Drivers of microbial beta-diversity in wastewater treatment plants in China

As one of the most well-documented biogeographic patterns, the distance-decay relationship provides insights into the underlying mechanisms driving biodiversity distribution. Although wastewater treatment plants (WWTPs) are well-controlled engineered ecosystems, this pattern has been seen among microbial communities in activated sludge (AS). However, little is known about the relative importance of environmental heterogeneity and dispersal limitation in shaping AS microbial community across China; especially they are related to spatial scale and organism types. Here, we assessed the distance-decay relationship based on different spatial scales and microbial phylogenetic groups by analyzing 132 activated sludge (AS) samples across China comprising 3,379,200 16S rRNA sequences. Our results indicated that the drivers of distance-decay pattern in China were scale-dependent. Microbial biogeographic patterns in WWTPs were mainly driven by dispersal limitation at both local and national scales. In contrast, conductivity, SRT, and pH played dominant roles in shaping AS microbial community compositions at the regional scale. Turnover rates and the drivers of beta-diversity also varied with microorganism populations. Moreover, a quantitative relationship between dispersal limitation ratio and AS microbial turnover rate was generated. Collectively, these results highlighted the importance of considering multiple spatial scales and micro-organism types for understanding microbial biogeography in WWTPs and provided new insights into predicting variations in AS community structure in response to environmental disturbance.     

Mercury release behaviors of Guizhou bituminous coal during co-pyrolysis: Influence of chlorella

Co-pyrolysis of coal and seaweed can not only effectively decrease the carbon footprint but also improve the quality and output of coal pyrolysis products, however, the influence of seaweed on thermal releasing behaviors of mercury during co-pyrolysis process are still unclear. In this work, the chlorella and Guizhou bituminous coal were mixed and used to reveal the mercury release behavior during co-pyrolysis by the temperature programmed pyrolysis experiments, thermogravimetric and differential thermogravimetric analysis (TG-DTG) and thermogravimetry-mass spectrometry (TG-MS) methods, offering a sufficient explanation on the control technology of mercury pollutants in co-pyrolysis. The results exhibited that a large amount of reducing gases such as CO, H₂ and H₂O were generated in chlorella at the temperature range of 100-500°C, which was favorable for the transformation from oxidized mercury to elemental mercury, thus remarkably increased the release of elemental mercury in the raw coal sample. The mixed chlorella also significantly lowered the decomposition temperature range (from 400-600 to 300-400°C) of pyrite-bound mercury and decreased the decomposition temperatures of the pyrite-bound mercury species. Additionally, in the co-pyrolysis about 91.82% of mercury was released into the gas phase below 400°C and was 13.77% higher than that of in individual pyrolysis of coal.     

含能材料热安全性研究进展

分析了国内外关于含能材料烤燃试验和烤燃数值模拟的研究进展,主要是炸药和推进剂等烤燃试验研究成果,以及装填含能材料的弹药系统的烤燃数值模拟研究成果。结果发现,小型含能材料烤燃试验技术是目前烤燃试验开展的重点,其中烤燃过程可视化、烤燃响应程度的量化是烤燃试验的关键技术。小型烤燃试验研究结合烤燃数值模拟是评估弹药系统热安全性的重要方法。针对烤燃数值模型的完善(热-机械-化学耦合烤燃模型)是未来的发展趋势。     

西宁盆地总有机碳同位素记录的～39 Ma亚洲内陆急剧干旱事件

始新世亚洲内陆干旱环境演化(简称干旱化)的研究比较匮乏,驱动机制存在争议。位于青藏高原东北缘的西宁盆地含有连续的始新世地层沉积序列,是研究上述科学问题的理想材料。通过西宁盆地中央西宁东和水湾平行剖面(古地磁年代均为～ 43 Ma — ～ 35 Ma)详细的总有机碳同位素记录,对始新世的干旱生态环境变化进行了研究,结果显示:上述两个平行剖面总有机碳同位素平均值均在～39 Ma发生了急剧的～2.5‰变正(分别从-27.5‰和-28.4‰变正为-25.0‰和-26.0‰),结合盆地内耐旱植物麻黄属和白刺属孢粉的百分含量急剧升高,共同指示该时期的西宁盆地发生了急剧干旱化。副特提斯海退却导致的水汽输送的减少可能是驱动西宁盆地始新世干旱生态环境变化的主要原因,全球长期变冷可能起到了背景叠加作用。     

南京市校园室内空气微生物特征

为调查南京市学校教室内空气微生物污染状况,本研究各选一所幼儿园、小学、初中和大学,每所学校分别随机选取10间教室,采用六级安德森采样器进行空气微生物采样.研究发现,在南京地区所调研的这4所不同类型的学校中,幼儿园室内空气微生物浓度最高,细菌和真菌浓度均值分别为605CFU/m³和648CFU/m³,均显著高于其余3所学校.室内细菌和真菌粒径分布趋同,峰值均出现在Ⅴ级（1.1~2.1μm）.仅在大学教室内,发现环境参数与空气微生物浓度存在显著相关性.幼儿园教室内学生每天吸入的细菌和真菌剂量分别为150.2CFU/kg和160.9CFU/kg,均显著高于其他学校学生.     

乙酸钠丙酸钠配比对A2/O-BCO反硝化除磷及菌群结构的影响

采用厌氧/缺氧/好氧和生物接触氧化反应器（A²/O-BCO）组成的反硝化除磷系统处理模拟生活污水,通过调节进水乙酸钠、丙酸钠的配比（乙酸钠：丙酸钠分别为1：0,2：1,1：1,1：2和0：1）,考察了系统对有机物的去除以及同步脱氮除磷的影响,同时通过高通量测序对比了不同配比下微生物菌群结构的变化.结果表明：乙酸钠丙酸钠配比对有机物和NH₄⁺-N的去除影响较小,对厌氧段有机物的消耗和TN的去除率以及磷的释放和吸收影响较为明显;TP去除率仅为50.3%~56.8%,需进一步优化系统的运行参数.当乙酸钠：丙酸钠=1：1时,厌氧段有机物消耗量最大,占有机物流入量的61.2%,厌氧释磷量最大（23.2mg/L）且缺氧吸磷率最高（71.4%）,而TN的去除效果则随丙酸钠含量的增加而增加.高通量测序结果表明：A²/O反应器中微生物多样性降低,混合碳源污泥中微生物多样性比单一碳源更丰富;驯化后的污泥中绿弯菌（Chloroflexi）和螺旋菌（Saccharibacteria）减少,变形菌（Proteobacteria）和拟杆菌（Bacteroidetes）增加.BCO反应器中Nitrospira和Nitrosomonas总占比为2.1%~31.4%,且抑制亚硝酸盐氧化菌（NOB）的活性,有利于短程硝化的实现.     

衡水市大气污染成因研究及治理经验

衡水市作为"2+26"城市中典型的低GDP、高污染城市,其空气质量排名常年处于74个重点城市的后10位.自大气重污染成因与治理攻关项目工作开展以来,衡水市开展了大量污染成因研究及污染治理工作,已取得了较为明显的大气污染治理成效.从空气质量变化、排放源、污染物来源解析及气象条件与排放贡献等方面,梳理了衡水市大气污染成因研究及治理经验.结果表明:①衡水市的空气质量得到较大改善,PM₁₀和PM_2.5治理成效明显.2018年衡水市ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）年均值比2017年分别下降了25.12%和19.73%,比2013年分别下降了54.84%和51.22%,但O₃污染形势逐渐严峻,以O₃为首要污染物的天数由55 d（2013年）增至125 d（2018年）.②相比于2016年,衡水市2017年SO₂、NO_x、CO、PM₁₀、PM_2.5、BC、OC、VOC的排放总量均大幅下降.③2013-2018年导致衡水市PM_2.5下降的因素中,气象因素占8.0%,排放源因素占92.0%,说明衡水市通过减排措施改善空气质量的效果较为显著.④硝酸盐已经取代硫酸盐成为秋冬季颗粒物二次转化中最重要、占比最高的成分.研究显示,衡水市高ρ（PM_2.5）主要以本地排放和临近地区输送为主,为有效控制衡水市PM_2.5污染的发生与发展,应采取本地排放控制与"2+26"城市联防联控相结合的方案.      

露天煤矿矿区生态资产负债核算技术方案

生态资产负债核算技术体系是施行生态环境管理政绩考核制度的必要科技支撑.目前生态资产研究在核算内容上注重生态资产流量评估而忽视生态资产存量损失计量,强调生态系统服务变化研究而对其变化原因探索不足,并且在研究技术手段上强调3S宏观技术手段而忽视微观生态要素调查和生态环境质量评价,因此尚不足以为地方政府生态环境管控绩效考核提供强有力支撑.针对露天煤矿开采所导致的严峻生态环境问题,将微观研究手段与宏观分析技术方法相结合,通过对比来分析核算时段起止年份生态资产存量的类别、数量、质量、空间格局,辨识矿区采矿作业、土地复垦、生态恢复等人类活动对生态环境的损益类型和特征;基于不同类别存量生态资产质量评价来判别其损益程度,进而划分生态资产负债核算类型区并探究其损益原因;以此为前提探索构建包括存量、流量及负债三部分内容在内的生态资产负债核算框架及技术方法,并采用直接法和间接法编制生态资产负债表.研究旨在弥补现有区域生态资产评估技术的不足,以为生态环境管理绩效考核提供更为客观、详实、可靠的资料数据为核心,倡导生态资产研究内容与方法的革新.      

基质比对ABR厌氧氨氧化工艺脱氮性能的影响

为解决厌氧氨氧化底物去除不彻底导致总氮去除偏低的问题,通过控制不同的进水基质比,对厌氧折流板反应器(ABR)的厌氧氨氧化脱氮性能进行了研究.结果表明,ABR厌氧氨氧化系统最佳进水N_2~O--N/NH+4-N为1.34,此时NH+4-N和N_2~O--N的去除率同时达到99.99%左右,总氮去除率达到峰值为87%,当进水N_2~O--N/NH+4-N从1逐渐降低至0.49和从1.34逐渐提高至1.62时,反应器对NH+4-N和N_2~O--N的绝对去除量较为稳定,NH+4-N或N_2~O--N过量对ABR厌氧氨氧化系统没有产生明显抑制;此外,不同基质比条件下,NH+4-N和N_2~O--N的去除基本在第1隔室完成,基质比变化对ABR各隔室的脱氮效果没有产生显著影响,ABR厌氧氨氧化系统对基质浓度的变化具有较好的稳定性.     

磺胺二甲基嘧啶对镉在针铁矿上吸附行为的影响

环境中抗生素与重金属的共存会使各自在土壤中的迁移转化和生态效应变得更为复杂,为了准确评估磺胺二甲基嘧啶(SMT)与重金属镉复合污染下的环境风险,采用紫外光谱法,研究了中性条件下磺胺二甲基嘧啶与镉的络合特性;采用批量振荡吸附平衡法,研究了SMT存在的条件下针铁矿对镉的吸附特性.结果表明:SMT与镉有一定的络合能力,络合常数log K值为-3.31;针铁矿对SMT和镉都有一定的吸附作用;在SMT存在条件下,针铁矿对镉的吸附容量明显增强,这可能是由于SMT改变了针铁矿表面带电情况,红外结果表明在吸附过程中形成了针铁矿-SMT-镉三元络合物.因此,在评估抗生素与重金属复合污染的环境影响时,需要考虑到污染物之间的协同效应.