反硝化细菌Klebsiella sp.DB-1的分离鉴定与活性研究

从巢湖芦苇湿地分离筛选出一株异养反硝化细菌,对其进行鉴定,并进行了反硝化活性研究,目的是为了研究地下水硝酸盐污染的生物修复机理.用酒石酸钾钠培养基从湿地土壤中富集并分离出反硝化细菌,对该菌株进行了16SrDNA鉴定及系统发育分析,并研究了单一碳源、碳氮比对其反硝化活性的影响,以及其对水中硝酸盐氮含量的适应性.分离出了一株异养反硝化细菌,具有较高的反硝化活性,命名为Klebsiellasp.DB-1,革兰氏阴性球形,兼性厌氧,16SrDNA序列分析表明,该菌株与Klebsiella sp.的相似性为99.6%以上;该菌株利用乙酸钠为碳源,采用碳氮比(C/N)为3,水中初始硝酸盐氮含量在100mg/L以内,120h几乎完全去除水中硝酸盐氮.菌株Klebsiellasp.DB-1为异养反硝化细菌,具有较广的碳源谱,能够有效地去除水中硝酸盐氮.     

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。     

利用人工湿地去除饮用水硝酸盐氮研究

文章采用砂砾与土壤层构建垂直流人工湿地栽培芦苇和水花生,通过在同种基质上栽种相同数目的芦苇和水花生,以高质量浓度硝酸盐氮的配水进行浇灌,研究了这2种净水植物对饮用水中硝酸盐氮的脱除效果,并考察了净水效果较好的水花生的种植密度对其人工湿地脱氮的影响。研究表明,在人工湿地系统中,脱氮主要靠植物吸收,同时也存在硝化-反硝化途径;水花生和芦苇均能将饮用水中的硝酸盐氮有效脱除,在15d内,当进水硝酸盐氮质量浓度为50mg/L时,硝酸盐氮的去除率分别为94.0%和83.9%,当进水硝酸盐氮质量浓度为100mg/L时,硝酸盐氮的去除率分别达到96.8%和88%;相同条件下水花生去除硝酸盐氮的效果比芦苇更好;增加湿地植物的种植密度可获得更好的脱氮效果。     

基于水化学和稳定同位素的黄土区地下水硝酸盐来源示踪

为明确黄土区地下水中硝酸盐的来源,选择陕北典型黄土区为研究区,在取样分析基础上,综合运用特征离子、稳定同位素(δ(D)、δ(~(18)O-H_2O)、δ(~(15)N-NO~-_3)、δ(~(18)O-NO~-_3))等多种环境示踪剂对地下水硝酸盐空间分布特征、来源及转化过程进行研究,并运用同位素混合模型(SIAR)定量评价不同来源对地下水硝酸盐的贡献。结果表明,浅层地下水与深层地下水NO~-_3质量浓度超过世界卫生组织(WHO)饮用水标准(50 mg/L)的样品占比分别为73.7%和51.9%,浅层地下水硝酸盐污染程度(均值91.40 mg/L)整体高于深层地下水(均值78.24 mg/L).地下水NO~-_3含量空间分布受土地利用类型影响,浅层地下水表现为林地耕地草地果园建筑用地,深层地下水为建筑用地林地果园草地耕地。地下水NO~-_3主要来源为土壤有机氮、化肥和粪肥污水,硝化作用是地下水中氮素转化的主导过程,反硝化作用不明显。SIAR模型分析结果表明,地下水硝酸盐受农业活动和城镇化影响显著,其中,土壤有机氮、化肥、粪肥污水和大气沉降对浅层地下水硝酸盐的贡献率分别为46.9%、27.3%、22.8%和3.0%,对深层地下水的贡献率分别为31.1%、21.8%、43.8%和3.3%.     

硝氮对狐尾藻附着生物膜细菌群落的影响

为探讨关于沉水植物表面附着微生物群落对硝态氮的响应机制,以沉水植物狐尾藻为研究对象,利用扫描电镜、16S rRNA高通量测序以及PCR扩增技术,探究4种硝氮浓度(2 mg/L、8 mg/L、20 mg/L和40 mg/L)和对照条件下狐尾藻表面细菌群落特征及相关反硝化基因的变化规律。结果表明:硝氮对生物膜的生长具有促进作用,但降低了生物膜细菌α多样性;β_SOR多样性指数表明硝酸盐胁迫下细菌群落构建由物种更替主导;Proteobacteria、Planctomycetes、Cyanobacteria和Bacteroidetes是生物膜的优势门;与对照相比,硝氮刺激了反硝化细菌(Rhodobacter、Acinetobacter和Bacillu)的生长及反硝化基因(napG、nirS、cnorB、qnorB和nosZ)丰度的增加;网络分析表明生物膜微生物间存在复杂的相互作用。这些结果表明微生物反硝化作用在湿地硝酸盐去除中发挥着重要作用。     

污水灌溉区土壤非饱和带氮分布特征

以徐州市铜山区奎河段两岸的农业灌溉区为例,结合当地典型的4种不同种植方式,对非饱和带土壤中的硝酸盐氮和铵氮质量比及其分布特征进行分析。结果表明:土壤中硝酸盐氮质量比为3.8~128.1mg/kg(平均33.0mg/kg),铵氮质量比为2.3~5.7mg/kg(平均3.8mg/kg);非饱和带土壤中氮主要来自常年施肥和污水灌溉;由于不同种植方式具有不同的施肥和灌溉条件,因此土壤中氮的分布亦不同;在接受地表灌溉和施肥补给之后,硝酸盐氮主要以下渗迁移为主;铵氮在下渗过程中会产生吸附作用,其质量比与土壤中黏土颗粒的含量呈一定的相关性,但在常年灌溉的水稻-冬菜种植点,在表层土中尽管黏土颗粒含量不高,铵氮质量比仍然较高。     

井灌区浅层地下水硝态氮含量时空分布特征

为了探明井灌区地下水硝态氮的污染现状及其主要影响因素,选择山东省桓台县马桥镇、荆家镇、田庄镇、起凤镇为研究区,利用聚类分析、 Piper三线图、相关性分析等方法,研究浅层地下水水化学特征、硝态氮含量时空分布特征以及影响地下水硝态氮含量的主要因素。结果表明,研究区地下水化学类型主要为SO■-Na⁺型,地下水硝态氮的质量浓度为3.40～46.08 mg/L,平均值为24.67 mg/L,超标率达63.70%;在时空分布上,丰水期的地下水硝态氮含量大于其他时期的,中南部、西部的地下水硝态氮含量大于东部的;研究区浅层地下水的弱碱性氧化环境有利于硝态氮的形成;研究区地下水硝态氮含量受人类活动影响显著,农业氮肥施用和农村居民生产生活污水、人畜粪便随意排放是导致地下水硝态氮含量较大的主要原因。     

贵州草海湿地不同植物群落表层土壤氮素的赋存特征

在湿地生态系统氮循环过程中,湿地土壤养分供给状况及可利用水平与氮素含量存在直接关系。本研究以贵州草海湿地自然演替下植物群落表层土壤氮素含量作为研究对象,探讨四种典型湿地植物群落（牛筋草、李氏禾、香薷和芦苇）土壤中硝态氮、铵态氮、速效氮和全氮含量以及不同土壤团聚体粒径下湿地土壤氮素的空间分布特征。结果表明：（1）各植物群落土壤阳离子交换量与全氮含量分布趋势基本一致,其中芦苇群落土壤中阳离子交换量、速效氮和全氮含量最高;（2）各植物群落不同粒径土壤团聚体AN和TN含量均无显著差异（p>0.05）;芦苇群落土壤硝态氮含量在各粒径土壤团聚体中含量均低于其他植物群落;李氏禾群落土壤氨态氮含量在不同粒径土壤团聚体中存在显著差异（p<0.05）。植物群落表层土壤氮素含量分布受植物种类及自身凋落物、降雨量和地势、微生物活动和有机质等因素的影响,土壤硝化作用受到抑制或促进,各植物群落铵态氮和硝态氮含量分布有显著差异（p<0.05）。     

生物反硝化墙去除地下水中硝酸盐的研究

文章采用室内实验装置,研究了以棉花为碳源的反硝化墙去除地下水中的硝酸盐.结果表明,以棉花为碳源的反应墙启动快.在室温(26±2)℃,墙内停留时间为7.5 h下,对于进墙NO3--N质量浓度分布在11.26～22.42 mg N/L,氮去除率可以达到95%,且没有明显的NO2--N,进墙NO3--N提高到33.23 mg N/L时,氮去除率依然约在90%,但有NO2--N累积.实验期间NH4 -N产量较少,经过反应墙后pH明显下降.实验表明,棉花反硝化墙是一种价格低廉而有效的去除地下水中硝酸根的方式,棉花在反应过程中也被消耗掉了.     

渗透性反应墙去除地下水中硝酸盐的试验研究

通过柱试验模拟地下水环境,研究了在最适温度条件下,利用混合碳源为介质的生物反应墙与模拟沸石墙串联的组合反应器,考察其对地下水中硝酸盐氮的去除效果,为受硝酸盐污染的地下水提供经济有效的修复方法.结果表明,在30℃条件下,通入硝态氮浓度为65 mg/L的地下水,以锯末和玉米秸秆的混合物作为碳源,沸石作为进一步的修复反应能有效的去除模拟地下水中的硝酸盐.在15 d的运行时间内,模拟装置对水中的硝态氮去除率为90%以上,试验过程中出现亚硝酸盐和氨氮的积累,其中出水中亚硝酸盐氮浓度为0.020~0.120 mg/L,氨氮浓度为0.7~2.5 mg/L,出水p H值介于6.7~7.7之间.     

共存离子对硫酸盐还原菌(SRB)还原U(Ⅵ)的影响

采用硫酸盐还原菌(SRB)生物(还原)沉淀法消除地浸含铀废水中的放射性U污染,研究了pH值、SO42-和NO3-对混合SRB菌群对地浸废水中U生物沉淀过程的影响.厌氧序批式实验结果表明,溶液pH值对U生物沉淀存在显著影响,在pH=6.0时U的沉淀率最高达99.4%,随pH值的降低其U的沉淀率也不断降低.SO42-质量浓度低于4 000 mg/L时对U生物沉淀没有影响,但超过5 000 mg/L时会产生明显的抑制作用,且抑制作用随着初始SO42-浓度的上升而加强.NO3-的存在会严重抑制SRB还原沉淀U,只有先彻底去除NO3-才能利用SRB还原沉淀U.因此,寻找分离或驯化培养出嗜酸性SRB菌群以及应用SRB和反硝化细菌(DNB)的混合菌群协同作用对酸法地浸采铀地下水进行原位生物修复具有重要意义.     

复合地下渗滤床中污水脱氮效果及影响因素的研究

设有分水装置的复合地下渗滤对氮有较好的去除效果,当进水TN在28.34~50.82 mg/L时,系统对NH+3-N去除率为76.76%,TN去除率为64.33%。该系统内氨化菌、硝化菌、亚硝化菌等自养菌在各级渗滤床上部分布均匀且处于较高数量级(105~106 MPN/g),二级渗滤床内反硝化菌明显高于一级渗滤床,其数量106~107 MPN/g。各级渗滤床中氮转化菌分布和ORP测定结果表明该系统具有较好的硝化-反硝化环境条件,其中影响脱氮效果的主要因素是N/C和Nv。     

A2/O厌氧段聚磷菌的反硝化聚磷特性

利用反硝化聚磷菌进行动态与静态相结合的反硝化聚磷试验,研究A^2/O厌氧段聚磷菌的反硝化聚磷特性。研究结果表明,在A^2/O厌氧段中占聚磷菌总数52%的菌具有同步反硝化聚磷的生物学特性。当以NO3^- -N作电子受体进行聚磷时,其硝酸盐浓度应限制在50 mg/L以下,初始硝酸盐浓度越高,反硝化速率和缺氧聚磷速率及去除率越快,系统由聚磷转变为释磷的时间将延后。由于释/聚磷过程都需要碳源,所以,应控制进水的化学耗氧量（COD）,以200 mg/L为最佳,使在释磷时有充足的碳源而在聚磷时碳源又较少。pH值对释/聚磷有不同程度的影响,在一定范围内,初始pH值越高,释磷效果越好,但当pH≥8.0时,会引起磷酸盐沉积而导致磷酸根浓度降低,从而无法正确判断释磷和生物聚磷效果,反硝化除磷系统的pH值应控制在7.0-7.5的范围内。     

水产养殖水体好氧同时硝化-反硝化脱氮的研究

利用筛选和分离的7株脱氮微生物，在好氧条件下将氨氮转化为亚硝酸氮，随即在好氧反硝化茵的作用下还原为氮气排放．将上述菌株固定在PVA凝胶膜中，研究了水产养殖水体中氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮在PVA凝胶膜中的扩散性能和转化脱氮过程，结果表明，氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮在PVA浓度为15％，细胞浓度为40g／L凝胶膜中，扩散系数分别为0．55m^2／s，0．46m^2／s，0．45m^2／s．整个生物脱氮过程历时较短，36h内对200mg／L的氨氮去除率达99％，而且无中间产物亚硝酸氮的积累，固定化微生物生长的适宜pH范围为7～9，最适温度为30℃；与游离的硝化细菌和反硝化细菌相比，固定化硝化茵是游离硝化茵对氨氧化速率的70％，固定化反硝化茵是游离反硝化茵对亚硝酸氮还原速率的74％．经过20d的连续处理，固定化微生物的稳定性远大于游离微生物，28d后，游离微生物在反应器内的浓度几乎为零，而固定化微生物的浓度和活性几乎不变．     

A2/O与SCBP复合工艺除磷中试研究

研究了A2/O与悬浮填料生物膜(SCBP)中试复合工艺的除磷效率,并考察了影响因子COD/TP与DO对除磷的影响。结果表明:总磷平均去除率为82%,达到GB/T18921-2002景观用水水质要求。当硝酸盐含量急剧下降至0.20mg/L以下时,反硝化除磷菌不再以硝酸盐作为电子受体进行聚磷活动,厌氧磷释放的最佳碳磷比为60。添加纳米改性的悬浮填料后,好氧池的溶解氧为2.0mg/L时,出水TP为0.3～0.35mg/L。     

不同电子受体影响下的反硝化除磷过程

为进一步了解反硝化除磷菌的代谢行为,以序批式反应器(SBR)在厌氧/好氧条件下培养的活性污泥为对象,进行批次试验,研究了不同电子受体对反硝化缺氧吸磷的影响.结果证实:只要有电子受体存在,不论是硝氮(NO3--N)还是亚硝氮(NO2--N),缺氧吸磷都会发生,但NO2--N的缺氧吸磷量相对较少;反应开始时的电子受体质量浓度对反应过程影响很大,试验中NO3--N质量浓度为30mg/L、NO2--N质量浓度为20mg/L时吸磷量和吸磷速率均达到最高值;低于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而增加;高于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而减少;NO2--N质量浓度达80mg/L时,没有发现对反应的抑制作用;好氧吸磷效果好于缺氧吸磷.试验还发现反应器在厌氧/缺氧条件下连续运行时,反硝化除磷菌的厌氧释磷和缺氧吸磷能力将很快丧失.     

污泥回流比对双污泥BCR反硝化除磷效果的影响

以模拟华南地区的城镇污水研究对象,开展了污泥回流比对双污泥BCR反硝化除磷的影响研究. 结果表明:使超越污泥和回流污泥的回流比分别控制为0.6、0.4和0.2时, BCR工艺对COD去除率的均值分别为89.98%、89.48%和82.38%,出水COD平均质量浓度分别为20.94 、21.67 、37.66 mg/L;而总氮的去除率均值则分别为79.94%、80.58%和65.47%,出水总氮平均质量浓度分别为5.72 、5.75 、10.85mg/L;总磷去除率的均值分别为88.81%、91.64%和77.06%,出水总磷质量浓度均值为0.76 、0.59 、1.62mg/L,新工艺改善了传统双污泥连续流工艺出水NH4+-N质量浓度偏高的缺陷. 工艺在超越污泥回流比和回流污泥回流比均是0.4时处理效果最佳. 由于好氧硝化池与中沉池合建,好氧硝化池中的NO3--N与中沉池中的DPB接触而发生反硝化吸磷的反应而使部分总磷在好氧硝化池中被去除.     

E-SSD:目标特征增强检测算法

针对SSD目标检测算法在检测目标过程中存在漏检的现象,提出一种特征增强的SSD目标检测算法。该算法通过将特定连续特征层进行特征融合,获取更为丰富的目标细节特征信息,以此来改善目标的特征表达效果,提升目标检测正确率。经仿真测试,该算法对车辆、自行车和行人等道路参与者检测效果均有提高,在PASCAL VOC2007数据集上的测试结果与原有SSD检测算法相比,mAP提高0.78%,适合于车载与移动机器人等场景的目标检测应用环境。     

曹县高氟地下水的分布特征及成因

以山尔省曹县为例,通过实地调查和样品采集分析,对高氟地下水的分布特征及成因进行了研究．结果表明：曹县浅层地下水中F-含量范围为0．2—3．2mg／L,超标高氟水呈片状广泛分布;大部分深层地下水F-含量也超出国家饮用水口生标准,需增设除氟设备降氟,才可作为供水水源．高氟的岩石和土壤是本区高氟水形成的物质基础,由于蒸发作用强烈,地形平坦低洼,地下水径流排泄不畅,加上适宜的水化学条件,造成了地下水中F-的累积和富集．此外,农业污染有可能是形成本区高氟地下水的人为原因．     

不同植被覆盖对查干湖湿地土壤腐殖质的影响

为探究不同植被覆盖对查干湖湿地土壤腐殖质的影响,以查干湖湿地为研究对象,从土壤环境与植物之间响应关系的角度出发,分析不同剖面、5种不同类型植被(芦苇+香蒲、芦苇+苔藓、碱蓬、水稗、芦苇)土壤腐殖质碳含量变化及其红外光谱结构特点。结果表明：盐碱湿地土壤中的腐殖质碳、胡敏酸碳、富里酸碳的含量变化趋势呈现深层大于浅层,胡敏素碳的含量远小于胡敏酸碳和富里酸碳,土层深度对于腐殖质组分影响明显,且不同植被土壤腐殖质碳含量总体呈现出芦苇>水稗>碱蓬>芦蒲>芦苔的趋势;胡敏酸和富里酸在不同植被土壤中的化学结构相似,具有相同的官能团。研究结果对揭示盐碱湿地土壤腐殖质的形成与转化具有一定理论意义和实践意义,为查干湖盐碱湿地土壤环境修复及优势植被筛选提供基础数据及科学指导。