高原湖泊沉积物中反硝化微生物的群落特征——以包头南海湖为例

为了探明内蒙古高原富营养化城市湖泊中nirS型反硝化细菌群落结构的特异性,利用特异性功能基因nirS对包头市南海湖的表层沉积物进行反硝化细菌多样性测定,在分析各采样点沉积物理化指标的基础上,对各样品中nirS型反硝化细菌群落和多样性进行研究.结果表明,南海湖沉积物Shannon指数变化为3.07~3.41,相比于其他研究,反硝化微生物多样性相对较低.参与反硝化的优势菌属与大多数湖泊保持一致,以假单胞菌属（Pseudomonas）和红杆菌属（Rhodobacter）为主.冗余分析（RDA）指出,城市湖泊中的各种类型的污染物对反硝化优势菌属有明显的促进作用,红杆菌属（Rhodobacter）与硝酸盐氮、亚硝酸盐氮呈正相关,假单胞菌属（Pseudomonas）除受硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的影响外,还与总磷呈较强的正相关.南海湖nirS型反硝化细菌中的主要菌属促进了反硝化作用,加速了南海湖氮素的去除.     

3种不同工艺中莠灭净的去除特性及自由基鉴定

以三嗪类除草剂莠灭净（AMT）为目标污染物,对比研究了紫外（UV）、紫外激活过硫酸盐（UV/PS）与紫外激活过一氧硫酸氢盐（UV/PMS）3种不同工艺对AMT的去除效果以及反应动力学模型。考察了底物初始浓度、氧化剂浓度、溶液初始pH和水中腐殖酸浓度对AMT降解的影响,并对反应中生成的主要自由基进行鉴定。结果表明,3种系统下AMT降解均符合拟一级反应动力学模型（R2 ≥ 0.93）。AMT在3种不同系统下降解效率基本遵循UV/PS > UV/PMS > UV规律。随着底物初始浓度的增加,AMT降解率减小,拟一级速率常数kobs减小;增加氧化剂的投加量可以促进AMT降解;溶液pH的改变对UV系统下AMT的降解影响较小,而在UV/PS系统下,随着pH的增大降解率逐渐减小,在UV/PMS系统中降解率则呈现先减小后增大的趋势;投加腐殖酸会抑制AMT的降解;pH为7时,UV/PS和UV/PMS系统中反应生成的自由基主要是·SO4-。     

紫外激活过硫酸盐降解莠灭净的动力学研究

采用紫外（UV）激活过硫酸盐（PS）氧化降解水中莠灭净（AMT）.比较了单独UV和UV/PS两种工艺的降解效果和经济性,并考察了底物初始浓度、PS投加量以及反应初始pH值3个因素对UV/PS去除AMT动力学的影响.同时采用间接法对反应中生成的主要自由基进行了鉴定.结果表明：UV/PS比单独UV系统降解AMT更经济有效.AMT降解过程符合准一级动力学模型（R²≥0.95）,随着底物浓度的增加,准一级反应速率常数kobs逐渐减小;kobs随PS投加量的增加逐渐增大;控制pH为5~10时,kobs逐渐减小,pH值为5时,kobs达到最大值,为0.0540min-1;pH为7时反应中主要生成的自由基为·SO₄^-.     

冰封期湿地沉积物碳、氮、磷分布及污染评价

为研究冰封期湿地沉积物污染的变化规律和主要来源,采集了包头南海湿地南海湖中20个点位的沉积物,研究分析总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的空间分布特征,并对其污染进行评价.结果表明,随着采样深度的增加,沉积物污染物的含量均在逐渐降低,且在表层中累积明显;水平分布主要受进出水口、人类活动、水体流动、外源输入、沉积物-水界面物质交换等影响,呈现一定规律.沉积物中C/N均值为10.44,说明南海湖有机物主要以外源有机质为主.此外,由相关性分析得出,沉积物中TOC、TN、TP含量两两具有极显著正相关关系(P0.01,n=20),由此说明C、N、P具有同源性.由评价结果可知,高寒旱区湖泊与其他平原浅水湖泊的碳、氮、磷沉积特征存在明显差异.     

河北某钢铁公司废水处理及回用可行性研究

水源短缺问题已经成为困扰河北某钢铁公司发展的主要因素,而废水的大量排放对环境造成污染,影响城市居民的饮水安全。通过澄清、过滤、除盐等处理工艺,将厂区排放的废水进行集中处理并回用于生产,即解决了水源短缺的问题,节约大量新水,又减轻了污水排放对环境的污染。该处理工程具有良好的经济效益和环境效益,是完全必要且可行的。     

寒旱区湖泊氮素类营养盐分布及与环境因子相关性分析

南海湖位于蒙新高原,是寒旱区的代表性湖泊之一,由于人为污染,目前其水体处于Ⅴ类或劣Ⅴ类水质。为控制南海湖水体恶化趋势,为南海湖水体富营养化治理提供理论依据,该研究首先对南海湖2018年的水质数据及氮素类营养盐含量进行综合分析,结果发现南海湖水体污染物明显呈现出冬季高夏季低的变化规律;其次对各形态氮含量年内变化规律分析发现,水体中氮素类营养盐以有机氮含量最高,占总氮含量的50%左右,其次为NH₃-N,而NO₂^--N、NO₃^--N含量较少,对水体中总氮含量不足以造成明显影响;然后利用ArcGIS中的克里金插值法绘制南海湖各形态氮分布规律,分布结果显示各形态氮含量表现出一定的分布差异,TN、NH₃-N则表现出明显的分布一致性。最后,利用SPSS对数据进行可靠性分析,在保证数据可靠的前提下对水体的水质数据及营养盐含量进行相关性分析和多元线性回归分析,结果表明,温度对水质参数及氮素类营养盐含量具有显著影响,尤其以ORP、DO_sat、TN、NH<...     

冰封期乌梁素海冰层中营养盐垂直分布特征分析

针对我国北方湖泊冰封期较长的特点,以乌梁素海为研究对象,通过冰封期采集的冰样和水样,对乌梁素海营养盐在水体中的垂向分布特征进行分析,冰封期过程中,冰体中的冰-水界面冰层中各营养盐浓度均大于其他冰层营养盐浓度,其中总氮、总磷、COD和氨氮在冰-水界面浓度分别是冰表层浓度的2.28倍、3.23倍、1.12倍和1.56倍。而水体中浓度均大于冰层中营养盐浓度。总体上水体中营养盐浓度超标,整个乌梁素海富营养化严重。     

乌梁素海表层水中重金属元素的空间分布及生态风险评估

于2014年4月采集乌梁素海表层水样,利用地统计方法分析重金属元素Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的空间分布特征,并通过计算元素的富集系数来分析其富集水平。结果表明:重金属元素具有相似的空间分布特征,除局部区域外均呈现出随水流方向从北到南递减的趋势,Cu在局部区域存在高值区,Pb在水流经10号采样点后质量浓度逐渐升高。元素的富集系数从高到低依次为HgCdCuZnCrPb,其中Hg富集非常明显,达到高等富集和很高富集水平,Cd在4号采样点达到中等富集水平,其他元素为不足最小富集水平。     

SMBBR处理焦化废水性能及菌群结构响应关系

采用特异性移动床生物膜反应器（SMBBR）处理焦化废水,连续监测生物反应器处理性能.通过HS-GC/MS和Illumina高通量测序探究污染物降解与生物膜菌群结构的响应关系;利用CCA分析废水变量对微生物菌群结构的影响关系.结果表明,系统稳定运行50d时总酚去除率达96.62%,100d时硫氰化物和氰化物完全降解,其中酚、硫氰化物和氰化物对NH₄⁺-N的降解具有毒性抑制作用.HS-GC/MS结果显示,经过好氧处理后,80%以上的有机物被完全去除,其中包括全部酚、部分含N、O杂环化合物和长链烷烃等.测序结果表明,反应时间的不同,生物膜菌群丰度和多样性存在差异.反应期间Proteobacteria（变形菌门）相对丰度最高（20.57%~34.55%）,促进了苯酚的降解;优势菌属为norank_f_ODP1230B8.23、unclassified_o_Micrococcales、norank_f_Anaerolineaceae;此外,Thauera（陶厄氏菌属）、Ottowia、unclassified_o_Rhizobiales（根瘤菌属）和Thiobacillus（硫杆菌属）为系统中苯酚、SCN^-和CN^-的降解优势菌.CCA分析表明,pH值与Nitrospira（硝化菌属）正相关性最大,有效控制pH值可有助于硝化反应的稳定运行.本文研究结论可为生物膜法处理焦化废水提供理论依据.     

稀土元素对包头引黄水库水中藻类的影响研究

为探明包头引黄水库藻类高发的原因,按标准方法进行藻类培养试验,研究稀土元素Ce对水库水体中藻类的影响。结果表明稀土元素Ce对藻的种类和生物多样性有抑制作用;低浓度(1mg/L)Ce对藻类个体总数具有明显的刺激作用,优势藻种为绿藻;高浓度(20mg/L)Ce对藻类的数量有抑制作用;低浓度稀土元素对藻类的刺激作用可能是包头引黄水库水体富营养化的影响因素之一。