微塑料暴露下有/无植物人工湿地脱氮性能的对比

为揭示湿地植物对微塑料暴露湿地脱氮性能的影响,构建了2组垂直流人工湿地(黄菖蒲湿地和无植物湿地),对比了聚苯乙烯微塑料(PS MPs)短期和长期暴露下2组湿地植物和微生物生态效应及脱氮性能的差异.结果表明,2组湿地均可实现PS MPs的有效去除,去除率均超过99.8%;PS MPs短期暴露下,黄菖蒲湿地体现出更高的脱氮性能;而PS MPs的长期暴露对黄菖蒲光系统和抗氧化系统将产生不利影响,叶片光合色素质量分数下降了13.92%~26.15%;PS MPs短期及长期暴露下,黄菖蒲湿地中微生物物种丰富度和多样性更高,硝化细菌和反硝化细菌的整体丰度也高于无植物湿地.以上结果为同步去除污水中氮素和微塑料的人工湿地设计提供了参考.

钙改性玄武岩纤维对人工湿地污水处理性能的提升

为研究钙改性玄武岩纤维(Ca-MBF)及其填充方式对人工湿地污水处理性能的影响,构建中试规模的分层平铺和垂直填充Ca-MBF人工湿地,并与传统人工湿地的除污效果、酶活性空间分布、胞外聚合物含量及微生物群落结构进行对比.结果表明,Ca-MBF能提高人工湿地微生物多样性和丰富度,增加基质上层与中层硝化菌和反硝化菌丰度,促进功能属之间合作.Ca-MBF显著提高了湿地中层和下层的酶活性,使整个系统的平均酶活性升高(氨单加氧酶、亚硝酸氧化还原酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和磷酸酶).此外,Ca-MBF促进了胞外聚合物的分泌,平均增加了29.02%~52.90%.Ca-MBF能提升湿地去除污染物的能力,分层平铺的Ca-MBF湿地效果最好,其对氨氮、总氮和总磷去除率分别提高16.72%、6.95%和6.30%.这些结果为Ca-MBF人工湿地的应用提供了有价值的参考.

纳米氧化镍暴露下人工湿地运行性能及微生物群落的响应

纳米氧化镍(NiONPs)的广泛应用导致环境暴露且存在生态风险,其随污水进入人工湿地(CWs)可能对生态因子产生胁迫,从而影响湿地运行性能。考察了垂直流人工湿地在10 mg·L^(-1)和30 mg·L^(-1)NiONPs暴露下的运行特性和微生物群落响应。结果显示,NiONPs暴露一定程度上促进了有机物、氮和磷的去除,其中COD、NH_(4)^(+)-N、TN、TP去除率较加药前分别提高5.24%-20.8%、53.0%-66.4%、7.72%-34.7%和56.0%-68.9%。而30 mg·L^(-1)NiONPs暴露显著抑制了反硝化过程,NO_(3)^(-)-N去除率较加药前低44.7%-64.4%。对于关键酶活性,NiO NPs令脱氢酶(DHA)和氨单加氧酶(AMO)相对活性分别降低2.58%-51.5%和46.7%-76.4%,而脲酶(URE)活性则显著提升225%-460%。此外,NiONPs有促进磷酸酶(PST)活性的潜力,除10 mg·L^(-1)NiONPs暴露前期外,PST相对活性较加药前提高11.1%-93.1%,与TP去除率提升一致。对微生物群落结构而言,NiONPs降低了绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)等微生物门丰度,且具有浓度效应。30 mg·L^(-1)NiO NPs令关键反硝化门变形菌门(Proteobacteria)丰度降低7.98%。从功能菌属分析,NiO NPs对亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)的刺激可促进NH_(4)^(+)-N去除,而硝化螺旋菌(Nitrospira)则较加药前减少84.0%-91.7%。另外,NiONPs对脱氯单胞菌属(Dechloromonas)、噬氢菌属(Hydrogenophaga)、动胶菌属(Zoogloea)等反硝化属产生抑制,而刺激了芽殖杆菌属(Gemmobacter)、不动杆菌属(Acinetobacter)等聚磷微生物,进而导致NO_(3)^(-)-N和TP去除率分别降低与升高。该试验的研究结果有助于丰富湿地微生态系统应对NiO NPs胁迫的主要机制,为人工湿地处理含NiONPs废水的可行性与稳定性提供理论依据。

“十四五”地表水生态环境监测网优化调整方案——以南京市为例

地表水生态环境监测网的优化调整,是通过有效地整合环境监测资源,以更合理的点位布设,用最少的监测点位获得最有代表性的监测数据,最大程度地客观反映地表水环境质量的状况,更科学地指导环境管理工作。采用聚类分析与兼顾管理需求并行的方式进行,在已有监测数据的断面中,采用系统聚类方法对点位进行优化、增设;选取南京市已有的例行监测点位共160个(包括“十三五”国省市考断面、重点流域、城市内河、水功能区、饮用水源地等),按照流域分为长江干流58个断面,秦淮河流域51个断面,滁河流域23个断面,水阳江和太湖流域28个断面进行优化调整。聚类分析完成后,可以从每一个类别中选取一个代表性监测断面组成新的优选断面系列,并结合点位优化前后的监测数据,对优化结果进行t检验和F-检验。经优化调整后,南京市四大水系河湖覆盖率明显提升,监测点位相较于“十三五”期间增加了35%;跨(区)界水体覆盖率也显著增加,为厘清各辖区水环境质量责任奠定了基础;重点区域、重点流域监控密度大幅增加,为强化流域环境管理提供了支撑。通过地表水生态环境监测网的优化调整,构建了南京市统一的水生态环境监测体系,更加全面、精准、有效地服务与支撑了“十四五”水生态环境管理,促进水生态环境的持续改善。