异养硝化-好氧反硝化菌脱氮同时降解苯酚特性

研究了异养硝化-好氧反硝化菌Diaphorobacter sp. PDB3去除氨氮同时降解苯酚的特性.在最佳碳氮比7和摇床转速160r/min下,该菌在21h内对初始浓度365mg/L苯酚的降解率达94.9%,总有机碳去除率达90.8%,同时40mg N/L氨氮被完全去除,中间代谢物硝态氮和亚硝态氮逐渐积累并在后期降低.氮平衡分析表明,52.3%的氨氮转化为胞内氮,37.2%转化为氮气,菌株主要通过细胞同化作用和异养硝化-好氧反硝化作用去除氨氮.检测到羟胺氧化酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性,表明菌株PDB3具有完整的异养硝化-好氧反硝化偶联途径.随着苯酚浓度升高,抑制作用增强,脱氮效率降低.     

面向粮食产量空间化的多元回归分析模型中的两个关键问题探讨

为比较不同区域尺度变量对模型拟合效果的影响,在全国不分区和分区两种情况下,分别基于县级和地市级两个区域尺度上的样本构建粮食产量与水田、水浇地、旱地面积之间的多元线性回归模型,结果显示,用地市级数据作分析样本比用县级数据作分析样本好,分区建模比不分区建模效果好。因此,将全国划分为7个区,以地市级数据作为区域尺度的变量,在区域、栅格、亚栅格三个尺度上探讨变量（因变量、自变量）尺度和常数项取值这两个因素对模型应用的影响。得到以下结论：1）基于区域尺度样本构建的多元回归模型,如果常数项不为0,则不能用于空间化计算;如果常数项为0,则可以用于空间化计算;2）基于栅格尺度样本构建的多元回归模型,不论常数项是否为0,均可应用于空间化计算;3）基于亚栅格尺度样本构建的多元回归模型,不论其常数项是否为0,也均可用于空间化计算,但需要将计算结果乘以一个系数,该系数等于栅格单元面积与亚栅格单元面积的比值。上述结论对其他类型的统计数据空间化具有指导和参考价值。     

一株苯酚降解菌的分离鉴定及响应面法优化其固定化

从太原市焦化厂废水活性污泥中分离、筛选出一株苯酚降解细菌,经生理生化反应和16S rRNA鉴定,该菌株为Diaphorobacter属细菌,命名为PD-07.代谢机制研究表明,苯酚可诱导该菌合成邻苯二酚2,3-加氧酶降解苯酚.为了提高该菌株对苯酚的降解率,以海藻酸钙为材料,对该菌株进行包埋固定化研究.首先采用Plackett–Burman实验设计筛选出影响固定化菌株苯酚降解率的关键因素,然后采用最陡爬坡实验逼近最大苯酚降解率响应区域.最后用Box–Behnken实验设计及响应面回归分析,应用二次方程对实验数据进行拟合得,拟合曲线与实验实测值相关性良好,最佳条件为海藻酸钠浓度3.83%(m/V)、CaCl2 0.3mol/L、菌胶比1:26.73、固定化时间2h、摇床转速180r/min、培养温度30℃、初始pH值7.2、液固比4.86:1,在此条件下苯酚降解率可达96.89%.     

基于总物流分析的我国钢铁工业生态效率分析

近年来我国钢铁产量快速增长且钢铁工业规模庞大,因此有必要对我国钢铁工业的生态效率进行研究. 采用总物流分析方法对我国钢铁系统的总物流进行分析,得到了钢铁系统的总物流分析指标;对1995—2011年我国钢铁工业的生态效率(包括资源效率、能源效率、脱钩指数等)进行了分析. 结果表明:2004年资源效率(粗钢产量与铁矿原矿消耗的比值)和资源经济效率(钢铁工业增加值与铁矿原矿消耗的比值)均达到最大值,二者分别为0.54 t/t和827.66元/t;2011年能源效率(粗钢产量与钢铁工业能耗的比值)和能源经济效率(钢铁工业增加值与钢铁工业能耗的比值)均达到最大值,分别为1.53 t/t和2 976.65元/t. 基于我国钢铁系统的总物流分析结果进行了脱钩指标分析,结果显示,D_DEU(国内开采量的脱钩指数)为0.189,大于DMI(直接物质投入量)、TMR(总物质需求)及DPO(国内排放量)的脱钩指数(分别为0.115、0.084和0.061),即国内开采量的脱钩情况在该阶段达到最佳,这与我国铁矿石产量不足、钢铁生产更多依赖于进口资源密切相关. 最后提出了提高矿产资源综合利用率和重视废钢资源回收利用等相应的对策建议.      

基于3S技术的区域生态廊道模拟及优化

以北京市朝阳区为例,运用3S技术并参考现有资料,对北京市朝阳区现有生态廊道状况进行了分析研究,并运用生态服务功能价值理论和耗费距离模型,模拟建立了北京市朝阳区潜在生态廊道模型。研究结果表明,研究区内生态环境受到了一定的破坏,景观破碎化严重,斑块聚集度虽高,但连接度不够,廊道连通性较差,许多重要的生态斑块没有足够的廊道连接,没有形成良好的生态网络,廊道的规模也达不到标准,服务范围较小。为修复现有廊道来维护区域生态安全,强化生态服务功能,建议北京市朝阳区生态廊道适宜宽度阈值：河流生态廊道植被宽度一侧至少30m以上,道路生态廊道植被宽度一侧至少60m以上,绿带生态廊道植被宽度一侧至少500m以上。     

高压输电线铁塔地震时程弹性数值模拟

地震对高压输电线铁塔的安全性能有重要影响。通过建立高压输电线铁塔模型,采用有限元方法对受7级和8级地震影响的高压输电线铁塔的力学行为进行数值模拟与分析。计算结果表明:在地震作用下高压输电线铁塔t=3-4s时加速度最大,其应力也相应较大;在7级地震时最大应力值远小于材料的许可应力,高压输电线铁塔在7级地震过程中是安全的,但是8级地震时,最大应力值已经达到234MPa,超过Q345许可应力230MPa,高压线铁塔就处于不安全运行状态。     

云南高原常见湖滨湿地植物群落对生活污水氮的净化研究

湿地植物具有净化水质的特殊功能,研究不同湿地植物群落对生活污水净化效果及机理,对退化湿地的恢复与人工湿地的构建具有重要的理论和现实意义。选取小黑三棱＋杉叶藻＋荇菜（Com.Sparganium simplex＋Hippuris vulgaris＋Nymphoidespeltatum）、水葱＋睡菜＋荇菜（Com.Scirpus validus＋Menyanthes trifoliate＋Nymphoides peltatum）、菰＋荸荠＋荇菜（Com.Zizaniacaduciflora＋Heleocharis yunnanensis＋Nymphoides peltatum）和香蒲＋睡菜＋眼子菜（Com.Typha przewalskii＋Menyanthestrifoliate＋Potamogeton distinctus）等4种云南高原常见湖滨湿地植物群落作为实验材料进行水质净化模拟研究。结果表明：供试植物都能较好的适应生活污水环境,各植物全株氮质量分数在12.37～19.55 mg.g-1之间,各群落植物氮累积量为229～269 mg.m-2,对生活污水脱氮贡献率为10.11%～11.21%;各群落对生活污水TN的去除率都在75%以上,均显著高于无植物对照组（P〈0.05）,其中水葱＋睡菜＋荇菜（Scirpus validus＋Menyanthes trifoliate＋Nymphoides peltatum）群落对生活污水TN去除效果显著优于其他3种群落（P〈0.05）,去除率高达（93.79±1.27）%;试验期间,各群落污水N03--N与TN浓度之间显著负相关（r=–0.597,P〈0.05）,能很好的揭示氮的去除过程;各群落植物净增生物量与群落TN累积量显著正相关（r=0.953,P〈0.05）,表明收割植物可充分发挥湿地植物的脱氮潜力;植物群落能有效增强和促进湿地系统对污水中氮的净化能力,各植物群落对污水TN去除贡献率在29.24%～43.57%之间,群落内植物生长特性及其种间关系是各植物群落水质净化效果存在显著差异的主要原因。     

粤北2座饮用水源地水库的富营养化与浮游植物群落动态

粤北地区的水库以山地型水库为主,其中有不少担负着饮用水源的功能。为了解粤北地区水源地水库的富营养化状态与浮游植物种群的动态变化,于2011年的枯水期（2―3月）和丰水期（6―7月）对花山和白水礤2座中型水库进行了采样调查,对水库的营养盐和浮游植物种群进行了分析。结果表明：2座水库均为贫营养型;浮游植物在枯水期和丰水期的种类变化不大,共鉴定出的浮游植物6门37种（属）,以硅藻为主要优势种群,优势种为小环藻（Cyclotella sp.）和颗粒直链藻（Melosira granulata）。同时,枯水期和丰水期2座水库浮游植物的丰度和生物量都比较低,其值分别为0.65×106～1.95×106cells.L-1、0.11 mg.L-1和0.73×106～8.9×106cells.L-1、0.05～0.50 mg.L-1。在浮游植物种群动态中,2座水库浮游植物丰度和生物量的季节变化主要表现为硅藻丰度和生物量的变化,低浓度的氮、磷营养盐限制是影响这2座贫营养水库浮游植物动态变化主要因素。     

准好氧填埋场垃圾样品中甲烷氧化菌的群落多样性分析

为了探讨准好氧垃圾填埋场中的甲烷氧化机理,本研究利用RealTime-PCR和PCR-DGGE技术对其中的甲烷氧化菌分别进行了定量分析和群落多样性分析。研究结果表明,PCR-DGGE技术可以用于垃圾样品中甲烷氧化菌的微生物多样性分析;在距导气管0、2.5、5.0、10.0和15.0 m处垃圾样品中甲烷氧化菌的数量分别为1.13×109、2.22×108、2.38×108、2.20×107和5.21×106g-1,呈现逐渐降低的趋势;垃圾样品中甲烷氧化菌的丰富度和香侬多样性指数依次为：0 m〉2.5 m〉5.0 m=10.0m〉15.0 m,此外,垃圾样品中甲烷氧化菌可归为：Methylocaldum（甲基暖菌属）、Methylobacterium（甲基杆菌属）和Methylocystis（甲基孢囊菌属）,且优势菌种为Type I型Methylocaldum。     

应用层次分析法综合评价河流沉积物污染状况

应用层次分析法,以天津滨海新区新河干渠沉积物为例,以各类污染物在沉积物中的生态效应区间值为标准确定各指标的权重,并结合污染物的实际含量对沉积物的污染状况进行定性、定量评价. 计算结果表明,权重最大的3个指标分别为DDD(权重为0.359)、DDE(权重为0.168)和金属汞(权重为0.105);得分最高的3个指标为总氮(0.034)、镍(0.030)和DDD(0.012);三大类指标得分依次为营养元素(0.040)、重金属(0.043)和持久性有机物(0.012);新河干渠沉积物污染综合评价得分为0.095. 评价结果表明,新河干渠沉积物总体上产生不利生态效应的可能性较低,产生不利效应的主要污染物为总氮、镍和DDD. 与单项指标评价相比,层次分析法综合评价体系突出了营养元素类污染物在沉积物环境风险中的贡献.