基于高通量测序的工业园区地下水和土壤细菌群落结构比较研究

为探究工业园区地下水和土壤细菌群落结构、多样性变化特征,采用高通量测序技术对地下水和土壤细菌16S r RNA基因高变区域进行序列测定。通过对Alpha多样性、物种组成、丰度和群落结构的分析,比较地下水和土壤细菌群落结构的异同。Alpha多样性的比较结果表明,土壤细菌群落多样性和丰富度明显高于地下水,地下水细菌群落多样性指数反映出地下水已受到周边污染源的影响。物种注释结果表明,地下水样品共检出48个细菌门,土壤样品共检出50个细菌门。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是地下水细菌群落的优势类群,共占93.54%,且该工业园区地下水细菌群落呈现出典型的淡水种群特征;土壤中优势细菌门为Proteobacteria、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、Firmicutes和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),共占85.21%。由于地下水和土壤两者的生态系统和理化环境的差异,致使Actinobacteria、Acidobacteria、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和Gemmatimonadetes占比在地下水和土壤细菌群落间差异显著,同时使地下水和土壤细菌群落各含有一些特有的优势细菌属(地下水2个,土壤4个)。基于高通量测序技术对工业园区样品的测序结果可以为地下水和土壤环境的生态评价提供方法依据。     

气浮技术在膜生物反应器剩余污泥浓缩过程中的应用

污泥浓缩作为污泥处理的关键环节之一,开发高效的污泥浓缩工艺对于降低污泥含水率、提高脱水设备的运行效率、降低脱水能耗具有十分重要的意义。针对MBR污泥浓度高、污泥粒径小、污泥沉降性能较差等特点,故采用传统的重力浓缩和机械浓缩技术很难有效实现污泥浓缩。因此,尝试采用气浮浓缩技术降低污泥含水率的可行性。从气浮浓缩的中试结果来看,较适宜运行参数为:固体负荷为15 kg/(m2·h),水力负荷为1.5 m3/(m2·h),回流比为1,PAM投配率2‰(w/w干固体),溶气压力为0.4 MPa,气固比为0.03。经过中试设备进行气浮浓缩后,污泥含水率降低至96%左右。此外,还研究了采用气液多相泵系统对剩余污泥的浓缩效率,结果显示,该设备的使用相对于传统溶气气浮工艺,其优点表现在占地小、工程造价低以及运行成本低等方面。     

利用白云石石灰去除与回收污泥厌氧消化液中氮和磷

以白云石石灰为实验材料去除与回收污泥厌氧消化液中的氮磷,通过小试实验研究不同投药固液比S/L、初始pH值、反应温度、搅拌速度及反应时间对去除与回收氮磷效果的影响。实验结果表明,在最佳投药固液比S/L为300mg/L,最佳初始pH值范围为8.5~9.5,反应温度为25.0℃,搅拌速度为150 r/min,反应时间为24 h条件下,氨氮(NH+4-N)和磷(PO3-4-P)的去除率分别为37.26%和89.60%。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对沉淀产物进行了表征,通过分析可知沉淀产物中含有磷酸铵镁(MAP),可实现废水中氮磷经济有效的回收。     

铁炭复配修复地下水中NO_3~--N的条件研究

采用了铁炭复配修复地下水中NO3--N,探讨了实验条件对修复效果的影响。结果表明,在pH值近中性条件(初始pH 6.42)下,反应时间为1 h时NO3--N修复率达到60.85%;Fe/C=1∶1时介质最佳用量分别为4~5 g;Fe/C=1/1.5时修复率为72.80%;反应速率在高振荡强度下大于低振荡强度;氧化铜的催化效果最好,可使修复率提高7.5个百分点。铁炭复配介质修复地下水中NO3--N是有效可行的,修复率随反应时间的增加而提高,在Fe/C=1∶1时修复率与介质用量呈正相关,无限减小Fe/C比并不能无限提高修复率,振荡强度对修复具有显著影响,低振荡强度下的修复过程较高强度存在滞后现象,并非所有金属氧化物催化剂对铁炭修复NO3--N均有促进作用。     

强化生物通风修复过程中柴油衰减规律及其影响因素研究

强化生物通风技术对于修复因地下储油罐泄漏引起的土壤污染具有很大的应用前景。通过室内土柱模拟柴油泄漏污染土壤,从土柱中总石油烃（total petroleum hydrocarbon,TPH）剖面分布随时间的变化及降解模式角度,分析了其自然衰减和强化生物通风过程。结果表明：初始柴油浓度直接影响着各柱在自然衰减和强化生物通风过程中柱内的残余TPH平衡分布曲线的形状和浓度峰值位置;在前期自然衰减过程中（约1个月）,当土壤中的柴油浓度为5 000～40 000 mg油/kg土时,整个柱内TPH变化的主要原因是重力扩散迁移的结果;当土壤中的柴油浓度≤5 000 mg油/kg土时,其TPH的变化不仅是重力扩散迁移作用的结果,生物降解作用也存在;通风约2个月后,抽提作用对于保持土柱上部柴油浓度稳定变化的意义较为突出。     

生活污水化学需氧量的快速测定

我们采用国家标准方法和CTL－12型仪器快速法进行对比实验，得到以下结论：CTL－12型测定仪器的回收率在91％－103％之间，一般，随着测定浓度增大，其相对偏差及相对误差都减小，当COD＞60mg/L，时，相对标准偏差小于10．0％，相对误差小于6．0％，能满足实验要求，当COD≤30mg/L时，相对标准偏差大于26．0％，相对误差大于17．5％，为了得到准确值，建议用国际法测定。     

密云水源水的预臭氧化及强化常规处理研究

针对北京密云水库水的水质特征,分别进行了实验室烧杯和现场中试研究.实验结果表明,预臭氧化能使原水中较大粒径颗粒数目减少,并能显著降低原水中不饱和有机物的含量;高效聚合氯化铝在颗粒物及有机物的去除上明显优于传统的聚合氯化铝和硫酸铝;预臭氧化与常规处理的联合工艺对浑浊度、有机物和大肠菌群有很高的去除率.     

不同含水量细砂介质中挥发苯的有效扩散系数研究

挥发性有机污染物在土壤多孔介质中的有效扩散系数是土壤气相抽提(soil vapor extraction,SVE)传质过程中的一个重要参数.笔者以苯为研究对象,采用土柱扩散试验,对不同含水量条件下挥发苯在细砂介质中的有效扩散系数和扩散规律进行研究.结果表明,对于吸附型矿物含量少的细砂介质,含水量大小在一定程度上影响了挥发苯的扩散过程.含水量在50 g·kg-1时,扩散最快;低于50 g·kg-1时,随含水量增大扩散能力增强;高于50 g·kg-1时,扩散能力则随含水量增大而减弱.同一扩散柱中,随着扩散距离增加,挥发苯的有效扩散系数增大,这可能与其蒸汽分压降低有关.     

昆明市东川区农业旱灾风险区识别研究

昆明市东川区是云南省农业旱灾危害较为严重的区域之一。利用2000-2007年东川区各乡镇历史灾情等数据资料,应用风险分析理论、效用理论、因子-成份分析方法等理论方法,在分别研究致灾风险度、承灾体易损性及地域人群对农业旱灾心理反响等基础上,构建了东川区农业旱灾风险评价模型。初步揭示出东川区农业旱灾风险度呈现出自南向北、自西向东逐渐增强的空间态势;识别出极高风险区、高风险区、中风险区和低风险区等4个农业旱灾风险区;发现东川区各地农业旱灾综合风险度、致灾风险度、承灾体易损度以及地域人群对旱灾的心理响应值等指数之间普遍存在着明显的正相关。     

依据VOC浓度变化优化场地SVE通风流量的研究

土壤气相抽提(SVE)中挥发性有机污染物(VOC)的扩散速度是确定SVE抽提流量的依据。为了优化场地SVE通风流量,结合试验现场土壤的土质条件和含水率,测试了污染物在不同均质土质中的扩散速度,绘制了污染物浓度随时间变化曲线。研究表明污染物的扩散在不同种土质和含水率的条件下,浓度的变化具有相似规律:快速上升阶段,出现拐点,浓度稳定阶段;在测试的压力场范围内,结合场地不同的抽提流量(Flow rate)的通风以及停止通风进行浓度恢复的试验,同样获取了场地污染物的浓度变化曲线,即场地污染物浓度平衡破坏和浓度平衡的恢复。测试数据显示,不同土质结构的场地内不同区域的污染物浓度恢复曲线和单一土质的污染物扩散具有相同的规律。因此可以采用扩散速度来求解抽提的通风流量。根据室内外的测试数据,文中给出了理论计算的场地优化通风速率建议。