一株高效亚硝化芽孢杆菌的分离鉴定及脱氮特性研究

从养殖水体底泥中分离到一株对水体氨氮具有良好脱除功能的菌株Y907,在实验室条件下,48h可使水体中的氨氮消解50%以上,72h消解90%以上.经表型观察、生理生化鉴定和16srDNA测序,鉴定菌株Y907为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium).采用密闭生物反应器,以氨氮为唯一氮源,Y907为唯一微生物,进行了脱氮特性研究.结果表明,25℃下培养48h,氨氮质量浓度从85.0mg/L下降为62.185mg/L,总氮从85.0mg/L下降为81.328mg/L,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮在水体中有少量积累,菌体浓度随时间延长而升高,密闭容器上层气体中氮气和二氧化碳含量有所升高,氧气含量下降.说明Y907对水体氨氮的脱除有3条途经:一是被微生物利用,转化为菌体蛋白或其他组织成分;二是转化为少量的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮;三是转化为氮气释放到大气中.     

水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例, 考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下, 总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器, 探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果, 并运用高通量测序技术, 分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明, 温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累; 水体扰动会加速底泥中氮素释放, 且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比; 溶解氧对底泥氮素释放有显著影响, 曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后, 反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势; 在反应器运行的第65天, 底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%, 底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构, 发现底泥中Proteobacteria, Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加, PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。     

潮白河燕郊段水体氮含量分布特征研究

水体富营养化是常见的水环境质量问题,而氮素浓度过高是引起水体富营养化的主要原因之一。通过现场调查与实验测试方法研究了潮白河燕郊段水体中氮含量的分布特征,对潮白河燕郊段水体环境质量进行单因子指数评价和内梅罗指数评价,以此作为潮白河生态环境研究基础数据。研究表明局部水体中总氮的含量略高且主要为有机氮;监测段内总氮和氨氮浓度整体呈上升趋势,总氮含量西岸高于东岸;大运河汇入水体对潮白河水体氮素含量存在一定影响。     

水体扰动对黑臭河道内源氮营养盐赋存形式的影响

设计了一套模拟河道底泥再悬浮装置,设定4个不同水体扰动强度的工况以及1个不扰动对照组,测量了不同水体扰动强度产生的流速以及溶解氧(DO)浓度变化情况,并据此计算出不同工况的雷诺数(Re).研究了不同扰动强度下氨氮、亚硝氮、硝氮和总氮在上覆水、浮泥层间隙水和黑泥层间隙水中的迁移转化规律.结果表明:不同曝气扰动强度引起不同溶解氧梯度分布,并导致底泥中内源氮营养盐赋存形式之间的不同转化途径,其中流速为28.8～32.0cm/s时,Re为1810～2113,DO平均值为5.08～7.50mg/L,上覆水中氨氮和总氮去除效果最好,表明曝气扰动对底泥内源氮中氨氮和总氮的转化行为影响最大.与不产生曝气扰动时相比,由于曝气复氧作用,浮泥层呈现较高的亚硝氮和硝氮浓度,这导致二者分别向上覆水和黑泥层扩散.对于扩散至黑泥层的亚硝氮和硝氮,会在缺氧或厌氧环境的黑泥层中进一步通过反硝化或厌氧氨氧化途径实现对内源氮的完全脱除.     

清淤联合微生物技术的湖泊水体脱氮技术研究

水体清淤是短期内快速降低水体污染物的有效手段之一,清淤后由于底泥扰动大带来的主要环境问题是水体富营养化.为探讨清淤+微生物技术组合运用时对水体中含氮污染物的去除效果,共设置了4组试验,进行了连续60 d的水质检测,分析了实验中各含氮污染物的浓度变化情况.结果表明:清淤后由于底泥扰动在短期内会造成水体中硝氮和亚硝氮浓度上升.投加微生物后30 d内可促进水体硝化作用,水体中TN和氨氮的去除率达到80％以上.清淤和微生物技术综合运用可有效地降低水体中含氮污染物的浓度,是一种较为有效的富营养化水体清淤防控措施.     

氧纳米气泡改性活性炭在河道底泥氨氮治理中的应用

氧纳米气泡改性颗粒物被广泛应用于对污染水体的界面增氧.为研究其对底泥-水界面增氧效果和底泥氨氮污染的修复能力,以活性炭作为负载材料制备氧纳米气泡,采用柱芯培养实验研究氧纳米气泡改性活性炭对河道底泥氨氮去除效果.结果表明:氧纳米气泡改性活性炭的加入将沉积物-水界面(sediment-water interface,SWI)的溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度由0.48 mg/L增加至6.10 mg/L,氧化还原电位(oxidation-reducation potential,ORP)由-34 mV增加至19 mV.利用薄膜梯度扩散技术监测实验期间SWI处氨氮和硝态氮的垂直浓度,上覆水中氨氮的浓度由1.65 mg/L降至0.54 mg/L,去除率为67.3％.沉积物中氨氮浓度由2.75 mg/L降至0.73 mg/L,去除率为37.5％.氨氮的释放通量降低了82.0％.氧纳米气泡改性活性炭既通过界面增氧促进硝化反应,降低了水体中氨氮浓度,也作为覆盖层隔绝沉积物中氨氮与上覆水的接触,降低沉积物中氨氮的释放.研究结果可为覆盖技术和曝气技术联合应用于削减河道底泥氮负荷提供基础数据支持.     

官厅水库水体及底泥中硝化功能细菌的群落多样性研究

为了探讨水生生态系统中生物脱氮的硝化功能菌群(氨氮氧化细菌和亚硝酸氮氧化细菌)在水体和底泥样品中群落多样性的差异,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对官厅水库的水体和底泥微生物群落进行了检测.结果表明:不同采样点的水体中进行硝化微生物优势菌群相似,底泥中进行硝化微生物优势菌群也类似,但水层和底泥中的优势硝化菌群相比有明显差异,环境变化导致群落结构发生了演替.多样性分析显示:氨氮氧化细菌在水层和表层底泥样品的多样性水平差异不大,而亚硝酸氮氧化细菌在底泥中的多样性与水层相比明显降低,表明对外界供氧量响应显著.     

文思湖底泥污染物覆土缓释可行性研究

通过实验室模拟研究了覆土法对三峡大学文思湖底泥中污染物缓释的可行性.通过监测上覆水体中总氮、总磷和有机质浓度水平监控底泥中污染物释放过程,发现底泥覆土之后上覆水体中总氮、总磷和有机质浓度水平均显著降低,与覆土材料自身向上覆水体释放的氮源、磷源和有机质浓度水平相当.结果表明,覆土可以明显抑制底泥中污染物向上覆水体的释放,因此通过覆土以抑制底泥污染物释放可行.     

南方丘陵地区农田氮素渗漏特征研究

农田氮肥的淋失是氮素损失的重要途径之一.在南方丘陵地区选择4种土地利用类型中6个农田地块进行为期1年的氮素渗漏试验,结果表明:(1)不同的土地利用类型的硝氮浓度变化趋势为春季种植季节后逐渐升高,在7-8月份达到最高,然后呈逐渐下降的趋势,呈低-高-低的变化趋势.氨氮浓度与硝氮浓度的消长规律相似,但变化规律不如硝氮浓度明显,时有起伏.(2)土壤中氮素渗漏的基本形态是硝氮,农田氮素的渗漏主要发生在4-8月份.(3)施肥对氮素渗漏量的影响非常显著.施肥量和施肥种类的不同,导致不同土地利用类型浅层地下水的硝氮和氨氮浓度差异较大.施肥量越大,其渗漏量也越大.主要施用碳氨品种化肥的土地利用,其渗漏水中硝氮浓度相对较高,氨氮浓度比较低,而施粗制有机肥的土地利用氨氮浓度表现较高.(4)对地下水位较高的土地利用农田渗漏水中氨氮浓度相对较高.适当的化肥施用量可以减少氮素淋失.     

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...     

滇池水-沉积物界面氮分布特点及其对控制蓝藻水华的意义

 造成水体富营养化的污染源可以分为外源和内源,当湖泊的外源得到控制以后,内源营养盐的释放仍然可以发生富营养化,甚至爆发藻类水华.研究营养物质在水-沉积物界面的地球化学行为,对于控制水体富营养化和水华爆发具有重要意义.以滇池为研究对象,测定了间隙水和上覆水中总氮(TN)、氨态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)和有机氮(ON)的质量浓度.结果表明:①无论在草海还是外海,间隙水中TN,NH₄⁺-N及ON质量浓度均高于上覆水,说明底泥中的氮元素有向水体中扩散的趋势;②草海上覆水及间隙水中TN,NH₄⁺-N和NO₃^--N质量浓度均高于外海,其受污染的程度比外海高.研究揭示了滇池底泥中氮分布区域和垂直变化特征,阐明了内源氮负荷在湖泊富营养化中所起的作用.     

净水厂污泥覆盖控制底泥氮磷释放效果

室内静态模拟净水厂污泥与沙、沸石、锁磷剂(镧改性膨润土Phoslock^?)等4种覆盖材料控制底泥氮磷的释放效果.结果表明:在覆盖强度为2 kg·m^-2条件下,与对照组相比,沸石覆盖对氨氮的平均削减率为42.04%,沙覆盖和锁磷剂覆盖对氨氮均没有削减效果,净水厂污泥覆盖不仅对氨氮没有削减效果,而且还会向水体释放氨氮;锁磷剂、净水厂污泥、沸石和沙的覆盖对正磷酸盐的平均削减率分别为75.98%,53.73%,28.09%和10.69%.最后,分析几种覆盖材料     

开封市龙亭湖水体沉积物中N、P污染分析

以龙亭湖西湖为研究对象,共采集到23个水体样品和23个沉积物样品,据此分析测定水体和沉积物中TN、TP、NH4．N、NO3．N、NO2．N、PO4等含量,并对N、P各种存在形态进行分析测定．通过对水体和沉积物污染状况。以及沉积物污染对上覆水体水质影响的研究表明：对照地表水国家标准GB-3838-2002氨氮含量标准,龙亭湖水体上覆水集中于1、2、3、4类,其中3类水所占比例最高;沉积物对上覆水体NH4-N、NO3-N起到一定程度的净化作用,却是NO2．N、PO4的储存库,是龙亭湖上覆水体的一个内在污染源．研究结果为龙亭湖水体污染治理提供重要的决策依据．     

准好氧填埋中不同区域反硝化类型分析

依据准好氧填埋的原理构建了准好氧填埋模拟试验装置。在填埋不同区域内布设渗滤液采样器定期进行渗滤液采样,并对渗滤液进行水质分析．分析指标包括COD、总氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氯等。结果表明,由于受氧气浓度、氨氮浓度等的影响,不同区域内反硝化类型是不同的。好氧和准好氧区域内以好氧反硝化为主,厌氧区域内以传统厌氧反硝化为主,同时研究表明高浓度氨氮对好氧反硝化的抑制作用小于对传统厌氧反硝化的抑制。     

潜流式人工湿地处理富营养化湖水研究

本研究通过构建水平潜流人工湿地来进行富营养化湖水的净化试验,结果表明,在0.64 m.d-1的高水力负荷条件下,分别具有3种植物(茭白、水葱和鸢尾)的人工湿地系统对富营养化湖水有较好的净化效果(对有机污染物COD、NH4+-N、NO3--N、TN和TP的去除率分别为29.2%~39.1%、37.5%~47.2%、70.3%~74.9%、48.6%~59.1%、和54.6%~57.3%).有植物的人工湿地系统与无植物的空白湿地系统相比较,尽管对COD和NO3--N的去除率差异不显著,但对NH4+-N、TN和TP的去除率都是有植物的人工湿地系统显著好于无植物的空白湿地系统,证明植物对人工湿地系统功能的发挥具有重要作用.     

不同曝气工况对养殖污水处理效果的影响

设计了一套优化组合的水处理系统,主要由下行生物膜池、上行生物膜池、下行牡蛎壳滤池和上行牡蛎壳滤池4个单元串联构成,各单元底部均设置了曝气装置.设计了仅其中1个单元或者3个单元曝气的4种工况,来研究不同曝气工况对养殖污水处理效果的影响.结果表明:在系统进水总氨氮质量浓度为0.52～0.72 mg·L-1,亚硝酸盐氮质量浓...