活性污泥对病毒的生物吸附特性

针对污水处理过程中可能存在的病原微生物对人体健康的风险,以f2噬菌体为模型病毒,采用静态吸附方法,研究病毒在活性污泥上的生物吸附特性及其影响因素,以期了解病毒在活性污泥处理系统中固液两相体系的分配规律.结果表明,活性污泥对病毒的吸附速率快,吸附量大,在120 min时即能达到吸附平衡,平衡吸附率高达96%以上,对病毒的去除效果较为理想;该吸附符合Freundlich吸附等温式,且吸附率随着病毒浓度的增加而呈现出下降趋势;另外,pH值、金属阳离子浓度及有机物浓度均可显著影响病毒在活性污泥上的吸附.     

秸秆及配施生物炭对福州茉莉园土壤碳、氮、磷、铁含量及其生态化学计量学特征影响

为阐明施加秸秆及配施生物炭对茉莉花园土壤碳（TC）、氮（TN）、磷（TP）和铁（Fe）含量及其生态化学计量学特征的影响,并探讨土壤活性有机碳及碳库管理指数的响应,以福州茉莉园土壤为研究对象,设置对照、秸秆、秸秆配施生物炭3种处理样地,对施加处理下福州茉莉花园0~10 cm表层土壤碳、氮、磷、铁含量和生态化学计量学特征进行测定和分析.结果表明：不同施加处理下,茉莉园土壤TC、TN含量均值表现为秸秆配施生物炭处理>秸秆处理>对照处理（p<0.05）,TP含量均值表现为秸秆处理>秸秆配施生物炭处理>对照处理（p<0.05）,土壤Fe含量均值表现为秸秆处理大于对照和秸秆配施生物炭处理,显著增加了茉莉花园表层土壤铁含量（p<0.05）.其次,秸秆配施生物炭处理较对照和秸秆处理提高了土壤C/N、C/P、C/Fe、N/P、N/Fe、P/Fe （p<0.05）;茉莉花园0~10 cm土壤碳储量、氮储量、磷储量均值表现为秸秆配施生物炭处理显著高于对照处理（p<0.05）,提高比例分别为46.5%、20.2%、10.2%,土壤铁储量表现为秸秆处理>对照处理>秸秆配施生物炭处理.此外,秸秆施加处理提高了土壤活性有机碳（C_N）,增加了土壤碳库活度指数（CPAI）和土壤碳库管理指数（CPMI）;秸秆配施生物炭处理同样大幅度提升了土壤总有机碳含量,并显著提高了土壤碳库指数（CPI）,但这部分主要是活性较低的稳态碳（C_NA）,因此,秸秆配施生物炭降低了土壤碳库活度（CPA）、土壤碳库活度指数（CPAI）和土壤碳库管理指数（CPMI）.总体来看,从土壤固碳角度考虑,秸秆配施生物炭是更合理的利用措施.     

云南临沧盆地地下水环境脆弱性评价

地下水脆弱性研究是合理开发利用和保护地下水资源的有效技术措施。本文根据临沧盆地水文地质条件,应用美国环保署(USEPA)的地下水脆弱性DRASTIC评价方法,考虑地下水位埋深、含水层净补给量、含水层介质、土壤包气带、地形地貌、包气带介质和水力传导系数等7个评价因子,结合GIS技术,对该区的地下水脆弱性进行了评价。结果表明,临沧盆地地下水脆弱性高区为主城区和主要农田分布区,要严格控制工业废水、生活污水的排放量和农药、化肥的施用量,防止地下水受到污染,确保地下水资源的可持续开发利用。     

不同轮作模式下土壤细菌群落特征及其对土壤全碳、全氮与温室气体释放潜力影响

为了探讨不同轮作模式下农田土壤细菌群落特征对土壤全碳(TC)、全氮(TN)含量及温室气体释放潜力的影响,以安徽铜陵两种不同轮作模式农田土壤为研究对象,设置旱-旱轮作(姜-菜)及水-旱轮作(姜-稻)两种轮作模式样地,测定并分析土壤细菌群落及其多样性、土壤TC、TN含量及CH₄和N₂O释放潜力.结果表明,旱-旱和水-旱轮作模式下姜季均降低了土壤TC、TN含量,水-旱轮作模式下稻季增加了土壤CH₄释放潜力(p<0.05),其他时期CH₄和N₂O释放潜力差异不显著.不同轮作模式对土壤细菌群落多样性影响不同,细菌多样性指数表现为水-旱轮作模式>旱-旱轮作模式(p<0.05).水-旱轮作相比于旱-旱轮作节杆菌属(Arthrobacter)相对丰度增加,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和芽胞杆菌属(Bacillus)相对丰度降低.芽胞杆菌属、Gaiella、Paenibacillus、Blastococcus等菌属在不同轮作模式下呈显著差异(p<0.05).Bryobacter、Bradyrhizobium和Mycobacterium与土壤C/N呈显著正相关(p<0.05).Acidothermus、Geodermatophilus、Blastococcus、Bacillus、Paenibacillus菌属对土壤N₂O释放有显著负效应(p<0.05).Conexibacter、Acidothermus和Geodermatophilus菌属对土壤CH₄释放具有显著正效应(p<0.05).本研究的开展对农田管理方式的选择及可持续生产均具有重要意义.     

老化油泥处理过程中的微生物群落变化特征

通过在油田现场构建2个中试规模的生物堆(秸秆添加堆和对照堆)对老化油泥进行处理,运用BIOLOGTM系统对油泥中微生物群落水平的生理特性进行分析,测定其微生物代谢活性、代谢多样性及代谢特征差异性,以研究堆体各层次间微生物群落代谢特征的变化规律. 结果表明,与对照堆相比,秸秆添加堆的多项生理特性指标均得到显著提升,其中微生物代谢多样性指数变化范围由1.64～3.02升至2.83～3.29,并且表现出时间上的稳定性和空间层次间的均质性;在微生物碳源代谢特征的差异性分析中,对照堆各层次随时间推移表现出向其外层顺次变化的规律;油泥中总异养菌及石油烃降解菌的数量与环境温度关联性较强,石油烃降解菌的数量在试验末期取得峰值,达4.15×107 CFU/g.      

入太湖河流武进港的区域景观格局与河流水质相关性分析

以武进港区域为例,通过遥感解译得到土地利用分类数据,以区域7个水质监测断面为中心生成缓冲区,并借助FRAGSTATS软件计算各用地类型面积比例以及斑块数量(NP)、面积加权斑块分型指数(FRAC_AM)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)、蔓延度指数(CONTAG)等5个景观格局指数,从组成属性和空间属性两方面表征景观格局,进而分析景观格局与河流水质的相关关系.结果表明,区域景观格局与河流水质有显著相关关系:建设用地的面积比例与污染指标呈显著正相关,表明建设用地为区域污染物产生和输出的主要用地类型,也是影响河流水质的关键因素;而耕地的面积比例与污染指标呈显著负相关;各景观指数与水质均存在关联,特别是SHDI和SHEI与污染指标体现了明显的负相关,CONTAG与污染指标体现出明显的正相关.     

Fe0-PRB去除Cr(Ⅵ)反应动力学及影响机制

零价铁渗透式反应墙技术(zero-valent iron permeable reactive barrier,Fe~0-PRB)是近年来兴起的一项高效经济的地下水原位修复技术,被成功应用于地下水Cr(Ⅵ)污染的场地修复中.针对Fe~0-PRB去除Cr(Ⅵ)的反应影响机制开展研究,从动力学角度揭示零价铁去除Cr(Ⅵ)的环境条件响应规律,获得描述零价铁去除Cr(Ⅵ)的反应动力学模型.考察了地下水常见离子对Cr(Ⅵ)去除的影响,发现地下水中氯离子通过影响电子传递影响Cr(Ⅵ)去除,硫酸根、镁离子通过参与反应影响Cr(Ⅵ)去除,碳酸氢根通过参与反应和影响电子传递共同影响Cr(Ⅵ)去除,钙离子对Cr(Ⅵ)去除影响不大.研究结果为Fe~0-PRB去除Cr(Ⅵ)的工艺参数优化提供方法和理论依据.     

Bioelectrochemical acidolysis of magnesia to induce struvite crystallization for recovering phosphorus from aqueous solution

A novel struvite crystallization method induced by bioelectrochemical acidolysis of magnesia(MgO) was investigated to recover phosphorus(P) from aqueous solution using a dual-chamber microbial electrolysis cell(DMEC). Magnesium ion(Mg~(2+)) in the anolyte was firstly confirmed to automatically migrate from the anode chamber to the cathode chamber, and then react with ammonium(NH+4) and phosphate(PO_4~(3-)) in the catholyte to form struvite. Recovery efficiency of 17.8%–60.2% was obtained with the various N/P ratios in the catholyte. When MgO(low solubility under alkali conditions) was added into the anolyte, the bioelectrochemical acidolysis of MgO naturally took place and the released Mg~(2+)induced struvite crystallization in the cathode chamber for P recovery likewise.Besides, there was a strong linear positive correlation between the recovery efficiency and the MgO dosage(R~2= 0.935), applied voltage(R~2= 0.969) and N/P ratio(R~2= 0.905). Increasing the applied voltage was found to enhance the P recovery via promoting the MgO acidolysis and the released Mg~(2+)migration, while increasing the N/P ratio in the catholyte enhanced the P recovery via promoting the struvite crystallization. Moreover, the electrochemical performance of the system was promoted due to more stable anolyte pH and lower pH gradient between the two chambers. Current density was promoted by 10%, while the COD removal efficiency was improved from 78.2% to 91.8% in the anode chamber.     

水产养殖与有毒有害污染物残留及其环境影响

文章介绍传统养殖模式虽然有着良好的环境效益,但养殖产量比较低下,不能满足市场需求;现有水产养殖模式养殖结构简单,过度依赖化学农用品的调控,饲料添加剂、生长促进剂、杀虫剂、抗生素等各种化学品的频繁而广泛使用,极大地阻碍了水产养殖业的可持续发展,要降低水产养殖对环境的负面影响,减少水产品中有毒有害物质的污染,必须调整现有的养殖模式,吸收传统水产养殖业中多元化、多层次特点和现代养殖模式中的集约化、规模化特点,摈弃高消耗、高污染的发展模式,合理使用农用化学品,控制养殖水体的污染,发展绿色水产品生产,走可持续发展的道路,这是未来水产养殖业发展的必然方向。     

疫情背景下长江中游地区典型饮用水源中PPCPs分布特征与风险评估

对新冠疫情（COVID-19）背景下长江中游武汉段的18个集中式饮用水源地共26个采样点进行水体样品采集.采用超高效液相色谱三重四极杆串联质谱（UPLC-MS/MS）对样品中的药品与个人护理品（PPCPs）的31种物质进行检测,分析了PPCPs的污染特征和生态与健康风险.结果表明,在26个采样点中,共检出23种PPCPs,其中有5种物质在所有点位均有检出,ΣPPCPs浓度范围介于102.44~745.78 ng·L^-1,平均值为206.87 ng·L^-1.检出污染物浓度最高的物质为水杨酸和强力霉素,浓度范围介于28.24~534.24 ng·L^-1和28.72~416.60 ng·L^-1.从空间分布来看,汉江抗生素类PPCPs浓度整体高于长江,而其他种类PPCPs,则表现为长江较高于汉江.生态风险评价结果表明,汉江的生态风险高于长江,藻类风险水平高于无脊椎动物和鱼类,其中水杨酸、强力霉素、林可霉素和金霉素对藻类风险水平较高.健康风险评价结果表明,饮水途径对成人及儿童产生的风险范围分别介于1.14×10^-4~1.36×10^-1和1.04×10^-4~8.21×10^-1,风险水平总体较低,但儿童健康风险高于成人,需要引起重视.通过与近年来长江和汉江流域PPCPs的检出情况对比,疫情背景下长江武汉段PPCPs的污染水平属于中等水平,汉江武汉段的PPCPs污染水平较高.