、NO₃-N、NO₂-N、PO₄-P的平均交换通量分别为:8.34、1.89、-0.89、0.41μmol/m2/d。整体上沉积物作为NH₄-N、NO₃-N和PO₄-P的源,不断地向上覆水释放营养物质,对南海东北部海区浮游植物生长繁殖及生产力的发展具有重要意义;初步探讨了早期成岩过程中营养盐的地球化学行为,对沉积物中营养盐的积累和输运进行了探究。