不同类型土壤小麦-水稻轮作体系施用含重金属污泥的环境效应

采用贵州黄壤、石灰土和浙江水稻土,通过盆栽试验探讨了在3种土壤上施用含不同浓度重金属的污泥对小麦、水稻生长及锌(Zn)镉(Cd)吸收性的影响.结果表明:不同土壤施用同种污泥所产生的重金属污染风险不同,在黄壤和水稻土上施用高浓度重金属污泥对作物的污染风险较高.一次施用Zn、Cd浓度分别为1789、8.47 mg·kg-1的污泥1.6％,使黄壤小麦籽粒中Zn、Cd浓度分别达109、0.08 mg· kg-1;第二次施用后种植水稻,糙米中Zn、Cd浓度达52.0、0.54 mg·kg-1.而施用污泥后石灰性土壤的两种作物其可食部分均无重金属污染风险.土壤醋酸铵提取态Zn是影响麦粒和糙米中Zn浓度的主要因素,而土壤醋酸铵提取态Cd对麦粒和糙米中Cd浓度无明显影响.施用高浓度重金属污泥使3种土壤Zn、Cd全量显著提高,且两次施用后土壤全量Zn均超过国家土壤环境质量二级标准.     

城市污泥土地利用研究

通过培养试验、盆栽试验和田间试验系统地研究了污泥的组分特征、性质及其农地和城市园林绿化地利用对作物或绿化灌木、土壤肥力及其环境的影响,结果表明,污泥富含有机质和氮磷养分,且养分当季有效性介于化肥农家肥之间。施用污泥将明显提高土壤肥力,表现改善土壤物理性质;增加土壤肥机质和氮磷水平,并增加土壤生物活性,因此施用污泥的处理作物产量较高,并有利于后茬作物的稳健生长。但污泥施用也存在重金属、病原物等污染     

重金属污染土壤的伴矿景天/小麦-茄子间作和轮作修复

在重金属污染土壤上开展田间微区试验,研究伴矿景天/小麦间作、茄子轮作种植模式下锌镉超积累植物伴矿景天对当季小麦和后茬茄子生长及重金属吸收的影响,探索边生产边修复的可行性。结果表明:间作处理下小麦籽粒、茄子植物体和伴矿景天地上部生物量均无明显影响;麦季间作伴矿景天能显著降低小麦籽粒中重金属浓度,间作小麦籽粒与单作相比降低了52.4%;麦季间作伴矿景天也有效降低了后茬茄子对重金属的吸收,茄子果实中镉浓度显著低于单作;作物在与伴矿景天间作的情况下也能显著减少土壤中重金属浓度,其中间作处理全量镉比对照降低了24.3%,达到了较好的修复效果。因此,麦季间作伴矿景天既能有效减少污染土壤中重金属浓度,又能降低小麦及后茬茄子的重金属污染风险,为土壤修复与生产兼顾的修复模式提供理论支持。     

两种污泥连续施用对潮土重金属含量及酶活性的影响

采用盆栽土培试验,研究了工业污泥(化工厂底泥)及城市污水处理厂剩余污泥中重金属存在的形态与含量,以及两种污泥连续施用对潮土重金属含量及酶活性的影响。结果表明,两种污泥中的重金属主要是以非交换态存在,城市污水处理厂剩余污泥中总的重金属含量比工业污泥低,而重金属的有效性比工业污泥高;污泥的施用能增加潮土中脲酶的活性,多酚氧化酶及中性磷酸酶的活性与污泥的施用量有一定相关性,并与土壤中交换态Zn、Cu含量呈一定负相关,土壤多酚氧化酶及过氧化氢酶活性可作为土壤中重金属Zn污染的指示指标;污泥的施用有提高潮土中交换态Cu、Zn及Pb含量的趋势。     

施肥对油松刺槐混交林土壤微生物种群和酶活性的影响

通过对比试验研究了尿素、磷酸铵及复合肥处理对油松刺槐混交林土壤微生物种群和酶活性的影响。结果表明 :复合肥和尿素处理能够显著促进土壤微生物种群数量的增加 ,与对照相比 ,生长季平均增加了 4 2 1%和 18 4 %。复合肥有利于提高固氮菌和钾细菌数量 ,磷酸铵促进了磷细菌数量的增长。施肥处理增强了土壤酶活性 ,且季节变化明显。     

污泥不同利用形式及利用量对土壤生态环境的影响

为评估污泥短期土地利用对土壤环境质量的影响,对比分析了污泥堆肥、生污泥及化肥对照区土壤表层化学性质,土壤重金属含量差异,并利用潜在生态危害指数法对不同处理下土壤环境质量进行评价。研究结果表明:施用污泥堆肥和生污泥可以提高土壤氮磷及有机质含量,降低土壤pH值,对土壤全钾含量和盐分含量影响较小;与对照区CK相比,污泥土地利用各小区仅增加了土壤中汞含量,其余各重金属元素与CK差异不大,各处理重金属含量均在土壤环境质量II级范围内,污泥短期土地利用没有显著增加土壤重金属含量;污泥土地利用各小区潜在生态风险指数RI在64.63—127.11之间,部分处理土壤重金属污染达到中等污染,镉是主要的污染因子,其对潜在生态风险指数贡献比例达到31.73%—53.36%,其余重金属生态风险指数较低。     

北京东郊作物土壤系统中重金属的迁移、分布、积累

 本文研究了北京东郊污灌区重金属在作物—土壤中的迁移、分布、积累规律,证实本区蔬菜中汞含量比粮食作物约大3—15倍,比水果约大6—200倍。麦粒、糙米中的Cu、Hg、Cd、Pb、Ni的含量与土壤含量相关性不显著。架豆中重金属含量与土壤中重金属含量的相关性,只有Zn,Pb达显著水平。白菜土有机质含量与重金属含量相关性达显著水平,而白菜的重金属含量与土壤的重金属含量相关性却不显著。说明除了土壤中重金属的总量外,有效态含量的多少,是影响本区作物吸收积累重金属的主要因素。 本区施污泥的土壤和生长的作物Cd／Zn大部小于1%、盆栽试验证明：施用本区污泥污水对水稻生长发育的影响比施污泥灌清水的影响大些,因此,施用含重金属污泥时,最好不要超过5000斤／亩。大田和室内模拟试验证明：重金属从土壤中迁移到植物,由植物带走输出的量极少,其中以带走输出的Hg、Cd,As相对较多,带走输出的Pb、Cr相对的少些。     

施用污泥对油菜根际养分和不同种类重金属的影响

根际是控制植物养分动态的重要因素,养分动态也影响着根际土壤环境。当土壤被污水污泥改良后,根际土壤中的养分和重金属性质也会发生变化。目前很少有人研究施用污泥的土壤中植物根系对根际重金属有效性和分布的影响。采用根垫—冰冻薄层切片法对施用污泥后土壤中油菜根际的养分和重金属分布情况进行研究,以期探明污泥改良土壤中根际重金属的活化特征。当土壤施用污泥后,根际土壤中DTPA提取态Zn,Cd,Ni,Mn,有效磷,有效钾和铵态氮被显著消耗,而根际土壤中DTPA提取态Cu没有明显的消耗或积累。当土壤中施用大量污泥时,根际土壤的pH值随着离根表面距离的增加而增加。无论土壤是否用污泥处理,油菜根际土壤中可交换态Cu都显著减少。当土壤被50%污泥改良时,在距离根表面0—2 mm处的油菜根际土壤中碳酸盐结合态,铁锰氧化物结合态,有机物结合态,残渣态的Cu和Zn都被消耗较多。污泥的施用对油菜的生长有促进作用。随着污泥施用量的增加,油菜地上部分Cu和Zn的含量没有显著变化。施用污泥量小于25%的土壤中,污泥没有增加重金属的可利用性和移动性。除了Cu,油菜根际土壤中DTPA提取态Zn,Cd,Ni的减少表明施用污泥的土壤中重金属的活化是非常有限的。     

污水污泥土地投放重金属的环境效应研究进展

本文综述了污水污泥土地投放中重金属的环境效应研究方面的进展,重点就污水污泥土地投放中对植物生长的影响、对土壤微生物、土壤酶及昆虫生长的影响、重金属向地下水中的迁移情况、重金属在土壤中的生物活性变化及其影响因素、污水污泥土地投放后重金属的长期变化及土壤修复剂对重金属毒性的控制等方面的研究进展进行综述。     

湿式氧化处理的污泥对小麦种子的萌发及幼苗生长效应的研究

通过盆栽实验研究污泥湿式氧化处理后对小麦种子的萌发情况及幼苗生长的生理生化指标和对重金属吸收的影响。结果表明施用湿式氧化处理后的污泥,能够显著促进小麦种子的萌发和幼苗的生长,且小麦中重金属Cu、Zn的含量均未超过国家食品卫生标准范围内。     

城市污泥堆肥用作草皮基质对草坪草生长的影响

研究了城市污泥堆肥生产草坪基质的应用效果。试验结果表明,城市污泥堆肥基质能明显提高黑麦草的地上和地下生物量和叶绿素含量,与不施化肥和施用化学的对照相比,城市污泥堆肥可以增加土壤有效态氮、磷含量,促进植物叶片对氮的吸收,提高草坪的质量。用经过无害化处理的城市污泥生产草坪基质,既可以解决城市污泥的出路,又可以降低草坪的生产成本,是一条经济可行的途径。     

活性污泥中电活性微生物的富集筛选研究进展

活性污泥含有多种微生物,是废水处理系统中污染物降解转化的重要驱动者。电活性微生物(Electroactive microorganisms,EAMs)是活性污泥的重要微生物类群,在废水资源化与能源化中发挥着核心关键作用。本文概括了活性污泥中EAMs的富集和筛选方法,整理总结了目前已从活性污泥中获得的EAMs菌种资源信息,在此基础上分析了从活性污泥中富集和筛选EAMs所存在的问题,并进一步展望了未来的研究方向,以期加速EAMs菌种资源的挖掘,促进以EAMs为主导的废水资源化与能源化技术发展。     

含氟有机废水处理过程活性污泥微生物群落研究进展

随着有机氟化物在各领域的广泛应用,含氟有机废水处理面临巨大挑战。活性污泥作为有机废水处理的核心技术之一,微生物在其中发挥着极其重要的作用。本综述首先聚焦在活性污泥微生物群落多样性、组成、结构和功能及其与含氟废水类型、处理工艺和处理效率之间的关系,进而讨论了功能微生物降解/转化有机氟化物的途径和作用机制,最后展望了结合分离培养降解有机氟化物的关键微生物,以及微生物组学技术解析活性污泥微生物群落构建、互作、代谢等核心问题,以提高对含氟有机废水微生物降解机理的认识,优化含氟有机废水处理工艺。     

厌氧反应器中颗粒污泥的培育及应用研究进展*

厌氧生物处理技术因其具有有机负荷高、污泥产量低、能耗低等优点被广泛应用于各种废水处理中。厌氧颗粒污泥具有沉降性能好、微生物浓度高、有机负荷高等优点,极大地提高了废水处理效率。尤其在处理含高氨氮废水中,厌氧颗粒污泥的形成对反应器的高效生物脱氮至关重要。但到目前为止,厌氧反应器中的颗粒污泥形成及废水处理效果还缺乏系统的认识。鉴于此,总结了厌氧反应器中颗粒污泥的形成机制,分析了影响厌氧反应器中颗粒污泥形成的因素,论述了厌氧反应器中厌氧颗粒污泥生长的模拟,最后介绍了厌氧颗粒污泥在国内外的主流应用。厌氧反应器中颗粒污泥的形成是综合因素影响的结果,对影响厌氧颗粒污泥形成的每个因素都需要认真对待,可为在厌氧反应器中颗粒污泥的培育和应用提供理论指导和技术支撑。     

Biodegradation of naphthalene in the oil refinery wastewater by enriched activated sludge

The main purpose of this paper is to study naphthalene (NAP) biodegradation by acclimated activated sludge, employing the culture-enrichment method in a continuous flow bioreactor of the wastewater treatment process. The effects of various COD loadings and influent flow rates of an artificial wastewater containing 15 mg l⁻¹ NAP on the biodegradation rates of the activated sludge will be investigated, in order to determine the biodegradation kinetics and minimum mean cell residence time of the activated sludge. From the experimental results, it was found that the resulting enriched activated sludge follows the growth rate of the Monod type and can biodegrade those COD and NAP loadings in the influents efficiently, and its bio-treatment efficiency on NAPs increases with the decrease of influent flow rate. The sludge volume index (SVI) of the resulting enriched activated sludge meets the design value required by the convectional activated sludge process for the treatment of wastewater.     

Phenol-mediated improved performance of active biomass for treatment of distillery wastewater

Activated sludge from a wastewater treatment plant consists of a consortium of microbes that utilize various organic molecules including persistent organic pollutants for their survival. Phenolic compounds and their derivatives along with dibenzofuran (DBF) are found as dominating pollutants in distillery waste. The acclimatization process leads to selective enrichment of the microbial community; and in this study, we report the acclimatizing effect of phenol on improving the treatment efficiency of two different distillery sludges—sludge from conventional aeration tanks (CAT), and from an extended aeration tank (EAT). The adaptation-dependent performance of activated biomass was studied by monitoring the increase in colony-forming units (CFUs) on mineral media and the utilization pattern for phenol (300×10³ and 530×10³ CFU for CAT and EAT sludge, respectively) and DBF (260×10³ and 430×10³ CFU for CAT and EAT sludge, respectively). The study showed that the acclimatization process remarkably improved the performance sludge for treatment of distillery wastewater. There was an improvement in chemical oxygen demand (COD) removal efficiency from 19% (unacclimatized sludge) to 31% in the case of acclimatized sludge (raw wastewater), which improved further to 82% and 87% with dilution of wastewater by 10 times (0.1×) and by 50 times (0.02×), respectively. Highest growth yields were observed with 0.1× wastewater (0.324 and 0.308 g g⁻¹ d⁻¹ for CAT and EAT sludges, respectively), while lower values are reported for the remaining two forms of wastewater. The study proposes that acclimatization step could be included as part of a treatment plant where the activated biomass could be intermittently metabolically charged by exposing it to selected molecules to increase treatment efficiency.     

Development of anaerobic sludge bed (ASB) reactor technologies for domestic wastewater treatment: motives and perspectives

During the treatment of raw domestic wastewater in the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, the suspended solids (SS) present in the wastewater tend to influence negatively the methanogenic activity and the chemical oxygen demand (COD) conversion efficiency. These problems led to the emergence of various anaerobic sludge bed systems such as the expanded granular sludge bed (EGSB), the upflow anaerobic sludge blanket (UASB)-septic tank, the hydrolysis upflow sludge bed (HUSB), the two-stage reactor and the anaerobic hybrid (AH) reactor. However, these systems have, like the UASB reactor, limited performance with regard to complete treatment (e.g., removal of pathogens). In this respect, a new integrated approach for the anaerobic treatment of domestic wastewater is suggested. This approach combines a UASB reactor and a conventional completely stirred tank reactor (CSTR) for the treatment of the wastewater low in SS and sedimented primary sludge, respectively. The principal advantages of the proposed system are energy recovery from organic waste in an environmentally friendly way; lowering the negative effect of suspended solids in the UASB reactor; production of a high quality effluent for irrigation; and prevention of odour problems.     

污水生物处理中的噬菌体及其功能研究进展

污水生物处理是一种利用微生物分解污水中的污染物、实现污水净化的方法。噬菌体是侵染细菌的病毒,在污水生物处理系统中广泛存在,它们能够特异性地控制微生物菌群,影响污水处理效果和调控污泥性状。因此,研究污水生物处理中噬菌体的分布及其功能具有重要意义。本文介绍了不同污水生物处理中噬菌体的分布,简要分析了噬菌体分离、培养与鉴定方法及其优缺点,详细总结了噬菌体在污水生物处理中的功能,包括：（1）调节微生物群落结构,影响污水处理效果;（2）作为环境监测的指示生物;（3）控制病原菌、污泥膨胀、污泥发泡和膜污染;（4）减少污泥产量,重点分析了影响噬菌体功能的因素,探讨了污水生物处理中噬菌体功能应用存在的问题及其解决方法,最后对噬菌体未来应用的发展方向进行了展望,以期为污水生物处理技术和工艺的开发与应用提供参考,促进污水处理健康发展。     

废水处理中群体感应调控行为研究进展

群体感应是微生物在繁殖过程中分泌一些特定的信号分子,当信号分子浓度达到一定阈值后,可以调控某些基因表达,从而实现信息交流的现象.群体感应调控着生物膜形成、公共物质合成、基因水平转移等一系列社会性行为,广泛存在于各类微生物信息交流中.活性污泥、生物膜和颗粒污泥等生物聚集体广泛存在群体感应现象,了解和认识群体感应与微生物之间的调控行为,对于废水处理具有重要意义.本文综述了感应信号分子的分类、群体感应调控机制,群体感应在活性污泥、生物膜、好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥等废水处理中的调控行为的研究进展,并对废水处理中群体感应的研究进行了展望,以期为深入理解废水处理中群体感应调控行为提供参考.     

高活性厌氧颗粒污泥微生物特性和形成机理的研究

选择了几种生产废水和人工配水形成的厌氧颗粒污泥,进行了其微生物形态,特性和组成研究.成熟的颗粒表面电镜扫描观察表明,产甲烷索氏丝状菌是形成颗粒的主要细菌,在生长的后期相互缠绕形成拟颗粒状的菌团;八叠球菌在颗粒形成的初期也起到了一定的作用.本研究对人工配水颗粒污泥形成五阶段的污泥微生物组成和运行特点,以及“241”网状中空载体核对细菌的粘附作用等进行了初步观察.讨论了厌氧颗粒污泥形成必要的条件.