厦门春季低空大气酸沉降垂直分布的研究

1993年3月28日～4月7日,在厦门后坑村,对不同高度的低空(1000m以下)大气中气态污染物?云水和雨水进行了垂直分布观测?结果表明:厦门后坑村春季大气中的SO₂,NO_x,O₃的日均值分别是0.069,0.015,0.060mg/m3,基本符合国家大气质量一级标准,而H₂O₂的日均值为1.70μg/m3,是地面大气中H₂O₂浓度的5.3倍,说明其大气氧化活性较强;空中雨水大部分酸化,而云水全部酸化,且NO-3浓度较高,说明春季酸雨污染较严重。      

悬浮填料生物膜反应器细菌群落季相更替对处理效果的稳定作用

针对生物实验室污水处理难度高及其秋冬季节达标率低的问题,采用改进工艺的悬浮填料生物膜反应器(moving bed biofilm reactor, MBBR)进行连续处理,观察秋冬季节MBBR水质处理效果,利用高通量测序技术研究环境因子水温(T_w)、溶解氧(DO)、pH对生物膜细菌群落更替的影响以及主要微生物种群变化。结果表明,T_w由26℃下降到10℃期间,反应器COD、NH_4~+-N去除率仍然分别保持在75%、80%左右,MBBR出水稳定在一级A标准。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)是生物膜主要优势菌门,T_w的下降引起拟杆菌门的相对丰度显著升高。假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)在低T_w下成为优势菌属,动胶菌属(Zoogloea)相对丰度保持稳定。通过冗余分析(RDA)发现,DO与短波单胞菌属(Brevundimonas)、pH与脱氯单胞菌(Dechloromonas)、固氮弧菌属(Azoarcus)具有显著正相关性,T_w与假单胞菌属、黄杆菌属具有显著负相关性。MBBR结果揭示,细菌群落动态更替是MBBR出水水质仍然保持稳定的重要原因。     

污泥施用对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性的影响

为研究污泥施用对石灰性土壤细菌多样性的影响,在连续2年种植夏玉米大田系统中,施用不同量的腐熟污泥,采集根际和非根际土壤进行16S rDNA-V3-V4区高通量测序,分析污泥施用对石灰性土壤细菌丰富度、多样性指数、群落结构、功能基因在代谢途径的影响,同时对细菌群落和环境因素之间的相关性进行分析。结果表明:污泥用量分别在3.5～37.5 t·hm~(-2)和3.5～7.5 t·hm~(-2)有利于非根际和根际土壤OTU数量增加;但污泥在75 t·hm~(-2)过量施用时,根际和非根际土壤细菌的Shannon多样性指数显著降低,Simpson指数显著增加,Ace,Chao丰富度指数显著降低。主成分和门水平物种丰度分析表明:污泥施用量不同会造成根际和非根际细菌群落结构差异,并且当污泥施用量为75 t·hm~(-2)时,明显降低了非根际土壤放线菌门的丰度;污泥施用量在3.75～37.5 t·hm~(-2)时,非根际土壤中拟杆菌门丰度会明显增加。与对照相比,当污泥用量为75 t·hm~(-2)时,根际土壤拟杆菌门有明显的增加,增加丰度达1.45倍,但酸杆菌门和放线菌门丰度降低了49.74%和80.57%。冗余分析(RDA)表明,土壤TN、Cd、Cu、TP是影响土壤细菌群落最主要的因素,其中TN、Cd、Cu和细菌Shannon、Simpson多样性指数呈现显著相关性(P0.05)。由此可见,连续过量施入污泥会对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性造成不利影响,而且上述微生物多样性变化可作为污泥合理施用的判断依据。     

光合细菌利用废水分批产氢的影响因子实验研究

化石能源的日益枯竭,使得寻找清洁能源迫在眉睫,而氢能近来备受关注。文章重点研究了光合细菌利用废水分批生物制氢过程中氮源种类、氮源浓度、碳源浓度对产氢的影响。通过改变氮源种类、氮源浓度、碳源浓度来测定产氢量,最终来确定最佳的产氢条件。实验表明:不同氮源对光合产氢菌群产氢的影响并不是很明显,谷氨酸钠对光合细菌产氢量提供了最佳氮源,且当谷氨酸钠的浓度为2 g/L时,最佳产氢累积量为300 mL;碳源浓度越大,产氢效果越好。     

反硝化真菌-细菌优化组合及其脱氮能力研究

从多种真菌中筛选到3株脱氮活性较高的真菌,并将其与一株从武汉市郊新筛选分离到的具有较强脱氮能力的细菌HS-03进行混和培养,通过正交实验确立其最佳培养条件。正交实验方差分析表明:碳源、pH值和温度3个因素对脱氮率的影响都非常显著,菌种因素对脱氮率有一定影响。实验结果表明,真菌与细菌混合脱氮的最佳培养条件为:以琥珀酸钠为碳源,NaNO3为N源,C/N为10,pH=7.5,温度30℃。细菌HS-03和真菌Fusariumoxyspurum的组合优于其它组合。在最佳培养条件下,该组合能在21h内去除10mmolNO3-,优于相同条件下细菌HS-03或真菌F.oxyspurum的反硝化能力。     

轧制油泥资源化工艺研究

钢铁和机械加工过程中会使用由润滑油配置而成的乳化液,经过多次循环使用后会混入金属颗粒、胶质、灰尘等杂质,进而形成轧制油泥。轧制油泥属于危险废物,已经成为环保治理的难题。采用碱洗/酸化分离工艺对某机械厂提供的轧制油泥进行处理,进而回收脂肪酸和铁粉,以实现轧制油泥减量和资源化的目的。试验结果表明:在碱液/轧制油泥(质量比)为4、温度为80℃、反应时间为120min、NaOH添加量为轧制油泥皂化值1.05倍的条件下,皂化率和脂肪酸产率分别为87.55%和81.01%,固体残留率为26.48%,经二次碱洗后固体残留率进一步降至8.26%,主要成分为铁粉。碱洗/酸化工艺简洁、成本较低,为轧制油泥规模化处理和利用提供了合理有效的解决方案。     

铁炭微电解强化水解酸化反应器高效处理聚乙烯醇废水

以聚乙烯醇(PVA)退浆废水为研究对象,构建了铁炭微电解强化厌氧生物处理的废水处理系统,对比研究了不同负荷条件下常规水解酸化反应器(R1,无铁炭材料)和铁炭耦合厌氧水解酸化反应器(R2,有铁炭材料)对PVA退浆废水的去除效果、颗粒污泥特性(胞外聚合物(EPS))、挥发性脂肪酸(VFAs)组成及微生物群落结构的差异。结果表明:R2出水平均COD去除率和平均PVA去除率分别稳定在86.8%和75.8%,均优于R1;添加铁炭材料可促进丙酸、丁酸转化成乙酸,提高了乙酸产量;R2颗粒污泥紧密黏附EPS(TB-EPS)、松散附着EPS(LB-EPS)含量较R1有所增加,颗粒污泥结构得到优化。高通量测序结果表明,添加铁炭对水解酸化菌群有显著影响,Propionibacteriaceae、Clostridium sensu stricto 12在PVA的降解中起重要作用。综合上述结果,铁炭微电解可有效强化水解酸化反应器对PVA退浆废水的处理效果,研究结果可为厌氧生物法处理PVA退浆废水提供参考。     

三氯异氰尿酸在窖水中的余氯衰减规律及消毒效果

为保持集雨窖水水质,提高饮用水安全性,采用向窖水中投加三氯异氰尿酸(trichloroisocyanuric acid,TCCA)的消毒方法,检测主体水的余氯衰减规律和微生物的变化情况,重点研究了消毒剂投加量、温度及pH等因素的影响。实验结果表明:余氯衰减过程符合一级动力学模型;随初始氯投加量的增大,水中余氯衰减量增大,余氯衰减系数减小且与初始投加量的倒数成线性正相关;随水中有机物等反应物浓度的降低,余氯衰减量减少,余氯衰减系数减小;随温度的升高,余氯衰减量增大,衰减系数增大;随pH的增大,余氯衰减量减少,衰减系数减小;水中菌落总数的灭活率随消毒剂投加量的增加而增大。当消毒剂浓度为1.5～2.5 mg·L~(-1)时,在60 min内可完成对菌落总数99.0%的灭活;当消毒剂浓度大于2.5 mg·L~(-1)时,在30 min内可完成对菌落总数99.9%的灭活。在pH为6～9时,pH越小,消毒效果越好;在10～30℃时,温度越高,消毒效果越好;水中氨氮存在时,氯胺的生成会减弱短期消毒效果。与传统氯制消毒剂相比,TCCA在窖水消毒方面有较好的应用前景。     

农村小管径重力流灰水管道中生物膜细菌群落的特征

为探究农村小管径重力流灰水管道系统生物膜的细菌群落结构特征,建立了一套模拟真实农村环境条件下水量变化且具有3组坡度参数(5‰,10‰,15‰)的小管径灰水管道实验设备,利用Illumina HiSeq高通量测序技术,分析了连续运行60 d后的管道生物膜的细菌群落特征。结果表明:Proteobacteria、Actinobacteria和Bacteroidetes为优势菌门,优势菌属为Paenarthrobacte、Ensifer和Spingopyxis,坡度变化会显著影响生物膜细菌群落组成;小管径重力流灰水管道生物膜中存在一定丰度的反硝化细菌和硝化细菌,具有生物脱氮功能。通过PICRUSt功能预测发现,高坡度(15‰)的灰水管道具有更高的硝化和反硝化基因丰度。进一步分析可知,小管径灰水管道采用高敷设坡度的设计方案可能具有更强的生物脱氮能力。