珠江口海岸带沉积物甲烷相关古菌群落结构及多样性研究

用构建克隆文库的方法对珠江口沉积物中4个层位的甲烷相关古菌群落多样性特征进行研究.结果表明甲烷相关古菌群落结构主要可以分为3类,分别为Methanosaeta,Methanomicrobiales和Methanosarcinales/ANME,且其组成随沉积物深度的改变发生规律变化.Methanosaeta和Methanomicrobiales是属于乙酸和H2/CO2利用型甲烷产生菌,在克隆文库中的含量随沉积物深度的增加而减少;Methanosarcinales/ANME主要由甲烷氧化菌和甲基利用型甲烷产生菌组成,在克隆文库中的含量随沉积物深度的增加而增加.甲烷相关古菌群落结构的变化规律说明,在SMTZ区域及以上,甲烷产生以H2/CO2和乙酸型为主;在SMTZ区域以下,以甲基利用型为主;在SMTZ区域,主要是甲烷氧化过程,由古菌类群ANME-2a负责.     

从珠江口沉积物粒度参数特征分析泥沙来源及其运移趋势

珠江口表层沉积物类型复杂,但可归并为11种基本类型。通过其粒度参数分析,追溯本河口区域泥沙来源是以径流和落潮流下泄泥沙为主,海域来沙为辅。泥沙运移的基本形式是以悬移运动为主要,大量落淤在河口湾的泥沙经过淤落、搅动、掀起等形式的区域内部调整搬运,形成了珠江口海区的大面积悬移质细粒泥沙沉积。泥沙运移的基本趋势是在科氏力影响下及海岸流作用下向珠江口西岸运移。     

珠江口伶仃洋表层沉积物的生矿物特征及其对陆架水入侵的反映

珠江口伶仃洋表层沉积物中业经鉴定的重矿物共有近３０种（类）根据重矿物种类和含量的分布特点，可将海区划为４个重矿物组合类型及相应的４个矿物区，浅海残留砂矿物区主要受陆架水入侵控制；河口湾矿物区主要受陆架水入侵的顶托影响；混合矿物区处于陆架水入侵控制一项托影响的过渡地段伶仃洋由于受下汇径流和陆架水入侵的夹击作用，致使其底质沉积物的粒度及重矿物的含量，由陆向海分别呈现“粗－细－组”和“高－低－高”的变化     

珠江口伶仃洋表层沉积物的重矿物特征及其对陆架水入侵的反映

珠江口伶仃洋表层沉积物中业经鉴定的重矿物共有近３０种（类）．根据重矿物种类和含量的分布特点，可将海区划分为４个重矿物组合类型及相应的４个矿物区，浅海残留砂矿物区主要受陆架水入侵控制；河口湾矿物区主要受陆架水入侵的顶托影响；混合矿物区处于陆架水入侵控制一顶托影响的过渡地段。伶仃洋由于受下泄径流和陆架水入侵的夹击作用，致使其底质沉积物的粒度及重矿物的含量，由陆向海分别呈现“粗－细－粗”和“高－低－高”的变化趋势。     

珠江口沉积分区

依据水动力环境、沉积物类型、粒度和成分的特征，同时参照沉积速率、地貌形态等因素，把珠江口划分为５个沉积区：径流型河口砂质沉积区，以河流作用为主，系珠江口海区沉积作用最活跃的地段。     

珠江口表层沉积物常量元素特征及其地球化学意义

 对珠江口348个站位表层沉积物中常量元素的地球化学特征进行了分析,探讨了其地球化学意义。结果表明,沉积物主要化学组成是SiO₂和Al₂ O₃,平均含量分别为60.1%和15.1%,且自河口向海方向SiO₂含量增大,Al₂ O₃含量减少。元素相关性及因子分析表明,沉积物主要由陆源和生物源碎屑沉积组成,包括SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Fe₂O₃、MnO、TiO₂、K₂O 和CaO,是控制研究区沉积物化学成分的最主要因素;海源碎屑沉积包括Na₂O、MgO和K₂O,且K₂O具有陆源和海源碎屑双重特征.     

反硝化厌氧甲烷氧化与厌氧氨氧化耦合颗粒污泥脱氮效能

采用改进的升流式厌氧污泥床(UASB)反应器,在温度为30℃条件下,逐渐缩短HRT(水力停留时间)由9.6 d到0.9 d,经过160 d运行,成功培养出反硝化厌氧甲烷氧化与厌氧氨氧化耦合颗粒污泥,采用荧光原位杂交(FISH)分析、16S rRNA分析等方法研究颗粒结构和微生物组成特征.结果表明:耦合颗粒污泥的氨氮和亚...     

反硝化型厌氧甲烷氧化耦合厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

反硝化型厌氧甲烷氧化(Denitrifying Anaerobic Methane Oxidation, DAMO)耦合厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)脱氮工艺在实现能源废水处理方面具有很大的潜力。DAMO-Anammox脱氮工艺能同时将甲烷、氨氮和硝酸盐转化为无害的N₂和CO₂,在无需额外能量消耗下实现废水中的碳氮循环,有望成为未来环境友好型废水处理的主要技术。本文讨论了DAMO-Anammox微生物的协同和竞争机制,不同电子受体的类型对脱氮过程中微生物胞外电子传递机制及脱氮除甲烷效率的影响,指出了目前DAMO-Anammox脱氮工艺存在的功能微生物富集困难、气液传质效率差和脱氮性能不足等应用瓶颈,总结了如新型反应器构型的设计、人工电子中介体投入和电化学强化等相对应的改进策略,为该工艺的进一步研究和规模化应用提供参考。     

珠江口外东平海域表层沉积物中痕量污染元素研究

利用珠江口外东平海域环境评价资料,对该海域各类沉积物组分中的部份痕量污染元素进行了研究,找出了各沉积物组分中痕量污染元素的分布规律及富集特征,并以《海洋沉积物质量标准(GB18668—2002)》为依据,进行了定量评价。结果表明:痕量污染元素富集主要出现在西部浅水区和东侧航道,明显受河口水动力条件和沿岸人类活动的影响。沉积物中的痕量污染元素的富集,影响因素众多,环境复杂,在研究区大致可归为物源、动能强弱、沉积物性质、理化环境、生物作用等;珠江口外东平海域沉积物环境质量较好,污染较轻,为我国海洋底质Ⅰ、Ⅱ类标准。     

珠江口现代沉积速率与沉积环境

采用历史海图分析对比、~(210)Pb测年数据校核等方法,综合推算出珠江口不同地段的现代沉积速率。依据沉积速率大小和分布的特点,将珠江口划分出高速率沉积、快速率沉积、中速率沉积和慢速率沉积或稍有侵蚀等4个分区。再结合地形、动力和沉积特征方面的关系,又将该海区归纳为4大类沉积环境和8个亚环境。最后论述了高盐陆架水的上升作用对珠江口海区沉积环境的入侵和影响。     

珠江口表层沉积物和悬浮颗粒物中的持久性有机氯污染物

为探讨我国最大的河口湾珠江口中持久性有机氯的残留水平与分布,1996年7月和1997年3月在珠江口分别进行了两个航次的现场调查,从布设的十多个站位采集了表层沉积物和悬浮颗粒物样品.样品经冷冻干燥、萃取浓缩和净化分离后,用GC法分析其有机氯农药六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)以及多氯联苯(PCBs)的含量.结果表明:表层沉积物中HCHs、PCBs和DDTs的浓度范围分别为0.28～1.23,0.18～1.82和1.36～8.99ng/g(干重),与其他河口相比,珠江口沉积物的有机氯含量较低.悬浮颗粒物中有机氯的含量随不同采样站位和季节而异,但平均含量高于沉积物.本文基于两个航次的调研,综合报道了这些有机氯化合物在研究海域中的含量和组成分布,并对其残留水平与污染状况及来源等作了探讨.     

厌氧甲烷氧化及其影响因子的研究进展

厌氧甲烷氧化(anaerobic oxidation methane, AOM)对降低全球甲烷排放具有重要意义,是当前生物地球化学循环的研究热点之一。基于此,综述了以不同电子受体参与的AOM反应,包括硫酸盐还原型厌氧甲烷氧化、反硝化型厌氧甲烷氧化和金属离子型厌氧甲烷氧化,对参与不同类型AOM的相关微生物种类及代谢途径进行梳理,重点总结影响因子包括甲烷浓度、氧化还原电位、温度、pH值及盐度对AOM的影响,最后展望了应拓宽研究区域,探寻更多参与AOM的电子受体及其他反应耦合体系,以期为进一步研究甲烷氧化过程在碳、氮、硫及金属离子生物地球化学循环中的重要意义提供参考。     

厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合研究

根据厌氧氨氧化菌、反硝化菌与甲烷菌的特征,采用气提式反应器,利用反硝化颗粒污泥进行厌氧氨氧化污泥培养,研究厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合作用,并考察其对高氨氮有机废水的处理效果.反应器经过106 d的试验运行表明,NH3-N、TN、NO3-N及COD的去除率分别可达45%、69%、94%及81%;试验过程中同时观察到了厌氧脱磷现象;反应器中接种的灰黑色絮状污泥在连续运行期间逐渐转变为深棕黄色颗粒污泥.经PCR检测表明厌氧氨氧化活性较高.     

UASB反应器内同步厌氧氨氧化与甲烷化反硝化的研究

为进一步降低猪场示范工程排放废水中COD和氨氮的浓度,本试验尝试以葡萄糖配水模拟猪场废水,在同一个UASB反应器内实现同步的厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化反应,以达到同时除碳脱氮的目的。结果表明,接种不同活性污泥于同一个UASB反应器内,经过约48 d反应器启动成功。在完成启动的反应器中添加亚硝酸盐氮和氨氮,使pH维持在7.3～8.3,温度、进水流量、回流量和水力停留时间等均与启动阶段保持一致,可逐步实现同步厌氧氨氧化和甲烷化反硝化。此阶段进水CODCr为500 mg/L,CODCr去除率在80%～90%之间,NO2-N去除率接近100%,氨氮去除率较低且处在波动状态。但是适当降低进水中有机物浓度,可在同时存在亚硝酸盐氮和氨氮的情况下提高厌氧氨氧化菌的竞争能力。当仅降低进水CODCr浓度(由500mg/L降至100 mg/L)时,氨氮去除率能缓慢升至30%以上。     

2004年10月珠江口西岸海陆风特征观测研究

根据2004年10月在珠江口西岸新垦观测的大气边界层探测资料和自动气象站资料,研究了珠江口西岸海陆风特征。结果表明:珠江口西岸海风出现频率较高,20时出现频率为51.8%;海风出现和结束时间都较晚,一般在14-18时之间出现,23时-次日02时之间结束;海风环流高度随海风持续时间逐步升高,23时最高达到700 m左右;海风使珠江口西岸贴地逆温出现时间推迟,低空逆温出现频率增加。     

中空纤维膜生物反应器富集反硝化厌氧甲烷氧化菌群的研究

反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO)过程可以由一种称为Methylomirabilis oxyfera的DAMO细菌在有或者没有DAMO古菌下完成.已经报道的DAMO过程的菌群富集时间长(一般需要7~18月),且DAMO体系反硝化速率低.利用中空纤维膜生物反应器(HFMB)提高甲烷的传质来试图实现快速启动DAMO反应,结果发现HFMB在不到3个月时间内就表现出DAMO反应,其反硝化速率达到50 mg·L-1·d-1硝酸盐氮.二代测序显示,HFMB中微生物以Anaerolineaceae,Azospira,CL500-3占绝对优势,分别为39.08%,13.68%和11.54%,而DAMO细菌(Methylomirabilis)和与厌氧甲烷氧化有关的古菌Methanosarcina分别占0.02%和0.13%,因此推测在HFMB中DAMO过程是由一群新的菌群主导完成.     

珠江口“门”的双向射流指标体系研究

以虎门为例,根据野外水文、地形图等资料,分析了珠江口"门"的双向射流指标体系,重点讨论了射流强度、双向不对称系数等量化指标.     

含甲烷水合物松散沉积物超声波性质的实验研究

实验模拟海域含天然气水合物松散沉积物,并测量其声学性质变化规律,以期为天然气水合物地震勘探和资源评价提供科学依据。采用一套改进的水合物超声波速度测量装置,根据反应釜内部气体压力的变化,连续监测实验过程中甲烷水合物饱和度的变化,获得被水完全饱和的松散沉积物中甲烷水合物饱和度与声波速度的关系。模拟南海神狐海域SH-7钻孔的HY-3样品,进行多个轮次的甲烷水合物形成-分解实验,实测纵、横波的速度均落在水合物非胶结曲线与胶结曲线之间,表明甲烷水合物在沉积物孔隙中同时存在胶结和非胶结多种赋存形式,在分解和合成过程中均以呈悬浮状或作为支撑颗粒的水合物优先,但少量起胶结作用的水合物始终存在,并对沉积物声学性质有明显的提升作用。     

用极化曲线法研究硫酸盐还原菌厌氧腐蚀

本文采用极化曲线法研究了油田水中硫酸盐还原菌(SRB)导致的钢铁厌氧腐浊以及某些因素的影响.实验中采用了含Fe~(2+)或不含Fe~(2+)以及合SO_4~(2-)或不含SO_4~(2-)的培养基.实验表明,Fe~(2+),S~(2-),FeS以及SO_4~(2-)等添加物会促进碳钢的SRB腐蚀.它们对腐蚀的主要作用是促进了腐蚀反应的阴极去极化.Fe~(2+)的显著影响还包括促进SRB的生长繁殖及磷代谢.     

珠江口港口航道海洋疏浚泥处置利用现状研究

疏浚泥的出路在当前乃至今后很长一段时间里都是阻扰和制约港口航道和海岸工程发展的瓶颈。笔者结合自身工作经验和前人研究成果,在系统掌握珠江口港口群的三大中心港口——广州港、深圳港、珠海港疏浚量产生和疏浚泥性质的基础上,综合2004-2007年度疏浚泥时空分布情况,对统计年度期间,珠江口港口航道海洋疏浚泥的处置利用现状进行调查分析,对各处置方案的优缺性及补偿对策进行讨论。