Enhanced metronidazole removal by binary-species photoelectrogenic biofilm of microaglae and anoxygenic phototrophic bacteria

High efficient removal of antibiotics during nutriments recovery for biomass production poses a major technical challenge for photosynthetic microbial biofilm-based wastewater treatment since antibiotics are always co-exist with nutriments in wastewater and resist biodegradation due to their strong biotoxicity and recalcitrance. In this study, we make a first attempt to enhance metronidazole (MNZ) removal from wastewater using electrochemistry-activated binary-species photosynthetic biofilm of Rhodopseudomonas Palustris (R. Palustris) and Chlorella vulgaris (C. vulgaris) by cultivating them under different applied potentials. The results showed that application of external potentials of -0.3, 0 and 0.2 V led to 11, 33 and 26-fold acceleration in MNZ removal, respectively, as compared to that of potential free. The extent of enhancement in MNZ removal was positively correlated to the intensities of photosynthetic current produced under different externally applied potentials. The binary-species photoelectrogenic biofilm exhibited 18 and 6-fold higher MNZ removal rate than that of single-species of C. vulgaris and R. Palustris, respectively, due to the enhanced metabolic interaction between them. Application of an external potential of 0V significantly promoted the accumulation of tryptophan and tyrosine-like compounds as well as humic acid in extracellular polymeric substance, whose concentrations were 7.4, 7.1 and 2.0-fold higher than those produced at potential free, contributing to accelerated adsorption and reductive and photosensitive degradation of MNZ.     

不同基质组合对氮磷吸附能力的研究

就地利用菜地改建小型湿地系统可能是实现农村生活污水消纳和资源化利用的一种有效途径,其中菜园土与吸附基质的组合直接关系水体污染物中氮磷的净化效果. 选取沸石、谷壳、活性炭、陶粒和菜园土作为试验基质,使用BET比表面积孔径分析仪、扫描电子显微镜和Ｘ射线衍射仪(EDX)对其进行表征,通过等温吸附试验分别筛选出对氮磷吸附效果较好的沸石和陶粒,设置菜园土∶陶粒∶沸石质量占比基质组合:F1(10∶0∶0)、F2(6∶2∶2)、F3(8∶1∶1)、F4(8∶2∶0)、F5(8∶0∶2)、F6(6∶1∶3)和F7(6∶3∶1). 在低、中、高3种氮磷浓度下,通过吸附动力学试验筛选出去除效果最好的基质组合. 结果表明:①5种单一基质中,活性炭、陶粒的比表面积(35.72、33.23 m2/g)和微孔体积(2.20×10?1、8.25×10?2 cm2/g)均较大;沸石和陶粒表面呈粗糙多孔结构. ②Freundlich和Langmuir等温吸附模型均能较好地拟合5种单一基质对氮磷的吸附,各基质对氮的饱和吸附量表现为沸石(2.00 mg/g)>陶粒(1.47 mg/g)>菜园土(1.17 mg/g)>活性炭(0.99 mg/g)>谷壳(0.21 mg/g),对磷的饱和吸附量表现为陶粒(1.28 mg/g)>活性炭(1.25 mg/g)>沸石(1.16 mg/g)>谷壳(0.80 mg/g)>菜园土(0.50 mg/g). ③7种基质组合对氮磷吸附具有相似的动力学特征,Elovich模型、双常数速率模型和一级反应动力学模型均能较好地模拟基质组合对不同污染负荷条件下氮磷的吸附规律. ④7种基质组合对氮磷的吸附速率均呈现先快后慢的趋势,最终于12~48 h趋于稳定. 研究显示,F2、F4和F7基质组合对氮磷的去除效果均较好,但考虑菜地改造的简易性和可操作性,F4为最佳基质组合,其在3种不同氮磷浓度下对氮、磷的吸附量分别为0.36~0.68和0.10~0.39 mg/g.      

辽宁营口滨海湿地春季迁徙期水鸟现状评价

2016－2020年连续对营口滨海湿地春季迁徙期水鸟种类和数量进行了调查监测。5年的长期调查监测共记录到水鸟4目8科39种,其中鸻鹬类、鸥类及雁鸭类（共占记录物种总数的92.31%）是构成营口滨海湿地春季迁徙期水鸟的主要类群。年际间水鸟种类和数量总体呈增加趋势,翘鼻麻鸭（Tadorna tadorna）、斑尾塍鹬（Limosa lapponica）、黑尾塍鹬（Limosa limosa）、大杓鹬（Numenius madagascariensis）、环颈鸻（Charadrius alexandrinus）、黑腹滨鹬（Calidris alpina）6种优势种处于动态变化之中。记录到的39种水鸟都被列入国内外有关保护条例,且分布达到全球种群评估数量1%的濒危大杓鹬、易危黑嘴鸥（Saundersilarus saundersi）、翘鼻麻鸭、环颈鸻、黑尾塍鹬、斑尾塍鹬、黑腹滨鹬7种水鸟,表明营口滨海湿地及水鸟具有国际重要保护价值。为更好地保护营口滨海湿地水鸟及其栖息地,建议尽早在目前未受保护的营口滨海湿地新建国家公园、自然保护区或自然公园,或纳入生态保护红线;并将营口滨海湿地申报列入《国际重要湿地名录》。     

渤海湾天津近岸海域沉积物氮赋存形态及其环境意义

本研究采用连续分相浸取法,研究了渤海湾近岸海域沉积物中离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（CF-N）、铁锰氧化态氮（IMOF-N）及有机态和硫化物结合态氮（OSF-N）4种可转化态氮（TF-N）的含量及空间分布特征,进而揭示其环境意义。结果表明,表层沉积物中TF-N含量范围为145~233μg/g,均值为193...     

毫米波近炸探测器超宽带电磁脉冲防护加固措施研究

目的 研究毫米波引信近炸探测器超宽带(Ultra-wideband,UWB)电磁脉冲防护加固措施,提高引信的电磁防护能力。方法 利用超宽带辐照试验平台,开展辐照试验,通过测试,确定受损探测器的损伤部位,明确辐照效应机理,并提出针对性加固措施。结果 超宽带电磁脉冲可使探测器出现死机或硬损伤的现象,受试探测器的效应场强阈值在50~80 kV/m。死机可在重启后恢复,而硬损伤为不可恢复现象。结论 毫米波引信近炸探测器对超宽带电磁脉冲较为敏感,锁相环回路是探测器的敏感部位。探测器暴露在辐照场下的射频电路和天线窗口是超宽带能量的主要耦合通道。采取改进元器件布局、更换器件和屏蔽线等加固措施后,探测器超宽带的防护能力有较大提升,证明了加固措施的有效性。     

车用高分子材料不同地区户外曝晒试验相关性研究

目的将3种高分子材料以及3种车用外饰材料分别投放在中国海南琼海和美国佛罗里达州2种典型湿热环境中进行户外曝晒试验,研究气候相似的2种地区的试验相关性。方法通过测试相同时间间隔下不同材料在2处试验场曝晒过程中的黄变程度,表征材料的老化现象。采用斯皮尔曼等级相关系数的统计方法,研究材料在2个地区相同时间节点的试验结果的相关性,并利用时间同轴的作图方法比较2个地区严酷度的差异。结果琼海与佛罗里达州2个地区在各个时间节点的相关系数接近于1,且在材料黄变方面呈现一定比例关系。结论琼海和佛罗里达州2个地区的试验结果呈现出较好的相关性,且严酷度比值约为琼海︰佛罗里达=1︰1.19。     

乌鲁木齐树木叶片汞浓度时空特征及环境意义

城市大气环境由于受人为活动影响,具有较高大气汞浓度和时空分布不均一特征。植被叶片虽具有较强富集大气汞的能力,但能否指示城市大气汞时空变化,目前尚有存疑。本文通过连续监测新疆乌鲁木齐市区内6个采样点5种常见树种叶片,在生长季（2019年5～10月）内的汞浓度,分析树叶汞浓度的时空分布变化特征,进而寻找潜在的最优树种叶片,反演乌鲁木齐大气汞污染程度。结果表明,城市内的局地污染能够显著提高叶片汞浓度;树种叶片对大气汞浓度的敏感性存在明显差异（P<0.01）;落叶阔叶树的叶汞浓度与叶片生长时间呈显著正相关关系（P<0.01）,即叶片在整个生长期不断积累大气汞;而针叶汞浓度一年之内与生长时间无显著关系。考虑到圆冠榆叶片对大气汞浓度敏感性较高且分布范围更广,圆冠榆作为乌鲁木齐城市大气汞的生物监测器较为合适。本研究为研究城市大气汞浓度生物监测提供了典型的案例与借鉴。     

河西地区草地建设的现实思考

本文介绍了河西草地资源的空间分布与不同等级面积统计 ,客观地分析了草地“三化”的主导诱因在不同区域上的差异表现 ,突出了河西地区整体荒漠化的严峻现实。并进一步从生态恢复的规律要求、草地独特的生态环境效益、草地建设的相对低成本 ,及草产业的广阔市场前景等方面 ,阐述了河西进行草地建设的现实意义 ,提出了一些独到的见解     

中国主粮作物生物炭产量效应的Meta分析

为定量评估生物炭对主粮作物产量的影响,收集了公开发表的116篇相关文献,共866对数据,采用Meta分析法定量分析了生物炭对我国主粮作物产量的影响及其影响因子,同时构建结构方程模型(SEM)进一步解释了因子间的交互关系.结果表明,与不施用生物炭相比,生物炭施用后可改善主粮田土壤理化性质,提高主粮作物产量,平均增产率为8.77%.其中,当生物炭pH为7～8时,平均增产率最大,可达26.49%;其C/N<60时,平均增产率为13.73%,显著高于C/N≥60的平均增产率.将生物炭施入酸性或中性土壤中,更能发挥其增产效应.当施炭量为10～20 t·hm^-2时,小麦和玉米的平均增产率最大;施炭量为15～25 t·hm^-2时,水稻平均增产率最大.但是,不同施炭水平的水稻增产率相近,可考虑损失部分产量,适当减施以兼顾经济效益.此外,生物炭增产效应会随施用年限增加而不断减弱,一般3 a后增产不显著.SEM表明生物炭施用量不仅直接影响主粮作物产量,还通过改善土壤肥力间接影响主粮作物产量,而生物炭C/N和pH仅通过改善土壤肥力影响主粮作物产量.因此,今后...