基于寡培养可视化的铀污染检测的微生物组合

为了评估监测铀污染对环境影响程度,为环境治理提供参考依据,本研究通过筛选获得对铀胁迫敏感和抗性的2类微生物,用以响应土壤或水体的铀污染,并考察其对铀污染响应灵敏度。实验筛选得到的红色敏感菌与粉色抗性菌经鉴定分别为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）和玫瑰色考克氏菌（Kocuria rosea）,明显的菌落特征实现了微生物检测的可视化与简单化。通过寡培养基的应用,成功地以粘质沙雷氏菌：玫瑰色考克氏菌为1：2的比例构建了微生物检测体系。经验证,该体系在水体中能够检测出铀的最低浓度约为5 mg·L-1,在土壤中能检出的铀浓度高于10 mg·kg-1才有明显效果,表明本微生物组合对于监测水体和土壤铀污染是有效的。该体系为水体和土壤铀污染的微生物监测提供了前期技术基础。同时,寡培养方式的使用为外界因素对微生物的影响的"效果保真培养"提供了一定的参考。     

石家庄市土壤扬尘排放量估算及分布特征

以2013年为基准年,通过卫星遥感影像解译方法估算了石家庄市土壤扬尘源颗粒物排放量,并给出分辨率为3 km×3 km空间分布图。结果表明,石家庄市土壤扬尘源主要包括河滩、荒地、裸岩和耕地4种类型。冬季土壤扬尘源面积为3 918.19 km2,夏季土壤扬尘源面积为1 115.98 km2,仅为冬季的28.6%。对于总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）,石家庄市4种土壤扬尘源类型的排放系数均为荒地 > 河滩 >裸岩 > 耕地。2013年石家庄市土壤扬尘TSP、PM10和PM2.5的排放量分别为12 569、3 771和947 t,与其他季节相比,春季裸地扬尘排放量最大,分别占总排放量的93.9%、93.9%和94.3%。土壤扬尘高排放区主要分布在石家庄市北部的行唐县、灵寿县和平山县区域,3个区域合计占石家庄市土壤扬尘TSP、PM10和PM2.5总排放量的47.5%、47.5%和48.1%。研究结果将为石家庄市颗粒物污染控制方法的建立提供必要的基础数据。     

SDS促进复配酶水解排水管网沉积物

采用SDS协同复配酶水解排水管网沉积物,分别考察了SDS投加量、反应时间、pH、温度4个影响因素对沉积物水解效果的影响,并通过 SEM、EPS、三维荧光光谱以及粒径等表征方法进行机理分析。结果表明,投加5%(w:w)SDS与8%(w:w)复配酶,在原泥pH(7.28±0.3)、25 ℃、反应时间为2 h时,沉积物水解效果最好。此时SCOD、多糖和氨氮分别由初始的5 686.9、1 913.75和87.32 mg·L⁻¹增加到8 192.9、3 561.29和153.37 mg·L⁻¹,有机质含量由56.32%下降到55.59%。在SDS+复配酶处理管网沉积物后,其内部紧实结构被破坏,TB-EPS向S-EPS转移,腐殖酸类物质荧光强度增强,表明溶解性EPS增多,且沉积物粒径向<300 μm转变。高通量测序分析结果表明,SDS+复配酶对管网沉积物微生物种类的丰富度和多样性影响不大,但在一定程度上会改变微生物的功能菌群,减少CH₄和H₂S的产生。以上研究结果可为延缓排水管网淤堵问题提供数据支持。     

不同生境氨氮浓度及悬浮污泥对厌氧氨氧化生物膜特性的协同影响

生物膜技术是厌氧氨氧化工艺应用的关键,但关于不同生境氨氮浓度和悬浮污泥协同作用下形成的生物膜特性鲜有报道。本研究在推流式固定生物膜-活性污泥反应器中,发现在高氨氮浓度下生长的生物膜具有较高的污泥量和厚度,但低氨氮浓度生长的生物膜具有更高的厌氧氨氧化菌丰度((4.91±0.65)×10⁹ 拷贝数·g⁻¹,P<0.05)和厌氧氨氧化比活性(6.53 mg·(g·h)⁻¹)。高通量分析结果表明,Candidatus Brocadia是生物膜和悬浮污泥中主要的厌氧氨氧化菌,在两类生物膜上的丰度未有显著差异;在低氨氮浓度生物膜中Candidatus Jettenia的相对丰度显著高于高氨氮浓度的生物膜,但Candidatus Kuenenia的丰度则相反。综合分析发现,厌氧氨氧化菌种的附着生长与悬浮污泥群落多样性的初始定殖有关,而低丰度菌种的分布则受不同生境的影响,该结果表明不同氨氮浓度和悬浮污泥类型的选择对生物膜的协同影响不可忽略。     

微生物絮凝剂M-C11处理高岭土悬浊液的响应曲面优化

采用响应曲面法对微生物絮凝剂M-C11处理高岭土悬浊液的过程参数进行优化,选取中心复合实验设计(CCD),以pH、M-C11投加量和CaCl2投加量等因素为自变量,以处理后的高岭土悬浊液絮凝率(Fr)为响应值,并借助扫描电镜对絮凝剂的作用机理进行初步探讨。结果表明,微生物絮凝剂M-C11可显著改善高岭土悬浊液的絮凝性能,且选取的3种单因素水平均可影响絮凝剂活性。经多元回归拟合分析,在M-C11投加量为2.56 mL,CaCl2 投加量为0.37 g/L的最优条件下,微生物絮凝活性实验值可达92.37%,接近模型预测值(92.30%)。CaCl2 投加量对絮凝效果的影响高于M-C11投加量(PCaCl2PM-C11)。Ca2+可中和高岭土颗粒表面负电荷,絮凝剂分子为悬浮颗粒提供吸附结合位点,促进絮体凝聚沉淀,M-C11絮凝机理是电中和、吸附架桥和网捕等联合作用的结果。     

苯并三唑在土壤中的吸附特性

为了解苯并三唑(BTA)在水-土系统中的迁移转化,通过批实验方法研究了BTA在华北平原土样(GSS13)中的吸附,考察了平衡时间、土壤投加量、溶液初始pH以及共存阳离子对吸附的影响。结果表明,在初始阶段,土壤对BTA的吸附速率较快,之后随着吸附点位的减少,吸附逐渐变慢;吸附过程符合准二级反应动力学方程。土壤对BTA的平衡吸附为非线性吸附,吸附等温线为Freundlich型;随着土壤投加量的增大,单位质量土壤吸附BTA的量减少,可能原因是所选土壤对BTA的吸附存在"固体浓度效应"。溶液的pH通过改变BTA的存在形式和土壤表面的带电性而影响吸附,当溶液pH在BTA的pKa2(8.6)附近时,土壤对BTA的吸附效果最好。此外,溶液中共存阳离子对土壤吸附BTA有不同的影响, Na+对吸附影响不明显,而不同浓度Ca2+对BTA的吸附有不同程度的促进作用。     

太湖西山碧螺春茶园重金属含量分布与评价

对太湖西山碧螺春茶园典型坡地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr和Cu含量进行测定,探讨坡度、土地利用等自然地理特征对土壤重金属元素分布的影响,并对照NY 5199-2002有机茶产地环境条件中给出的有机茶园土壤环境质量标准和GB 15618-1995土壤环境质量二级标准对茶园土壤重金属污染状况进行分析与评价.结果表明,除Hg以外,其他重金属元素均达到有机茶园土壤环境质量标准.以有机茶园土壤环境质量标准为评价依据,碧螺春茶园土壤重金属综合污染指数为0.78,表明其重金属污染水平为尚清洁,污染等级为警戒级,主要污染物为Hg.     

微曝气生物滤池-多级土壤渗滤系统强化脱氮处理新运粮河水

以受污染的城市河道新运粮河为对象,开展了微曝气生物滤池(BAF)-多级土壤渗滤系统(MSL)工艺的河道旁路示范工程研究。结果表明,BAF-MSL工艺对TN的去除效果明显,TN去除率达到了87.56%,TN水质指标能够满足地表水V类水质标准要求。BAF段和MSL段分别较好地完成了硝化和反硝化过程,其中新型固相碳源的加入保障了MSL系统的持续高效的反硝化能力。工艺工程对TP和有机物也具有一定的去除能力,去除率分别达到了57.69%和35.99%。新型固相碳源的加入为反硝化过程提供了充足的碳源,增强了MSL系统的脱氮能力。     

碳酸钙和海泡石组配对水稻中Pb和Cd迁移转运的影响

为研究组配改良剂LS(碳酸钙+海泡石)对农田土壤重金属Pb和Cd的固化效果以及水稻各部位吸收累积Pb和Cd的影响,在湘南2个矿区(矿区A和矿区B)附近污染稻田中施用了不同添加量的LS (0、2、4和8 g/kg),并进行了水稻种植的田间实验。结果表明,(1)施用2~8 g/kg的LS能使矿区A和矿区B土壤pH值分别增加1.11~1.95和1.61~2.31个单位,能使矿区A和矿区B土壤中Pb和Cd的TCLP提取态含量分别降低18.6%~62.7%、15.7%~37.1%和38.6%~66.7%、0~76.6%。(2)LS能不同程度地降低水稻各部位重金属含量。矿区A糙米中Pb和Cd含量降低9.4%~35.6%、56.1%~66.8%;矿区B糙米中Pb含量降低14.4%~36.6%,而Cd含量变化不明显。(3)LS对水稻中Pb和Cd在各部位之间的转运系数均有不同程度的影响,其中Pb和Cd从茎叶到谷壳的转运系数最大,说明水稻茎叶对重金属的转运能力最强。(4)LS添加量为8 g/kg时,Pb和Cd从谷壳到糙米的转运系数最小,且糙米中Pb和Cd含量最低。     

生物酶生态修复重金属污染土壤

以多种重金属污染的土壤为材料,研究了酶对重金属的去除效果.在单因素实验基础上,采用响应面法对重金属去除的反应条件进行优化,结果表明,α-淀粉酶质量浓度0.2%、pH 3.5、反应时间12 h为最佳淋洗修复条件,Cd、Cr、Cu、Ni、Zn去除率分别为82.36%、75.02%、38.38%、34.69%和57.54%,去除率的大小顺序为Cd >Cr >Zn >Cu >Ni.酶作为土壤的组成部分,利用酶修复重金属污染的土壤,可以降低环境风险,具有较好应用前景.