周丛藻类及其在水质净化中的应用

周丛藻类广泛存在于自然界水体中,具有生物量大、生态功能强、水质响应灵敏等特征.周丛藻类通过吸收代谢利用、吸附和络合等过程去除水体污染物质,用于水质净化,具有耐污能力强,N、P去除效果好,藻类细胞回收利用价值高等优点,推广应用前景广阔.近年开发的藻丛刷系统、周丛藻类 生物膜系统和周丛藻类水产养殖系统等已经成功用于畜禽水产养殖废水、生活污水处理.而周丛藻类的生存规律、对污染物浓度的生理响应机理和污染物质吸收利用的分子生物学机制仍有待进一步研究.     

稳定碳同位素技术在土壤-植物系统碳循环中的应用

碳作为重要的生命元素,在土壤-植物系统物质循环中发挥重要作用.作为一种天然的示踪物,稳定碳同位素（13C）较放射性同位素具有安全、无污染、易控制的优点,在土壤-植物生态系统碳循环研究中得到广泛应用.通过检测土壤-植物体系中稳定碳同位素的自然丰度或采用稳定碳同位素标记有机材料,能够较真实地了解植物的光合特性、光合产物在土壤-植物体系中的运转及其在土壤中的分解、转化等过程.本文概述了稳定碳同位素技术在植物光合作用及光合产物运转、古气候重建、土壤有机质周转以及植物-根际微生物相互作用等方面的研究进展,并针对当前研究中存在的问题提出了今后的研究展望.     

填埋覆土甲烷氧化微生物及甲烷氧化作用机理研究进展

甲烷是一种长期存在于大气中的温室气体,它对温室效应的贡献率是二氧化碳的26倍.生活垃圾填埋场是大气甲烷的主要产生源之一,由其产生的甲烷约占全球甲烷排放总量的1.5%～15%.甲烷氧化微生物在调节全球甲烷平衡中起着重要作用.垃圾填埋场覆土具有相当强的甲烷氧化能力.填埋覆土甲烷氧化菌及其氧化作用机理的研究,已成为环境微生物学研究领域的热点之一.本文对生活垃圾填埋场填埋覆土中甲烷氧化微生物、甲烷氧化机理及动力学机制、甲烷与微量填埋气体的共氧化机制以及影响甲烷氧化的环境因子研究的最新进展进行综述,并对生活垃圾填埋场甲烷氧化微生物的研究进行展望.     

农药污染对水稻田土壤反硝化细菌种群数量及其活性的影响

在实验室条件下,研究了农药污染对水稻田土壤反硝化细菌(Denitrfying bacteria,DNB)种群数量及其反硝化活性的影响。结果表明,紫色稻田土壤、黄松稻田土壤和红壤稻田土的DNB种群数量范围分别为59．04×10⁴～157．59×10⁴、42．89×10⁴～108．97×10⁴和32．14×10⁴～75．30×10⁴cfu·g^-1,稻田土DNB种群数量和土壤NO3^-的消耗量之间具有正相关性。在1kg干土中加入1mg丁草胺或呋喃丹,能刺激DNB的生长及其反硝化活性,在1kg干土中加入5mg多菌灵、10mg丁草胺或呋喃丹,对DNB的生长及其反硝化活性有明显的抑制作用,丁草胺和呋喃丹施后7d,多菌灵施后14d,对水稻田土壤的DNB种群数量和反硝化活性抑制作用达到最大,然后逐渐减轻,最后呈现一定的促进作用。     

生物沥滤污泥土地利用适用性分析

研究了污泥生物沥滤对重金属(Cu、Pb和Zn)形态、营养物质和SO42-存在形式的影响,分析生物沥滤污泥土地利用的适用性。结果表明:生物沥滤后,污泥上清液中重金属通过固液分离而去除,污泥中Cu、Pb和Zn的去除率分别为84.1%、34.8%和80.0%,残存于污泥中的重金属含量大幅降低,且生物有效性低,提高了污泥土地利用的安全性。污泥经生物沥滤后氮、磷和钾的流失分别为38.2%、52.1%和42.8%,但仍能保持较好的肥效。采用X-射线衍射光谱分析发现,残留于污泥中的SO24-主要与Ca2 相结合,较为稳定,生物沥滤后的污泥施用于土地后对环境影响较小。     

流域水环境污染模型及其应用研究综述

流域水环境污染模型是研究流域水环境问题的重要工具,通过对整个流域系统及其内部发生的复杂污染过程定量化描述,识别污染物主要来源和迁移途径,估算污染负荷,评价其对流域水环境的影响,可为流域规划与管理提供决策依据.本文对当前国内外广泛应用的流域水环境模型,尤其是模拟污染负荷的模型进行了系统总结,主要包括污染负荷模型(GWLF与PLOAD)、受纳水体水质模型(QUAL2E与WASP)、以及集成污染负荷与水体水质的综合流域模型(HSPF、SWAT、AGNPS、AnnAGNPS、SWMM),着重介绍各模型的结构原理与主要特点,讨论模型实际应用的局限性.此外,还对其他水质模型(CE-QUAL-W2、EFDC和AQUATOX)与综合流域模型(GLEAMS和MIKE SHE)进行了简要的总结.最后,通过对单个模型独立运用和多个模型联合运用的案例分析,探讨了流域水环境污染模型的发展趋势与应用前景.     

垃圾填埋场氧化亚氮排放控制研究进展

填埋是国内外城市生活垃圾处理的一种主要方式.垃圾填埋场是温室气体氧化亚氮(N2O)和甲烷(CH4)的重要排放源.作为一种高效痕量的温室气体,N2O具有极高的潜在增温效应,其每分子潜在的增温作用是二氧化碳(CO2)的296倍.而且N2O能在大气中长期稳定存在,对臭氧层具有较强的破坏作用.本文针对垃圾填埋场N2O排放的控制研究,概述了垃圾填埋处理过程中主要排放源的N2O排放及其影响因素,提出了现阶段适应我国垃圾填埋场N2O排放控制的一系列措施,并展望了垃圾填埋场温室气体N2O排放控制理论和技术的研究方向.     

厌氧氨氧化启动过程Anammox菌富集规律和差异分析

为明确厌氧氨氧化反应器启动过程中Anammox菌的富集规律,采用荧光原位杂交(FISH)和实时荧光定量PCR(q-PCR)分析技术,对未添加填料、添加多面空心球以及添加竹炭的3个UASB反应器厌氧氨氧化启动过程中Anammox菌的增长规律进行分析。研究表明,Anammox菌的相对数量和绝对数量均随着启动时间呈逐渐递增趋势,在稳定运行阶段的第123天,无填料、多面空心球和竹炭反应器中Anammox菌分别占总细菌的23.3%、32.6%和43.7%,单位VSS污泥中Anammox菌16S rRNA基因拷贝数分别为(25.64±2.76)×107、(47.12±2.76)×107和(577.99±27.25)×107拷贝数g–1 VSS。竹炭反应器中Anammox菌最大生长率和最短倍增时间分别为0.064 d?1和10.8 d,最大生长率分别是无填料和多面空心球反应器的1.78倍和1.88倍。因此,填料添加特别是竹炭的添加可极大地促进Anammox菌的选择性生长和繁殖。FISH和q-PCR分析技术均适用于Anammox菌的富集规律研究,但因其检测目标存在差异,造成两者表征结果有所不同。     

有机碳源下废水厌氧氨氧化同步脱氮除碳

为明确有机碳源胁迫下,厌氧氨氧化反应器的同步脱氮除碳规律及功能微生物群落结构的动态变化,采用成功启动的厌氧氨氧化UASB反应器,通过逐步提升进水有机负荷,探究有机碳源下废水厌氧氨氧化同步脱氮除碳。研究表明,当进水化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)浓度从172 mg/L升至620 mg/L,反应器维持较高的脱氮效率,氨氮和总氮去除率均在85%以上,并对COD具有平均56.6%的去除率,高浓度COD未对Anammox菌活性构成显著抑制作用。聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)图谱和割胶测序结果表明,变形菌门Proteobacteria、浮霉菌门Planctomycetes、绿曲挠菌门Chloroflexi以及绿菌门Chlorobi等微生物共存于同一反应体系中,推测反应器内存在复杂的脱氮除碳途径。而且,代表厌氧氨氧化的部分浮霉菌门微生物能耐受高浓度有机碳源,在高有机负荷下依旧发挥着高效的脱氮作用,为反应器高效脱氮提供了保障。     

强化生物除磷系统主要微生物及其代谢机理研究进展

强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal,EBPR)工艺在废水除磷处理中应用广泛.主要功能微生物及其代谢机理的研究是有效调控EBPR工艺稳定运行与效能提升的基础.本文选取EBPR系统中最主要的两类微生物(聚磷菌和聚糖菌),从底物吸收机制、糖酵解途径、TCA途径的贡献以及聚磷菌和聚糖菌的代谢相似性等方面对这些微生物的代谢机理进行综述,评价了分子生物学技术在研究EBPR系统微生物学及其代谢机理方面的应用现状,在此基础上对EBPR系统今后的研究方向进行了展望.