Overlooked nitrogen-cycling microorganisms in biological wastewater treatment

• AOA and comammox bacteria can be more abundant and active than AOB/NOB at WWTPs. • Coupled DNRA/anammox and NO_x-DAMO/anammox/comammox processes are demonstrated. • Substrate level, SRT and stressors determine the niches of overlooked microbes. • Applications of overlooked microbes in enhancing nitrogen removal are promising. Nitrogen-cycling microorganisms play key roles at the intersection of microbiology and wastewater engineering. In addition to the well-studied ammonia oxidizing bacteria, nitrite oxidizing bacteria, heterotrophic denitrifiers, and anammox bacteria, there are some other N-cycling microorganisms that are less abundant but functionally important in wastewater nitrogen removal. These microbes include, but not limited to ammonia oxidizing archaea (AOA), complete ammonia oxidation (comammox) bacteria, dissimilatory nitrate reduction to ammonia (DNRA) bacteria, and nitrate/nitrite-dependent anaerobic methane oxidizing (NO_x-DAMO) microorganisms. In the past decade, the development of high-throughput molecular technologies has enabled the detection, quantification, and characterization of these minor populations. The aim of this review is therefore to synthesize the current knowledge on the distribution, ecological niche, and kinetic properties of these “overlooked” N-cycling microbes at wastewater treatment plants. Their potential applications in novel wastewater nitrogen removal processes are also discussed. A comprehensive understanding of these overlooked N-cycling microbes from microbiology, ecology, and engineering perspectives will facilitate the design and operation of more efficient and sustainable biological nitrogen removal processes.     

叶面喷施硒硅复合溶胶抑制水稻砷积累效应研究

砷是一种毒性较强的类金属元素,稻米砷污染是近年来环境科学关注的难点和热点问题。为了控制稻米对砷的吸收积累,利用水热合成法制备了一系列浓度硒掺杂硅复合溶胶。采用盆栽和大田试验结合的方法,研究了硒掺杂纳米硅溶胶对水稻（Oryza sativa L.）砷吸收积累的影响。结果显示,叶面喷施硒掺杂纳米硅溶胶可以有效缓解水稻砷毒害,增加稻米硒含量,抑制稻米砷积累。盆栽试验结果表明：叶面喷施质量分数1%的硒掺杂纳米硅溶胶（1%Se-Si处理）后,水稻籽粒干质量比对照增加了43.8%,砷含量下降了46%,硒含量由对照的0.050 mg·kg-1增加到0.272 mg·kg-1。且与喷施亚硒酸钠相比（1%Se处理）,喷施硒掺杂纳米硅溶胶更有利于水稻生长,抑制稻米砷积累。与喷施硒质量分数1%的亚硒酸钠（1%Se处理）相比,喷施质量分数1%的硒掺杂纳米硅溶胶（1%Se-Si处理）后,水稻籽粒干质量增加了65.4%,砷含量下降了33.1%。大田试验结果也表明：叶面喷施硒硅复合溶胶可以显著抑制稻米砷积累,且随着硒掺杂量的增加,稻米砷含量显著降低、硒含量显著增加;硒的最佳掺杂量质量分数为0.5%,叶面喷施这种硒掺杂硅溶胶,稻米总砷质量分数由对照的0.25 mg·kg-1下降到0.14 mg·kg-1,稻米中硒的质量分数为0.26 mg·kg-1,符合富硒大米标准。砷污染稻田上,叶面喷施硒硅复合溶胶不仅使稻米砷含量达标,而且可以生产出富硒大米。因此,叶面喷施硒硅复合溶胶可能是治理稻米砷污染的新途径。     

施N模式与稻草还田对土壤供N量和水稻产量的影响

通过田间试验研究了2 a定位试验后不同施N模式和稻草还田对双季稻作系统土壤供N能力和水稻生产的影响。结果表明:施用N肥显著增加土壤NH4 -N和可矿化N含量,显著提高稻田系统生产力,且随着稻草配合施用,施N效果更加明显。移走稻草情况下N肥增产率为30.3%~31.3%;稻草还田情况下,N2(全年施N量240kg.hm-2)处理N肥增产率为36.7%,1 kg纯N增产谷粒12.1 kg,均显著低于N1、N3(全年施N量180 kg.hm-2)处理,后者增产率为40.4%~41.1%,1 kg纯N增产谷粒17.7~18.0 kg,且N1、N3处理(施N量相同,但各时期施N比例不同)间差异不显著。配施N肥后稻草还田可以提高土壤供N能力,连续处理2 a,土壤可矿化N比移走稻草处理提高32.1%~50.0%。稻草还田时适当配施N肥增产效果明显,N1、N3处理下稻草还田增产率分别达8.7%和8.4%,而N2处理下稻草还田的表观增产效果降低,稻草还田增产率仅为5.1%。年稻草还田量为7 500 kg.hm-2的红壤稻田系统,年适宜配施N量为180 kg.hm-2,各时期施N优化比例为基肥30%,分蘖肥30%,穗肥40%。     

卫星遥感环境业务化监测应用平台建设

从中国的卫星遥感技术现状出发,提出了中国的环境遥感应用不能只停留在研究水平,应根据我国环境监测的实际需要,与地面环境监测相结合,建立一套卫星遥感环境业务化监测应用平台,使遥感技术进入环境保护领域的实用化阶段。文章指出卫星遥感环境业务化监测应用平台建设主要包括卫星遥感环境业务化监测指标与监测、运行技术规范体系的建立、卫星遥感环境监测目标的确定、卫星遥感环境业务化监测目标的波谱数据库的建立、卫星遥感环境业务监测应用平台的业务内容、关键技术研究等内容,深化了我国的卫星遥感在环境领域中的应用,具有很高的实用价值。     

美国污泥管理体系风险评价方法

503法规是美国污泥土地利用方面的规范,阐述了美国环境保护局(USEPA)在制定该法规过程中所采用的风险评价方法,并介绍了风险评价的4个阶段:危害鉴定、剂量响应评价、接触评价和风险特性.其中,危害鉴定是风险评价的第一要素,决定了影响的本质,它是指一种污染物对接触的人或生态系统所产生的确定影响;剂量响应评价是评估某种污染物产生一定响应所需化学药品的剂量;接触评价是在环境污染物浓度经测出后,评价有关接触人口的各种特性指标;风险特性则利于对污泥风险进行管理.      

污染场地修复技术的分类、应用与筛选方法探讨

污染场地修复是污染场地管理的重要环节,目前该领域在我国还处于起步阶段,全面了解污染场地修复技术的分类、适用范围、筛选程序以及应用现状与趋势,对于在我国开展污染场地的修复与管理工作具有重要意义. 系统地论述了污染场地修复技术的分类方法,以美国超级基金场地修复为例,阐述了目前不同污染场地修复技术的应用状况,并对一些常用的污染场地修复技术进行了参数比较. 同时,介绍了美国超级基金污染场地修复技术的筛选方法与技术政策. 通过对数10年来超级基金场地修复技术的选择与应用进行分析,提出我国污染场地修复的对策和建议.      

石灰(石)湿法烟气脱硫的化学原理及化学动力学特性并探讨该法的应用

本工作从理论上分析了石灰（石）湿式洗涤法脱烟气中二氧化硫的化学原理并结合实验进行了该法的化学动力学特性、再碳酸化问题及洗涤液循环系统的研究,结果表明：净化器内洗涤温度控制在６０℃以下,液气比大于４０Ｋｇ／ｍ３,洗涤液ｐＨ值控制在７９的情况下,脱硫效果较佳     

便携式烟气SO_2监测仪的原理与应用

便携式烟气ＳＯ２ 监测仪目前已经成为锅炉污染源监测的主要手段。从仪器的原理入手,通过介绍仪器的结构和工作过程,对仪器应用中的标定、校准、现场测试的步骤给以介绍,并给出了仪器法和碘量法的对比测试结果。     

RS和GIS技术在重大自然灾害监测评估中的应用

本文综述了ＲＳ和ＧＩＳ一体化技术在重大自然灾害监测评估中的应用,包括应用领域、应用范围、应用特点和应用技术方法四个方面。     

消防自动喷水灭火系统的探讨

本文介绍了自动喷水灭火系统的发展和技术进步,阐述了自动喷水灭火系统的分类、结构和原理,指出了其应用优势和发展方向。