太湖不同湖区冬季沉积物细菌群落多样性

为了探究太湖不同营养水平湖区冬季沉积物细菌群落多样性,利用高通量测序对太湖水草区、湖心区和河口区共9个采样点表层沉积物细菌的16S rRNA基因进行序列测定.结果发现：不同湖区的物种丰富度和均匀度为水草区 > 湖心区 > 河口区;不同湖区优势细菌群落组成存在差异.其中,硝化螺旋菌门（Nitrospirae）和酸杆菌门（Acidobacteria）2类门水平优势细菌以及厌氧绳菌纲（Anaerolineae）和硝化螺菌纲（Nitrospira）2类纲水平优势细菌在不同湖区之间差异显著.冬季太湖沉积物细菌优势类群为绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）;在属分类水平上,主要优势类群为unidentified_Chloroplast和微囊藻属（Microcystis）.Cyanobacteria和Microcystis在所有采样点均有检出,平均丰度均以湖心区最高.对沉积物细菌群落与环境因子的关系进行冗余分析,结果表明：营养盐水平、水温和pH值均能影响沉积物细菌群落结构,NO₃^--N和水温是Microcystis的主要影响因子.     

常州市春季PM2.5中细菌群落特征及影响因素

为研究常州市春季PM_2.5中细菌群落特征,利用高通量测序对PM_2.5中细菌的16S rRNA基因进行研究.测序获得的有效序列数为600150,以97%的相似水平划分,各样品的OTUs为1890~6519,同时样本的Coverage指数较高,表明测序结果可以准确地代表样本中的空气细菌群落.物种注释结果表明：常州春季PM_2.5中相对丰度> 1%的有11个细菌门、14个细菌纲和12个细菌属,其中变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻细菌门（Cyanobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）是排名前3的优势细菌类群,占总基因丰度的80.88%.属水平优势细菌主要有拟甲色球藻属（Chroococcidiopsis,6.03%）、Rubellimicrobium（5.95%）、微囊藻属（Microcystis,4.86%）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas,3.16%）,但在属水平上未能进行分类的基因序列比例高达81.11%.基于PM_2.5中细菌群落组成进行来源分析,发现常州市春季PM_2.5中细菌的环境来源多变,其主要环境源可能为淡水,其次是土壤、植物和人为源.利用冗余分析探讨环境因子与细菌群落的关系,结果表明,NH₄⁺、NO₃^-、O₃、SO₄^2-、OC、气压和CO是常州市春季PM_2.5中细菌群落的主要影响因子,同时不同环境因子对不同细菌类群影响不同.     

微元生物反应器填埋时空转换率研究

针对生活垃圾卫生填埋技术在大气污染控制和占用土地两方面的不足,提出了填埋技术未来的发展方向,即"循环可持续填埋及资源化体系":运用生物反应器填埋技术缩短有机垃圾稳定化周期,通过"城市矿山"开采和配套资源化技术重新释放填埋空间,形成填埋单元分区作业及定期循环利用的模式。该体系核心在于稳定化周期的缩减幅度。基于此,在实验室中采取腐殖土批次覆盖、预处理渗滤液回灌和厌氧+好氧联合运行的方式,构建了微元生物反应器填埋(ML)模拟装置。结果表明,跟传统生物反应器填埋(CL)相比,ML在渗滤液水质、垃圾生物稳定性和填埋气成分等方面具有明显优势。ML的时空转换率为1.28,表明其对填埋时间和空间的利用效率高于传统生物反应器填埋。     

基于卷积神经网络的行人人头检测方法对比研究

为提高车站客流统计的精度使其可以准确预警,针对传统的客流统计方法步骤繁琐、准确率低等局限性,对基于卷积神经网络的行人人头检测方法进行研究。首先在常州某车站安检站台处通过高位摄像头采集行人的人头数据库;然后通过不同的行人特征提取网络(Inception模块、Resnet、Mobilenet)与Faster R-CNN、SSD、R-FCN等目标检测结构组合的方式来对比探究各种行人人头检测组合模型的准确率和检测速度,并选择最优的行人人头检测方法;最后通过模型试验分析,结果显示Inception-V2特征提取网络与Faster R-CNN目标检测结构组合的行人人头检测模型具有较高的准确率和较优的实时性,这种行人人头检测方法对客流预警具有重要的意义。     

超低压反渗透与纳滤处理太湖水的对比试验

对比试验以太湖水为原水,使用超滤作为前处理工艺,选取超低压反渗透和纳滤膜进行对比研究,分析各自的产水水质和运行工况.结果表明,两者对有机物的去除效果总体上相当,COD_(Mn)去除率均在76.94%以上,三维荧光检测显示反渗透去除溶解性有机物(DOM)优于纳滤,凝胶色谱检测表明两者对于原水中分子量主要集中于10000 Da的组分均表现出良好的去除效果,甚至纳滤表现出去除小分子优于反渗透.选取一价离子和二价离子共8种,利用离子色谱检测反渗透与纳滤的产水,反渗透脱盐率86.16%,纳滤对硫酸根去除率88.85%,其余离子去除效果一般.以通量和运行压力作为评价运行工况的指标,纳滤比反渗透拥有更为稳定的通量,但运行压力会随时间逐步上升,对此有必要采取前处理或加大化学清洗频率.     

EGTA淋洗和KH2PO4钝化联合修复重金属污染土壤

为进一步削减螯合淋洗后土壤残留重金属的环境风险,采用淋洗与钝化相结合的方法修复重金属污染土壤.研究了乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)淋洗、磷酸二氢钾(KH_2PO_4)钝化及两者联合修复对土壤重金属洗脱率的影响,并分别采用TCLP法和BCR法分析重金属浸出浓度及化学形态分布,构建了涵盖土壤重金属残留量、生物有效性和毒性的环境风险评价方法,对淋洗、钝化及其联合修复效果进行了评价.结果表明,EGTA对Cu和Cd具有较好的洗脱效果,降低了土壤Cu、Zn和Cd浸出浓度,提高了Pb浸出浓度,削减了可还原态Cu残留量、弱酸提取态和可还原态Zn残留量、可还原态Pb残留量以及弱酸提取态、可还原态Cd残留量.随着KH_2PO_4投加量的增加,Pb、Cd和Cu浸出浓度呈下降趋势,Zn浸出浓度先上升后下降.KH_2PO_4对重金属形态分布的影响主要表现为降低弱酸态或可还原态重金属占比,提高残渣态重金属占比.EGTA和KH_2PO_4联合修复显著降低了4种重金属的可还原态残留量和弱酸提取态Pb、Cd残留量,大幅度削减了Cd和Cu的浸出浓度和环境风险.Zn污染土壤宜淋洗修复,Pb污染土壤宜钝化修复,Cd和Cu污染土壤深度修复宜淋洗/钝化联合处理.     

低流速城市小流域河道生态修复效果研究——以无锡亲水河为例

改善城区水环境、完善河道生态功能是目前我国许多城市小流域河道治理中亟待解决的问题。为探讨生物绳-重建生物群落联合修复技术对低流速城市小流域河道的修复效果,选取了无锡市典型的低流速城市河道亲水河,对其进行了7个月(2014年6—12月)的生态修复效果研究。监测数据表明:生态修复区内的总氮、总磷、溶解态总氮、溶解态总磷、磷酸根、叶绿素a、藻蓝素、浊度和悬浮颗粒物浓度显著降低,分别比对照组低40.8%、48.5%、39.1%、33.3%、47.7%、47.2%、48.0%、35.7%和55.8%。该修复技术对氨氮去除效果不明显。生态修复后水体的透明度显著提高。研究表明生物绳-重建生物群落联合修复技术能有效改善低流速城市小流域河道的水质。     

曝气时间对美人蕉生态浮床去除水体中营养盐的影响

为有效去除水体中的营养盐,以美人蕉生态浮床为研究对象,将曝气时间设置为0(对照)、4、8、12 h/d,曝气量均为2.4 m3/(m2·d),研究曝气时间对植物生态浮床去除水体中营养盐的影响,在培养的0、3、5、7、18、28 d对美人蕉株高进行测量,同时监测水体中ρ(DO)、ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₃-N)、ρ(NO₃--N),试验结束后对美人蕉根际细菌总数进行测定. 结果表明:①与对照组相比,曝气4和8 h/d情况下ρ(DO)及TN、TP、NH₃-N、NO₃--N去除率均差异显著;②曝气4 h/d下美人蕉长势最好,并且在试验的第28天美人蕉株高达109 cm;③曝气4 h/d下ρ(DO)最高,并且对水体中营养盐的去除效果最好,试验至第28天,ρ(DO)为11.29 mg/L,TN、TP、COD_Cr、NH₃-N、NO₃--N去除率分别为75.10%、69.32%、65.75%、73.29%、78.79%;④试验至第28天,曝气4 h/d情况下美人蕉根际细菌总数达1.01×106 mL-1,显著高于曝气0、8和12 h/d下的细菌总数(分别为4.12×105、9.07×105、7.77×105 mL-1). 研究显示,该试验条件下,曝气4 h/d对水体中营养盐的去除效果最佳.      

微乳化柴油火焰传播特性的试验研究

采用高速照相机记录火焰传播过程,并运用ProAnalyst软件分别对微乳化柴油的主火焰高度和闪火焰传播速度进行了测量和追踪分析。结果表明：各时刻的微乳化柴油主火焰均不是连续的,呈现“跳跃式”传播,并且主火焰的最大高度显著小于-10PD 的主火焰最大高度;微乳化柴油火焰传播的平均速度以及最大瞬时速度均远小于-10PD ,而 HS -10火焰传播的平均速度以及最大瞬时速度在3种不同含水量的微乳化柴油中也均为最小。微乳化柴油的阻燃防火性能明显优于-10PD 的主要原因是其中的水分对火焰燃烧产生了较强的抑制作用。     

孔雀草对镉胁迫的响应及其积累与分布特征

采用营养液培养法研究了不同浓度的Cd(0、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4 mmol·L-1)对孔雀草叶片光合色素和丙二醛含量以及Cd积累量、亚细胞与化学形态分布的影响.结果表明,随着营养液Cd浓度的增加,叶片光合色素含量呈先升后降趋势,丙二醛含量则呈线性递增趋势,高浓度Cd处理(≥0.1 mmol·L-1)对孔雀草产生了显著的胁迫响应.Cd主要贮存于可溶组分中,根系中占50.91%—66.40%,叶片中占39.09%—60.52%;其次为细胞壁,细胞器中的镉比例较低.随着Cd处理浓度的增加,Cd在根系细胞壁中的贮存比例呈增加趋势.液胞区隔化和细胞壁固持是孔雀草应对Cd胁迫的重要耐性机制.根系中的Cd主要以乙醇提取态存在,占27.62%—70.46%,叶片中Cd主要以去离子水提取态和氯化钠提取态存在,两者合计占58.91%—71.09%.叶片中活性态Cd含量显著低于根系,显著降低了地上部Cd的积累,也显著降低了Cd对地上部的胁迫作用.