Experimental study using the dilution incubation method to assess water biostability

Water biostability is of particular concern to water supply as a major limiting factor for heterotrophic bacterial growth in water distribution systems. This study focused on bacterial growth dynamics in the series dilution of water samples with TOC（total organic carbon） values determined beforehand. The results showed that the specific growth rate of Pseudomonas fluorescens P17 varied dramatically and irregularly with TOC value when TOC concentrations were low enough during the initial periods of incubation under given conditions. According to this relationship between bacterial growth rate and TOC, a dilution incubation method was designed for the study of water biostability. With the method under a given condition, a turning-point TOC value was found at a relatively fixed point in the curve between bacterial growth rate and TOC of water sample, and the variation of growth rate had different characteristics below the turning-point TOC value relative to that over this value. A turning-point TOC value similarly existed in all experiments not only with tap water, but also with acetate and mixed solutions. And in the dilution incubation method study, the affections were analyzed by condition factors such as inoculum amount,incubation time and nature of the organic carbon source. In very low organic carbon water environments, the variation characteristics of bacterial growth rate will be useful to further understand the meaning of water biostability.     

臭氧和光合细菌联合修复景观水体的研究

研究了臭氧和光合细菌联合处理景观水体,结果表明,在控制水体pH值为7.5,按照1 L样品通臭氧25 min(每h产生1.5 g)后,在向其中加入4亿个光合细菌大约静置5 d,景观污水将得到较好的净化效果。根据目前的臭氧制取技术,每制取1 kg臭氧约耗电在20 kW·h,按照每分解1 kg COD需要3 kg的臭氧计算,则每处理1 kg COD需要28元左右。较高的运行费用也是这一技术未能大规模应用的主要因素之一。但是该实验利用臭氧和光合细菌联合处理景观水的方法每处理1 kg COD只需要16.5元左右,大大节约了成本,还提高了效率。因此通过臭氧和光合细菌联合处理技术,净化景观水体中的有机物污染和改善景观水体水质,既节约了成本,又达到了很好的效果。     

湖泊基质客土改良的环境效应:对芦苇生长及光合荧光特性的影响

湖泊底质对根着水生植物生长发育有重要的影响,通过滨岸底质植生性改良、重建水生植被被认为是污染湖泊生态修复的重要手段.本研究模拟5种客土厚度对芦苇生长和叶绿素荧光参数的影响,结果表明,覆盖5 cm处理芦苇总生物量、株高、叶长和叶宽显著大于覆盖18 cm处理(P0.01),实验第120 d,地下/地上部生物量和细根/地下部生物量显著大于其他处理(P0.05).表明覆盖18 cm显著抑制芦苇生长,但对照组富营养底质可能对芦苇生长造成轻微胁迫,随覆盖厚度增大,显著降低芦苇的地下部/地上部生物量比值,芦苇优先生长地下部,特别是细根的生物量,以便从底质中吸收更多养分供植物生长.不同处理芦苇F_v/F_m、Yield、q P和q N变化差异不显著(P0.05),覆盖厚度越大,芦苇光合结构PSⅡ更易受到损坏,主要是通过较高的热耗散、降低叶片光合面积与叶片捕光色素含量来维持光合结构PSⅡ保持正常.就客土改良对芦苇生长与叶绿素荧光参数总体影响而言,覆盖2 cm和5 cm能有效改善基质Eh和营养条件,促进植物生长,其中覆盖2 cm处理能有效地提高芦苇光合利用效率(α)、相对电子传递速率(ETRmax)和半饱和光强(E_k),覆盖18 cm使得芦苇对冬季的低光抑制有更强的适应能力.     

微生物在生物煤层气形成中的作用及影响因素研究进展

在当今能源紧缺和环境污染严重的前提下,煤层气作为一类非常规天然气,越来越受到人们的重视。传统观点认为煤层甲烷多由高温热解产生,但是根据甲烷的同位素特征来判断,世界很多地方(包括我国鄂尔多斯、淮南等地)的煤层气多属生物成因或者生物和热成因混合。同时,越来越多的生物学证据也表明种类多样的产甲烷相关微生物广泛存在于煤层伴生地层水中或者煤层样品中。这也说明生物成因的煤层气仍然在不断地产生,这也为利用生物方法促进煤层气产生和利用提供了良好的契机。本文将介绍产甲烷微生物种群构成与功能、产气途径、影响产气速率的因素,探讨我国微生物强化产煤层气并实现产业化的应用前景。     

pH值对零价铁自养反硝化过程的影响

以零价铁和硝酸盐为基质,通过批量实验和连续流发酵罐实验中铁自养反硝化脱氮速率的测定,研究了铁自养反硝化过程pH值的变化以及pH值对零价铁自养反硝化污泥活性的影响.批量实验采用4个添加污泥的反应瓶,初始pH值分别为6.2、6.7、7.5、8.8和一个初始pH为6.7的未添加污泥瓶.结果表明初始pH值6.7时表现出最高氮素脱除速度,其中未添加污泥的批量瓶pH持续上升至10左右,4个不同初始pH添加污泥的批量瓶的pH值后续均集中在7.5~7.8之间,难以凸显不同pH值对反硝化菌的影响.利用能够控制pH值稳定的连续流发酵罐,通过设立6、6.5、7、7.5、8这5个恒定的pH梯度,对微生物不同pH值条件下的适应性和活性进行观察,结果表明在pH为6.5时污泥活性最大,其氮脱除速率达到1.35mg·(L·h)~(-1).     

基于厌氧氨氧化的含氨废气原位处理

采用部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器研究了含氨废气原位脱氮处理的可行性.结果表明,在控制低溶解氧(0.2~1 mg·L~(-1)),pH为7.9~8.2,中温(30~35℃)条件下,经过60 d的运行,成功地实现部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器的启动,总氮去除率达到88%,氮去除速率由0.05 kg·(m~3·d)~(-1)上升并稳定在0.7 kg·(m~3·d)~(-1).在含氨废气处理研究中,当含氨废气浓度低于2.59%,废气中原有的氧过量,导致硝态氮大量累积;当含氨废气体积分数为2.59%~4.2%时,废气中氧满足反应器脱氮的需求;当含氨废气体积分数高于4.2%,需要额外通入空气,补充反应器内的氧需求.经过60 d的运行,氨气的去除率达100%,总氮去除率达90.06%,总氮去除负荷为0.51 kg·(m~3·d)~(-1).说明基于厌氧氨氧化反应的一体化反应器可实现含氨废气稳定去除.     

污泥转移SBR工艺吸磷影响因素分析

新型SBR工艺是由SBR反应器和生物选择器构成,显著特点是通过污泥转移实现除磷优势菌种的筛选,强化除磷效果。以生活污水为处理对象,研究了转移量、温度、pH以及DO对吸磷的影响。试验研究表明:比吸磷速率与污泥转移量关系为y=e(1.49+4.95x-7.3x2),中值误差为1.93%,系统在34%的转移量下其最大比吸磷速率可达10.27 mg/(g·h);进水温度分别为5~15℃、15~25℃、25~35℃工况培养的污泥在(24±2)℃时的比吸磷速率为11.86,10.39,9.35 mg/(g·h);pH=6.5、7、7.5、8条件下比吸磷速率分别为8.8、9.9、10.39、10.58 mg/(g·h);DO分别为1~2,2~3,3~4,4~5 mg/L时比吸磷速率分别为8.8,9.96,10.39,10.44 mg/(g·h)。确定该工艺的最佳吸磷条件为污泥转移量为34%,进水温度为5~15℃,pH=7.5~8,ρ(DO)为3~4 mg/L。     

不同水淹条件下河岸带优势植物类群的生理与生态响应特征

为探究水淹胁迫下河岸带植物的生理和形态变化特征及其响应机制,以乐安河河岸带采集的优势植物类群狗牙根（Cynodon dactylon）、牛鞭草（Hemarthria altissima）、喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）和蓼子草（Polygonum hydropiper）为材料,在室内进行土壤盆栽培养,利用钢化玻璃水缸控制水位,设置对照、浸润、半淹、全淹4种不同水淹胁迫条件,测定不同胁迫周期各物种的叶绿素含量、光合指标、荧光参数、荧光成像的变化及形态学变化特征,分析各物种对水淹胁迫的抗逆响应.结果表明:短时间（7 d）水淹胁迫下,浸润组、半淹组和全淹组各植物的w（Chlt）（叶绿素总量）、P_n（净光合速率）、T_r（蒸腾速率）、QY_max（最大量子产率）、株高、叶片数等指标与对照组相比总体呈降低趋势,其中浸润组植物叶片中w（Chlt）、P_n、QY_max等均略高于对照组（CK）,而C_i（胞间CO₂浓度）呈上升趋势,NPQ_lss（非光化学淬灭）呈先降后升趋势;长时间（14 d）水淹胁迫下,各植物的上述生理、形态学指标的变化规律与短时间水淹胁迫下基本一致,其中全淹条件下各植物的w（Chlt）、P_n和叶片数在较短期水淹胁迫下大幅下降,各植物3个指标分别显著（P < 0.05）低于对照组,显著差异值分别为:狗牙根100%、100%、100%;牛鞭草62.3%、67.9%、63.8%;喜旱莲子草73.6%、83.2%、89.6%;蓼子草54.5%、100%、100%,狗牙根和蓼子草在全淹条件下接近死亡.研究显示,水淹胁迫对4种植物的生长有不同程度的抑制,同时植物也做出抵消胁迫的抗逆响应.      

悬浮颗粒物浓度对溢油沉潜过程影响的试验研究

溢油事故发生后,漂浮油会与水中的悬浮颗粒物发生相互作用形成油-悬浮颗粒物聚合体（oil-suspended particulate matter aggregates,OSAs）,进而分散在水中或沉降到水底。实验室通过批量振荡实验,利用紫外分光光度法,研究了天然沙土对阿曼原油沉潜过程的影响。结果表明,当振荡频率一定时,沙土能够显著促进阿曼原油在水中的沉潜,其中大部分以半潜油的形式悬浮在水中,少部分与沙土相互作用形成了油-悬浮颗粒物聚合体。随着振荡时间的增加,阿曼原油的沉潜率迅速增大,达到最大值后趋于稳定。当沙土的浓度在100~400 mg/L范围内增加时,阿曼原油的最大沉潜率和沉潜速率提高,沉潜过程达到平衡所需要的时间缩短。     

黄土坡临江1号滑坡体滑带土残余强度试验研究

以巴东黄土坡滑坡临江1号滑坡体滑带土为研究对象,使用环剪仪通过环剪试验研究了滑带土在不同剪切速率、滑带土含水率和法向应力情况下的残余强度特征。试验结果表明:剪切带厚度随着剪切速率的增加而逐渐增加;滑带土的残余强度和峰值强度随着剪切速率的增加均有所增加,且峰值强度增加得更为明显;剪切速率越大,滑带土达到残余强度值的时间越短,但所需的剪切位移则更大;剪切速率对滑带土的影响主要集中作用在降低土的内聚力上;滑带土内聚力随含水率的增加先递增后减,内摩擦角则不断减小;法向应力越大,滑带土峰值强度和残余强度越大。