Microbial community structure and dynamics of starch-fed and glucose-fed chemostats during two years of continuous operation

The microbial community structures of two mesophilic anaerobic chemostats, one fed with glucose, the other with starch as sole carbon sources, were studied at various dilution rates (0.05–0.25 d^–1 for glucose and 0.025–0.1 d^–1 for starch) during two years continuous operation. In the glucose-fed chemostat, the aceticlastic methanogen Methanosaeta spp. and hydrogenotrophic methanogen Methanoculleus spp. predominated at low dilution rates, whereas Methanosaeta spp. and the hydrogenotrophic Methanobacterium spp. predominated together when dilution rates were greater than 0.1 d^–1. Bacteria affiliated with the phyla Bacteroidetes, Spirochaetes, and Actinobacteria predominated at dilution rates of 0.05, 0.1, and 0.15 d^–1, respectively, while Firmicutes predominated at higher dilution rates (0.2 and 0.25 d^–1). In the starch-fed chemostat, the aceticlastic and hydrogenotrophic methanogens coexisted at all dilution rates. Although bacteria belonging to only two phyla were mainly responsible for starch degradation (Spirochaetes at the dilution rate of 0.08 d^–1 and Firmicutes at other dilution rates), different bacterial genera were identified at different dilution rates. With the exception of Archaea in the glucose-fed chemostat, the band patterns revealed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of the microbial communities in the two chemostats displayed marked changes during long-term operation at a constant dilution rate. The bacterial community changed with changes in the dilution rate, and was erratic during longterm operation in both glucose-fed and starch-fed chemostats.     

Nitrification characteristics of nitrobacteria immobilized in waterborne polyurethane in wastewater of corn-based ethanol fuel production

A technology to achieve stable and high ammonia nitrogen removal rates for corn distillery wastewater (ethanol fuel production) treatment has been designed. The characteristics of nitrifying bacteria entrapped in a waterborne polyurethane (WPU) gel carrier were evaluated after acclimation. In the acclimation period, nitrification rates of WPU-immobilized nitrobacteria were monitored and polymerase chain reaction (PCR) was also carried out to investigate the change in ammonium-oxidizing bacteria. The results showed that the pellet nitrification rates increased from 21 to 228 mg-N/(L-pellet. hr) and the quantity of the ammonia oxidation bacteria increased substantially during the acclimation. A continuous ammonia removal experiment with the anaerobic pond effluent of a distillery wastewater system was conducted with immobilized nitrifying bacteria for 30 days using an 80 L airlift reactor with pellets at a fill ratio of 15% (V/V). Under the conditions of 75 mg/L influent ammonia, hydraulic retention time (HRT) of 3.7--5.6 hr, and dissolved oxygen (DO) of 4 mg/L, the effluent ammonia concentration was lower than 10 mg/L and the ammonia removal efficiency was 90%. While the highest ammonia removal rate, 162 mg-N/(L-pellet.hr), was observed when the HRT was 1.3 hr.     

两性高分子螯合絮凝剂和氯化钙对羟基亚乙基二膦酸预镀铜废水的去除性能

以羟基亚乙基二膦酸(HEDP)预镀铜废水为处理对象,考察两性高分子螯合絮凝剂(ACPF)和CaCl2对其处理效果.结果表明,单独使用ACPF或CaCl2,用量大,残余Cu2+和COD浓度均不能达到电镀污染物排放标准(GB21900—2008);将ACPF和CaCl2配合使用,Ca2+可与HEDP螯合生成HEDP—Ca沉淀,促进ACPF与Cu2+螯合;且Ca2+还可与废水中的酒石酸根离子形成溶解度很小的结晶,促进絮体的形成和沉降.因此,处理药剂的用量明显降低,Cu2+和COD残余浓度均能达标.适宜的处理条件为:弱碱或碱性条件下,ACPF投加量为3.0 g.L-1,CaCl2投加量为2.0 g.L-1,Cu2+和COD的去除率分别达99.74%和97.5%,残余浓度分别为0.335和25.27 mg.L-1.     

异养硝化细菌处理氨氮废水及影响因素研究

从生物陶粒反应器中筛选出6株异养硝化细菌,将异养硝化细菌扩大培养后,建立SBR反应器并进行了氨氮去除的试验研究。在SBR反应器进入稳定运行阶段时,可以观察到系统对于氨氮的去除率稳定在82．96％左右,表现出较好的氨氮去除效果;出水亚硝酸盐含量一直维持在较低的水平,其最大值不超过3．84mg·L-1;COD的平均去除率为54．72％,基本实现了同一反应器中的有机物和氨氮的共同去除。异养硝化SBR反应器温度为29℃时,反应器对氨氮和总氮的去除能力最大为82．28％和47．27％;在pH值为8．0时,氨氮去除率最高达到80．15％。C／N〈4．5时,随着C／N比的增加,氨氮和总氮的去除率快速增加;在C/N为6时,氨氮去除率最高达到87．62％。     

生态工业园建设水平的定量评估方法介绍及应用

介绍了工业园内工厂或企业间的关联度以及副产品和废物的循环利用率的计算方法,以扬州生态工业园为例进行了初步计算,并将其与国内外部分工业园进行比较,结果显示有一定差距,指出了进一步提高工业园生态化水平的方向及途径。     

滇西北香格里拉森林4个建群种的含碳率

森林群落的生物量及其组成树种的含碳率是研究森林植被碳储量2个关键因子,对其测定可为估算区域和全国森林生态系统碳储量的提供依据。采用重铬酸钾容量法对滇西北香格里拉县4主要树种的含碳率进行了测定,并对不同树种不同林龄不同器官的含碳率进行分析。结果表明：4树种中,云南松Pinus yunnanensis的林分平均含碳率最大达到51.48%,其次是高山松Pinus densata 51.31%,冷杉Abies georgei 50.79%,川滇高山栎Quercus aquifolioides的含碳率最小为48.71%,通过统计检验,4树种之间的含碳率差异显著;同一树种不同林龄之间的含碳率也存在着差异,但是变化较小,均未超过3%;不管是同一树种不同器官之间还是同一器官不同树种之间的含碳率都存在差异,但含碳率变化不大,变异系数均未超过6%;针叶树种平均含碳率普遍高于阔叶树种。     

荒漠草原4种典型植物群落夏季土壤呼吸及枯枝落叶分解释放CO2贡献量

采用动态密闭气室分析法测定了沙蒿（Artemisia desertorum）群落、赖草（Leymus secalinus）群落、甘草（Glycyrrhizauralensis）群落和冰草（Agropyron crisatum）群落4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸和枯落物分解的CO2释放速率（RS＋L）、土壤呼吸CO2释放速率（RS）,利用推导法估算得到了枯落物分解的CO2释放速率（RL）及其对总释放的贡献。得到了如下结论：（1）4种群落的RS＋L差异较大,其平均值大小排序分别为冰草群落〉赖草群落〉甘草群落〉沙蒿群落,且各群落的RS＋L在1 d中是不稳定的,均表现为不对称的单峰曲线形式;土壤基础呼吸大小排序分别为冰草群落〉甘草群落〉赖草群落〉沙蒿群落,且土壤基础呼吸高的土壤,其土壤养分状况较好。（2）RS相对于气温具有时滞性,4个群落的平均值大小为冰草群落〉赖草群落〉沙蒿群落〉甘草群落。（3）RL平均值大小排序分别为冰草群落〉甘草群落〉赖草群落〉沙蒿群落;对RS＋L的贡献率大小排序为甘草群落〉冰草群落〉沙蒿群落〉赖草群落,表明RL值大的,其对RS＋L的贡献率不一定大,两者之间不存在正相关关系。不同植物群落枯落物对土壤呼吸的贡献与枯落物量、温度因子的相关关系并未表现出一致性,但与15 cm处的地温相关性最高。夏季RL对RS＋L的平均贡献量（以CO2计）在0.05~0.16 g.m-2.h-1之间,平均贡献率在12.88%~35.33%,是大气CO2的一个重要的排放源。     

垃圾填埋场周边枝树光合生理特性研究

为了解垃圾填埋场环境下植物的光合适应性,利用LI-6400便携式光合测定仪,以呼马山森林公园为对照,对位于昆明市东郊垃圾填埋场和对照区的直杆桉Eucalyptusmaideni进行了光响应与光合日进程的测定。结果表明：填埋场直杆桉的净光合速率随光强的增加先增加后稍有下降并趋于稳定,光抑制不明显;对照的净光合速率随光强的增加先增加后缓慢下降;在相同光照强度下,填埋场直杆桉的净光合速率、蒸腾速率始终高于呼马山对照的,说明直杆桉可通过提高自身的光合能力和蒸腾速率来适应填埋场的特定环境。胞间CO2浓度随光强的增加先下降后上升,与净光合速率大体呈相反变化;蒸腾速率随光强变化的趋势与气孔导度变化相一致。另外,填埋场直杆桉净光合速率日变化呈单峰曲线,无明显“午休”现象,其变化趋势与蒸腾速率、气孔导度的大体相同。对照的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与填埋场的变化趋势相似,但变化幅度较少。在自然条件下,填埋场直杆桉的净光合速率和蒸腾速率仍明显高于呼马山对照的。     

城市黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用研究

氮超标是目前许多城市黑臭河道治理过程中急需解决的突出问题。在外源输入有效控制后,底泥内源氮成为水体氮污染的主要来源。硝化与反硝化过程是削减底泥氮负荷和控制内源氮释放的重要途径,从硝化与反硝化耦合作用角度探讨底泥内源氮的行为,对于有效解决黑臭河道氮超标治理难题具有重要的现实意义。对此,文章首先通过理论分析探讨了影响底泥内源氮硝化-反硝化有效耦合的重要因素,认为溶解氧水平和缺氧微环境分布是非常重要的参数,在这矛盾平衡中影响着硝化-反硝化作用的进行。其次评述了黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用的研究现状,指出对于污染严重且受人为干扰频繁的城市黑臭河道,曝气扰动是影响底泥内源硝化-反硝化作用的重要因素。为了实现对底泥内源氮的有效控释,往往需要通过选择合理的曝气条件从影响溶解氧水平和缺氧微环境分布两方面来控制硝化-反硝化反应平衡。最后探讨了今后相关研究的发展动态,包括曝气扰动的合理界定、模拟试验装置的有效构建、水动力条件下底泥硝化与反硝化性能的合理评定以及其微生物机制系统分析。     

城市土壤压实对树木叶片叶绿素及光合生理特性的影响

由于机械碾压、人为践踏等原因,城市土壤压实严重。由于压实,土壤物理性状发生改变:土壤容重增大、孔隙度降低及结构性变差等。这些改变影响土壤性质的同时影响树木的生长。以乐昌含笑Michelia chapensis、深山含笑Michelia maudiae和大叶冬青Ilexlatifola为实验材料,参照南京市土壤压实现状模拟不同程度的土壤压实环境,研究了土壤压实下乐昌含笑、深山含笑和大叶冬青3种幼树叶片叶绿素含量、光合生理特性等的变化情况。采用乙醇萃取法测定树木叶片叶绿素含量,用美国Li-COR公司生产的Li-6400光合仪测定树木叶片光合生理特性,测定参数包括净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2摩尔分数(Ci)等。并分析树木叶绿素含量在不同土壤压实环境下变化差异性,及各光合生理参数之间相关性。结果表明,随着压实强度的增强,3种树种叶绿素含量逐渐降低;与对照相比,不同压实处理下,叶片叶绿素含量均不同程度下降,且在重度压实下各树种叶片叶绿素含量降低幅度均最大,分别达到41.87%、29.36%及27.66%;方差分析表明,各土壤压实处理下叶绿素含量与对照之间存在显著性差异;在压实环境下,光合生理特性参数值净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)与对照下各参数数值相比也呈下降趋势。皮尔森相关性分析发现,各光合生理特性参数之间相关性显著。但不同压实处理下,各树木胞间CO2浓度(Ci)变化趋势不一致。