阿特拉津低温降解菌的筛选及降解机理研究

以阿特拉津为唯一氮源, 在低温条件下(10℃),从吉林市污水处理厂的活性污泥中分离、筛选出1株能够高效降解地下水中阿特拉津的菌株W4.通过16S rDNA碱基测序和比对,初步确定该菌为假单胞菌属;通过室内降解条件优化,确定W4的最佳降解条件:初始pH范围为7～9,最佳碳源为蔗糖和乳糖,最佳碳源加入量为0.4 g/L.在最佳降解条件下,W4对初始质量浓度为34 mg/L、22 mg/L和10 mg/L的阿特拉津的生物降解反应符合零级反应动力学方程,对初始质量浓度为5 mg/L的阿特拉津的生物降解反应符合一级反应动力学方程.GC/MS分析结果显示,菌株W4降解阿特拉津遵循氯水解途径,代谢产物为2-羟基-4-乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三嗪.     

阿特拉津在地下水中迁移转化的实验研究

阿特拉津是研究区内广泛使用的旱田除草剂。为治理其污染的地下水 ,采用静态和动态实验的方法研究其在含水介质砂层中的吸附特性和在地下水中的迁移转化规律。实验结果表明 :砂层对阿特拉津的吸附量小 ,不同固液比 (1.0、0 .5、0 .2 )时的分配系数分别为 0 .10 ,0 .15 ,0 .19cm3 /g ;含水层的弥散度为 0 .0 336m ,阻滞因子为 1.2 9,自然净化系数为 0 .0 0 2 8/d。由此确定所建立的数学模型和参数 ,为研究区阿特拉津污染地下水的治理提供可靠的依据     

基于BP神经网络的复合污染体系中沉积物吸附阿特拉津的规律

建立了Cu2+和阿特拉津(AT)复合污染体系中沉积物各活性组分及其交互作用对AT吸附量影响的BP神经网络模型,模型预测值和实验值的相关系数达到0.97,各集合的平均偏差均小于10%。模型显示,AT在沉积物上的主要吸附位是铁氧化物。沉积物吸附AT时铁氧化物、锰氧化物、有机质之间存在显著的交互作用,铁氧化物、锰氧化物交互作用贡献率为-130%～80%,铁氧化物、有机质交互作用贡献率为5%～28%,锰氧化物、有机质交互作用贡献率为-200%～-70%。各活性组分吸附AT的能力及其交互作用受Cu2+的影响较大,其中:Cu2+对AT在铁氧化物上的吸附表现为拮抗作用,对AT在锰氧化物上的吸附表现为协同作用,而对AT在有机质上的吸附影响不显著,同时Cu2+减弱了铁氧化物-锰氧化物和锰氧化物-有机质的交互作用影响,增强了铁氧化物-有机质的交互作用影响。     

污染土壤中多环芳烃的微生物降解及其机理研究进展

多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境中的难降解危险性“三致”有机污染物。微生物对多环芳烃的降解是去除土壤中多环芳烃的主要途径。研究表明，对于土壤中低分子量多环芳烃类化合物，微生物一般以唯一碳源方式代谢；而大多数细菌和真菌对四环或四环以上的多环芳烃的降解作用一般以共代谢方式开始。本文重点论述了高分子量多环芳烃：芘和苯并(a)芘的微生物降解及其机理。并介绍了多环芳烃污染的微生物—植物联合修复机制，最后展望了污染土壤中多环芳烃的研究趋势。     

无机材料对PVA-H3BO3包埋固定化方法的改进

利用无机材料活性炭纤维、泥炭、蛭石、高岭土、珍珠岩、钙基膨润土、粉末活性炭和硅藻土对PVA-H3BO3固定化方法进行改进,包埋固定已筛选的阿特拉津降解菌,制成生物微球,在10℃条件下考察其对生物微球溶胀行为及生物微球去除阿特拉津效果的影响。结果表明,空白生物微球和高岭土改性生物微球对AT的去除符合零级动力学方程,其余10种生物微球对AT的去除符合一级动力学方程。活性炭改性生物微球对AT的去除半衰期最短,为2.61h;硝化泥炭改性生物微球对AT的去除半衰期最长,为39.93h。结合实验现象和扫描电镜分析结果显示,强碱泥炭、硅藻土、蛭石、130℃烘干泥炭、磺化泥炭、珍珠岩改性生物微球和未添加无机材料改性的生物微球未发生溶胀现象。     

加强反硝化条件下地下水中常见有机污染物苯和甲苯微生物降解研究

利用实验室含水层物质微环境实验,对地下水中常见有机污染物苯和甲苯在厌氧反硝化条件下的微生物降解进行了研究。通过１０种方案实验结果的分析对比,所得重要结论如下：在加强了的反硝化条件下,微生物利用ＮＯ－３作为电子受体降解苯和甲苯;降解苯和甲苯的反硝化细菌来自于含水层物质;微生物所需的宏量营养由苯、甲苯和硝酸盐提供,痕量元素来自于含水层物质;环境的酸碱条件对微生物降解具有重要影响,ｐＨ值过高或过低均抑制微生物降解作用的产生。     

低温条件下高效苯酚降解菌的筛选及降解特性

在18℃的低温条件下,从不同菌源中富集、驯化、筛选得到两株高效苯酚降解菌株A4和B14,在转速为150r·min-1、温度为18℃、pH为6～9的条件下,两株菌对苯酚起始浓度为300mg/L的苯酚降解率分别为90.43%和99.02%.在中性条件下,对苯酚起始浓度小于300mg/L的苯酚降解率均保持在98%以上.经形态特征观察及生理生化实验初步鉴定,结果显示,A4为微球菌属,B14为假单胞菌属.对菌株的降解特性研究表明两株菌最适生长的pH值为6～9,A4菌株比B14菌株具有更广泛的pH适应性;菌株对苯酚的降解率随着生物投加量的增加而升高,在投菌量大于5mL·100 mL-1时,苯酚降解率接近100%;两株菌在通气状况良好的条件下,对苯酚的降解率及其生长情况明显优于缺氧条件.通过对比实验,A4菌株对外界环境的适应性明显强于B14,而后者的生长速率明显高于前者.     

松花江一级阶地包气带岩性特征及其对农药吸附与降解的影响

对松花江一级阶地包气带的岩性特征分析结果表明,三层介质均为砂土,有机质和粘土矿物含量较少,水的渗透系数由袁层到深层显著增大.阿特拉津在三层介质中的吸附系数依次为1.2 mL/g、0.6 mL/g和0.2 mL/g,自然降解半衰期为124 d、153 d和225 d,能够长期残留在包气带中,构成对地下水的威胁.     

共存镉/铜对沉积物(生物膜)中主要组分吸附阿特拉津的影响

采用选择性萃取分离技术对沉积物(生物膜)中非残渣态组分(铁、锰氧化物和有机质)进行分离,研究阿特拉津(atrazine,AT)-Cd-Cu系中共存重金属对选择性萃取前后沉积物(生物膜)吸附AT的影响.研究结果表明:共存体系中,沉积物(生物膜)中铁氧化物对AT的吸附贡献最大,其次是有机质,而锰氧化物则抑制AT的吸附;共存镉促进了AT在沉积物(生物膜)原样及各非残渣态组分上的吸附,镉质量浓度为0.2 mg/L时,促进作用最显著,各组分对阿特拉津的吸附贡献增加了3.20%～32.31%(沉积物)和1.61%～17.10%(生物膜),但随镉质量浓度的增加,其促进作用减弱;共存铜抑制沉积物(生物膜)原样及铁氧化物、有机质对AT的吸附,铜质量浓度为75.0 mg/L时,其抑制作用最强,铁氧化物和有机质对阿特拉津的吸附贡献分别降低了29.21%、22.36%(沉积物)和9.46%、77.27%(生物膜),但同时减弱了锰氧化物对AT吸附的抑制作用,其吸附贡献分别提高了28.98%(沉积物)和17.46%(生物膜).     

有效参数的幂平均算法对农田尺度阿特拉津淋溶动态数值模拟的影响

以模拟农田尺度降雨入渗—重分布条件下阿特拉津(atrazine)在非饱和土壤中的淋溶动态为数值算例,通过在北京东郊的一块27m×27m的农田采集100个土壤样品,测定其主要理化性质,间接计算获得各土壤样品的van Genuchten型水力学参数、溶质运移的弥散度及atrazine在土壤中吸附的分配系数,进而基于柱模型假设,运用HY DRUS 1D软件得到不同时刻采样区内土壤水负压和atrazine浓度的平均分布。在此基础上,重点探讨了应用幂平均算法计算不同的等价有效参数对农田尺度下土壤水负压和atrazine浓度平均分布的数值模拟精度的影响。就所设计的降雨入渗—重分布条件下atrazine淋溶的算例而言,土壤水力学参数、溶质运移参数和吸附特性参数取几何平均或调和平均作为有效参数值,空间平面上呈正态分布的土壤水负压的初值采用算术平均值作为流场模拟的初始条件,可以获得满意的数值模拟结果。     

不同微生物肥对植烟区镉污染土壤的修复效果

为研究不同微生物肥对土壤中Cd的钝化效果和烟叶Cd含量的影响,选取南方植烟区3种不同类型(红泥田、黄泥田及青紫泥田)Cd污染土壤,以南方主栽烤烟云-87和K-326为测试品种,采用盆栽试验,测定了3种微生物肥(DY、AMS和HMD)在不同浓度下对烟草生物量、不同部位烟叶Cd含量、土壤Cd形态以及土壤中微生物种类的影响。结果表明：(1)3种微生物肥均能增加烟叶生物量,其中HMD增重效果最好。(2)与对照相比,3种微生物肥能有效地降低土壤中Cd的有效性和烟叶Cd的含量。针对3种土壤施用微生物肥浓度为1.5%时,叶片中Cd的降Cd率(与对照相比)分别达到17.2%~63.9%、20.4%~58.3%及18.9%~48.3%,DTPA-Cd下降比例分别为13.8%~17.3%、17.2%~22.8%及12.8%~16.2%;而随着施用微生物肥浓度增加到3.0%后,上述土壤烟叶中Cd的降Cd率显著增加,分别为20.3%~59%、31.3%~66.6%及25.2%~56.1%,DTPA-Cd下降比例分别为15.5%~28.2%、19.6%~26.6%及13.8%~17.3%。HMD效果最好,其次为DY和AMS。(3)3种微生物肥都增加土壤中微生物种类和数量,优化了烟草生长环境。总体来说,该植烟区土壤,DY和HMD增加产量的同时降Cd效果较好,可以在大田推广使用。     

A Study of the Extended-range Forecast for the Low Frequency Temperature and High Temperature Weather over the Lower Reaches of Yangtze River Valley in Summer

Based on the observational data, the variations of Intraseasonal Oscillation (ISO) of the daily temperatures and its relationships to the high temperature in summer over the lower reaches of the Yangtze River Valley (LYRV) were studied for the period of 1979-2011. It is found that the daily temperatures over LYRV in May-August was mainly of periodic oscillations of 1525, 3060 and 6070 days, and the interannual variation of the intensity of its 3060-day oscillation had a strongly positive correlation with the number of days with daily highest temperature over 35 ℃ in July-August. Low frequency components of daily temperature in the LYRV, and the principal components of the Eastern Asian 850 hPa low frequency temperature, over a time period ranging from 1979 to 2000, were used to establish the Extended Complex Autoregressive model (ECAR) on an extended-range forecast of the 3060-day low frequency temperature over the LYRV. A 11-year independent real-time extended-range forecast was conducted on the extended-range forecast of low frequency component of the temperature over the LYRV in May-August, for the period ranging from 2001 to 2011. These experimental results show that this ECAR model, which is based on a data-driven model, has a good forecast skill at the lead time of approximately 23 days, with a forecast ability superior to the traditional autoregressive (AR) model. Hence, the development and variation of the leading 3060-day modes for the Eastern Asian 850 hPa low frequency temperatures and temporal evolutions of their relationships to low frequency components of the temperature over the LYRV in summer are very helpful in predicting the persistent high temperature over the LYRV at a 20 to 25 days lead.     

多圈管分期冻结施工法温度场现场实测与分析

在深厚表土中进行冻结法施工常产生由于冻胀应力造成的冻结管断裂, 为减小深井冻结壁在形成过程中产生的内部冻胀应力, 采取外圈辅助冻结孔滞后于主圈孔冻结的施工方案, 能有效地防止冻结管断裂. 应用有限元方法对淮南某煤矿主井冻结井筒分期冻结过程进行了瞬态温度场数值模拟, 和现场实测十分接近. 分期冻结方案能减少冻结壁内部水分聚集, 以达到减少冻胀应力的目的, 并形成相对比较均匀的温度场. 相同冻结条件下采用分期冻结方案, 冻结壁有效厚度增大约15%. 数值模拟的系统分析可为深井冻结壁的设计与施工提供科学依据.     

近30 a气温变化对黄河下游凌情影响分析

根据1951－1998年黄河下游代表站冬季气温资料，统计分析了近30a平均气温和气温过程变化特点及其对凌情的影响，并在分析负气温演变特点及其与凌情关系的基础上，建立了气温－凌情关系式，同时利用70年代以来气温、凌情资料，计算分析了气温变化和其它因素对凌情的影响。     

低温对厚皮甜瓜幼苗光合特性的影响

在人工控制条件下研究了低温对厚皮甜瓜幼苗光合特性的影响.结果表明:低温(昼15℃/夜5℃)胁迫导致甜瓜幼苗的光合色素含量和叶片光能捕捉下降,可利用光强范围变窄,对CO2的利用效率降低,光合作用的瞬时水分利用效率显著降低.在亚适宜温度(昼20℃/夜10℃)下,制约甜瓜光合作用的主导因素为气孔限制,在胁迫低温下则以非气孔因素为主.气孔限制在降低植物碳同化速率的同时,也提高了水分利用效率.低温条件下,伊丽莎白较黄河蜜具有更高的光合色素含量、更大的光能和CO2利用效率、更强的弱光和低浓度CO2利用能力.甜瓜温室型品种伊丽莎白对低温的适应性优于露地品种黄河蜜.     

温度对沸石吸钾量检测的影响研究

沸石具有选择性吸附钾离子的特性,吸钾量是沸石应用中一项重要的物化性能,温度是影响吸钾量测量结果准确度的重要因素。在现有的吸钾量测试方法中,由于对测试温度的规定较为模糊,基本不作设定或只注明室温,而室温随季节变化较大,测试方法的准确度和精密度无法得到保证。为完善吸钾量的测试方法,本文研究了实际温度对沸石吸钾量的影响。结果表明,在试验的温度范围内(11.5~80℃),沸石样品的吸钾量与温度呈稳定且相对固定的负相关,由此提出了吸钾量计算公式:E20=Et+k(t-t20)。根据该定量关系,本文提出吸钾量测试方法中需要明确规定吸钾量的测试温度为20℃;如果是在非20℃的实际温度下测量得到的吸钾量,可根据温度校正系数(k)转换到20℃条件下的吸钾量。这种吸钾量测试方法可在实际室温下进行,操作简单,无需使用控温装置;又能消除因时间和地域差异导致的室温波动的影响,使吸钾量测试结果具有更好的精密度和准确度。     

Applications of Low Temperature Thermochronology in the Tectonogeomorphology Evolution of the Tibetan Plateau

The tectonogeomorphology is regarded as the key to understanding the uplift history of the Tibetan Plateau. But its research is blocked by the poor constrains of chronology. The low temperature thermochronology, the most fashions are the zircon and apatite fission-track and (U-Th)/He thermochronology (ZFT, AFT, ZHe and AHe), has thoroughly developed recently, become a sensitive and precise tool for this kind study, and was suggested in this paper. A metasynthesis study of the multiple low temperature thermochronology was proposed, including the bedrocks of high altitude mountains, on which low-relief and layered landscapes has developed and relicted, as well as the synorogenic deposits, such as the Cenozoic sediments, river terraces and modern river deposits. Thus, mutual compensation of advantages among ZFT, AFT, ZHe and AHe could be achieved to yield a whole exhumation and evolution history of regional tectonogeomorphology during the Cenozic. Accordingly, several conceptual growth models of the tectonogeomorphology terrane can be yielded. However, issues as pointed out in this study are still exist when conducting the relevant researches, and should be carefully addressed.     

无氯低温早强剂及其在浅层水平井固井中的应用

基于水平井在低渗油藏开发方面的巨大优势,采用水平井已成为开发延长油田东部浅层油藏稳产增产的一项重要技术。由于该区域水平井具有井内温度低、垂深浅、后期压裂易产生水平缝等特点,要求水泥环有高的强度和密封性。通过室内试验筛选出一种新型的无氯复合型早强剂M59S,与水泥中的铁离子、铝离子形成促凝早强的复合络合物,可大幅缩短低温下水泥水化时间,提高水泥石早期强度,辅之以其他外加剂形成了一套低温早强水泥浆体系。经室内性能评价,该体系稠化过渡时间短,浆体稳定性好,析水为0,失水量＜40 mL/30 min,流变性能良好,20 ℃常压养护水泥石48 h抗压强度＞20 MPa,能够满足低温浅层水平井固井的施工及技术要求。该低温早强水泥浆体系在延长东部浅层水平井中应用,固井效果良好。     

海洋天然气水合物地层钻探钻井液低温流变性能研究

海洋天然气水合物赋存于低温和高压环境条件,以分解抑制法钻进水合物地层,常通过降低钻井液的温度来抑制水合物的分解,所以要求钻井液具有良好的低温性能。对甲酸盐海水钻井液和聚合醇海水钻井液在不同低温条件下的流变性能进行了探讨。结果表明：钻井液处理剂和水合物抑制剂均对钻井液的低温流变性能有不同程度的影响。提出在研究海洋天然气水合物地层钻探钻井液时,应合理选择钻井液体系和处理剂,确保钻井液在低温条件下具有良好的流变性能。