环境多相催化研究过程中的表面科学研究方法

简要介绍环境多相催化研究过程中应用表面科学的研究方法的必要性和将会遇到的挑战和机遇 .结合作者有关的研究事例 ,分别讨论了环境多相催化和表面科学研究领域之间材料和压力的差异所带来的问题和可能的解决方案 ,特别是催化剂原位表面表征的重要性     

利用复合光合细菌法处理养虾废水

通过光合细菌和活性污泥组成的复合光合细菌法对养虾废水作了研究，发现运用此法比普通污泥法或者单一的光合细菌法处理有更好的作用效果，其中CODcr的去除率能达到63％，NH3-N的去除率也能达到92．5％，并且此法操作容易，运行费用低，不存在污泥的处理问题等许多优点。更为重要的是复合光合细菌法能够较好的解决PSB易流失的问题。最后根据实验情况提出了适合实际应用的工艺流程。     

具有N_2O控逸能力的异养硝化-好氧反硝化菌株的筛选鉴定

利用BTB平板培养基以及硝化-反硝化性能测定,从实验室驯化成熟的SBR反应器中筛选出3株异养硝化-好氧反硝化菌.其中WYLW1-6菌株的硝化-反硝化性能尤为突出,经16S rDNA基因序列分析和Biolog测定,该菌株属于蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).在摇瓶培养时,对该菌株设计L4(23)的正交试验,结果发现,菌株WYLW1-6投加到水中后启动迅速,且生长适应性强,优选条件下,其氨氮最大去除率可达95.21%.用发酵罐对其扩大培养测定N2O逸出量,表明该菌脱氮效果良好,NH4+-N去除率达到97.19%,TN去除率为96.63%,N2O逸出量为1.849 2 mg,其中N2O-N量为1.176 8 mg,N2O-N量占水中脱除TN量的0.598%.菌株WYLW1-6能够独立完成生物脱氮的全过程,高效脱氮的同时N2O逸出量低.该菌可用于构建一个低NO逸出的高效脱氮菌系,从而实现NO生物控逸.     

共培养体系中石莼和江蓠对赤潮异弯藻生长的影响

研究共培养体系中2种大型海藻石莼(Ulva pertusa)和江蓠(Gracilaria lemaneiformis)的鲜组织和培养液滤液对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响.结果发现:①石莼和江蓠均能明显影响赤潮异弯藻生长,鲜组织的作用更明显,能在短时间内完全灭杀共培养的赤潮异弯藻;石莼对微藻的影响强于江蓠的作用.②除菌作用和补充充足的碳酸盐不能消除或缓解石莼和江蓠对赤潮异弯藻生长的影响,说明细菌和碳限制不是导致大藻对微藻作用的原因.③对共培养体系中硝酸盐和磷酸盐的跟踪测定结果显示,营养盐限制不是造成石莼对赤潮异弯藻影响的原因,但却在江蓠的作用中起重要作用.当向江蓠体系中补充f/2营养盐后发现,充足的营养盐能够减轻但不能完全消除江蓠对赤潮异弯藻生长的影响.另一方面,石莼的起始浓度与其对赤潮异弯藻的生长影响之间存在明显的相关性,石莼的起始浓度越高,对赤潮异弯藻的影响越明显.④实验初步说明,石莼可能通过相生相克作用影响共培养体系中赤潮异弯藻的生长,而相生相克和营养竞争的共同作用是导致江蓠作用的根本原因.     

异养硝化-好氧反硝化在生物脱氮方面的研究进展

异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification,HN-AD)菌的发现,是对传统硝化反硝化理论的丰富与突破。HN-AD菌不但可以将氨氮转化为氮气等气态产物,而且几乎不会产生NO-2-N/NO-3-N的积累,还可以去除COD,这一优势使其成为生物脱氮领域的研究热点。在介绍HN-AD基本理论及典型HNAD菌代谢机理的基础上,重点综述了近年来分离出的典型HN-AD菌的脱氮特性,分析了HN-AD菌的最佳脱氮参数,同时介绍了HNAD菌在废水处理方面的应用现状,最后对其前景进行了展望。     

应用流式细胞术测定水体异养细菌

比较了未经固定的新鲜样品与用不同固定剂固定的不同预处理方法及不同染色条件包括染色时间、新鲜样品添加与不添加RNA酶或柠檬酸钾,对用流式细胞术测定近岸海水与淡水中的异养细菌的影响,认为现场计数水体中异养细菌细胞,可省略固定和酶解等步骤,在大大节省时间和财力的同时而不影响测定结果。     

异波折板复合厌氧污水处理中试研究

以传质理论和双层分阶段厌氧多生物相（TSMPA）理论为基础,设计了厌氧污泥-生物膜异波折板复合式反应器,进行为期12个月的生活污水处理中试研究.动态试验结果表明,在温度为25℃±2℃条件下,系统的最佳水力停留时间（HRT）为6 h.此时所对应的COD、TP、TN去除率分别为78.58%、 35.15%、 39.17%;最适厌氧污泥区百分比为45%～65%.HRT为6 h,温度降至7℃时所对应的COD、TP、TN去除率分别为64.37%、 20.72%、 23.65%;最大比甲烷产率为1.85 mL/(g·h).结果表明,在北方地区低温条件下应用本技术处理低浓度生活污水可行.     

短期氮磷添加对祁连山亚高山草地土壤呼吸组分的影响

为探究短期氮磷添加对祁连山亚高山草地土壤呼吸及其组分的影响,于2019年6~8月采用随机区组设计,设置氮添加［10 g ·（m² ·a）^-1,N］、磷添加［5 g ·（m² ·a）^-1,P］、氮磷混施［10 g ·（m² ·a）^-1N、5 g ·（m² ·a）^-1P,NP］、对照（CK）和完全对照（CK''）这5个处理,测定了土壤总呼吸速率及其组分.结果表明,氮添加对土壤总呼吸和异养呼吸的降低速率均低于磷添加［-16.71% vs.（相对照,下同）-19.20%;-4.41% vs.-13.05%］,但对自养呼吸的降低速率高于磷添加（-25.03% vs.-23.36%）,而氮磷混施则对土壤总呼吸速率无显著影响.土壤总呼吸速率及其组分与土壤温度均呈显著的指数相关,其中氮添加降低了呼吸速率的温度敏感性（Q₁₀：-5.64%~0.00%）,而磷添加增加了Q₁₀（3.38%~6.98%）,氮磷混施降低了自养呼吸速率但增加了异养呼吸速率的Q₁₀（16.86%）,从而降低了土壤总呼吸速率的Q₁₀（-2.63%~-2.02%）.土壤pH、土壤全氮和根系磷含量与自养呼吸速率均具有显著相关性（P<0.05）,而与异养呼吸速率无显著相关,且根系氮含量只与异养呼吸速率呈显著负相关（P<0.05）.总体上,自养呼吸速率对氮添加更加敏感,而异养呼吸速率对磷添加更加敏感,氮或磷添加均显著降低了土壤总呼吸速率,而氮磷混施并未显著影响土壤总呼吸速率,此结果可为准确评估亚高山草地土壤碳排放提供科学依据.     

臭氧氧化分解饮用水中嗅味物质2-甲基异莰醇

比较了几种常见氧化剂对饮用水中嗅味物质2-甲基异莰醇(2-methylisoborneol,MIB)的氧化去除效果.结果表明,KMnO₄、NaClO、H₂O₂等氧化剂的氧化作用对水中MIB的去除效果均较差,而臭氧却能有效地将其氧化;考察了pH对臭氧化去除MIB的影响规律,发现pH在7.0～10.0条件下,随着pH值增加MIB去除率增加,但当pH达到10.0左右时,MIB的去除率反而下降;MIB的臭氧化去除效果随着自由基捕获剂(重碳酸盐和叔丁醇)的浓度增加而明显地降低,说明臭氧化去除水中MIB主要遵循自由基作用机理;以松花江江水为本底进行试验和与蒸馏水进行试验的结果相差不大,原因可能是由于松花江水体中碳酸盐浓度较低(小于50 mg/L),对自由基捕获能力较小,同时江水中的部分腐殖质(NOM)对臭氧去除MIB的过程起到了促进作用.     

东海主要重金属生态基准浓度初步研究

采用现场培养实验的方法,研究了Cu、Pb、Zn和Cd重金属对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)的生态毒性效应.计算结果表明:重金属Cu、Pb、Zn、Cd对东海原甲藻生长的非观察效应浓度(NOEC)分别为3.7、32.6、133.2和128.0 μg/L;生长抑制效应浓度EC05分别为4.6、56.3、142.8和151.3 μg/L.估算了我国东海海水中重金属Cu、Pb、Zn和Cd的生态基准浓度分别为4.6、0.1、28和0.3 μg/L.我国Cu、Pb和Cd的一类海水水质标准高于东海海水生态基准.