Eh和pH值对生物滞留系统DNRA作用的影响研究

试验以模拟生物滞留系统为研究对象,运用15N同位素示踪技术研究土壤不同Eh和pH条件下硝酸盐异化还原为氨(DNRA)作用对氮的去除效果。结果表明：在土壤Eh为225 mV～100 mV、0 mV～-120 mV和-225 mV～-340 mV条件下,随着Eh的降低,DNRA作用增强;生物滞留系统中同时存在反硝化反应和DNRA作用,在0 mV～-120 mV区间,更有利于反硝化作用的发生,在-225 mV～-340 mV区间,更有利于DNRA作用的发生;生物滞留系统土壤pH为5～7的条件下,DNRA作用效果随着pH值的增加而增强,在pH为7～9时,DNRA作用效果随着pH值的增加而减弱,表明DNRA作用易在中性偏碱性的环境下发生。     

摇蚊幼虫扰动对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响

生物扰动是影响沉积物-水微界面反应的重要因素,为了明确生物扰动作用对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响机制,从环境微界面角度出发,以摇蚊幼虫为例,借助高分辨率的微电极系统解析沉积物-水微界面O_2、p H、氧化还原电位(Eh)的垂向分布特征。结果表明,摇蚊幼虫的生物扰动作用显著增加了沉积物-水微界面处的溶解氧浓度;降低了上覆水的p H值,提高了沉积物的p H值,且上覆水p H时空变化较大,沉积物p H值变化较小;廊道里O_2增加,使Eh值也相应地提高,而没有生物扰动到的地方Eh值偏低。摇蚊幼虫通过呼吸和摄食作用将富含氧气的上覆水引进廊道,充入的氧气改变了微界面的氧化还原条件。     

丹江流域典型农田包气带-含水层中硝酸盐氮还原过程及其影响因素

探究硝酸盐氮在农田土壤包气带-含水层中的迁移转化过程对地下水硝酸盐氮污染防治具有重要意义.该研究在丹江流域河南段典型农田采集了12个不同深度(0～42.5m)的包气带土壤和含水层沉积物样品，对氮素与抗生素的浓度水平、硝酸盐氮还原过程的潜在速率及其相关功能的基因丰度进行了系统测定.结果表明，TOC、NO₃-N和TP浓度在包气带土壤和含水层沉积物中具有显著差异；83种目标抗生素中仅检出7种，在包气带和含水层中的浓度范围分别为0.01～115.20ng/g和0.01～2.50ng/g; 3种磺胺类抗生素浓度随深度递减，2种大环内酯类抗生素浓度随深度增加.厌氧氨氧化和反硝化是浅层包气带(0～0.8m)中硝酸盐氮还原的关键过程，平均贡献率分别为53.9%和26.4%;深层包气带(0.8～6.0m)则以硝酸盐异化还原成铵为主导，对硝酸盐还原的贡献率达93.1%;含水层沉积物中最主要的硝酸盐氮转化过程是反硝化，贡献率为50.5%.氮转化过程速率与其相应功能基因的垂向分布特征一致.进一步发现抗生素浓度是影响农田包气带-含水层接续系统中硝酸盐氮转化过程的主要因素，NO_3<...     

生物法还原高浓度高氯酸盐动力学及反应条件的优化

在高质量浓度高氯酸盐ClO_4~-(1 500 mg/L)的条件下,驯化得到能够处理高质量浓度ClO_4~-废水的异养厌氧高氯酸盐还原菌群。通过摇床实验,用控制变量法探究初始ClO_4~-质量浓度(0~1 500 mg/L)、乙酸钠质量浓度(0~11.83 g/L)、pH(5.55~9.00)、温度(15~40℃)、共存离子SO42-质量浓度(0~26.0 g/L)和NO3-质量浓度(0~3.9 g/L)对高质量浓度ClO_4~-生物还原性能的影响,确定最佳的反应条件。结果表明:最大比去除速率qmax和半饱和常数Ks分别为0.89(mg·mg)/h和141.6 mg/L,驯化的高氯酸盐还原菌群具有处理高质量浓度ClO_4~-的潜力;在初始ClO_4~-质量浓度为1 300 mg/L时,乙酸钠的最佳投加量、最适p H和最适温度分别为6.5 g/L,35℃和6.85,常见共存离子SO42-和NO3-都会不同程度的抑制ClO_4~-的还原,且NO3-对ClO_4~-还原的抑制作用远高于SO42-。驯化污泥中,Dechloromonas sp.是ClO_4~-还原微生物的优势种属,占总菌的69.32%。     

大肠杆菌促使硝酸盐转化亚硝酸盐的条件研究

亚硝酸盐主要是通过硝酸盐在酶和细菌作用下进行还原,通过模拟小肠环境,研究了大肠杆菌对硝酸盐转化为亚硝酸盐的条件。研究发现,影响转化的主要因素是温度和p H,转化量最大的条件是温度40℃,p H为7,基液体积为65 m L,接种环数为6。可以看出在人体正常的体温下,小肠p H呈中性时,细菌数越多,转化量越大。     

活性污泥中硝酸盐异化还原为铵的影响因素研究

针对活性污泥系统中硝酸盐异化还原为铵(DNRA)导致系统脱氮效率降低的问题,通过长期驯化培养试验、批式试验和高通量测序,考察水力停留时间(HRT)、硫离子(S~(2-))的投加和流态对活性污泥中DNRA氨化的影响。研究结果表明:间歇流条件下,当HRT由6 h延长至36 h时,DNRA氨化随着HRT的延长而增强,系统中生成氨氮质量浓度由0.43 mg/L逐渐增长至15.98 mg/L;连续流条件下,当HRT由6 h延长至48 h时,系统中生成氨氮质量浓度由2.03 mg/L逐渐增长至20.78 mg/L。投加S~(2-)可有效促进硝酸盐氮转化成氨氮,当向系统投加20 mg/L的S~(2-)时,间歇流和连续流系统出水氨氮质量浓度分别增加了11.58%和24.82%。且连续流下投加S~(2-)后,DNRA功能菌总丰度比投加前提高了22.65%。在改变HRT和进水S~(2-)质量浓度时,连续流系统中硝酸盐氮转化成氨氮比例均普遍高于间歇流系统。     

电场条件下的硫酸盐还原效应及pH/ORP响应

针对氢气作为电子供体的硫酸盐生物还原速率缓慢的问题,采用附加直流电的方式强化。体系最佳电流强度为1.50mA,平均还原速率是微生物单独作用的1.7~2.1倍。当还原速率小于10m g/d时,氧化还原电位(ORP)值分布在0~-500mV,与硫酸盐还原效应之间的响应规律不明显。当还原速率为10~50m g/d时,ORP分布在-350~-450mV的较窄范围,表明ORP<-350mV时,ORP不再是影响还原速率的主要因素。pH为8~9.5、ORP为-350~-450mV为该研究体系硫酸盐还原的优势场。     

一株好氧DNRA细菌的分离鉴定及其诱导的生物矿化

从实验室硝化生物反应器的生物膜上分离获得一株能够在好氧条件下将硝酸盐异化还原到铵（DNRA）的兼性厌氧菌Q1-2.通过对菌株生理生化测定及16S rDNA基因序列的分析,该菌属于Pseudomonas alcaliphila.摇床上培养3 d后将培养瓶在室温下静止培养.数日后可观察到羽毛状晶体的出现.晶体的形成可能与细菌Q1-2诱导的生物矿化现象有关.     

石油污染土壤胶体特征及其在多孔介质中的运移

为揭示石油污染土壤胶体在地下环境中的运移规律,从辽河油田采集石油污染土壤样品,运用沉降法分别提取3个粒级(5μm、2μm、1μm)的胶体.并对这些胶体的主要理化特征进行了表征.同时,通过淋滤实验研究了在石英砂多孔介质中上述胶体的运移行为,以及p H和离子强度等环境因子对该运移行为的影响.结果表明:3个粒级胶体的粒径分布分别在4.8~5.7μm、1.9~2.3μm和0.9~1.2μm;石油污染土壤胶体微观形貌呈现片状;当p H从4升到9,3个粒级胶体Zeta电位的变化范围分别在-40.4~-32.4 m V、-49.8~-35.0 m V和-52.4~-24.0 m V;相应地,3个粒级胶体在多孔介质中运移的回收率(MR)变化范围分别为31.62%~63.39%、58.55%~81.25%和62.27%~83.51%.这些说明p H对胶体的运移有明显的影响,中性溶液条件更有利于胶体在多孔介质中的运移.随着离子强度从0.001 mmol/L升高到1 mmol/L,3个粒级胶体穿透曲线MR均逐渐降低.说明无机离子使胶体迁移能力降低.同时,小粒径胶体更容易穿透多孔介质.     

太湖潜流带有机质含量对硝酸盐还原途径的影响

通过太湖原状沉积物柱室内模拟试验,研究了有机质（腐殖酸）和硝态氮随下行水流进入潜流带对氮素转化和硝态氮还原途径的影响。结果表明,仅输入硝态氮时,潜流带中硝态氮出现持续累积现象,硝态氮还原速率为0.087～0.186μg/（cm³·d）(平均0.162μg/（cm³·d）);而同时输入腐殖酸和硝态氮时,潜流带还原性环境逐渐增强,在21 d内Eh值降至-200 mV以下,硝态氮还原速率为0.092～0.251μg/（cm³·d）(平均0.220μg/（cm³·d）),腐殖酸有效促进了硝酸盐的还原。反硝化作用是潜流带中硝酸盐还原的主要途径,特别是潜流带上部（0～22.5 cm）,其贡献达到90%以上;而潜流带的深部（22.5～45.0 cm）硝酸盐还原量总体较小,反硝化作用贡献也仅占39.5%。随着腐殖酸的消耗（6.92 mg/L降为3.32 mg/L）,硝酸盐异化还原成铵过程对硝酸盐还原的贡献由14.0%降为2.7%。综合来看,补充有机质有利于潜流带特别是浅层潜流带的硝酸盐还原,且以反硝化过程为主,对湖...     

土壤氧化还原条件的改变对镉吸附解吸的影响

氧化还原电位（Eh值）的变化是影响自然界物质迁移和转化的重要因素之一，本文主要讨论了土壤中氧化条件和还原条件对重金属镉吸附解吸的影响。研究表明．土壤对镉离子的吸附与土壤组分及含量相关：氧化条件时氧化剂铁氧化物的还原溶解会导致土壤镉活性降低；而还原条件下抗坏血酸也可有效的降低镉的活性；为有效降低土壤重金属镉的污染提供思路。     

若干土壤改良剂对橘园土壤酸碱度的调控效果

选取石灰石、枯饼、生物碳和钙镁磷肥为南丰蜜橘园酸性土壤改良剂,分析其对酸性土壤p H的调控作用,以期确定这几种改良剂的合理用量。蜜橘生长的p H范围是5.5~6.5,石灰石调控后土壤p H高于这个范围,不合适蜜橘生长。在本实验条件下,能有起到有效调控作用的有枯饼、生物炭和钙镁磷肥,它们的合理用量分别为1%、2.5%和0.25%。     

温度、pH、COD值对水体中二硫氰基甲烷消除的影响

采用超高效液相色谱法(UPLC),研究初始质量浓度1μg·m L-1二硫氰基甲烷在不同温度、p H值、COD值水体条件下的消除规律.结果表明:在5~35℃水温范围内,二硫氰基甲烷的消除速率为:V35℃V25℃V15℃V5℃,35℃水体中,第20天二硫氰基甲烷未被检出.在p H 5.0~9.0的水中二硫氰基甲烷的平均消除速率为:Vp H9.0Vp H8.5Vp H8.0Vp H7.5Vp H7.0Vp H6.5Vp H6.0Vp H5.5Vp H5.0,平均消除速率随着p H值的升高而变大,酸性条件下稳定,不易分解,p H≥8.0的弱碱性条件下极易分解.在COD值为0~30 mg·L-1的水中二硫氰基甲烷的平均消除速率表现为:V30 mg·L-1V20 mg·L-1V10 mg·L-1V0 mg·L-1,二硫氰基甲烷的消除速率随着COD值的增大而变大.     

土壤硝酸盐污染的生物修复试验研究

文章采用反硝化细菌Klebsiellasp.DB-1为实验菌株,分别利用玉米秸秆、稻草、芦苇、蒲苇作为固体碳源,进行土壤硝酸盐污染的生物修复实验研究,目的是将农作物秸秆的综合利用与土壤硝酸盐污染生物修复相结合,寻求一种简单而廉价的土壤硝酸盐污染修复方法,为大面积修复硝酸盐污染的土壤提供实验基础。结果表明,反硝化细菌Klebsiellasp.DB-1能够利用这4种秸秆进行硝酸盐污染土壤的生物修复,效果都较好,其中蒲苇最佳;最佳蒲苇添加量是每100 g土壤中5 g;在土壤中w硝酸盐氮为200~250 mg/kg情况下,菌株能将其降低到20 mg/kg以下(108 h);保持土壤中性环境更利于菌株利用秸秆碳源去除硝酸盐氮。     

异化金属还原菌利用发酵制氢废液还原软锰矿

利用纯二氧化锰在微酸性条件下对异化金属还原菌进行驯化,二氧化锰的颜色由黑色逐渐变浅至白色,X射线衍射分析表明微生物可有效还原二氧化锰成为碳酸锰;以发酵制氢废液为还原底物,利用异化金属还原菌在不同酸性条件下直接浸出低品位软锰矿,通过单因素实验研究厌氧条件、pH值对锰浸出率的影响,并对制氢废液化学需氧量(COD)的去除率及浸出机理进行研究.结果表明,异化金属还原菌利用发酵制氢废液还原软锰矿,厌氧浸出优于好氧浸出,最佳pH值为3.0～3.5,浸出时间为3 d时,最大浸出率达到98%;用软锰矿对发酵制氢废液在微酸性条件下进行降解,COD质量浓度为2612 mg.L-1时最大去除率达到84%,COD去除率随软锰矿量的增加而增大.     

巢湖芦苇湿地去除硝酸盐污染的调查与分析

以巢湖野生芦苇湿地为研究对象,调查了芦苇湿地去除浅层地下水中硝酸盐氮的效果。在芦苇生长旺盛阶段(3—5月),在芦苇湿地钻孔,聚水,取样分析了水中三氮含量及水孔不同深度土壤中反硝化细菌的数量。结果表明:芦苇区浅层地下水中硝酸盐氮仅为0.2~0.8 mg/L,远低于湿地周围井水中硝酸盐氮质量浓度(大于20 mg/L),芦苇湿地能够去除浅层地下水中硝酸盐污染;反硝化细菌在土壤中的分布呈现明显的根际效应;野生芦苇湿地较强的生物脱氮作用与反硝化细菌分布有关,地下水中硝酸盐氮含量与反硝化细菌分布呈负相关。     

氢还原竖炉的模拟分析

利用一组物料、热量守衡式及其他有关约束关系,建立了氢还原竖炉模拟模型,可定量考察消耗量、生成量和氮气、CO兑入成分、DRI金属化率、入炉煤气温度等的关系。模拟结果表明:兑入CO可使入炉煤气量从纯氢还原的1 650N·m3左右下降到1 200N·m3左右;当CO和H2的体积之比V(CO)/V(H2)约为0.6时,氮气兑入量约为0,竖炉能量利用最佳;当V(CO)/V(H2)体积比为0.3时,最佳氮气兑入成分约为11%;纯氢还原最佳氮气兑入成分约为25%;兑入氮气可以减少入炉氢气的量,但不能减少入炉气体的总量。对氢还原竖炉模拟结果可为其工艺设计、操作和节能等提供参考信息。     

施氏假单胞菌应用于IPS技术的可行性试验研究

为探究利用施氏假单胞菌代谢产物——氮气加固可液化砂土的可行性,对该菌反硝化作用的条件与砂样中产气效能进行了研究,分析了不同碳源对NO_3~--N与NO-2-N还原率的影响以及温度和初始p H值对其最终饱和度、平均产气速率、初始停滞期的影响,并确定了最优碳源、适用温度和初始p H值区间.试验结果表明,柠檬酸钠为最优碳源,该菌在21 h时对NO_3~--N还原率达到100%,NO-2-N存在先累积后还原的过程,并伴有0.82 mmol/L残留浓度.该菌在4~30℃下均可产气.随温度升高,平均产气速率大幅增加,砂样最终饱和度略有降低.恒温20℃且初始p H值为5~9时,该菌可在砂样中顺利产气.中性及碱性环境下砂样的最终饱和度基本一致,酸性环境下砂样的最终饱和度随初始p H值的减小而降低,细菌在砂样中的平均产气速率随初始p H值的下降而减小.与已有微生物气法相比,将该菌应用于IPS技术中具有平均产气速率快、初始停滞期短、工艺简单等优点.     

碳氮比改变对崇明东滩湿地反硝化与硝态氮氨化的影响

【目的】分析自然和人为活动加速影响下沿海湿地土壤碳氮比变化对硝态氮还原过程的影响。【方法】以崇明东滩典型滨海湿地为例,采集4种不同覆被类型下沉积物样品,添加C₆H₁₂O₆或KNO₃溶液,使沉积物有机碳与硝态氮比例($C/NO_3^--N$)增大30%和减小30%,借助 ¹⁵N同位素稀释技术,研究反硝化(Den)与硝态氮氨化(DNRA)的变化特征。【结果】$C/NO_3^--N$的升高或降低均引起芦苇和互花米草覆被下沉积物Den和DNRA速率的显著下降(P<0.05)。芦苇覆被下Den速率从原土的10.1 μg/(kg·h)降至1.0~3.1 μg /(kg·h),互花米草覆被下Den速率从原土的3.4 μg /(kg·h)降至0.3~0.4 μg /(kg·h)。相比较而言,芦苇植被下DNRA速率从原土的21.9 μg /(kg·h)降至12.7~14.5 μg /(kg·h),互花米草覆被下从原土的42.6 μg /(kg·h)降至3.1~5.8 μg /(kg·h)。【结论】4种覆被下沉积物DNRA/Den值均大于1,表明DNRA是湿地硝态氮还原的主要途径。与$C/NO_3^--N$减小相比,$C/NO_3^--N$增大使$NO_3^--N$的还原更趋向DNRA过程。崇明东滩湿地$C/NO_3^--N$的波动(±30%)可能并不会导致沉积物N₂O排放的显著增加。     

花生壳生物炭对水中重金属Cr6+、Cu2+的吸附研究

生物碳因其来源广泛、低廉及良好的表面理化性能,作为吸附材料在处理水中有机及重金属污染方面具有较大的潜力。研究利用花生壳制得生物炭,用于处理含~(6+)和Cu~(2+)的模拟废水。探讨了接触时间、p H值、生物炭投加量及温度等对吸附效果的影响。结果表明,生物碳吸附~(6+)和Cu~(2+)时间在120 min达到平衡。在酸性条件下(p H=2~5),生物炭投加量为4g/L,温度为30℃时生物炭对~(6+)的吸附效果较好;在偏碱性条件下(p H≥5),生物炭投加量为10 g/L,温度为40℃时生物炭对Cu~(2+)有较好的吸附效果。通过Langmuir和Frenudlich吸附等温方程拟合,表明生物炭对~(6+)和Cu~(2+)的吸附过程更符合Frendlich模型,吸附过程可以用假二级动力学模型描述,说明吸附主要是表面化学吸附。