长期饥饿后厌氧氨氧化工艺的运行及恢复性能研究

为研究如何快速恢复在突发状况下长期断流的厌氧氨氧化工艺的活性,比较分析了3个厌氧氨氧化反应器的脱氮性能及微生物种群变化.分别为R1(生物滤柱)、R2(膜生物反应器,MBR)、R3(MBR),其中R1与R2进水基质浓度相同,R2与R3反应器形式相同,进水基质浓度不同.结果表明:R1、R2、R3中的厌氧氨氧化污泥分别经过39d、93d、76d得到恢复,总氮去除率分别恢复至87.0%、83.4%、87.6%,总氮去除负荷分别恢复至0.359,0.114,0.244kg/(m³·d).R1与R2相比,厌氧氨氧化生物滤柱能够承受较高的水力负荷,长期断流后具有较高的稳定性,且更容易恢复.R2与R3相比,在进水基质浓度较高的条件下,厌氧氨氧化菌具有充足的营养底物,且高基质水平形成的底物浓度压力更有利于提升氨氮与亚硝酸盐氮在污泥内部的传质效果,恢复效果更好.高通量测序结果表明,3个反应器在恢复前(后)CandidatusKuenenia的相对丰度分别为17.3%(32.0%)、1.6%(2.6%)、1.8%(6.0%),恢复后R1中相对丰度最高.     

基于陆基遥感研究降雨过程对人民渠水质影响

利用监测频率为1min的陆基高光谱水质遥感监测仪于2021年9月24日～11月18日在四川德阳人民渠对浊度、悬浮物、总磷等关键水质参数开展连续监测,精细刻画了水质分钟级的动态变化特征,并结合逐时降水数据探究了不同雨强对人民渠水质的影响.结果显示:降雨量与浊度(r=0.82,P<0.001)、悬浮物(r=0.88,P<0.001)和总磷浓度(r=0.81,P<0.001)均存在极显著正相关,而降雨量与总氮浓度(r=0.39,P=0.07)存在正相关但相关性不显著.当小雨时,降雨量少,没有形成明显的地表径流,河流水质几乎不受影响;大雨及暴雨时,地表径流的形成造成浊度、悬浮物和总磷浓度显著增加,总氮浓度增长幅度则较为平缓.通过高频水质数据可以精细刻画从高强度降雨发生到引发流域氮磷污染物大通量、脉冲式输入再到水质短期剧烈变化这一关键流域污染过程,研究结果为高强度降雨频发地区和未来极端降雨增加情景下流域的污染物控制和综合治理措施提供科学依据.     

惠州市农业土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)含量的分布特征

用气相色谱法(GC-FID)对地处珠三角地区的惠州市49个农业土壤样品中的16种PAEs化合物进行了测定。结果表明,PAEs的检出率高达100%,其中土壤中PAEs含量范围为183.48～2 037.56 ug/kg,平均600.42 ug/kg,以DnBP、BEHP和DEHP等为主。在3种主要利用类型土壤中,∑PAEs含量高低排序为菜地水田果园。与美国土壤PAEs控制标准相比,惠州土壤中的DnBP、DMP和DEP含量超标,其中DnBP的超标率达85.71%。总体上惠州市农业土壤已受到一定程度的PAEs污染,但同其它地区相比处于较低水平。     

异养硝化-好氧反硝化菌Burkholderiasp.YX02强化连续流反应器中微生物群落结构解析

为揭示生物脱氮反应器中微生物群落结构随时间变化的动态演替过程,以投加包埋固定化异养硝化-好氧反硝化菌Burkholderia sp.YX02建立的连续流反应器为研究对象,利用PCR-DGGE技术获得了不同阶段下微生物群落结构的DNA特征图谱并对图谱进行了多元统计分析,同时考察了微生物群落结构的变化与反应器中p H、NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N及COD等环境因子的相关性.结果表明,反应器在18 d的运行期间微生物群落较为丰富,各阶段群落结构的相似性并不随着反应器的运行而有序递减,相邻阶段群落结构的相似性先下降后上升,反应器内的菌群经演替最终形成了稳定的菌群结构.Shannon-Wiener多样性指数变化与反应器的运行显著关联,不同阶段多样性指数差异明显,整体上呈先下降后上升的趋势,运行后期出现了新的菌群.UPGMA聚类分析大致将反应器的运行过程划分为3个时期,且不同时期存在一定的演变关系.对DGGE图谱进行主成分分析(principal component analysis,PCA)表明,随着反应器的运行,劣势菌被大量淘汰、优势菌株常驻,运行后期形成以包埋菌Burkholderia sp.YX02为代表的新的菌群结构.对微生物的群落结构与环境因子的相关性进行典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)表明,NO-2-N对微生物群落结构的影响最大,其次为NO-3-N、NH+4-N和COD,p H影响最小.     

土壤中微囊藻毒素MC-LR的降解研究

微囊藻毒素(MCs)是蓝藻水华污染产生的一类生物毒素,通过灌溉、施肥等途径进入农田土壤,对农产品质量和地下水安全造成危害,进而影响人体健康.其中MC-LR是毒性较大、检出较普遍的藻毒素之一.本文通过模拟实验,研究了MC-LR在土壤中的生物降解行为及其影响因素.结果表明,MC-LR为易降解有机污染物,土壤理化性质可影响其在土壤中的降解行为,呈现土壤pH越低、阳离子交换量越大,MC-LR老化系数越大,降解越慢的特征.然而,初始浓度对MC-LR的降解没有影响.微生物降解是土壤中MC-LR降解的主要途径,温度、含水率等环境因素对MC-LR降解的影响主要在于改变土壤中降解微生物的活性.研究结果为评估土壤中MC-LR的生态风险提供了依据.     

基于硅酮母粒的两相分配气升式生物反应器处理氯苯废气的研究

疏水性污染物的去除是废气生物净化的难点.以硅酮母粒为非水相介质构建两相分配体系处理氯苯废气,结果表明,硅酮母粒对氯苯具有较高的亲和性,无生物毒性和生物降解性,且吸附于硅酮母粒表面的菌体对其相间分配系数没有明显影响.采用气升式生物反应器连续净化氯苯废气,当进气浓度为1000 mg·m~(-3)时,单相体系的去除率为60%;而添加了硅酮母粒的两相体系去除率达到90%,且CO_2矿化率较高,抗冲击负荷能力更好,说明硅酮母粒能有效强化气升式生物反应器净化氯苯废气的效果.该系统的最适硅酮母粒比例和停留时间分别为10%和90 s.以最大传质速率(β~*_s)来衡量氯苯的传质效果,发现硅酮母粒的添加使得β~*_s提升20%以上.     

饮用水源保护区划分体系研究

城市水源保护区和地表饮用水源地的缺乏已成为全球性问题,并引起了各界的广泛关注。概述了几种常用的水源保护区划分方法。在此基础上,提出了基于经济、社会、自然3者协调发展的饮用水源保护区划分方法。采用层次分析计算法,比较了1级水源保护区的3个方案,确定了上海郊区某地表饮用水源保护区的最优划分方案。     

丁铵黑药在水稻土中的降解及其影响因素研究

通过室内模拟实验,探讨了水稻土中丁铵黑药的降解规律及影响因素.结果表明,水稻土中丁铵黑药的降解率随着初始浓度的增大而降低,其半衰期均小于4d.丁铵黑药的降解率在一定范围内随着土壤含水量和温度的升高而显著提高,当含水量为60%、温度为25℃时,培养7d内丁铵黑药的最高降解率达84%.水稻土中丁铵黑药的降解机制主要是微生物的降解作用(约占80%),其次是光降解作用(约占20%).