高盐环境下ANAMMOX-UASB反应器启动特性

在高盐环境下(含盐量3%)以耐高盐厌氧反硝化颗粒污泥作为接种污泥启动ANAMMOX-UASB反应器,研究其启动特性。结果表明,高盐环境下ANAMMOX-UASB启动成功仅耗时186 d,总氮(Total Nitrogen, TN)去除率在87.5%以上,NH⁺₄-N和NO^-₂-N消耗量之比(Rs)、NH⁺₄-N消耗量与NO^-₃-N生成量之比(Rp)分别为1.13和0.26。启动成功后反应器中污泥由黑色逐步变为红褐色,污泥颗粒化形态较为明显。高盐环境下ANAMMOX-UASB启动成功后污泥中Heme c含量、硝酸盐还原酶(Nitrate reductase, Nar)活性、亚硝酸盐还原酶(Nitrite reductase, Nir)活性、联氨氧化酶(Hydrazine oxidase, HZO)活性、联氨合成酶(Hydrazine synthase, HZS)活性较接种污泥的增幅分别为8.00、6.74、8.34...     

序批式反应器改良工艺对海水养殖废水中氮和磺胺嘧啶去除及微生物群落分析

本研究利用投加磁粉和粉末活性炭的序批式反应器(Sequencing batch reactor, SBR)改良工艺处理模拟海水养殖废水,探究了污染物去除性能及微生物群落结构。与未投加磁粉和粉末活性炭的SBR比较,SBR改良工艺COD、NH⁺₄-N和NO^-₃-N的去除性能变化较小,平均去除率均保持在97.0%以上;SBR改良工艺NO^-₂-N和总无机氮(Total inorganic nitrogen, TIN)的去除率高于未投加吸附剂的SBR,SBR改良工艺的NO^-₂-N和TIN平均去除率分别保持在78.56%和90.88%以上;投加磁粉和粉末活性炭均促进了磺胺嘧啶去除,投加粉末活性炭SBR的磺胺嘧啶去除效果最好(95.88%),说明粉末活性炭是磺胺嘧啶去除的有效吸附剂。反硝化菌Pseudoalteromonas是3个SBR的优势菌属,投加磁粉时丰度最高(43.5%)。氨氧化菌(Ammonia oxidation ...     

光谱法测定海水中溶解态无机氮的研究进展

溶解态无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)主要由亚硝酸盐-氮(NO^-₂-N)、硝酸盐-氮(NO^-₃-N)和铵氮(NH⁺₄-N)组成,它们在海洋的生物地球化学循环过程中起重要作用。但人类活动向海洋输入了大量无机氮,导致一系列环境问题。为了更好地开展海洋氮循环研究和环境污染管理,需对海水中的DIN进行测定。在众多分析方法中,光谱法因其通用性好、适用范围广、所需设备简单,成为测定海水DIN的首选。本文总结了近10年来基于光谱法测定海水DIN的研究进展,包括紫外分光光度法测定NO^-₃-N、萘乙二胺分光光度法测定NO^-₂-N和NO^-₃-N、次溴酸盐氧化-分光光度法测定NH⁺₄-N、靛酚蓝分光光度法测定NH⁺₄-N...     

复合碳源对含水层中硝酸盐自净的影响及微生物响应

本文选择典型农田采集地下水及含水层介质样品构建反应体系,添加三种配比的复合碳源(腐殖酸∶蛋白质∶葡萄糖分别为50%∶25%∶25%(C1);70%∶15%∶15%(C2);70%∶20%∶10%(C3))进行培养实验,分析在不同碳源配比下含水层系统中NO^-₃转化的动力学特征,综合微生物多样性和功能预测分析,探究复合碳源对含水层NO^-₃自净影响的微生物响应。研究表明,相对于空白对照组别(CK),复合碳源存在会促进含水层系统中的硝酸盐自净过程,C1、C2和C3的NO^-₃去除率在40 d内分别可达71.71%、52.99%和44.37%,远高于CK的17.01%。NO^-₃消减过程的动力学特征也表明复合碳源中葡萄糖或蛋白质等生物利用性高的碳源占比越大,越有利于NO^-₃消减,其中,蛋白质比例越高,产物中铵态氮含量越高。同时,微生物群落结构和功能预测分析的结果都表明添加复合碳源促进...     

苏北浅滩营养盐的分布特征与控制因素

本文根据2017年3、5、9月对苏北浅滩海域3个航次的调查数据,分析了调查海域溶解态营养盐的浓度与时空分布特征,并探讨了影响苏北浅滩营养盐分布变化的控制因素及其与浒苔暴发之间的关系。结果表明NO^-₃-N从3月至5月平均浓度略微降低,而9月NO^-₃-N平均浓度又降低至17.5μmol/L;PO₄^3--P、SiO₃^2--Si平均浓度从3月到5月再到9月均先降低后升高。NH⁺₄-N平均浓度从3月的2.38μmol/L上升至5月的7.44μmol/L,整个调查海域浓度较高,尤其是南部海域,9月又下降至1.28μmol/L。5和9月DON平均浓度显著低于3月。苏北浅滩海域NO^-₃-N、PO₄^3--P、SiO₃^2--Si浓度均呈现由近岸向远岸梯度递减的...     

象山港大黄鱼Pseudosciaena crocea网箱养殖区沉积物-水界面营养盐通量研究

2013年5月、8月和11月调查了象山港大黄鱼网箱养殖区及附近沉积物中总有机氮(TON)、总有机碳(TOC)和总磷(TP)含量,并采用实验室模拟法研究了底泥耗氧率(SOCs)和沉积物-水界面营养盐(NH⁺₄、NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄)通量。结果表明:养殖区(YZ)沉积物中的TON和TP含量显著高于距离养殖区50 m(F1)和100 m(F2)的区域(P<0.05)。底泥释放NH⁺₄到上覆水中,但是从上覆水中吸收NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄。沉积物-水界面营养盐通量表现出明显的季节性变化,在8月,NH⁺₄及PO^3-₄的释放量达到最大值。上覆水中NH⁺₄、NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄的质量浓度随着沉积物-水界面营养盐通量的变化而变化。研究表明,象山港大黄鱼养殖活动对养殖区底泥造成了一定污染,且通过影响沉积物-水界面营养盐通量影响上覆水中营养盐分布,最终给整个养殖系统造成生态负担。     

好氧反硝化反应器中微生物群落的碳代谢特征

本文采用Biolog-ECO微平板技术,分析了不同水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)5、6、7h和进水硝酸盐(NO3ˉ-N)浓度50、100、150mg/L时,好氧反硝化反应器微生物群落结构和代谢功能特征。研究结果表明:在同一进水硝酸盐浓度下,水力停留时间越长,微生物代谢活性越强(P0.05);在同一水力停留时间下,不同进水NO3ˉ-N浓度下微生物平均吸光值(用平均颜色变化率AWCD指示)的大小顺序为50150100mg/L(P0.05),说明进水NO3ˉ-N浓度对微生物代谢活性有一定影响。反应器内微生物对不同碳源的代谢利用由强到弱的顺序是:多聚物氨基类碳水化合物羧酸类胺类酚酸类。不同处理组的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数、Mc Intosh指数相互之间差异显著(P0.05),其中HRT为7h、NO3ˉ-N为150mg/L以上处理组微生物多样性指数最高。本实验采用Biolog-ECO板来分析在好氧反硝化反应器中微生物的群落代谢特征,研究结果可为通过碳源调节生物滤池水处理效果提供科学依据,以此提高水处理效率。     

硝化-膜生物反应器处理氨氮废水的研究

为充分考察膜生物反应器的硝化性能 ,采用活性污泥比消化速率 ,对膜生物反应器处理氨氮废水的硝化性能进行了研究。结果表明 :在容积负荷 1.0 96kgNH+ 4 -N/(m3 ·d)的条件下 ,硝化性能稳定 ,氨氮转化为硝酸盐氮的转化率可达 99% ;亚硝化菌和硝化菌在活性污泥中占优势 ,系统中出现了胞外多聚物和可溶性微生物产物的积累。     

以可生物降解聚合物为碳源去除海水闭合循环养殖系统中的硝酸盐

针对海水闭合循环养殖系统废水脱氮过程中低C/N的问题,采用室内试验装置,研究了以可生物降解聚合物材料(BDPs)PBS为碳源和生物膜载体的填料床反应器对含盐水体中硝酸盐的去除效果及其影响因素。结果表明,反应器能有效去除含盐水体中的硝酸盐,出水DOC浓度小,出水pH值随反硝化反应的进行有上升的趋势。温度和水力停留时间对反应器的脱氮效率影响较大,在温度为14~30℃范围内,温度为30℃时的反硝化速率比14℃时的2倍还要大,反硝化温度常数为0.039;水力停留时间对NO3?-N去除率起重要作用,NO3?-N去除率随水力停留时间的延长而提高。进水NO3?-N浓度对反应器的处理效率有一定影响,浓度过高会导致NO3?-N去除率下降。反应器对进水pH值和DO冲击负荷的适应能力很强,当进水pH值在5.0~9.0与进水DO在2.1~6.8 mg/L范围内变化时,反应器的NO3?-N去除率基本没有变化。     

复合潜流-潮汐流人工湿地基质对微污染水体的净化性能研究

为强化组合人工湿地对微污染水体的修复,构建了两级复合潜流-潮汐流组合人工湿地(IVCW-TFCW1)和一个单独运行的潮汐流人工湿地(TFCW2)。连续运行结果表明：在进水中,COD、NH₃-N、TN、TP的平均浓度分别为106.69、9.36、14.36和1.03 mg·L^-1的条件下,IVCW-TFCW1能够有效地净化微污染河水,其对COD、NH₃-N、TN、TP的平均去除率分别为93.79%、98.62%、77.24%、18.16%。其中,IVCW对COD、NH₃-N的去除率达到87.38%和97.29%,二级TFCW1在此基础上进一步净化,使其出水浓度降至6.60和0.13 mg·L^-1,达到了国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅰ类标准。通过对实验结果的比较,发现不同湿地单元对COD、NH₃-N、TN的净化效果均表现为：IVCW-TFCW1>IVCW>TFCW2;对于TP的净化效果：TFCW1>IVCW>IVCW...     

南海西沙海域冬季海水重金属质量浓度水平及来源分析

为开展南海西沙海域海水重金属质量浓度水平测定及来源分析, 2021年12月采集了西沙海域6个站位的0～200m深度分层海水样品共24个。6个站位的温度、盐度、浊度、溶解氧、有色可溶性有机质和叶绿素的垂直剖面数据由盐温深测量系统现场测定。海水样品中的重金属质量浓度采用电感耦合等离子体–质谱仪进行测定,各站位Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Fe、Mn的质量浓度平均值范围分别为0.22～20.79μg·L^-1、未检出～0.25μg·L^-1、1.90～15.90μg·L^-1、0.13～0.17μg·L^-1、0.54～1.31μg·L^-1、0.29～0.33μg·L^-1、2.93～3.17μg·L^-1、0.39～1.23μg·L^-1、0.35～1.14μg·L^-1; Hg在各站位均未检出。仅有D2～D4站位的5m层海水中Cu或Zn浓度超过国家海水水质一类标准(GB 3097-1997),重金...     

膜-生物反应器与活性污泥工艺处理氨氮废水的微生物特性比较

考察了膜-生物反应器（MBR）与活性污泥工艺（CAS）处理无机氨氮废水的对比研究.结果表明,同CAS相比,MBR处于高容积负荷、低污泥负荷的运行状态下,硝化效果较好,除了短期的pH控制故障外,氨氮转化为硝酸盐氮的转化率可达99%.随着运行时间的增加,膜组件的截留作用导致MBR内胞外多聚物的积累,电镜扫描（SEM）不能观察到运行后期微生物的形态变化,然而,CAS中微生物形态变化不大.2个反应器中硝化菌、亚硝化菌和异养菌的变化趋势是一致的,异养菌仅为硝化细菌的万分之一;但与MBR相比, CAS中硝化菌数量少32%,亚硝化菌的数量少35%,异养菌数量少24%.     

啤酒厂过滤工段废硅藻土的生物再生及回用的可行性研究

为解决废硅藻土资源浪费问题,并规避热再生及化学再生的缺陷,本文筛选出一株细菌及一株真菌对废硅藻土进行再生处理,并初步探究了两株菌及其混合培养对废硅藻土中蛋白质的去除效果及结构的改善情况。两株菌在培养基中显示了良好的蛋白质去除能力,分别可以降解培养基中83%和88%的蛋白质,使得培养基中NH⁺₄-N的浓度显著增加。在生物处理实验中也表现出优异的再生效果,废硅藻土中的蛋白质降低了54.3%。废硅藻土中被堵塞的孔隙被释放出来,比表面积和孔容都得到了很大的提升,分别由16.50 m²/g和0.077 cm³/g提升到26.21 m²/g和0.139 cm³/g。在回用实验中,再生硅藻土能去除啤酒中67%的蛋白质,且能将为过滤啤酒的浊度由0.73 EBC降低至0.22 EBC,过滤蛋白质的效果和浊度降低效果都接近新硅藻土的过滤效果,远好于废硅藻土的过滤效果。过滤后,啤酒的非生物稳定性得到了提升。与用储存15 d后的废硅藻土过滤啤酒的浊度显著增加相反,用储存15 d后...     

镉离子胁迫下半叶马尾藻中国变种生理生化响应的研究

研究了不同浓度梯度Cd²⁺对半叶马尾藻中国变种(Sargassum.hemiphyllum var.chinense)相对生长速率(RGR)及生理生化指标如丙二醛(MDA)、叶绿素a(Chl-a)、类胡萝卜素(Car)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等的影响,探索半叶马尾藻中国变种对污染水体中Cd²⁺的适应机理。结果表明,低浓度的Cd²⁺能促进藻体的生长,但胁迫浓度为0.5 mg·L^-1的相对生长速率比0.05 mg·L^-1的高; MDA含量随着Cd²⁺浓度的增加而升高,浓度越高的变化越明显;Chl-a和Car含量的影响呈波动状态;SOD、POD、CAT活性则呈现先升高后降低的趋势,相对于对照组,胁迫组所对应的SOD活性没有显著差异(P>0.05),而POD、CAT活性存在极显著差异(P<0.01)。可溶性糖类含量只有低浓度0.5 mg·L^-1与对照组存在显著差异(P<0.05),而可溶性蛋白在高浓度5.0mg·L^-1和10.0 mg·L^-1均与对照组存在显著差异(P<0.05)。因此,适当质量浓度的Cd²⁺胁迫对半叶马尾藻中国变种生长和生理生化指标有正面效应,而过高质量浓度Cd²⁺胁迫(≥5.0mg·L^-1)对藻体生长和抗逆能力有一定的负面影响,研究结果可为选育优良海藻进行近岸海洋环境修复提供理论依据。     

深海热液真菌Fusarium sp. SCSIO 06196中抗病毒聚酮类化学成分研究

从西太平洋深海热液沉积物来源的镰刀菌SCSIO 06196中分离鉴定了6个色原酮类化合物(1~6), 通过核磁共振光谱、质谱及旋光等多种分析测试方法确定了色原酮类化合物的结构。抗病毒活性筛选发现, 化合物1~3展示出显著的抗肠道病毒EV-71活性, IC₅₀分别达到26.7μmol•L^-1、19.8μmol•L^-1和22.0μmol•L^-1 (阳性对照药物利巴韦林为177μmol•L^-1)。此外, 化合物1还显示出弱的抗流感病毒H3N2活性, IC₅₀为8.6μmol•L^-1 (阳性对照药物达菲为18.5nmol•L^-1)。     

不同污染负荷对移动床生物膜反应器处理海水养殖废水的性能及微生物群落的影响

应用缺氧/好氧—移动床生物膜反应器(Anoxic/Aerobic-Moving Bed Biofilm Reactor,A/O-MBBR)系统,通过固定进水COD与无机氮之比C/N为12,将COD依次设置为150、300、350和450mg·L~(-1)时,探讨反应器对海水养殖废水中氨氮、硝氮、亚硝氮及COD的去除效果,并分析微生物群落变化及响应。结果表明,在进水COD为150mg·L~(-1)、无机氮12.5mg·L~(-1)时,反应器运行效果最佳,此时氨氮、硝氮、COD和亚硝氮的去除率分别为93.7%(出水0.3 mg·L~(-1)),87.5%(出水0.7mg·L~(-1)),98.2%(出水3mg·L~(-1)),86.9%(出水0.1mg·L~(-1))。当COD提高至450mg·L~(-1)时,氨氮去除率逐渐降低到40.7%,亚硝氮在COD为350mg·L~(-1)时去除率降低至22.5%。在整个系统运行过程中,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是反应器中的绝对优势类群。当COD由150mg·L~(-1)上升到350mg·L~(-1)时,变形菌门的相对丰度却由63.9%~75.2%提高到88.1%~92.4%;拟杆菌门的相对丰度则由11.9%~13.0%降低到4.5%~5.4%;引起污泥膨胀的发硫菌属(Thiothrix)的相对丰度由6.24%~7.08%增加到58.16%~76.74%,表明反应器污泥膨胀趋势加剧。应用A/O-MBBR工艺处理海水养殖废水时,在COD为150mg·L~(-1)时效果较好,随着COD浓度提高,引起污泥膨胀的微生物开始大量滋生。     

新型葡萄糖-2,5-二酮哌嗪衍生物的设计、合成与细胞毒活性

从海洋天然产物中挖掘高细胞毒活性化合物成为近年来抗肿瘤药物研究工作的一项重要内容。本研究以2,5-二酮哌嗪海洋天然产物Piperafizine B为修饰骨架,在其哌嗪环6位的苄叉邻位引入位阻较大的四乙酰基葡萄糖或葡萄糖基团,共合成了14个2,5-二酮哌嗪衍生物(1a-i,2a-f)。溶解性实验结果初步表明,相较于PiperafizineB,衍生物的脂溶性(1.5～27.9mg·mL^-1,溶剂为二甲亚砜(dimethylsulfoxide,DMSO))与水溶性(0.1～0.9mg·mL^-1,溶剂为磷酸缓冲液,pH7.4)均明显改善。衍生物的细胞毒活性评价结果表明,部分四乙酰基萄糖衍生物的细胞毒活性较好,半抑制率浓度值(IC50)为1.0～9.1μmol·L^-1,并对Huh-7细胞的生长抑制活性具有一定的选择性(3.3～4.5μmol·L^-1)。化合物1c的细胞毒活性最好,对癌细胞株K562、A549及Huh-7的IC50值分别为1.0、3.6与3.3μmol·L^-1。而将乙酰基水...     

盐度对序批式生物膜反应器性能及微生物活性的影响

本文研究了盐度变化对序批式生物膜反应器(SBBR)性能及微生物活性的影响。研究结果表明,进水盐度不超过1.5%时,SBBR对COD的平均去除率高于88.63%,但进水盐度为2.5%时,对SBBR的COD去除产生抑制。当进水盐度由0%增加到2.5%时,NH^+_4—N去除未受到影响,出水NO^-_3—N浓度在0.30～3.30 mg/L范围内变化,然而出水NO^-_2—N浓度从0 mg/L逐渐增大到(4.35±0.02) mg/L。比耗氧速率由进水盐度为0%时的(27.39±1.16) mg O_2/(g MLSS·h)增大至进水盐度为1.5%时的(83.41±1.17) mg O_2/(g MLSS·h),而在盐度为2.5%时比耗氧速率降低至(38.62±1.08) mg O_2/(g MLSS·h)。比氨氧化速率、比亚硝酸盐氧化速率、比硝酸盐还原速率和比亚硝酸盐还原速率均随着进水盐度从0%增加到2.5%而逐渐降低。当进水盐度为2.5%时,氨单加氧酶、亚硝酸盐氧化还原酶、硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶和脱氢酶的活性与盐度为0%时相比分别降低了41.48%、95.86%、28.57%、27.85%和48.13%,表明盐度增加抑制了微生物酶的活性。     

二价钴离子对序批式反应器性能、微生物活性及其微生物群落的影响

本文考察了二价钴离子(Co(II))浓度变化对序批式反应器(SBR)性能、脱氮速率、微生物酶活性和微生物群落的影响。结果表明,进水中Co(II)浓度在0～10 mg/L时,COD和NH~+_4-N去除率分别为(92.21±1.31)%和(98.40±0.66)%。在进水Co(II)浓度为20 mg/L时,COD和NH~+_4-N去除率分别降至(81.78±0.52)%和(80.30±1.08)%。与进水未添加Co(II)时相比,活性污泥比耗氧速率、脱氮速率、脱氢酶活性和与脱氮相关的微生物酶活性在进水Co(II)浓度小于5 mg/L时略微升高,而在进水Co(II)浓度为10和20 mg/L时则明显降低。活性污泥活性氧产生量和乳酸脱氢酶释放量随进水Co(II)浓度升高而逐渐增加,表明Co(II)的存在能造成细胞氧化应激和细胞膜损伤。随着进水Co(II)浓度从0 mg/L升至20 mg/L,活性污泥微生物群落丰富度和多样性逐渐降低,且活性污泥中硝化菌属(Nitrosomonas、Nitrospira)和反硝化菌属(Luteimonas、Flavobacterium、Comamonas、Thauera和Zoogloea)的相对丰度发生改变,从而影响SBR脱氮性能。     

电活化硫酸盐处理四环素类废水的研究

本文构建以掺硼金刚石(Boron-doped diamond,BDD)为阳极、不锈钢为阴极、硫酸盐为电解质的电化学体系,考察了电流密度、pH值、硫酸盐浓度以及初始四环素浓度等四个因素对电化学氧化降解废水中四环素的影响,运用响应曲面法对运行参数进行优化;通过电子自旋共振检测技术分析电化学反应中产生的自由基,探究了间歇通电模式下电化学体系持续氧化机理。结果表明,四个因素对TOC去除率的影响大小次序为:电流密度>初始四环素浓度>初始pH值>硫酸盐浓度,其中初始pH值和硫酸盐浓度与电流密度和初始四环素浓度的交互作用对TOC去除率的影响较为显著;最佳运行参数为pH值为5,电流密度为100 mA·cm^-2,硫酸盐浓度为0.25 mol·L^-1,初始四环素浓度为1000 mg·L^-1;间歇通电模式下,BDD电极表面产生的SO₄^·-等高活性物质间相互转化提供了体系的可持续氧化能力。该研究结果为电化学氧化技术的实际应用提供了节省能耗的有效途径。