Microprofiles of activated sludge aggregates using microelectrodes in completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) reactor

Microsensor measurements and fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis were combined to investigate the microbial populations and activities in a laboratory-scale sequencing batch reactor (SBR) for completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON). Fed with synthetic wastewater rich in ammonia, the SBR removed 82.5±5.4% of influent nitrogen and a maximum nitrogen-removal rate of 0.52 kgN·m⁻³·d⁻¹ was achieved. The FISH analysis revealed that aerobic ammonium-oxidizing bacteria (AerAOB) Nitrosomonas and anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (AnAOB) dominated the community. To quantify the microbial activities inside the sludge aggregates, microprofiles were measured using pH, dissolved oxygen (DO), NH4+, NO2− and NO3− microelectrodes. In the outer layer of sludge aggregates (0–700 μm), nitrite-oxidizing bacteria (NOB) showed high activity with 4.1 μmol·cm⁻³·h⁻¹ of maximum nitrate production rate under the condition of DO concentration higher than 3.3 mg·L⁻¹. Maximum AerAOB activity was detected in the middle layer (depths around 1700 μm) where DO concentration was 1.1 mg·L⁻¹. In the inner layer (2200–3500 μm), where DO concentration was below 0.9 mg·L⁻¹, AnAOB activity was detected. We thus showed that information obtained from microscopic views can be helpful in optimizing the SBR performance.     

固相萃取-高效液相色谱法测地表水中11种酚类化合物

建立了固相萃取-高效液相色谱法同时测定地表水中11种酚类化合物的方法。水样经过全自动固相萃取仪富集,以HLB柱为萃取柱,乙腈(含1%乙酸)为洗脱剂,用高效液相色谱仪分析定量。该方法在0.5~5.0 mg/L范围内线性良好,相关系数为0.999 6~0.999 9,11种酚类化合物的纯水加标回收率为82.0%~111%,地表水加标回收率为98.5%~116%,精密度为3.58%~4.67%,检出限为1×10-4~5×10-4mg/L,该方法简单实用、准确可靠,可用于地表水中酚类化合物的同时测定。     

好氧反硝化菌种DF2的分离鉴定及生理生化特性分析

分离了新型的高效反硝化细菌并研究其生物脱氮效率。通过观察形态学、生理生化鉴定和16SrRNA基因同源分析来鉴定菌种,致力于研究微生物污水脱氮处理的实际效果和克服反硝化过程中有害中间产物的积累。利用BTB培养基从水平潜流人工湿地基质中初步筛选出了9株平板阳性菌,革兰阴阳性均有。经试验研究发现该9种菌株在好氧条件下均具有一定的脱氮能力,其中以DF2和DF3 2种菌株脱氮能力最为显著,在3 d时间内NOX--N去除率达到了95%以上,NO2--N仅有微量积累;而其它7种菌株对NO3--N的去除率可以达到98%以上,但是NO2--N积累比较严重,积累量达到了NO3--N去除的50%~70%左右。经测序分析鉴定DF2和DF3分别属于德克斯氏菌属（Derxia）和假单胞菌属（Pseudomonadaceae）。德克斯氏菌属作为除氮的反硝化菌属在以往的研究中鲜有报道,该菌在好氧条件下可以合成周质NAR的亚基基因（napA）。     

Vegetation NDVI Linked to Temperature and Precipitation in the Upper Catchments of Yellow River

Vegetation in the upper catchment of Yellow River is critical for the ecological stability of the whole watershed. The dominant vegetation cover types in this region are grassland and forest, which can strongly influence the eco-environmental status of the whole watershed. The normalized difference vegetation index (NDVI) for grassland and forest has been calculated and its daily correlation models were deduced by Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer products on 12 dates in 2000, 2003, and 2006. The responses of the NDVI values with the inter-annual grassland and forest to three climatic indices (i.e., yearly precipitation and highest and lowest temperature) were analyzed showing that, except for the lowest temperature, the yearly precipitation and highest temperature had close correlations with the NDVI values of the two vegetation communities. The value of correlation coefficients ranged from 0.815 to 0.951 (p?<?0.01). Furthermore, the interactions of NDVI values of vegetation with the climatic indicators at monthly interval were analyzed. The NDVI of vegetation and three climatic indices had strong positive correlations (larger than 0.733, p?<?0.01). The monthly correlations also provided the threshold values for the three climatic indictors, to be used for simulating vegetation growth grassland under different climate features, which is essential for the assessment of the vegetation growth and for regional environmental management.     

罐采样-加压进样-气相色谱法测定环境空气中非甲烷总烃研究

建立了罐采样-气相色谱法测定环境空气中非甲烷总烃的分析方法。用罐采集环境空气样品至微负压状态,经除烃空气加压后,用气相色谱仪进行分析。并对氮气空白、除烃空气、样品保存期限、不同压力进样、不同正压压力进样、不同湿度、不同种类物质对总烃的贡献等进行了研究,在最佳实验条件下,非甲烷总烃的方法检出限为0.04μmol/mol,标准曲线相关系数均大于0.999 5,低、中、高浓度水平测定结果相对标准偏差均小于2.0%,低、中、高浓度的质控样品相对误差均小于2.0%。利用该方法对环境空气样品进行了检测分析,该法完全满足国家标准质控的要求,适用于环境空气和污染源无组织废气中非甲烷总烃的准确测定。     

多点汇流下污水管网污染物迁变规律及其机制

为研究城市污水管网多点汇流条件下污染物的迁变规律及其对微生物繁衍的影响机制,建立一套多汇流点位的污水管道中试系统,探究污水输送过程中碳,氮,硫3类主要污染物质的迁移转化特性.结果 表明,汇流点前溶解态化学需氧量(SCOD)和硫酸盐(SO42-)浓度下降,氨氮(NH4+-N)浓度上升,支管汇流使得汇流点3类污染物浓度显著...     

流溪河水库水环境容量研究

研究在流溪河水库水质现状调查的基础上,结合历史调查资料,采用了Vollenweider模型、OECD模型对流溪河水库水质进行了模拟并对TN、TP水环境容量进行了计算。结果表明,水库的TN、TP水环境容量在2005-2009年间分别是364.21-661.49 t/a、25.37-44.15 t/a,水环境容量与降雨量呈正相关,由于水库的降雨量年际变化比较大,导致水库的水环境容量的年际变化也较大。从流溪河水库4年的平均状况来看,水库总氮没有剩余容量,应削减负荷22.53%,总磷的剩余容量为2.27t/a,占其总环境容量的比重为18.27%。     

郑州市大气氨排放清单及驱动力分析

采用排放因子法建立郑州市分县区2017年大气氨排放清单,并实现1 km×1 km空间网格分配,同时进行2007～2017年氨排放趋势及1989～2017年氨排放驱动力相关性分析.结果表明,郑州市2017年氨排放量为18 143.3 t,排放强度为2.4t·km^-2,农业源为主要排放源(63.4%),逸散源次之(11.3%);农业源中畜禽养殖氨排放主要来自蛋禽、肉猪和奶牛养殖;排放量前三的区县为登封市、荥阳市和新密市,分别占总量的19.3%、16.5%和15.6%;空间上郑州市南部及中西部地区排放量较高,东北部地区排放量较小; 2007～2017年各区县氨排放整体呈下降趋势,1989～2017年郑州市氨排放呈类似环境库兹涅茨曲线趋势,即氨排放整体上随着人均GDP和城镇化率上升而先增加再下降.     

甘肃南部典型城镇PM2.5浓度及水溶性离子特征分析

为研究甘肃南部城镇PM_2.5及水溶性离子（WSIIs）浓度水平,于2019年4月—2020年2月在甘肃成县按季度进行PM_2.5样品采集,分析了其变化特征,并运用相关和主成分分析法进行来源解析.结果表明：采样期间甘肃成县PM_2.5年平均质量浓度为（57.2±26.9） μg·m^-3,表现为冬季>春季>秋季>夏季的季节变化特征,冬季质量浓度约为夏季的1.9倍,全年空气质量优良率为81%,其中夏季达100%.WSIIs质量浓度呈现SO₄^2->NO₃^->Na⁺>NH₄⁺>Ca²⁺> K⁺>Cl^->Mg²⁺的特征.SNA是浓度水平最高的3种水溶性离子,占8种主要水溶性离子浓度的70.1%.ρ（NO₃^-）/ρ（SO₄^2-）平均值为0.6,表明工农业生产及化石燃料燃烧排放等固定源是颗粒物污染的主要来源.新型冠状病毒疫情期间人员管控对PM_2.5和水溶性离子中SNA质量浓度影响显著,PM_2.5平均质量浓度降幅达44.2%.源解析表明,PM_2.5中WSIIs主要来自化石燃料燃烧、生物质燃烧及二次源和道路建筑扬尘等.     

气候变化和人类活动对伊逊河流域径流变化的影响

借助Mann-Kendall趋势检验和突变检验对气象水文序列进行一致性分析,划分基准期(1961—1979年)和影响期(①1980—1989年、②1990—1999年、③2000—2016年),利用基准期校准的可变下渗容量(VIC)模型,采用步进式方法,探究气候变化和人类活动对伊逊河流域径流变化的波动影响过程。结果表明:研究区近56年年均气温显著升高,年降水量无明显变化趋势,流域年径流量下降趋势明显,季节尺度上流域非汛期降水量增加显著。气候变化和人类活动均会对径流产生显著影响且作用机理复杂,步进式方法对影响机理的研究较传统方法更能体现其变化过程;在降水丰沛的影响②期,冬季降水量增加会显著增加流域径流量,而在降水略少的影响①期和③期,蒸发量增加以及土壤含水量降低使得流域径流减少;人类活动耗水在影响①期和③期引起流域径流减少并且影响作用逐渐增强,影响②期由于城镇化和耕地扩张使得流域产流能力增强导致径流增加。深入研究气候变化和人类活动对径流的影响机制,可为流域水资源管理和规划提供理论依据。