不同种属的微生物对养殖水体中有机物质的生物降解

随着社会经济和科学技术的不断发展 ,我国的水产养殖业取得了很大的成就 ,并成为我国农业经济中的一个支柱产业。进入 2 1世纪后 ,由于中国加入 WTO的日益临近 ,我国的水产养殖业面临前所未有的机遇和严峻的挑战。这一切促使我国的水产养殖业步入高品质的名特水产养殖。目前在我国的名特水产养殖中采用高密度养殖的模式 ,养殖水体自身有机污染十分严重。同时受外源性污染的影响 ,养殖水体的环境质量日益下降。水体有机污染不仅可造成水体缺 O2 ,直接危害养殖生物 ,同时也是养殖品种暴发性疾病频繁发生的主要诱因。因此养殖水体的水质控制…     

考虑生物降解的填埋场长期沉降研究

填埋场沉降是环境岩土工程主要研究课题,填埋场沉降主要由堆载瞬时沉降、与时间有关的填埋体骨架蠕变和有机物生物降解引起的沉降等3部分组成。迄今为止,国内外学者建立了许多估算填埋体沉降的数学模型。根据总结归纳的典型填埋体沉降计算模型,结合某填埋场沉降实测资料,探讨了计算模型的适用性。     

卫生填埋场生物降解沉降的热力学机理及其估算

从热力学的角度阐述了填埋体生物降解沉降的物理机理。依此对卫生填埋场生物降解沉降进行了界定,并初步建立了生物降解沉降量的计算模型。利用该模型,根据相关实测资料,对香港某卫生填埋场内因固体废弃物生物降解产生的沉降量进行了估算,并将估算结果与该填埋场的实测总沉降量进行了比较。     

白令海和楚科奇海表层沉积物中多环芳烃降解微生物多样性

为了研究白令海(海盆及陆架)至楚科奇海陆架表层沉积物中多环芳烃(PAHs)降解菌的多样性,并获得新的PAHs降解菌资源。在GC-MS分析沉积物中PAHs种类和含量的基础上,以萘、菲和芘的混合物为唯一碳源和能源对表层沉积物样品进行富集,通过平板分离鉴定可培养菌株,并验证其降解能力;同时利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和Illumina高通量测序技术分析降解菌群结构。GC-MS测定结果表明,14个表层沉积物中PAHs总干质量介于32.99~276.97ng/g。富集菌群中共分离获得51株可培养细菌,平板纯培养、PCR-DGGE及Illumina测序结果均表明,菌群中优势的降解菌是γ-proteobacteria的Marinobacter,Pseudoalteromonas,Pseudomonas和Actinobacteria门的Dietzia菌。此外,Illumina测序结果还表明14个降解菌群在菌群结构组成上,可分为海盆区和陆架区两种类群;同时检测到一些低丰度的海洋专属PAHs降解菌,如Cycloclasticus,Alteromonas和Neptunomonas等。本文结果将加深对白令海及楚科奇海表层沉积物中PAHs降解菌资源与生物多样性的认识。     

塔中原油超高二苯并噻吩硫特征及其控制因素

塔中相当部分原油具有高丰度芳香硫——二苯并噻吩(DBTs)特征,其在原油中的绝对丰度高达26 859μg/g,在芳烃中的相对丰度高达58.2%,主要分布在塔中I号构造带下奥陶统、塔中4(TZ4)和塔中1-6(TZ1-6)井区。采用综合地球化学研究途径,对该区原油的高DBTs特征及其主控因素进行初步探讨。分析表明,研究区母源岩较强地控制DBTs的丰度,纯泥岩、页岩中DBTs丰度不高,灰岩、云岩等烃源岩DBTs丰度偏高或超高;观察到在正常油窗范围内,烃源岩和相关原油随成熟度增加DBTs丰度增加,而塔中型高-过熟原油中DBTs丰度有先增加后减小的趋势,表明热成熟作用对该化合物有较强的控制作用;发现生物降解、水洗可使原油中DBTs丰度降低,但对塔中原油中DBTs影响较小;观测到塔中相当部分原油的DBTs含量与硫酸盐热化学还原作用——TSR的作用产物H2S、硫醇、长链烷基四氢噻烷有一定正相关性。对比研究认为,有多种因素控制塔中原油中DBTs丰度与分布,热成熟作用、TSR是导致塔中下奥陶统部分原油高DBTs特征的重要原因,前者可能是主要因素,特殊母源岩因素相对较少,尽管尚不能排除。TZ4井区等石炭系高DBTs原油主要来自深部地层,与下奥陶统抑或更深层高DBTS原油的混入有关。本研究对于该区深层油气勘探具有重要意义。     

渤海沉积物中甲烷氧化速率及同位素分馏规律研究

渤海蕴藏着大量的油气资源,其主要成分是温室气体甲烷,自然环境下或人为因素的影响会引起其泄露与迁移,对环境造成负面的影响。但是,泄露与迁移过程中微生物会氧化绝大部分甲烷,而不同的环境条件会影响氧化过程中的速率及碳同位素分馏过程。为了更好地认识渤海沉积物中甲烷氧化规律和同位素分馏规律以及为进一步研究此区域的甲烷氧化提供参考,本文选取渤海沉积物作为进行实验室模拟降解实验原料,借助气相色谱和气相色谱-同位素比值质谱仪测定渤海沉积物中的甲烷氧化速率,确定了甲烷氧化碳同位素分馏系数ε。结果表明:渤海沉积物中甲烷氧化作用以好氧氧化占主导,氧化温度和气体流速是影响甲烷氧化速率的主要因素。在连续培养的模式下,当温度由28℃降至15℃时,甲烷的平均氧化速率降低60%±10%,即温度越低越不利于甲烷氧化作用的发生。而气体流速由50μL/min增加至150μL/min时,甲烷的平均氧化速率增加90%±10%,即增加气体流速有利于氧化反应速率的提高。实验还发现,甲烷碳、氢同位素的分馏效应主要受氧化温度制约,分馏程度与温度呈正相关。实验结论认为温度是影响甲烷氧化速率和同位素分馏规律的重要因素。     

浅层地下水中氯代烷烃生物降解的地下水化学 响应规律研究

以东北某油田石油污染场地多期地下水化学监测数据为基础,分析氯代烷烃自然生物降解中充当第一基质、电子受体、中间产物的水化学组分及相关地球化学参数在污染晕演化的不同时段、不同部位的变化趋势,了解氯代烷烃生物降解的地下水化学响应特征,并以此为依据对污染场地浅层地下水氯代烷烃生物降解程度进行定性评价。结果表明:2010年6月,事故发生约1年之际,在ZK1—ZK3—ZK6纵向剖面上生物降解过程中充当电子受体的水化学组分(SO42–)、第一基质(CH2Cl2、CHCl3)和代表地下水环境的主要理化指标(pH、Eh)从上游到下游均呈递增规律,而相关还原产物(Fe2+、Mn2+、HCO3–)则呈递减规律,这也表明天然微生物降解具有一定的滞后性。2010年6月氯代烷烃天然生物降解评价表明ZK1属微生物降解证据充足;ZK3观测井属微生物降解证据有限;ZK6观测井属微生物降解证据不足。而2011年5月,事故发生约2年之际,封堵污染源后随污染晕中心的向下游迁移,ZK3观测井中生物降解作用逐渐明显,在ZK3—ZK6纵向剖面上地下水化学指标呈现上述响应规律,而ZK1观测井诸多水化学指标经上游未污染地下水的补充更新,逐渐趋向污染前的背景值。     

大变形黏土防渗层中的污染物迁移和转化规律研究

国内湖泊疏浚污染底泥堆场一般以较厚的黏土层作为主要防渗层,由于在上覆底泥作用下黏土层会发生较大的固结变形,因此,在研究黏土防渗层中的污染物运移和转化规律时,应该考虑土体变形的影响。基于Gibson一维大变形固结理论和饱和多孔介质中的污染物对流扩散方程,建立了二者耦合的可变形多孔介质中污染物的运移和转化模型,其中首次考虑了土体自重和生物降解作用的影响。利用所建立模型的数值解,研究了在可变形黏土防渗层中的污染物运移和转化规律,同时分析了模型中不同项和主要参数的作用和影响。研究结果表明,土体大变形对黏土防渗层中污染物的运移有着较复杂的影响,一方面土体变形会加速污染物的运移;另一方面土体固结带来的渗透性减小会增加污染物的穿透时间,二者的不同作用取决于众多的影响因素,如土层厚度和吸附作用等。研究结果对于评估天然黏土防渗层对污染物的阻隔作用有重要的指导意义。     

红树林间隙水溶解态陆源有机质的光降解和生物降解行为分析

红树林输送的溶解态陆源有机质是海洋中陆源有机质的主要来源之一,对其光降解和生物降解过程的研究有助于进一步了解红树林生态系统输出的有机质在近岸的归宿以及对近岸水体生物地球化学过程的影响,因此于2010年4月在海南省清澜港红树林采集间隙水,并进行了光降解和生物降解培养实验。分析了光培养(光降解)和暗培养过程(生物降解)中溶解态有机碳(DOC)、细菌以及溶解态木质素等的变化。结果显示经历128 d的暗培养后,DOC由初始的2 216 μmol/L下降至718 μmol/L,表明红树林间隙水的生物可利用性约为70%左右;经历11 d的自然光照后,DOC下降至800 μmol/L。木质素在光降解过程中的移除速率(-0.132 d-1)远高于生物降解过程(-0.008 d-1)。光培养中,木质素的下降速率高于总体DOC。不同系列溶解态木质素的下降速率不同,随着培养的进行,紫丁香基酚类(S)与香草基酚类(V)的比值(S/V)呈下降趋势,而V系列的酸醛比值((Ad/Al)v)呈上升的趋势。对比光培养和暗培养过程中DOC和木质素的变化可以得出生物消耗是引起红树林间隙水DOC从水体中移除的主要因素;而光照则是陆源有机质从水体中移除的主要因素;光培养和暗培养过程中细菌变化的差异表明光照可以促进细菌对溶解态有机碳的利用。与其他地区比较发现,海南红树林间隙水的光降解速率与热带河流(刚果河)相近,高于温带密西西比河流,降解过程中各参数的变化[S/V和(Ad/Al)v]与其他区域接近。     

城市固体废弃物本构模型的研究现状及展望

城市固体废弃物(MSW)是由多种无机和有机成分组成的复合材料,具有高压缩性和可降解性。随着时间的变化,基本的物理力学特性发生变化,与传统土体相比,性质差异较大。城市固体废弃物的本构模型对于垃圾填埋场中土工问题的研究极其重要,考虑不同因素的影响,系统总结了国内外一些学者对MSW本构模型的研究现状,指出已有的研究成果主要考虑了荷载引起的瞬时变形、机械蠕变、生物降解、纤维物质的加筋作用等,但这些都是考虑单个因素或者将几个因素简单叠加的本构模型,并未考虑不同因素的耦合作用。结合土体本构模型的发展特点,指出了今后城市固体废弃物本构模型的研究方向和发展趋势：应当综合考虑各种因素对MSW应力-应变关系的影响,从工程实践出发,通过岩土工程、环境工程、化学工程和生物工程等学科的交叉寻求突破,形成考虑生化反应-骨架变形-水气运移-溶质迁移耦合作用的理论框架。