亚硝化/反硝化除磷同步发生的控制策略

针对碳源偏低城市污水,采用厌氧/限氧的序批式活性污泥反应器（A/LOSBR）,在连续（CA）和间歇曝气（IA）模式下,研究了亚硝化/反硝化除磷同步发生所需的最适控制策略。实验结果表明,在CA模式下,恒定30 L·h-1的气量,进行同步亚硝化/反硝化除磷的TN和PO43--P去除率分别为88.5%和95.9%;在IA模式下,恒定30 L·h-1的气量,且曝气百分数（AF）和曝气频率（fIA）值为0.5和24时,曝气量比CA模式节省了23%,该工艺的TN和PO43--P去除率分别为91.1%和92.9%。由此可知,同一气量下,IA模式比CA模式的更经济节能,且IA模式在低AF和高fIA工况下进行的同步亚硝化/反硝化除磷过程更稳定持续。     

空气微生物研究方法进展与展望

着重论述了空气微生物气溶胶的研究方法,主要有培养基法和非培养基法。培养基法是传统的微生物研究方法,需要花费大量的时间和劳动力,只能够检测活的能够在培养基上生长的微生物,可以大致反映空气中的微生物气溶胶。非培养基法,主要是PCR法,具有敏感性高、快速、特异性强等特点,能够检测出环境样品中绝大多数的微生物,是一种微生物气溶胶检测的有效途径。最后指出实时持续的监测是将来空气微生物研究的努力方向和发展趋势。     

吃饱和吃好语境对我国耕地保护的启示

人民日益增长的美好生活需要已然对粮食产出提出更高要求,综合辨析吃饱和吃好理念,运用理论分析、GM模型对耕地保护目标进行数理预判,为面向2035年美丽中国背景下耕地保护与粮食安全战略提供决策依据.结果表明:(1)在理论假设的完全理想状态下,仅解决吃饱需要的耕地数量为1.18亿hm2,实现全面吃好需要的耕地数量为1.43亿hm2,现有的耕地存量还难以满足该需求;兼顾"吃饱+吃好"双重情境下新时期耕地保有量区间为1.25×108～1.38×108hm2.(2)吃饱和吃好作为中国语境下粮食安全的核心问题,是对国民需求、社会发展、耕地资源形成的自组织系统在时空跃迁过程中的整体性把握.(3)从粮食质量需求视角,到2030年我国人口高峰年,耕地需求仍有不足风险.实施最严格的耕地保护制度仍是我国必须坚守的基本国策,确保耕地质量的"纯洁性"将成为耕地保护转型的重要方向.     

水温分层对香溪河库湾浮游植物功能群季节演替的影响

三峡水库水环境问题近年来引起社会广泛关注,以浮游植物功能群为基础,通过对2010年1~12月香溪河库湾水温、浮游植物等进行跟踪监测,探究支流库湾浮游植物群落结构演替趋势及其影响因子。结果表明：香溪河库湾2010年共出现18个浮游植物功能群,其中B、X1、P、Y、X2、D、LO、J、MP、G是代表性功能群;水温分层的季节性发育和消失是浮游植物群落结构演替的主要影响因素;冬季以耐受水温及光照限制的CS/S策略藻种为主;春季弱分层时,CR/R策略藻种适宜生长;夏季汛期时,呈现CR/R/C/CS多种策略藻种混生格局,强分层时,适宜稳定生境的S型策略藻种占据优势;秋季分层被打破,群落结构演替为耐受频繁波动环境的R型群落格局占优势     

运动消耗对草鱼幼鱼游泳能力的影响

以草鱼幼鱼（体长80~97 cm,体重96~134 g）为研究对象,采用实验室专利装置研究了不同运动消耗状态下的草鱼幼鱼游泳能力。结果表明：在正常状态下草鱼幼鱼的临界游泳速度[WTBX]（Ucrit）为711±060 BL/s,耗氧率（MO2）与流速（U）方程拟合为MO2=4705+419U123,耗氧率随着流速的增大而增大,且草鱼的有氧运动效率较高。在4种运动消耗状态（06Ucrit、08Ucrit、10Ucrit、12Ucrit）流速下运动1 h草鱼的消耗后临界游泳速度（Upcrit）分别为：725±135、633±06、626±08、560±04 BL/s,临界游泳速度随着前期消耗流速的增大而减小,相应的耗氧率方程拟合为：MO2=38269+465U144,MO2=44526+4223U146,MO2=46611+4790U149,MO2=60034+3883U151。运动消耗会导致草鱼的有氧运动效率降低,同时随着运动消耗速度的增加有氧运动效率随之降低。研究结果认为在设计以草鱼为主要过鱼对象的过鱼设施时,鱼道内的流速不应大于08Ucrit,以使鱼类顺利通过。针对不同过鱼对象游泳特性进行设计的鱼道能够提高鱼类通过鱼道的效率     

基于碳数分段法的石油烃污染土壤异位热脱附工艺的优化

针对石油烃污染土壤成分复杂、污染严重、修复难度高的问题,采用适用性广、效率高且去除彻底的异位热脱附技术修复石油烃污染土壤。利用碳数分段法及室内模拟实验,探究在热脱附过程中的土壤粒径、含水率和有机质对石油烃及各组分热解吸效率的影响;另外,还采用响应面法对各影响因素进行了优化,以获得异位热脱附修复石油烃污染土壤的最优工艺参数。结果表明,当污染土壤粒径高于1 mm时,石油烃脱附效率均可达90%以上,且粒径越大土壤颗粒中石油烃去除率越高。其中,润滑油段(ORO, C28~C40)组分的脱附效率随粒径变化最为明显。当土壤含水率为15%、脱附时间为50 min时,石油烃脱附效率最大为52.63%。另外,土壤中有机质含量越低,越利于石油烃的脱除,且高温(400~500 ℃)条件下可基本消除土壤中高含量有机质(3.82%)对石油烃脱除的阻碍作用。响应面优化实验得到的最佳工艺参数条件为,粒径2 mm、有机质含量1.44%、含水率为17.68%,在此条件下的石油烃脱附去除效率可达65.32%。该研究结果可为热脱附技术在石油烃污染场地的实际应用提供参考。     

湖库型饮用水源蓝藻水华应急处置模拟实验

水源水体富营养化及造成的藻类水华是淡水生态系统面临的主要问题之一,严重威胁城市供水。以华南地区赤水水库为例,基于2019年5月暴发的蓝藻水华事件,开展了水库水质、蓝藻密度的监测分析及壳聚糖改性高岭土复合聚合氯化铝的应急除藻技术研究,确定了絮凝剂的最佳投加量并评估了除藻效果。结果表明: 水华暴发时取水口表层TN、TP浓度超过地表水III标准且水体主要限制性元素为磷,若集水区内磷的浓度继续增大,则水华暴发的频率继续增加;此次蓝藻水华的优势种为铜绿微囊藻,且垂向主要聚集在表层及水下5 m处,随水深的增加藻细胞密度逐渐降低,表层藻细胞密度高达6.87×10⁸ cells·L⁻¹;采用壳聚糖改性高岭土复合聚合氯化铝去除蓝藻效果较好,在改性黏土投加100 mg·L⁻¹,聚合氯化铝投加10 mg·L⁻¹时,1 h去除率约60%,且随着时间延长,去除率持续提高。改性黏土复合聚合氯化铝能在短期内使藻类沉降至水库底部,可应用于湖库型饮用水源蓝藻水华的应急处置。     

基于响应曲面法优化的臭氧/过硫酸盐/四氧化三铁工艺对结晶紫的降解

为有效去除水中结晶紫,利用臭氧/过硫酸盐/四氧化三铁工艺对结晶紫的氧化效果进行研究,设计单因素实验探索臭氧流量、过硫酸盐浓度、四氧化三铁浓度和pH对结晶紫降解的影响,依据响应曲面法的Box-Behnken Design(BBD)实验设计原理,探究臭氧流量、过硫酸盐浓度、四氧化三铁浓度和反应时间对降解效果的影响,并优化工艺参数;使用SEM-EDS、FT-IR和Raman表征了反应前后的四氧化三铁,并用EPR技术直接鉴定出工艺过程中的活性氧。结果表明：此工艺在较宽的pH区间(3~11)都具有较高的结晶紫降解能力,臭氧流量、过硫酸盐浓度和四氧化三铁浓度与结晶紫的降解率成正比;臭氧流量1.000 L·min⁻¹,过硫酸盐浓度0.968 mmol·L⁻¹,四氧化三铁浓度2.158 mmol·L⁻¹,反应时间41.702 min为预测的最佳工艺条件;在最佳工艺条件下得到的实际降解率与预测降解率相对偏差仅为−1.12%;催化反应后Fe₃O₄粒径减小,表面变得更加光滑;反应后的Fe₃O₄的铁元素质量分数由48.24％降至35.31%,而氧和硫元素质量分数由34.05%和0.39%分别增至37.59%和1.09%;臭氧/过硫酸盐/四氧化三铁工艺过程中存在SO₄^·–和·OH。由此可知,BBD优化模型预测与实际处理效果基本一致。该研究成果为可为难降解的结晶紫废水的深度处理提供参考。     

DSF型群体感应系统的缺失导致嗜根寡养单胞菌溶藻作用的增强

水环境中的微藻与藻际微生物之间关系复杂多变,而微生物的群体感应 (QS) 作用会影响并调控菌藻的共生关系。以嗜根寡养单胞菌 (Stenotrophomonas rhizophila) 野生株 (WT) 和QS扩散信号因子 (DSF) 合成酶基因- rpfF基因敲除株 (△rpfF) 为实验菌株,阐明DSF型群体感应是否调控嗜根寡养单胞菌对铜绿微囊藻的溶藻效果。结果表明：嗜根寡养单胞菌野生株和rpfF基因敲除株的溶藻特性相似,均具有针对铜绿微囊藻的溶藻特异性,主要通过分泌溶藻物质间接作用于藻细胞;野生株和敲除株培养48 h后的无菌滤液均有显著的溶藻作用,在投加体积分数10%无菌滤液的条件下,野生株和敲除株7 d溶藻率分别为53%和78%。此外,实验菌株分泌的溶藻活性物质具有热稳定性和酸碱耐受性,且不容易被乙醇沉淀;三维荧光光谱、紫外可见光光谱、傅里叶变换红外光光谱分析表明菌株胞外滤液中主要以类腐殖酸物质为主,芳香化程度较高;通过比较荧光强度和吸光度可知DSF合成酶基因缺失的嗜根寡养单胞菌的无菌滤液中类腐殖酸物质含量显著高于野生株。结果表明,DSF-QS缺失的嗜根寡养单胞菌生物量增多,能分泌更多的溶藻物质,增强了嗜根寡养单胞菌的溶藻作用。本研究拓宽了对菌藻互作的认识,有助于更好地理解溶藻菌对有害藻华的抑制机制,同时为以微生物菌剂治理水华的技术体系提供参考。     

基于驾驶模拟的高速公路施工围挡位置熵权模糊综合评价

施工围挡是道路施工区常用的交通安全设施,合理设置施工区围挡位置对保障施工区交通安全和节约施工区用地资源具有重要作用.以典型改扩建的高速公路为研究对象,利用驾驶模拟技术,在硬路肩有限的工作面内,设计3种外侧车道与施工围挡间距的模拟场景(0.5 m、0.75 m、1.0 m),组织开展40人的驾驶模拟对比试验,采集驾驶行为、眼动特性和生理信号等数据,采用配对t检验分析试验数据的可靠性,并提出由7项指标组成的评价指标体系,构建了基于熵权法的模糊综合评价模型,提出高速公路施工围挡位置熵权模糊综合评价方法,对3种高速公路施工围挡场景进行了比较分析和安全评价.结果表明:驾驶模拟器和试验场景均不会对试验造成不利影响;外侧车道与施工围挡间距为0.5 m的方案计算分值最高,综合响应表现最好.高速公路路侧施工围挡与外侧车道为0.5 m的距离,有效兼顾了节约用地范围和保障行车安全,可为科学设置高速公路施工围挡提供决策参考.