反硝化条件下河岸渗滤过程中苯胺的降解

通过河岸渗滤作用(riverbankfiltration, RBF) 诱发河水的补给, 增大地下水的允许开采量可以满足更多居民生活饮用水需求.受人类活动的影响, 河流等地表水体遭受苯胺污染, 可能通过RBF进入地下水, 以致饮用该地下水存在健康风险.为研究反硝化条件下, 苯胺在RBF中的转化, 采集渭河河床沉积物及沿岸地下水含水层的含水介质, 装置土柱, 进行土柱动态模拟实验.经过153 d的实验研究发现, 利用苯胺对RBF中土著反硝化微生物进行驯化, 大约经过37d菌种完全适应.具有该菌种的RBF系统, 对苯胺具有巨大降解能力, 在NO3——N约为23.0 mg/L的条件下, RBF系统可使40、80甚至400 mg/L浓度的苯胺100%降解, 矿化率分别达97.99%、91.39%与75.30%.反硝化条件下, 苯胺在RBF中的降解仅有少部分经过脱氨作用, 绝大部分与腐殖质以共价键形式形成耦合物, 该耦合物更易为微生物降解, 且降解过程中不产生对研究环境微生物有毒的中间产物, 可实现反硝化条件下RBF中苯胺的连续降解.      

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。     

反硝化条件下苯生物降解的微环境研究

探讨了厌氧微环境中苯的生物降解.接种物来自北京郊区的稻田土.结果表明, 在富集培养和转移培养微环境中, 苯和甲苯的降解与硝酸盐还原作用同时发生.甲苯比苯更易降解, 甲苯的存在促进了苯的降解.这是一例反硝化条件下苯能被生物降解的研究      

洛美沙星和诺氟沙星对水中生物反硝化过程的影响模拟试验

近年来水环境中硝酸盐污染与抗生素污染的现象引起了人们的广泛关注,但目前复合抗生素污染对反硝化过程产生的影响并不明确。本研究以水环境中检出率较高的诺氟沙星和洛美沙星为代表进行模拟实验,探究ng级的两种抗生素复合对反硝化过程的影响。硝氮和亚硝氮的降解情况表明,实验浓度条件下,洛美沙星、诺氟沙星单用与二者联用对水环境中的反硝化过程存在不同的抑制作用。洛美沙星单用前期轻微促进反硝化,后期表现抑制作用,而诺氟沙星单用始终表现出抑制作用;洛美沙星和诺氟沙星联用抑制作用小于诺氟沙星单用,联用表现为拮抗作用。各体系的抑制作用大小为诺氟沙星>诺氟沙星+洛美沙星>洛美沙星。该模拟试验条件虽与实际条件有所差异,但在一定程度上表明抗生素联用表现出拮抗作用与反硝化体系内微生物数量、活性,反硝化酶活性,反硝化菌优势物种Achromobacter xylosoxidans、Acinetobacter baumannii、Pseudomonas sp.KY及功能基因nosZ和aac的丰度的变化有关。抗生素加入反硝化体系后会产生持续的影响,随反应时间的增加,反硝化菌逐渐适应有低浓度抗生素存在的环境,喹诺酮类抗生素耐药基因数量增加,微生物的耐药性增强,反硝化菌在数量和活性、反硝化酶活性及微生物群落层面均有回升趋势。     

四氯乙烯在不同地下水环境的生物共代谢降解

四氯乙烯是地下水中常见的污染物,采用生物方法进行处理的优点是可以实现无害化、无二次污染、处理成本低。四氯乙烯只能在厌氧条件下发生还原脱氯,目前对产甲烷环境下四氯乙烯的降解研究较多,而对较弱还原环境,如反硝化、铁锰还原和硫酸盐还原环境下四氯乙烯的脱氯行为研究甚少。本文采用批实验,研究了在不同地下水环境,包括反硝化、铁还原、硫酸盐还原、混合电子受体和天然地下水环境下四氯乙烯的脱氯性能。结果表明,铁还原环境的四氯乙烯脱氯效果最好,天然地下水环境次之,四氯乙烯的去除率分别达到91.34%和84.71%,四氯乙烯很快转化为三氯乙烯,并可以进一步转化为二氯乙烯,四氯乙烯的降解符合准一级反应动力学方程。在反硝化、硫酸盐还原、混合电子受体环境,四氯乙烯的去除以挥发为主,降解只占很小的比例,且最终的降解产物只有三氯乙烯。地下水中三价铁的存在,对于四氯乙烯脱氯起促进作用;而当地下水中硝酸盐和硫酸盐的浓度较高时,四氯乙烯脱氯受到抑制。     

应用质量通量评估地下水中BTEX和乙醇的自然衰减

近年来,应用于修复石油烃污染地下水的监测自然衰减技术得到了广泛深入研究,同时质量通量方法已逐渐成为评 估地下水燃油污染场地自然衰减监测修复效能的重要手段。通过在室内砂槽中添加乙醇汽油组分,监测其自然衰减,利用 质量通量方法,得出了BTEX和乙醇的质量减少率、自然衰减速率常数K;结合非反应示踪剂溴离子,评价了BTEX和乙醇 自然衰减因素中吸附和微生物的联合降解效应。结果表明,自然衰减是地下水中燃油组分修复的重要机制,质量通量方法 是评估自然衰减的有效方法之一。BTEX和乙醇在自然衰减过程中被去除的比例分别为78.88%和98.71%,其中约98%的 BTEX 因吸附和生物降解联合作用被去除,接近100%的乙醇因内在生物降解作用被去除;BTEX 的自然衰减速率为 0.077d-1~0.167d-1,乙醇为0.353d-1,自然条件下乙醇比BTEX更容易衰减。     

污水生物脱氮除磷新工艺的研究

传统的生物脱氮除磷技术效率低下,导致氮、磷去除率不迭标,是造成水体的富营养化的主要原因.概述了传统生物脱氮除磷原理,分析了传统生物脱氮除磷工艺的不足,并介绍了反硝化除磷、同时硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等几种生物脱氮除磷新技术的原理与典型工艺.最后对生物脱氮除磷技术的发展趋势进行了展望,指出经济、高效、低能耗...     

去除地下水芳香烃污染物:实验室含水层土柱研究

芳香烃污染地下水以其污染普遍、危害巨大、去除困难及治理费用昂贵而倍受各国环境学者及水文地质学者的关注。以苯及甲苯作为标示污染物,利用室内饱水含水层土柱,通过对污染带的模拟实验发现,苯和甲苯在反硝化条件下产生生物降解,二者的去除率分别大于７７％和８８％;反硝化条件下,苯和甲苯显示出降解性差异,甲苯更易于降解;硫酸还原作用可能是苯和甲苯被去除的另一机理,但实验结果显示,ＮＯ－３高时,对硫酸还原菌的生长具有抑制作用。     

磷对地下水反硝化系统中细菌菌群结构的影响

采用16SrDNA克隆文库法研究了两根磷矿石含量不同的反硝化柱中细菌菌群结构的异同,每根反硝化柱中的样品随机测定了108个克隆子序列。研究结果表明,尽管两反硝化柱内的细菌均具有高度多样性,但是磷矿石的投加与否可明显引起菌群结构的变化。无磷矿石添加的反硝化柱内细菌分属14个类群,而有磷矿石添加的反硝化柱内细菌分属10个类群。两反硝化柱内的优势菌群均为β-proteobacteria和Bacte-roidetes,其相对含量存在着一定的差别,添加磷矿石的反硝化柱样品中β-proteobacteria和Bacteroidetes在文库中所占的比例分别为50.93%、15.74%,而无磷矿石添加的反硝化柱样品中β-proteobacteria和Bacteroidetes在文库中所占的比例分别为49.07%、12.04%。此外,β-proteobacteria类细菌内Rhodocyclales类菌属占据主导地位,包括Thauera sp.、Azospira restricta、Denitratisoma等具有反硝化功能的菌属。而且,Rhodocyclales类细菌在PC柱样品文库中所占的比例比其在ZC柱样品文库中的比例高9.2%。因此,磷矿石作为反硝化柱的固相磷源,可以影响细菌菌群结构,增加优势菌群的数量,最终提高硝酸盐的去除效率。     

亚硝酸根作为电子受体的反硝化吸磷特性

为了考察聚磷污泥以NO2-为电子受体的反硝化吸磷特性,通过静态烧杯试验,研究了不同NO2-浓度聚磷污泥的反硝化同时吸磷能力及动力学。实验结果表明:NO2-质量浓度在31.25 mg/L以下时,反硝化聚磷菌可以利用NO2-为电子受体完成反硝化吸磷;在高于37.50 mg/L时,NO2-对缺氧吸磷有明显的抑制作用。但是反硝化聚磷菌经过驯化之后,即使NO2-质量浓度达到很高(75.00 mg/L),仍然可以利用NO2-作为电子受体完成反硝化吸磷,而没有发现抑制吸磷的现象,而且NO2-的浓度对吸磷速率没有明显影响。以NO2-为电子受体平均吸磷速率为3.16 mg P/(gMLVSS.h),平均反硝化速率为5.14mg NO2--N/(gMLVSS.h),吸磷速率小于以氧和NO3-为电子受体时的速率。     

乙醇对过硫酸盐氧化地下水中苯系物的影响

过硫酸盐已经被广泛用于土壤和地下水有机污染物的原位化学氧化修复。随着乙醇汽油的推广,乙醇汽油引起的地下水污染问题越来越严重,因此有必要去除该类污染物。前人研究乙醇汽油污染修复多数停留在自然修复技术,为了进一步探究去除地下水中乙醇汽油更为有效的技术手段,深入了解乙醇对降解苯系物（BTEX）存在的潜在风险,需要研究使用新的修复方法。文章通过批实验探索了过硫酸盐氧化法对乙醇汽油污染地下水的修复效果,以及Fe2+活化和过硫酸盐添加方式变化对乙醇汽油中苯系物（BTEX）和乙醇的去除影响。结果表明:活化后的过硫酸盐能够有效去除地下水中的BTEX,但会抑制BTEX的生物降解作用;当有乙醇存在时,过硫酸盐能够优先氧化BTEX,其去除速率明显高于乙醇,这与单纯生物降解作用相反。在过硫酸盐投注总量一定时,分批添加更有利于BTEX的去除,但对乙醇去除没有明显促进作用。该研究为过硫酸盐原位化学氧化技术在地下水乙醇汽油污染修复中的应用提供了重要参考。     

地下水硝酸盐氮同位素分析最新方法——细菌反硝化法

细菌反硝化法是目前地下水中硝酸盐氮同位素分析的最新方法，包括反硝化菌的选取与培养、反硝化菌将硝酸盐完全转化成N2O气体、N2O气体的提取与纯化、N2O气体氮同位素测定。与传统方法相比，细菌反硝化法可分析低浓度微量水中硝酸盐氮同位素，且更为快捷可靠。     

硝化和反硝化对湖泊有机质沉积成岩前降解作用的研究

贵州红枫湖10月叶绿素a(chla)和NO3^-含量均比7月明显降低。利用氮同位素等数据对此进行了研究，结果表明，含量的降低是由不同的生物地球化学作用引起的。chla含量的降低主要是水体中有机质降解(硝化)所致，而NO3^- 含量的降低则是缺氧季节湖泊沉积物表层反硝化作用的结果。缺氧季节表层水体仍然能发生较强烈的硝化作用。硝化作用和反硝化作用分别发生在热分层湖泊的上层和沉积物表层。反硝化作用不仅消耗大量的NO3^-，而且还造成了一定量的有机质降解(有机碳作为电子受体)。据估算，在红枫湖后五测点和大坝测点，总有机碳在沉积成岩前分别降解了78％和68％。其中由硝化作用引起的总有机质降解量分别为35．8%和25．9％，而反硝化作用则分别为13．4％和9．2％。     

底栖有孔虫体内储存硝酸盐和反硝化研究进展

底栖有孔虫是第一种被发现能够进行反硝化的真核生物,这突破了人们对真核生物代谢方式的认识。大量研究证明底栖有孔虫对于沉积物的反硝化贡献甚至远超过原核生物,有孔虫细胞内储存大量的硝酸盐,其储量远超过间隙水中的硝酸盐,这些发现为沉积物氮循环的传统认识提出了新的挑战。有孔虫体内储存硝酸盐和反硝化的研究,对于认识真核生物在无氧环境下生存代谢的机理以及更精确地量化海洋氮收支有非常重要的意义。介绍了底栖有孔虫细胞内储存硝酸盐和反硝化的发现过程,并且对不同海区有孔虫体内储存硝酸盐和整体反硝化速率进行对比讨论,同时还总结了目前有孔虫体内储存硝酸盐和反硝化机理的最新研究进展,最后探讨了该研究领域还存在的一些问题以及需要进一步开展的工作。     

包气带反硝化强度空间分布规律的整合分析

依据1970~2017年间发表的3955篇包气带反硝化强度相关论文,筛选出197组反硝化强度数据,利用整合分析,重点研究了包气带反硝化强度在典型生态类型（水平）和不同采样深度（垂向）的空间分布规律,识别了包气带反硝化强度的主控因素并研究其函数关系。结果表明:水平空间上,包气带表层0~0.5 m反硝化强度的分布特征显著,由大到小排序为:森林（8.03±0.21 mg/（kg·d））、农田（3.54±0.08 mg/（kg·d））、草地（3.38±0.12 mg/（kg·d））、湿地（2.32±0.23 mg/（kg·d））、沙漠（2.15±0.56 mg/（kg·d））。垂向空间上（6 m内）,各生态类型反硝化强度随深度的增加均呈“S”型变化规律。不同生态类型和不同采样深度下包气带反硝化强度的主控因素存在一定差异,主要为黏粒、有机质、全氮、硝态氮、有效磷,并给出了包气带反硝化强度与主控因素的回归方程。     

细菌反硝化法同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成研究

细菌反硝化法是目前同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成的最新方法。该方法包括反硝化菌的选取与培养,利用反硝化菌将硝酸根完全转化成N2O气体以及N2O气体的提取、纯化和同位素测定。该方法采用硝酸盐标准,对测试结果需进行试剂本底、同位素分馏、同位素交换校正。与传统方法相比,细菌反硝化法可同时分析低浓度微量水中硝酸盐的氮、氧同位素组成,且速度更快捷,结果更可靠。     

脱氮硫杆菌同步脱硫反硝化技术的关键因素研究

利用脱氮硫杆菌（Thiobaci l lusdeni tri f ica ns）在厌氧条件具有的脱硫反硝化生理特性，提出同步脱硫反硝化技术的思路，推导出脱氮硫杆菌（Thiobaci l lusdenitrificans）氧化硫化物为单质硫的化学计量式，并通过间歇试验考察同步脱硫反硝化技术的关键因素。试验结果表明，硫氮比（S 2－／NO－3比值）和硫化物浓度是同步脱硫反硝化技术的关键因素，两者分别控制在 5／3和低于 300m g／L的水平可以获得较好的脱硫和反硝化效果，在此条件下，单质硫转化率最高达94％，且随着硫氮比的降低而升高。     

脱氮硫杆菌同步脱硫反硝化技术的关键因素研究

利用脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)在厌氧条件具有的脱硫反硝化生理特性,提出同步脱硫反硝化技术的思路,推导出脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)氧化硫化物为单质硫的化学计量式,并通过间歇试验考察同步脱硫反硝化技术的关键因素。试验结果表明,硫氮比(S~(2-)/NO_3~-比值)和硫化物浓度是同步脱硫反硝化技术的关键因素,两者分别控制在5/3和低于300mg/L的水平可以获得较好的脱硫和反硝化效果,在此条件下,单质硫转化率最高达94％,且随着硫氮比的降低而升高。     

岩溶地下河系统石灰石对BTEX的吸附动力学和热力学

石油类单环芳香烃BTEX是岩溶地下水中常见的有机污染物,但有关BTEX与石灰石的吸附研究报道很少。文中利用静态吸附实验,研究了桂林寨底地下河系统石灰石含水介质对汽油组分BTEX化合物的吸附动力学和吸附热力学。结果表明：（1）石灰石含水介质对BTEX具有明显的吸附性,BTEX实验吸附容量介于0.004~0.061 mg/g,大小顺序为甲苯>苯>间对二甲苯>邻二甲苯>乙苯,其动力学过程适合用假二级动力学模型描述,表明乙苯和二甲苯的吸附速率明显高于甲苯和苯,模型预测的BTEX吸附容量介于0.005~0.067 mg/g,大小顺序与实验结果一致。（2）BTEX在石灰石含水介质中的吸附热力学符合Freundlich模型及其特例Linear模型,Freundlich常数介于0.076 4~0.189 3［mg/g］［L/mg］1/n,1/n介于0.943 4~0.970 1,BTEX分配系数为0.002 3~0.021 2 L/g。BTEX吸附能力顺序为间对二甲苯>乙苯>邻二甲苯>甲苯>苯。然而,石灰石与BTEX之间的吸附等温线不适合用Langmuir模型描述。这项研究能够为深入探讨BTEX在西南岩溶地下水中的迁移与归宿机制提供科学依据。     

Distribution characteristics and source of BTEX in groundwater in Guangzhou,Guangdong Province,P. R. China

In order to find out the distribution characteristics of BTEX in groundwater, which include Benzene, Toluene, Ethylbenzene, p-Xylene, m-Xylene, and o-Xylene, 82 groups of groundwater samples and 10 surface water samples collected from Guangzhou in Guangdong during 2005 to 2008 were tested by gas chromatography and mass spectrum(GC/MS). The result showed that the BTEX concentration in groundwater does not exceed the standard. The detection rate of BTEX is 14.63% in groundwater, and the total BTEX concentration is lower than 9.5 μg/L. Of 6 kinds of BTEX, toluene had the highest detection rate(12.20%) and detection value(9.5 μg/L), which was followed by Benzene, with the detection rate of 3.65%, and detection value of 4.9 μg/L respectively; most of samples with BTEX are distributed in Huangpu district, Baiyun district, Huadu district and other industrialized areas; this spatial distribution and urban distribution have obvious consistency. With economic development, plant expansion and population growth led to a large amount of waste water discharge, and infrastructure construction is lagging behind, indicating that rapid urbanization is a major driving force of BTEX in groundwater, and through the analysis of a typical area, it is found that benzene system surface water infiltration was an important source of BTEX in groundwater of Guangzhou.