冰封期乌梁素海冰层中营养盐垂直分布特征分析

针对我国北方湖泊冰封期较长的特点,以乌梁素海为研究对象,通过冰封期采集的冰样和水样,对乌梁素海营养盐在水体中的垂向分布特征进行分析,冰封期过程中,冰体中的冰-水界面冰层中各营养盐浓度均大于其他冰层营养盐浓度,其中总氮、总磷、COD和氨氮在冰-水界面浓度分别是冰表层浓度的2.28倍、3.23倍、1.12倍和1.56倍。而水体中浓度均大于冰层中营养盐浓度。总体上水体中营养盐浓度超标,整个乌梁素海富营养化严重。     

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力。结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释。     

低温下磁性载体MBBR系统微生物群落特征和功能预测分析

为阐明低温下磁性载体对移动床生物膜反应器(MBBR)处理能力的影响,探究了反应器内生物膜的微生物多样性、群落结构、功能特征和氮代谢通路.结果表明,与商用载体反应器(对照组)相比,磁性载体反应器具有更高的污染物去除率,其对NH⁺₄-N和TN的平均去除率分别提高了16.2%和12.1%.Illumina高通量测序结果显示,磁性载体生物膜的微生物多样性和丰富度更高.由于不同微生物的磁化率不同,导致两种载体生物膜微生物群落结构存在显著差异.磁性载体生物膜中硝化菌属(如：Nitrosomonas、Nitrospira)和反硝化菌属(如：Sphaerotilus、Zoogloea)的相对丰度显著增多.PICRUSt2功能预测分析显示,磁性载体生物膜的整体基因功能表达水平更高,在信号传导机制和细胞内运输、分泌和囊泡运输等方面优势更明显.此外,大多数与氮代谢相关基因在磁性载体生物膜中丰度更高,如涉及硝化过程的基因amo、hao和反硝化过程基因nap、nor等,使得生物膜的低温脱氮潜力增强.以上结果从微观生物学角度更好地解释了反应器处理能力的差异,为磁性载体强...     

SMBBR处理焦化废水性能及菌群结构响应关系

采用特异性移动床生物膜反应器（SMBBR）处理焦化废水,连续监测生物反应器处理性能.通过HS-GC/MS和Illumina高通量测序探究污染物降解与生物膜菌群结构的响应关系;利用CCA分析废水变量对微生物菌群结构的影响关系.结果表明,系统稳定运行50d时总酚去除率达96.62%,100d时硫氰化物和氰化物完全降解,其中酚、硫氰化物和氰化物对NH₄⁺-N的降解具有毒性抑制作用.HS-GC/MS结果显示,经过好氧处理后,80%以上的有机物被完全去除,其中包括全部酚、部分含N、O杂环化合物和长链烷烃等.测序结果表明,反应时间的不同,生物膜菌群丰度和多样性存在差异.反应期间Proteobacteria（变形菌门）相对丰度最高（20.57%~34.55%）,促进了苯酚的降解;优势菌属为norank_f_ODP1230B8.23、unclassified_o_Micrococcales、norank_f_Anaerolineaceae;此外,Thauera（陶厄氏菌属）、Ottowia、unclassified_o_Rhizobiales（根瘤菌属）和Thiobacillus（硫杆菌属）为系统中苯酚、SCN^-和CN^-的降解优势菌.CCA分析表明,pH值与Nitrospira（硝化菌属）正相关性最大,有效控制pH值可有助于硝化反应的稳定运行.本文研究结论可为生物膜法处理焦化废水提供理论依据.     

呼伦湖冰封期污染特征分析及对水处理的意义

以内蒙古呼伦湖为研究对象,对其在冰封过程中总氮、总磷和有机物在冰体和水体中的浓度及分布特征及其在呼伦湖的空间变异性进行分析。结果表明,冰封条件下,呼伦湖水体中总氮、总磷和有机物的含量均大于其在对应冰体中的含量,其含量均值分别是其对应冰体中的3.144倍、2.200倍和3.042倍,即低温冷冻过程对水体中的污染物有一定的浓缩效应;水体中各营养盐和有机物的空间变异性明显小于其在冰体中的;从固-液相平衡理论、结晶学理论和热力学理论三个方面对冷冻浓缩效应做出了合理的解释。研究认为,可以将冷冻浓缩效应运用到给水处理和污水处理领域,这样既可以进行大规模的处理,也可以节约资源、保护环境。     

呼伦湖冰封期污染特征分析及对水处理的意义

以内蒙古呼伦湖为研究对象,对其在冰封过程中总氮、总磷和有机物在冰体和水体中的浓度及分布特征及其在呼伦湖的空间变异性进行分析。结果表明,冰封条件下,呼伦湖水体中总氮、总磷和有机物的含量均大于其在对应冰体中的含量,其含量均值分别是其对应冰体中的3.144倍、2.200倍和3.042倍,即低温冷冻过程对水体中的污染物有一定的浓缩效应;水体中各营养盐和有机物的空间变异性明显小于其在冰体中的;从固-液相平衡理论、结晶学理论和热力学理论三个方面对冷冻浓缩效应做出了合理的解释。研究认为,可以将冷冻浓缩效应运用到给水处理和污水处理领域,这样既可以进行大规模的处理,也可以节约资源、保护环境。     

内蒙古乌梁素海氮、磷营养元素分布特征及地球化学环境分析

本文通过对乌梁素海氮磷营养元素的时空分布特征及其在不同的pH值、温度、pe值下的地球化学环境分析,尝试用地球化学研究湖泊水体中富营养元素-氮、磷的存在形态.     

乌梁素海冰封期营养盐及浮游植物的分布特征

乌梁素海地处我国内蒙古自治区乌拉特前旗境内,位于我国北方干旱半干旱地区,属温带大陆性气候,每年的11月至翌年3月为冰封期,湖泊面积现为273 km2,其主要补给水源是河套灌区的农田退水。目前,整个湖区呈Ⅴ类水质,且呈现富营养化状态。以往对营养物质与浮游植物群落结构特征的研究都是在常温水体条件下进行的,而在冰封条件下,水体和冰体中的营养盐与浮游植物群落特征的研究尚不多见。因此,本研究以冰封期的乌梁素海为研究对象,于2012年11月至2013年2月在湖区的10个采样点分别采集冰样和水样,并将水样分成冰水界面水、中层水、水底泥界面水,冰样分成表层冰、中层冰、冰水界面冰,从冰体和水体两个不同的角度出发,探究该期间冰、水营养盐浓度和藻类密度分布及其结构的变化情况,以期为该方向的研究提供理论基础。研究结果显示:冰封期乌梁素海的冰厚介于0.22~0.74 m之间,水深在0.28~2.45m之间,且水深和冰厚存在较好的负相关性;由于冰体的排斥作用,在冰体的形成和生长过程中,营养盐和浮游植物逐渐从冰层迁移至水体中,监测结果显示,冰封期乌梁素海水体中的TN、TP、COD含量和藻类密度均值分别是冰体中的1.65、2.42、3.07、1.92倍,大量的营养物质迁移至水体中,从而加剧了水体的富营养化程度,因此,冰封期的湖泊更需要治理;另外,针对湖冰对污染物的排斥效应这一特点,可将其利用于降低有机物含量的相关研究中。研究还对监测点位进行了藻类监测,共采集到浮游植物共计7门67属105种(含变种),统计结果显示绿藻和硅藻的种类数分别占总种数的33.3%和26.7%,冰封期乌梁素海浮游植物种类组成呈绿藻—硅藻型。     

SMBBR预处理发酵类制药废水

采用高活性反硝化菌DNF409作为菌种,以SDC-03型生物载体作为填料,通过特异性移动床生物膜反应器预处理发酵类制药废水。实验结果表明:在反应温度为22~26℃、DO为2~4 mg/L、污泥质量浓度为2 000 mg/L、水力停留时间为16 h的条件下,COD,NH3-N,TN,TP的平均去除率分别为72.45%,27.72%,18.54%,84.58%,BOD5/COD由0.17提高到0.38,废水的可生化性得到提高;出水经后续生化处理达到GB 21903—2008《发酵类制药工业水污染物排放标准》的排放要求。     

乌梁素海表层水中重金属元素的空间分布及生态风险评估

于2014年4月采集乌梁素海表层水样,利用地统计方法分析重金属元素Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的空间分布特征,并通过计算元素的富集系数来分析其富集水平。结果表明:重金属元素具有相似的空间分布特征,除局部区域外均呈现出随水流方向从北到南递减的趋势,Cu在局部区域存在高值区,Pb在水流经10号采样点后质量浓度逐渐升高。元素的富集系数从高到低依次为HgCdCuZnCrPb,其中Hg富集非常明显,达到高等富集和很高富集水平,Cd在4号采样点达到中等富集水平,其他元素为不足最小富集水平。