长江下游厌氧氨氧化细菌标记基因相对丰度及影响因素

为探索河流系统中厌氧氨氧化细菌的分布情况, 于2014年春秋两季采集长江下游6个断面的水体和沉积物样品, 通过宏基因组测序方法, 根据优化序列与自建厌氧氨氧化细菌标记基因hzsA, hzsB, hzsC, hdh数据集的比对结果, 计算各基因相对丰度。结果表明, 水体溶解氧浓度较高导致厌氧氨氧化细菌标记基因丰度极低, 而沉积物中各基因相对丰度较高, 平均值分别为4.540×10^-10, 4.939×10^-10, 4.333×10^-10和2.859×10^-10。随着温度升高, 秋季沉积物中各基因相对丰度显著高于春季。大通、南京和徐六泾沉积物中各基因相对丰度较高, 这与人类活动扰动的增强以及入海口盐度升高有关。物种分类鉴定结果表明, 长江下游沉积物中厌氧氨氧化细菌在属水平上以Candidatus Brocadia和Candidatus Jettenia为主。厌氧氨氧化细菌标记基因相对丰度与NO₂^--N,NO₃^--N和NH₄⁺-N等理化因子相关, 并且, 由于NO₂^--N浓度远远低于NH₄⁺-N, 因此NO₂^--N浓度是长江下游沉积物中厌氧氨氧化细菌生长的限制性因子。     

序批式移动床生物膜反应器强化反硝化除磷处理低碳源污水

 为探讨反硝化除磷工艺对低碳源生活污水的处理性能,在序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR) 中,通过对反硝化除磷菌的驯化,考察厌氧过程中COD 质量浓度、pH 值对释磷以及缺氧阶段NO₃^--N 和NO₂^--N 质量浓度对反硝化吸磷性能的影响。实验结果表明:周期为8 h 的运行中,COD、氨氮、TP 的去除率分别达到95%、90%、90%以上,出水质量浓度分别为8.07、3.67、0.46 mg/L,达到城镇污水一级A 排放标准。NO₃^--N 作为电子受体,60 mg/L 取得最佳的缺氧吸磷效果,高于20 mg/L 的NO₂^--N 作为电子受体时,反硝化除磷菌活性受到抑制。研究表明,在序批式移动床生物膜反应器中,以NO₃^--N作为电子受体进行反硝化除磷具有很好的处理效果。     

上海市亚微米颗粒物中水溶性含氮组分的分布特征

细颗粒态无机和有机含氮组分的形成、转化、传输和沉降在大气氮循环中发挥重要作用.为了解上海亚微米颗粒物(PM₁)中含氮物质的质量浓度、组成及季节变化特征,使用大流量采样器采集了2017—2018年66个PM₁样品,并应用离子色谱仪和紫外/可见光光度计分析了水溶性无机离子和水溶性有机氮(water-soluble organic nitrogen,WSON)的质量浓度.结果表明:上海PM₁中NH₄⁺-N、NO₃^--N、WSON的年平均质量浓度分别为1.79、0.97、0.41μg/m³;NH₄⁺-N对水溶性总氮(water-soluble total nitrogen,WSTN)的贡献最高(56%),NO₃^--N次之(31%),WSON为13%.上海PM₁中含氮组分的质量浓度存在冬季最高、夏季最低的季节变化趋...     

陕西关中地区大气氮湿沉降特征分析

为了进一步了解陕西关中地区大气氮沉降的变化特征，采用降水采集法对宝鸡2018年大气氮湿沉降进行了观测，并对雨水中可溶性无机氮浓度及沉降通量的动态变化进行了分析.结果表明：(1)雨水中NH₄⁺-N和NO₃^--N月平均质量浓度为1.581 mg/L和1.369 mg/L，且降水量少的月份雨水中氮素浓度较高；(2)NH₄⁺-N和NO₃^--N在雨水中的季浓度均呈现冬季高、夏季低的趋势；(3)大气氮湿沉降通量为9.728 kg/(hm²·a)，其中NH₄⁺-N和NO₃^--N分别占53.6%和46.4%，且降水量多的季节氮沉降通量也相应较高；(4)大气氮总沉降通量达23.713 kg/(hm²·a)，约占当地农田氮肥施入的10%.     

不同碳源及电压对微生物电解池脱氮性能的影响

在不同电压条件下，考察微生物电解池(MEC)对模拟沼液中不同碳源(乙酸、富里酸)和总氮的脱除效果，并分析其微生物群落结构变化。以乙酸为碳源，NO₃^--N几乎完全被去除，化学需氧量(COD)去除率稳定在72%左右；以富里酸为碳源，NO₃^--N和COD去除率分别下降至40%～50%和50%～60%。比较而言，MEC在0.2～0.4 V电压条件下COD和总氮去除性能更稳定；在更高的电压(0.8 V)条件下，NO₃^--N的去除率最高上升至52%，但总氮去除率下降至(32.4±3.7)%。高通量测序结果显示，外加电压可以有效地提高微生物菌群抵抗底物负荷冲击的能力，并增加MEC反应器内的菌群特别是自养脱氮菌的多样性和丰度。其中，自养反硝化菌Thanuera的丰度由4.35%增长到7.65%；在以富里酸为碳源的MEC反应器中，多种厌氧脱氮细菌被激活富集，反硝化细菌Anaerolineae最大丰度为11.16%，厌氧氨氧化菌Planctomycetota的相对丰度由对照组...     

湟水河西宁段水体和沉积物中氮素转化关键过程与影响因素分析

于丰水期(2018年7月)和枯水期(2019年4月)分别在湟水河西宁段典型断面采集水体和沉积物样品共58个,枯水期同时采集污水处理厂出水样6个。利用实时荧光定量PCR方法,对12种氮转化功能基因进行定量分析。结果表明,湟水河平均总氮浓度为3.06±1.23 (1.308～6.51) mg/L。水体和沉积物中相对丰度较高的氮转化功能基因是narG,nirS和nosZ。氮转化功能基因的丰度和组成在沉积物中存在明显的季节差异,在水体中无明显季节差异。关键氮素转化过程是反硝化,对水体和沉积物氮素的去除贡献率分别为88%和98%。水体氮素转化主要受pH值、总氮及NO₃^--N调控,其中,氨氧化与NO₃^--N浓度负相关,反硝化与pH负相关。沉积物氮素转化与水体氮素浓度、沉积物pH值、总氮、总磷和有机碳等相关,其中,氨氧化与水体氮素浓度负相关,而反硝化主要受沉积物性质影响。进一步的分析结果表明,污水处理厂排放会显著降低水体中AOA-amoA, CMX-amo A, nir S, nxr B, napA, nar G...     

海水养殖循环系统不同功能区域微生物群落结构比较

为了探究海水养殖循环系统不同功能区域微生物群落结构特征,深入了解水质理化因子与微生物群落之间的相关性,通过16S rRNA扩增子高通量测序技术对系统不同功能区域水体微生物群落结构进行了分析。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为整个系统绝对优势菌门,不同功能区域优势属组成差异较大,但是弧菌(Vibrio)丰度都在1%以上。脉红螺养殖池和生物滤池水体α多样性最高,鲍鱼养殖池水体和自然海水多样性最低。NMDS分析结果显示生物滤池和养殖池进水口微生物群落结构相似,其他区域微生物群落结构有明显差异。生物滤池到养殖池NH₄⁺和NO₂^-去除率分别为8.77%和45.12%,NO₃^-质量浓度在整个系统内都处于较高水平(148.50~200.47mg/L)。环境因子与微生物群落结构没有显著相关性,温度T和NO₂^-对微生物群落结构的影响相对较大。研究结果为下一步循环水养殖系统设计的完善和日常管理提供了参考。     

菌株Acinetobacter sp. Z1低温脱氮除磷性能及氮磷转化途径

从冬季污水处理厂活性污泥中筛选出一株在低温及好氧条件下具有脱氮除磷功能的菌株,经16Sr DNA序列分析鉴定为不动杆菌,命名为Acinetobactersp.Z1.在10℃条件下探究菌株Z1的脱氮除磷性能及氮磷转化途径.结果表明,菌株Z1能够利用NH₄⁺-N或NO₃^--N为唯一氮源,以及NH₄⁺-N和NO₃^--N为混合氮源进行脱氮除磷.菌株Z1在碳源为乙酸钠,m(COD)/m(N)≥20,m(P)/m(N)=0.2,中性或弱碱性溶液中,摇床转速n≥100r/min的条件下具有良好的氮磷去除效果,NH₄⁺-N和PO₄^3--P最大去除率可分别达96.0%和97.9%.菌株Z1的氮转化途径主要是同化,同时也能通过异养硝化-好氧反硝化作用脱氮.菌株Z1可以在好氧条件下除磷,在厌氧条件下不释放磷.实验结果表明菌株Z1在低温条件下具有良好...     

Ag掺杂Co3O4催化活化过硫酸盐降解双酚A研究

考察了 Ag-Co₃O₄复合材料催化活化过硫酸盐降解双酚 A 的效能与机制。研究发现银离子的质量分数为 2.5%、水热反应时间为 8 h 和水热反应温度为 180℃时的催化剂(Ag-Co₃O₄)活化过硫酸盐对双酚 A 的降解效率最佳。研究了水环境共存阴离子(Cl^-、NO₃^-、HCO₃^-和 SO₄^2-)对双酚 A 降解效果的影响。通过实际水环境的模拟实验和稳定性实验发现，催化剂在过硫酸盐体系下对含双酚 A 的水体表现出较强的降解效能与更稳定的特性。在猝灭实验中，在过硫酸盐体系下，该催化剂降解双酚 A 的活性氧化物种类型为羟基自由基、硫酸根自由基、超氧自由基和单线态氧。     

南水回补区地下水水质敏感指标识别及关联性研究

基于北京市通州区2011—2019年地下水位及水质数据,构建了区内南水北调回补前后多个水质指标的ROC曲线;通过识别受回补影响的、AUC>0.7的高度敏感性指标Fe³⁺质量浓度,以及AUC为0.6～0.7的中度敏感性指标NO₃^-、NO₂^-和F^-质量浓度后发现:Fe³⁺在回补后总体质量浓度变小;NO₃^-、NO₂^-和F^-质量浓度变大.以F^-为例,构建了R-V copula模型,结果表明:与F^-敏感性密切相关的指标分别为Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-质量浓度和pH;关联性的具体表现是Ca²⁺质量浓度与F^-质量浓度明显负相关,区内地下水回补后Ca     

湖库水体中DMP在主要无机离子和SDS作用下的光降解行为模拟

目的探究近自然水体环境条件下无机离子和十二烷基硫酸钠(SDS)对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)光降解的影响。方法以辽宁省大伙房水库库区水体为参照,配置与自然水体组成近似的离子组成溶液、SDS溶液及二者混合液,投入等量邻苯二甲酸二甲酯,利用人工光化学反应仪以自然可达最大紫外光强度照射,用高效液相色谱法测定各混合液中DMP质量浓度。结果DMP能在·NO₂攻击机制下完全降解;SDS由于氧阻碍和光源竞争,导致降解率降低至69.7%;无机离子能通过促进氧化自由基生成,促进DMP降解,阴、阳离子的促进作用从大到小依次为:NO₃^-,SO₄^2-,Cl^-;K⁺,Na⁺,Ca²⁺。无机离子和SDS共同存时,DMP的降解率下降至83.4%,SDS对DM P光解的抑制作用大于无机离子的促进作用。结论氧化自由基攻击氧化是水体中常见DMP降解机制,无机离子及SDS均能通过产生氧化自由基使DMP降解;SDS能弱化无机离子的降...     

一株脱氮毕赤酵母Y-4的分离鉴定及其氨氮降解性能

当前水体氨氮污染严重,环境治理迫在眉睫,筛选高效安全的脱氮菌株可为废水脱氮提供更多选择。本研究从沼气发酵污泥中分离筛选能降解氨氮的菌株,使用18S rDNA序列分析,对筛选出的优良菌株进行种类鉴定;同时采用单因素试验和正交试验,探究菌株最佳脱氮条件[培养温度、初始pH值、盐浓度、碳氮比(C/N)]及其硝化、反硝化能力。结果表明,分离筛选得到1株具有较强脱氮能力的野生型毕赤酵母(Pichia sp.)菌株Y-4。在试验优化后,得到菌株Y-4的最适脱氮条件：培养温度25℃,初始pH值8.0、盐浓度(氯化钠浓度)30 g/L、C/N为30。在培养24 h后菌株Y-4对亚硝酸氮(NO₂^--N)的降解率为80.50%,在培养48 h后菌株Y-4对氨氮(NH₄⁺-N)的降解率达99.92%,且在24 h内菌株Y-4的异养硝化和好氧反硝化的速率分别达到6.25和6.71 mg/(L·h),表明毕赤酵母菌株Y-4对废水氮污染处理以及生物修复具有一定的应用价值与潜力。     

滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示：混合带水的TDS（total dissolved solids）变化特征表现为先增大后缓慢降低,且地表水占比越大、含水介质粒径越细,则其变幅越大;混合带水中主要离子质量浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制,其中K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-质量浓度主要受溶解-沉淀作用控制,Na⁺、Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-质量浓度主要受混合NO₃^-作用控制,Mg²⁺质量浓度主要受阳离子交换作用...     

ZIF-67的制备及其活化过一硫酸盐降解左氧氟沙星

室温条件下制备了金属钴有机骨架材料ZIF-67，并采用扫描电子显微镜、X射线衍射光谱和傅里叶变换红外光谱进行表征。将ZIF-67用于活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)去除水溶液中左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)，研究了不同的LEV初始浓度、催化剂剂量、PMS浓度以及初始pH值对去除LEV的影响。结果表明：ZIF-67能有效活化PMS降解水体中有机污染物LEV，在中性pH条件下，30 min内PMS/ZIF-67体系可降解92.0%的LEV。自由基淬灭实验和电子顺磁共振波谱实验表明，该体系中起决定性作用的活性氧物质为¹O₂。另外，水基质中Cl^-和CO₃^2-对该体系中LEV的降解有较强的抑制作用，而NO₃^-、HPO₄^2-以及腐殖酸对LEV的降解没有影响。研究表明MOF材料作为PMS催化剂在水的深度处理中具有潜在的应用前景。     

铁碳微电解耦合苦草原位处理河道黑臭污水的研究

采用铁碳微电解耦合苦草原位处理河道黑臭污水技术,开展模拟实验,考察了铁碳组、苦草组及铁碳耦合苦草组对黑臭水体的净化效果,讨论了水质净化机理.结果表明,处理20 d,耦合组对COD、NH₄+-N、TN和TP的去除率分别为94.2%、85.7%、82.9%和96.1%,水质指标分别稳定在13.68±1.81、1.41±0.75、5.02±0.86、0.21±0.05 mg/L; 溶解氧(DO)和氧化还原电位(ORP)快速提升,分别由0.68 mg/L、-126.37 mV升高并稳定至(6.35±0.22) mg/L和(235.42±3.41) mV.耦合组对黑臭水的净化效果显著优于单一的苦草、铁碳填料组.耦合组的微生物多样性和丰度也有了明显改善,与降解有机物、脱氮除磷等过程相关的微生物群落相对丰度呈增加趋势,优势菌门有Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Firmicutes,优势菌属为Sediminibacterium、Candidatus Nitrotoga、Pseudomonas.耦合组处理过程以铁碳微电解氧化还原降解COD、产生质子[H]和Fe2+ 为自养反硝化提供电子、Fe2+氧化后的Fe3+生成FePO₄沉淀等作用以及根际微生物和陶粒生物膜降解有机物和硝化反硝化作用为主,辅以苦草吸收氮磷,苦草光合产氧、根际泌氧作用及分泌物促进微生物硝化反硝化,通过协同作用净化水质.该研究为采用铁碳微电解耦合沉水植物快速净化河道黑臭水体提供了依据.     

石油降解菌的筛选及其降解特性

为研究石油降解菌对海上溢油污染的降解能力,从大连石化隔油池污水中分离、纯化出一株以柴油为唯一碳源的石油降解菌DW-1.生理生化试验和16S rDNA序列分析结果表明,该菌株为假单胞菌Pseudomonassp.正交试验结果表明,该菌株最适宜生长条件为pH=8.5、盐度为30、氮磷比为10∶1.油培养基质量浓度为3 g/L时,将菌龄为48 h的细菌进行接种,平均除油率在70%左右,最高可达80.32%.海水培养基中絮状物特征表明,该菌株具有应用于海洋石油污染治理的潜质.     

湿地水葱根际、根内细菌群落结构及其驱动因素

根际和根内微生物群落对植物的属性和功能具有重要的影响。湿地植物与微生物协同作用,驱动湿地生态系统的物质循环过程,去除污染物,净化水体。本研究运用高通量测序对不同污染梯度下水葱（Scirpus validus）根际、根内细菌群落的结构和多样性进行了分析,研究了环境因子对植物微生物组多样性的影响。结果表明：水葱根际和根内细菌群落在门水平上的组成相似性达69.23%,主要由厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteriota）等组成。根际与根内细菌群落的优势属组成差异性达76.92%。根内的优势属主要为微小杆菌属（Exiguobacterium）、红球菌属（Rhodococcus）、硫杆菌属（Thiobacillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）以及norank＿f Steroidobacteraceae属。db-RDA分析结果表明,环境因子对根际细菌多样性的影响较大,总解释率达51.93%,而对根内细菌多样性影响较小,总解释率为39.99%。pH、NO₃^-、NH₄     

人工湿地技术对水源地雨水径流污染阻控的应用研究

设置了不同基质(砾石、加气混凝土)及是否种植美人蕉的不同人工湿地结构,通过小试实验对比各个工况对雨水径流污染的阻控效果.研究发现,加气混凝土与种植美人蕉的人工湿地组合成本略高(4.20元/工况),较其余工况高出1.00～2.90元/工况,但在运行的两个周期(交替运行30 h,落干48 h)内,对NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN、PO₄^3-、TP和COD_Cr的平均去除率分别为73.3%、47.0%、85.4%、56.4%、76.0%和65.5%,平均高出其余工况10.9%～18.8%,效果最优,性价比最高,适于推广应用.     

采用生物净化滤柱同步降低CODMn并去除NH4+-N、Mn2+的启动过程研究

采用生物净化滤柱降低微污染水源水中的COD_Mn并去除NH₄⁺-N、Mn²⁺,考察净化启动过程中以及沿程的COD_Mn、ρ(NH₄⁺-N)、ρ(Mn²⁺)变化.结果表明,在71 d时,出水中的COD_Mn、ρ(NH₄⁺-N)、ρ(Mn²⁺)均低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),并且COD_Mn最先达标,生物除锰效果受到NH₄⁺-N氧化过程中产生的NO₂^--N的影响.净化的沿程分析结果表明,随着净化启动的进行, COD_Mn的降低率和NH₄⁺-N的去除率逐渐提高,稳定阶段COD_Mn、NH₄⁺     

深层承压含水层人工回灌条件下地下水中硝酸根的衰减

 收集了某地深层承压含水层人工回灌从2012 年8 月13 日至2013 年1 月16 日的水质数据,研究了回灌过程中地下水中NO₃^- 的衰减。在深层承压含水层中,硝酸根的衰减主要受反硝化作用的影响。讨论了pH 值、电子供体、温度、溶解氧等影响因素,结果表明,在本次回灌过程中,pH 值、电子供体对NO₃^- 的衰减基本没有影响,硝酸根衰减主要受到地下水水温及溶解氧的影响。回灌过程中,由于地下水水温逐渐下降,溶解氧质量浓度逐渐上升,NO₃^- 衰减半衰期经历了一个先保持稳定而后迅速上升的过程。