Predicting Streambed Sediment and Water Column Escherichia coli Levels at Watershed Scale

A sub‐model for the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) is developed to predict Escherichia coli levels in the streambed sediment as well as in the water column. New formulations to estimate the levels of E. coli in streambed sediment and the water column are derived. These equations include calculations of E. coli resuspension from the streambed sediment to the water column, E. coli deposition from the water column to the streambed sediment, E. coli growth in the streambed sediment and the water column, and instream E. coli routing. These formulations were programmed in FORTRAN and integrated into SWAT. The modified SWAT model was applied to Squaw Creek Watershed, Iowa, to predict E. coli levels in the stream. Escherichia coli concentrations in the streambed sediment and the water column were monitored extensively in this watershed, and observations were used to verify the model predictions. The model proposed here can predict E. coli concentrations in streambed sediment as well as in the water column. Approximately 58% of the predictions of E. coli levels in the bed sediment were within 1 order of magnitude from the observed value, and in the water column 83% of the predictions of E. coli levels were within 1 order of magnitude. Results suggest that the proposed model will help predictions of instream bacterial contamination.     

滨海芦苇湿地土壤微生物数量对长期模拟增温的响应

采用开顶式生长室(Open-top chamber,OTC)连续8 a(2008~2015年)长期模拟温度升高,研究滨海芦苇湿地不同土壤深度,及两种代表植物芦苇(Phragmites australis)和白茅(Imperata cylindrical)根际、非根际土壤可培养微生物数量变化对长期增温的响应。结果表明:(1)相对于对照,长期增温导致土壤可培养微生物的数量显著增加。其中,增温对土壤表层细菌、真菌的数量影响显著,细菌在第一层的增幅最大,增加率为34.16%,真菌在第三层的增幅最大,增加了64.42%。增温对20~40 cm土层放线菌影响显著,其中在第二层达到最大增加率59.47%;(2)长期增温对芦苇根际土壤微生物的根际效应变化的影响不大,表现为各土层芦苇根际效应增温对照,而白茅根际真菌和放线菌分别在第二层和第三层有显著差异;(3)不同的植物类型,其根际可培养微生物数量及根际效应对长期增温的响应不一致,表现为芦苇和白茅根际土壤可培养微生物数量及根际效应的增加幅度不同,这可能与植物不同类型,根际分泌物种类、数量的差异有关。     

黑麦草强化生物过滤法处理正己烷废气

采用顶部种植黑麦草的微生物填料塔,对模拟正己烷废气进行生物过滤处理。研究了反应温度、入口正己烷质量浓度、填料层高度对正己烷去除效果的影响,考察了填料塔中细菌及过氧化氢酶活性的分布。实验结果表明:黑麦草强化生物过滤的适宜反应温度为25℃;正己烷出口质量浓度随入口浓度的增加而增大,随填料层高度的增加而减小;在反应温度为25℃,入口正己烷质量浓度为100~500 mg/m3、填料层高度为600 mm的条件下,出口正己烷质量浓度为0~46 mg/m3,均低于GBZ/T 2.1—2007《工作场所化学有害因素职业接触限值》中对正己烷的限值(100 mg/m3);相同条件下,种植黑麦草的填料塔的正己烷去除率明显提高,细菌浓度及过氧化氢酶活性均高于无黑麦草的填料塔,说明黑麦草显著促进了正己烷的生物降解。     

碳材料促进废水厌氧处理中直接种间电子传递的研究进展

直接种间电子传递(DIET)是近年来发现的一种微生物电子传递方式,其在废水厌氧生物处理的重要过程中起重要作用。提高DIET效率能在促进有机物厌氧降解产甲烷的同时储存更多能量,优化厌氧生物处理工艺性能并降低处理成本。本文在DIET过程特性分析的基础上,重点论述了活性炭、生物炭、碳纤维布、单壁碳纳米管4种碳材料对废水生物处理中DIET过程的促进作用,并对今后的研究方向进行了展望。     

消毒技术去除饮用水中病原微生物的研究进展

饮用水中存在着不同种类的病原微生物,这些病原微生物给人体健康带来危害。本文简要介绍常规消毒技术去除饮用水中病原微生物的研究现状;常规消毒剂仍然是现代饮用水处理工艺使用的主要消毒剂;近些年来,对常规消毒剂联合消毒的协同作用和联合消毒剂的概念提出了探讨,认为联合消毒荆是今后饮用水去除病原微生物的发展趋势;膜技术这种物理消毒技术,由于其高效性而得到广泛关注,膜消毒去除病原微生物也成为当今消毒技术研究的热点。     

有机物生物吸附研究进展

生物吸附是有效处理难降解有机物的技术之一。本文从生物吸附的概念、生物吸附过程、吸附剂的制备及再生、生物吸附影响因素等方面进行了综述,同时阐述了生物吸附有机物的技术研究进展和应用前景展望。     

甲基叔丁基醚降解菌的驯化与筛选

为了筛选降解甲基叔丁基醚(MTBE)的优势菌种,调查了不同来源土壤土著菌的降解潜力.应用不同的驯化方式以MTBE为惟一碳源,在好氧的条件下,驯化、筛选出高效降解混合菌株,为现场应用打好基础.并从中分离得到6株高降解性的单一菌株,对其进行了初步鉴定,为进一步研究其降解途径做好准备.对单一菌株与混合菌株的降解效果进行了比较.结果表明,混合菌株的降解效果要明显高于单一菌株.     

重污染感潮河道底泥释放特征及其控制技术研究

以珠江三角洲城市重污染感潮河道为对象,研究了底泥污染物(重金属、有机物和营养盐)在静态、潮汐作用影响及人工曝气扰动下的释放特征.在此基础上,采用曝气充氧、重金属化学固定、激活底泥土著微生物等联合技术对底泥释放进行控制,研究其控制效果.结果表明:①感潮作用加速了底泥污染物的释放,与静态释放相比,Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH 4-N和TP的平均释放速率提高了1～4倍,释放量增加了0.3～1.8倍;底泥平均耗氧速率提高了1.28倍.②人工曝气扰动使底泥污染物局部急剧释放,并使泥水界面由弱碱性变成弱酸性;在有氧环境,NH 4-N、TP的释放得到有效抑制.③投加石灰调节pH至8～9,上覆水体Cu、Zn、Pb、Cr的去除率达到85%～98%,同时还可去除92%的TP和86%的浊度;在微碱性好氧条件下,Cu、Zn、Pb和Cr的释放量稳定在300μg·L-1以下.④底泥土著微生物层对水体及底泥污染物有良好的降解作用,通过间歇曝气COD、NH 4-N、TP去除率分别可达到85%、92%和71%;但微生物层具有较高的耗氧速率,达到45g·m-2·d-1.     

Galactomyces sp.产生的生物絮凝剂絮凝活性研究

本文研究了活性污泥中分离出的絮凝剂产生菌Galactomycessp.M-2的絮凝活性。通过研究M-2在不同培养时间的生长情况、培养液中pH值变化情况及絮凝活性等,从而得出絮凝活性与菌生长量相关。利用离心技术分析了微生物絮凝剂的活性分布,发现起主要絮凝作用的物质为胞外物质,且主要由多糖构成。该菌产生的粗制生物絮凝剂对高岭土悬浊液具有较高的絮凝活性。     

ABR处理大豆蛋白废水的效能及微生物群落动态分析

为考察厌氧折流板反应器(ABR)处理大豆蛋白生产废水的效能及其运行特征,采用有效容积为28 L的四格室ABR,通过为期100 d的运行,研究了基于进水COD浓度提高的有机负荷(OLR)改变对其处理效能的影响,并以真细菌的通用引物SRV3-2P和BSF8/20,通过单链构象多态性(SSCP)和UPGMA群落聚类分析,对反应器运行过程中微生物菌落结构的动态变化进行了研究.结果表明,以啤酒厂二沉池排放的好氧剩余污泥为种泥.在污泥接种量MLVSS为18.0 g·L-1、进水COD浓度2 000mg·L-1、HRT 39.5 h、(35±1)℃等条件下,可在31 d内成功启动ABR并达到初步稳定运行,COD去除率达到96%左右;ABR具有较强的抗OLR冲击能力,当OLR由1.2 kg·(m3·d)-1逐步提高到6.0 kg·(m3·d)-1时,ABR仍能实现安全稳定运行,其COD去除率可以稳定在98%左右;OLR的改变,对ABR内微生物群落的结构以及不同微生物类群在各格室中的分布具有显著影响,随着OLR的逐步提高,ABR各格室微生物的遗传距离逐渐拉大.特异性随之增加,表现出显著的生物相分离特征.