硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复城市黑臭水体

固定化微生物技术可促进城市黑臭水体中氮磷污染物去除,但硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体研究较少。通过向改性载镧膨润土基复合微生物菌剂(La-Bt基复合菌剂)中添加经S₂O₃^2-驯化培养的硫自养反硝化菌(NR-SOB),试图引入硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体。在La-Bt基复合菌剂投加量为1.5 g/L时,向黑臭水体中分梯度投加不同浓度NR-SOB,研究NR-SOB协同La-Bt基复合菌剂去除黑臭水体污染物效果,并通过高通量测序分析底泥微生物群落结构变化。结果表明,当NR-SOB投加量为0.3 g/L时,对黑臭水体和底泥处理效果较好：上覆水氨氮、TN和TP去除率分别为87.42%、69.85%和71.11%;底泥酸可挥发性硫(AVS)去除率为34.76%,底泥TN和TP去除率分别为45.22%、45.04%;实验结束时底泥中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度从11.76%降至9.84%,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度达2.82%,氮硫去除相关微生物菌属比例提升约0.95%。     

以河道水为原水的高速过滤过程及其性能分析

针对平原城市缓流河道普遍存在的季节性水质恶化问题,采用预氧化、微絮凝+高速过滤对天津市某缓流河道水体进行中试规模实验。结果表明,该处理技术具有处理周期长(>24 h)、过滤滤速高(平均为43.26 m·h-1)和出水效果好(出水水质优于地表水Ⅳ类水质标准)的特点。同时发现：单位面积滤柱的产水率呈“阶梯”下降趋势;高速过滤的堵塞特征曲线服从三次多项式分布;系统过滤历经增长期、稳定期和衰减期,其中增长期为3~4 h,稳定期约14 h,过滤系数λ为(0.020 1±0.001 3) cm-1(置信度P=95%),其可作为系统基本属性的定量参数。     

非缓冲微生物燃料电池运行性能及无机碳积累

考察了不同乙酸钠浓度下非缓冲微生物燃料电池(BLMFC)的运行性能和无机碳(IC)(HCO_3~-或H_2CO_3)积累情况。结果表明:阳极液中IC的积累浓度与乙酸钠浓度呈线性相关,在乙酸钠浓度为0.5 g·L~(-1)和1.0 g·L~(-1)的BLMFC体系中,IC积累浓度分别为8.02 mmol·L-1和13.60 mmol·L~(-1),阳极液出现酸化现象,pH降低至6.2和6.5;体系输出电压(U)与阳极液pH出现相同的先下降后上升的变化趋势,体系最大功率密度(P_(max))分别为242 mW·m~(-2)和428 mW·m~(-2)。当乙酸钠浓度增大到2.0 g·L~(-1)和3.0 g·L~(-1)时,IC积累浓度增加到30.64 mmol·L~(-1)和42.42 mmol·L~(-1);乙酸盐自身的缓冲作用和体系积累的较高浓度IC可以将阳极液pH维持在7.4～8.5,输出电压稳定在350 mV左右;P_(max)增大到668 mW·m~(-2)和699 mW·m~(-2),可以实现自缓冲稳定运行。     

厌氧发酵方式对乳渣废水产酸性能的影响

为了研究厌氧发酵方式对乳渣废水发酵产酸效果的影响,分别对乳渣废水采用自然型发酵、填料型发酵及中性型发酵（pH=7.0±0.2）,并进行连续2个周期的厌氧反应。分析乳渣废水中可溶性化学需氧量（SCOD）、蛋白质、多糖、挥发性短链脂肪酸（SCFAs）、水解酶（蛋白酶、α-葡萄苷酶）和辅酶420、NH4+-N及PO43--P指标的变化。研究发现,中性产酸系统中水解酶活性较高,蛋白质和多糖等物质水解性能较好,使乳渣废水产酸性能最佳,最大SCFAs积累量为12 328.37 mg-COD·L-1。自然发酵产酸系统中水解酶活性最低,系统中残留大量的蛋白质和多糖等物质,最低SCFAs积累量为4 322.61 mg COD·L-1。同时发现,3个发酵系统中挥发性短链脂肪酸酸成分具有显著差别,其中自然型发酵系统乙酸积累率最大,可达69.70%,中性发酵系统丙酸积累率最大可达49.27%,填料型发酵系统正丁酸积累率最大可达38.85%。     

外加气体对等离子体降解水相中有机污染物的影响研究

研究了等离子体在内电极通氧气、氮气、空气和氦气条件下降解甲基紫的机理。研究表明，在该等离子体发生器结构下，等离子体能降解甲基紫，且在不同气体气氛下的降解产物不同，在氧气氛围下为含-CO和-OH物质及直链烯烃，而氮气氛围下是含-N、-NH和-OH的芳香类物质及小分子烃类物质。研究同时表明，等离子体降解水相中有机物时应在氧气介质中进行，如用空气则有可能会造成水体中NO3^-过高。     

富营养化水体降磷对浮游植物群落结构特征的影响

浮游植物是水生态系统中物质循环和能量流动的基础,作为初级生产者,浮游植物的群落结构直接影响着水生态系统的结构和功能。在水产养殖生产中,如何根据养殖生物对生活环境的需求开展精准培水、定向培水,培养养殖生物所需要的浮游植物,在维持养殖水域生态平衡的同时又能为养殖生物提供一定的饵料资源,这一直是摆在水产科技工作者面前的重要难题和研究热点。已有的资料大都是通过添加磷的方式研究磷改变对浮游植物生长的影响,而有关富营养化水体降磷对浮游植物群落结构影响的研究尚未见报道。为此,试验通过向取自富营养化湖泊的水体中加入磷去除剂,采用Pielou均匀度指数、Mcnaughton优势度指数和Shannon多样性指数,研究自然水体中的磷被降低后水体浮游植物群落结构的变化情况。结果表明,所取富营养化水体中共检出绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta）、裸藻（Euglenophyta）、隐藻（Cryptophyta）、甲藻（Pyrrophyta）6门29种（包括变种和变型）;其中绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、裸藻、甲藻分别有7、4、2、1、1种,分别占总种数的24.13%、13.79%、6.90%、3.45%、3.45%。富营养化水体降磷后,虽然试验组和对照组在浮游植物种类组成上没有差异,但浮游植物群落结构特征发生了很大变化,浮游植物数量明显降低,由13 238.8×104cells·L-1降低至3 997.5×104cells·L-1,下降了69.8%;浮游植物优势种从1门（蓝藻（Cyanophyta））6种增加到3门（绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta））12种,优势度指数从97.29%降低至86.30%,优势种门数和优势种种数远远高于对照组,优势度明显低于对照组;同时,浮游植物多样性指数和均匀度分别从1.85和0.38升高至2.60和0.54,显示出试验组浮游植物多样性和均匀度优于对照组。研究表明富营养化水体降磷对浮游植物群落结构产生了明显影响,使群落结构处于更加复杂、完整和稳定的状态。     

珠江口水、沉积物及生物体As含量分布特征及生态风险评价

于2008年2、5、8及11月对珠江口进行了水、沉积物和生物体As含量的调查,分析其分布特征以及进行生态评价。结果表明：珠江口水体中As含量平均值为2.88μg·L-1,符合一类海水水质标准;其中,11月份显著高于其它3个月份(P <0.05)。全年珠江口水体八个河口在地域分布上As平均含量由高到低依次为：虎门、鸡啼门、磨刀门、崖门、洪沥门、蕉门、横门、虎跳门。表层沉积物As含量平均值为38.73 mg·kg-1,沉积物中As含量均超过海洋沉积物质量一类标准,但均未超三类标准。结果显示,表层沉积物横门含量最高,为(70.5±2.0) mg·kg-1,显著高于其它7个口门(P <0.05),而其它7个口门差异不显著。各口门含量从大到小依次为横门、洪沥门、鸡啼门、虎门、崖门、磨刀门、虎跳门、蕉门。表层沉积物地质累积指数评价结果与潜在生态风险系数评价结果一致,横门为中等污染水平,其余站点均为低污染水平。采集代表性生物样品,其中11种鱼类As平均含量为0.587 mg·kg-1,部分受检鱼类超出水产品中有毒有害物质限量要求,超标率为37.8%,肉食性鱼类平均含量要略低于杂食性鱼类,但不同食性和不同生活水层的鱼类As含量差异不显著(P >0.05)。受检生物样品虾的含量为0.314 mg·kg-1,符合水产品中有毒有害物质限量要求。与历年比较发现珠江口水、沉积物和生物体中As含量有上升的趋势,与其它河口相比较发现珠江口As污染在对比的河口和海湾中受污染程度较高。     

四川省马边磷矿区水环境中典型重金属污染分析

马边磷矿区磷矿资源丰富,区内磷矿开采企业较多。在开采的过程中难免会对当地的河水造成一定的影响。为了进一步了解马边磷矿区的环境影响问题,本文通过对磷矿区采集的水体样品和同一地点的水系沉积物样品进行分析测试,共检测了Cd、As、Cu、Cr、Pb、Zn六种重金属元素的含量,采用潜在生态危害指数法对沉积物中的重金属污染程度进行了综合评价。结果如下:马边磷矿区河水中的重金属元素的浓度较低,6种重金属元素含量均低于国家标准(GB3838-2002)。水系沉积物中的重金属元素含量较高,其中:Cd、Pb、Zn分别为2. 06mg/kg、182. 39mg/kg、479. 13 mg/kg。与四川省土壤元素背景值相比:Cd元素超标25. 7倍,Pb元素超标5. 9倍,Zn元素超标5. 5倍,其余元素未超标。与马边地区1∶20万区域水系沉积物背景值相比:Cd元素超标3. 12倍,Pb元素超标3. 3倍,Zn元素超标2. 5倍,As元素超标1. 6倍,Cu、Cr元素含量在背景值以内。与“中国土壤元素背景值”相比:Cd元素超标29. 4倍,Pb元素超标7. 7倍,Zn元素超标7. 1倍。潜在生态危害指数法评价结果表明:Cd的生态危害指数最大,其次为Pb和As,其余Cu、Cr、Zn等元素属于轻微生态风险。     

悬浮颗粒物粒径分布对景观水体表观污染的影响

研究城市景观水体的表观污染与悬浮颗粒物粒度分布之间的内在联系及影响因素,可为景观水体的表观污染防治提供参考。以成都市3个特征明显的小型封闭式景观水体为研究对象,对其进行水质监测,利用修正的综合营养状态指数法对其进行水质评价;分析水体的悬浮颗粒物浓度及其粒度分布,发现其颗粒物粒度分布特征相似,主要为4个组分,分别为组分Ⅰ(0.45～3μm)、组分Ⅱ(3～30μm)、组分Ⅲ(30～120μm)和组分Ⅳ(>120μm);不同颜色类型城市景观水体浊度主要与组分Ⅰ(粒级0.45～3μm)、组分Ⅱ、组分Ⅳ体积分数表现出显著相关性,3种景观水体的色度其关键影响粒级为组分Ⅳ。溶解态物质引起的城市景观水体表观污染贡献值很小。