内蒙古河套灌区土壤盐分多源多指数估算模型

【目的】探究河套灌区乌拉特灌域土壤盐分遥感反演的最优方法。【方法】针对单一数据源、单一指数、单一算法对土壤盐分反演精度不高的问题,分别以光谱指数、极化组合指数为建模因子,利用偏最小二乘回归(PLSR)、自适应增强回归(AdaBoost)、随机森林回归(RF)3种算法构建土壤盐分反演模型,筛选出最优的土壤盐分反演模型,并监测了2019—2021年10月乌拉特灌域土壤盐分的时空分布。【结果】对于PLSR和AdaBoost模型,光谱指数的预测效果优于极化组合指数,对于RF模型,极化组合指数的预测效果优于光谱指数。PLSR模型在反演10 cm深度处的土壤盐分时,光谱指数的反演效果最优,决定系数为0.70;AdaBoost模型在反演2cm深度处的土壤盐分时,光谱指数反演效果最优,决定系数为0.74;RF模型在反演2cm深度处的土壤盐分时,极化组合指数的反演效果最优,决定系数为0.64。乌拉特灌域土壤盐渍化程度较重的区域主要位于灌域东南部,而西北部和中部盐渍化程度较轻。【结论】应用AdaBoost算法并结合改进的光谱指数有望提升河套灌区乌拉特灌域表层土壤盐分的反演精度。

进水底物对好氧颗粒污泥特性及微生物群落的影响

为了研究进水底物对好氧颗粒污泥(AGS)特性的影响,通过接种絮状污泥于序批式反应器(SBR)中以生活污水和模拟生活污水作为进水底物,对AGS形成过程中的污泥特性和微生物群落展开研究。研究表明:以模拟生活污水为进水底物,发现颗粒污泥内部以丝状菌为框架,通过对污泥的截留逐渐形成AGS,污泥沉降性能良好。随着AGS的形成胞外聚合物(EPS)组分中蛋白质(PN)含量增加显著,PN/PS由1.77上升至5.80,促进了AGS的形成和稳定性,且EPS含量与Zeta电位、污泥沉降指数呈负相关。连续投加Fe(OH)_(3)胶体抑制了NOB菌的活性,导致生活污水阶段污染物的去除效果较差;AGS形成后污染物的去除效果明显上升,特别是氮、磷污染物。生活污水阶段Candidatus_Microthrix菌属引起了系统内丝状菌膨胀,同时微生物群落丰富度、多样性逐渐降低。模拟生活污水阶段具有疏水性和分泌EPS功能的菌属丰度占比持续上升,例如:unclassified_o__Saccharimonadale(33.%→22.0%)、Zoogloea(3.0%→6.0%)、unclassified_f__Sphingomonadaceae(0.87%→3.1%)菌属等;促进了污泥颗粒化;同时随着污泥颗粒化程度提高,具有反硝化和除磷功能的菌属丰度占比持续上升,保证了AGS系统高效的脱氮除磷性能。

好氧颗粒污泥强化脱氮及微生物群落的演变

为实现好氧颗粒污泥(AGS)系统高效的脱氮效果,在AGS系统前端设置厌氧段形成“厌氧/好氧”(A/O)运行模式来强化AGS系统的脱氮效果;同时研究整个试验过程中AGS的污泥特性和微生物群落结构的变化。结果表明:AGS以丝状菌作为骨架,活性污泥在水力剪切力的作用下不断地黏附在骨架上,进而形成AGS;其过程中胞外聚合物(EPS)组分中蛋白质含量显著增加,污泥表面Zeta电位值降低,提高了污泥间的凝聚性能,保证了AGS的形成和稳定性运行。污泥颗粒化阶段,unclassified_f__Sphingomonadaceae、unclassified_o__Saccharimonadales等具有疏水性且分泌EPS功能菌属的相对丰度上升,促进了污泥颗粒化。A/O运行模式的介入提高了AGS系统中与脱氮相关菌属的相对丰度,强化了AGS系统的脱氮性能;第110天低温环境的介入下,AGS系统依然保持稳定运行,最终TN去除率上升至78.2%,其主要归功于Zoogloea(由4.6%升至8.2%)、Thauera(由2.0%升至2.3%)、Rhodobacter(由2.3%升至2.7%)、norank_f__Actinomycetaceae(由1.8%升至3.7%)、Pseudoxanthomonas(由2.2%升至4.5%)等菌属的相对丰度上升。