厌氧氨氧化启动过程细菌群落多样性及PICRUSt2功能预测分析

细菌群落是实现厌氧氨氧化系统高效脱氮的核心,而厌氧氨氧化启动过程细菌群落多样性及其功能特征仍未被充分阐明.本研究采用升流式厌氧污泥床（UASB）反应器进行厌氧氨氧化系统启动,利用16S rRNA基因高通量测序技术并结合PICRUSt2功能预测分析,研究启动过程不同时间（d0、d30、d60和d90）细菌群落多样性及功能动态变化特征.结果表明,启动过程共检测到48个门、111个纲、269个目、457个科、840个属和1497个种;Candidatus_Brocadia和Candidatus_Kuenenia为检测到的厌氧氨氧化菌,且它们的相对丰度在启动过程不同时间存在显著差异（P<0.05）.启动过程,细菌群落α多样性指数整体呈现显著的降低趋势（P<0.05）,细菌群落结构呈现出明显的空间分异特征,且差异显著（R=0.846,P<0.01）.PICRUSt2功能预测分析表明,启动过程,细菌群落具有丰富的功能多样性,一级功能层表现为有机系统和代谢方面较为活跃,二级功能层子功能基因丰度在厌氧氨氧化启动过程发生明显变化;细菌群落涉及49个参与氮素代谢的相关功能基因,且不同时间阶段参与硝化、反硝化、厌氧氨氧化、硝酸盐同化/异化还原和亚硝酸盐同化/异化还原过程的相关功能基因丰度发生明显变化.     

北京城区大气金属元素干湿沉降特征

为研究北京市大气中金属元素的干湿沉降特征,评估不同观测方法的差异性,于2014年5月至2015年4月在北京城区同步采集了混合沉降和湿沉降样品.利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了样品中19种金属(Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Mo、Cd、Sb、Tl、Th和U)的浓度.结果表明,混合沉降样品中各金属浓度[7 160.68μg·L~(-1)(Ca)～0.02μg·L~(-1)(Th)]普遍高于湿沉降样品[4 237.74μg·L~(-1)(Ca)～0.01μg·L~(-1)(Th)].两种样品中相同金属的富集因子差异较小,其中Cu、As、Tl、Zn、Cd、Se和Sb的富集因子均大于100,表明这些重金属主要来自人为污染源.气团轨迹分析表明,北京城区降水过程主要受偏南气团的影响,其中来自西南气团的降水样品中Ca、Mg、Fe、Al、Cu、Mo、U和Th等金属浓度较高,而来自南部的气团K、Zn、Mn、Sb、Cd和Tl等金属浓度较高.观测期间大气中金属元素的混合沉降通量变化于3 591.35 mg·(m~2·a)~(-1)(Ca)～0.01 mg·(m~2·a)~(-1)(Th),湿沉降通量变化于1 847.78 mg·(m~2·a)~(-1)(Ca)～0.01mg·(m~2·a)~(-1)(Th).混合沉降与湿沉降差减得到19种金属的干沉降通量变化于1 743.57 mg·(m~2·a)~(-1)(Ca)～0.01mg·(m~2·a)~(-1)(Th).大气颗粒物的粒径大小对金属的干湿沉降过程具有重要影响.     

应用15N研究土壤-植物系统中氮素淋失动态

七十年代以来,氮污染问题在国外有所重视,并进行了系统研究.Kohl等人(1971)认为河流中硝酸盐主要是以地下水渗滤方式进入的,氮肥是水体中氮污染物的最主要来源.据报道,美国伊利诺斯州25英尺或更浅的水井中有25％ 水中硝态氮超过     

新冠肺炎疫情期间冀南地区空气质量时空变化特征

为研究新冠肺炎疫情期间冀南地区空气质量变化规律,明确防疫管控措施对空气质量的具体影响及大气污染物排放特征,笔者综合分析了研究区域的常规监测数据和部分大气超级站的PM_2.5组分数据。结果表明:疫情防控重点区域石家庄市、邢台市空气质量整体好转,细颗粒物和一次排放气态污染物浓度下降明显,PM_2.5来源中燃煤、生物质燃烧源占比上升,机动车尾气源占比下降,体现出交通管制、企业限产和道路工地扬尘管理等环保措施的有效性。疫情防控高风险区域石家庄市藁城区出现了明显的NO₂浓度降低、PM_2.5污染好转现象,而O₃浓度显著升高成为新的特征污染物。结果显示,藁城区综合防疫管控举措对本地一次排放污染物起到了明显抑制作用。疫情防控核心区域藁城区增村镇因实行最严格的封村、限行、停产等措施,人为污染源排放"触底",6项监测指标中除O₃浓度同比、环比均大幅度升高外,其他污染物浓度全时段降低,SO₂和CO昼夜差距缩小,环境质量明显优于周边乡镇。分析认为大规模持续化学消杀可能对O₃浓度升高有影响,此问题需要进一步探讨。     

厌氧氨氧化菌富集培养过程微生物群落结构及多样性

为深入理解厌氧氨氧化菌富集培养过程微生物群落变化特征,采用ASBR反应器进行厌氧氨氧化菌富集培养,考察了不同培养时间微生物群落组成、多样性及物种网络关系.结果表明,通过逐步提高基质浓度,实现了厌氧氨氧化菌富集,NH₄⁺-N和NO₂^--N去除率分别为97.6%和95.4%,总氮去除率为84.9%.高通量测序发现,整个培养过程优势菌门(相对丰度> 5%)为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)、装甲菌门(Armatimonadetes)和放线菌门(Actinobacteria);富集培养获得的主要厌氧氨氧化菌为Candidatus Brocadia,相对丰度从1.42%增长到24.66%;培养过程,微生物群落优势菌群组成未发生变化,但相对丰度呈现显著差异(P <0.05).富集培养过程不同时间,微生物群落α多样性呈现先升高后降低的趋势,且存在显著差异(P <0.05)...     

基于脑电信号模糊熵的驾驶疲劳检测分析

为减少因驾驶疲劳导致的交通安全事故,提出基于脑电(EEG)信号模糊熵(FE)的驾驶疲劳检测方法。开展在驾驶仿真模拟试验,采集28名被试模拟正常驾驶和疲劳驾驶的EEG信号;基于2种驾驶状态的EEG信号计算出FE值;运用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、决策树(DT)和K近邻(KNN)等4种分类器检测驾驶疲劳状态;利用多种性能指标及被试工作特征曲线(ROC)对驾驶疲劳检测结果进行分析比较。结果表明:基于疲劳驾驶状态下的EEG信号的FE值明显高于较正常驾驶状态下的值;4种分类器均可有效检测驾驶疲劳,其中K近邻的平均准确率达97.4%;基于EEG信号模糊熵的驾驶疲劳检测方法具有较好的鲁棒性和稳定性。     

斜坡地形CO2扩散规律相似试验研究

基于相似性原理,在不同坡度(0°、20°、30°、45°)及不同地面粗糙度(木质地面、土质地面)条件下进行了小尺寸的CO2泄漏试验,研究坡度和地面粗糙度对CO2泄漏扩散的影响,为全尺寸现场CO2泄漏试验提供参考。结果表明:坡度的存在对CO2扩散产生了较为明显的影响,坡度越大,斜坡上体积分数梯度越大,坡度小于20°时,对CO2扩散影响几乎无影响,坡度大于30°时,影响开始凸显;与无坡度的平面扩散相比,斜坡下方出现明显的CO2聚集区域,坡度越大,聚集现象越明显,体积分数分布越平均;地面粗糙度的增加使整体CO2体积分数有明显的上升,泄漏口附近(0.25 m)体积分数上升最为明显,整个泄漏场浓度分布更加平均,浓度梯度更小;此外,地面粗糙度的增加一定程度上抑制了泄漏过程的卷吸效应。     

利用二段中和法处理矿山酸碱废水的验证试验研究

德兴铜矿在利用尾矿分级溢流液处理矿山酸性水研究的小型试验基础上，又进行了验证试验，结果表明：采用该技术是先进和可行的，并提出了二段中和处理技术的最佳工艺参数。     

深圳市饮用水源水质保护工作及经验

深圳市70％以上的饮用水源靠境外供给，饮用水库保护主要集中在对中转水库和自产水源水库的水质保护。深圳市委、市政府长期以来高度重视饮用水源保护工作，把饮用水源保护作为全市环保工作的重中之重。多年来，深圳通过立法、规划、制定系列综合整治方案和加快治理设施建设等手段，全面推进饮用水源保护工作，建立了比较完善的污染治理体系和监督管理机制。[编者按]     

妊娠小鼠子宫对2,3,7,8-四氯苯二噁英毒性的敏感性研究

对妊娠早期小鼠用不同剂量的TCDD进行处理，妊娠第9天采集血清、肝、肾、脑、脂肪、子宫和胎儿等样品，利用酵母报道基因系统进行组织中TCDD含量检测，结果发现脂肪中TCDD含量最高，其次是肝脏、子宫和胎儿．由于TCDD的毒性需通过体内包括细胞色素P4501A2在内的代谢酶的活化，采用免疫组化的方法对TCDD诱导的该酶的表达水平进行了检测，发现肝脏和子宫的阳性反应最强，并且所需剂量很低，肾脏和脂肪组织在较高剂量出现阳性反应，而脑组织则仅在更大剂量时出现微弱的阳性信号．此现象说明子宫和肝脏一样，可以通过芳香烃类受体诱导细胞色素P4501A2酶的产生，活化TCDD，引起对细胞的毒性并产生对胚胎的毒性．在低剂量时观察到的强烈的生殖毒性应该和TCDD在子宫的蓄积和子宫内敏感的细胞色素P4501A诱导能力有关．