针对沉积物中沉积磷(P)通过微生物活动再释放,致使湖泊富营养化反复的问题,采集郑州大学眉湖上覆水和沉积物,搭建一个沉积式微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)系统,研究了通过SMFC限制沉积磷向上覆水体释放的方法。实...针对沉积物中沉积磷(P)通过微生物活动再释放,致使湖泊富营养化反复的问题,采集郑州大学眉湖上覆水和沉积物,搭建一个沉积式微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)系统,研究了通过SMFC限制沉积磷向上覆水体释放的方法。实验周期内监测SMFC的电压和阳极电极电位、上覆水温度pH、沉积物磷的Standards Measurements and Testing(SMT)法分级提取;并在实验开始与结束收集阳极微生物样进行微生物群落及基因分析;首次使用氧化锆薄膜扩散梯度技术(Zr-Oxide Diffusive Gradients in Thin-films,Zr-Oxide DGT)可视化了SMFC沉积物中不稳定磷亚毫米分辨率的浓度分布。结果表明:SMFC阳极电极电位从-100 mV升至230 mV;上覆水pH从7.15升至7.46;SMFC沉积物烧失量(Loss on Ignition,LOI)从18.31%±0.7%降至13.09%±1.10%,低于对照组的14.29%±2.10%;SMFC显著促进了孔隙水磷向沉积物磷的矿化过程,在沉积物垂向方向上,Na OH-P和HCl-P出现了明显的区域性增加;根据沉积物DGT磷的二维(2D)图像,SMFC使沉积物DGT磷的浓度最低降至初始值的66%;基于京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)数据库的功能基因分析,SMFC使磷相关功能基因丰度显著增加。证明SMFC对于沉积物磷和水相磷分布有显著影响,通过基质竞争、提高阳极电位等方式减弱固相磷的溶解,促进水相磷向沉积相磷的转化,可用于富营养化水体原位底泥磷稳定化。该文深入研究了SMFC固磷作用机理,为修复水体内源磷污染提供了一种新思路。展开更多
再生水中磷绝大部分为无机磷,是引起循环冷却系统结垢腐蚀的重要因素。为了探究无机磷在系统内的迁移转化及其对系统的影响,无机磷的定量定性尤为重要。在分析了无机磷的SMT (standard measurements and testing)连续提取法在循环冷却...再生水中磷绝大部分为无机磷,是引起循环冷却系统结垢腐蚀的重要因素。为了探究无机磷在系统内的迁移转化及其对系统的影响,无机磷的定量定性尤为重要。在分析了无机磷的SMT (standard measurements and testing)连续提取法在循环冷却系统污垢提取中应用的可行性的基础上,对SMT提取方法进行条件优化,建立了污垢中无机磷定性定量分析方法。结果表明,优化后的SMT连续提取法能够实现对系统内污垢中无机磷的完全提取,且回收率接近100%;污垢中弱吸附态磷(NH_4Cl-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)和钙结合态磷(Ca-P) 4种形态无机磷能得到完全分离。展开更多
运用化学连续提取法(standards-method of measurements and testing,SMT)对北京市3座污水处理厂污泥中的磷进行形态和组成分析,以低温热解、投加酸碱和投加EDTA 3种方式处理污泥,研究磷的溶出规律。结果表明:污泥中的磷主要以无机磷形...运用化学连续提取法(standards-method of measurements and testing,SMT)对北京市3座污水处理厂污泥中的磷进行形态和组成分析,以低温热解、投加酸碱和投加EDTA 3种方式处理污泥,研究磷的溶出规律。结果表明:污泥中的磷主要以无机磷形态存在,占总磷的71.7%~89.3%;非磷灰石是无机磷的主要形态,占50%左右。低温热解时,在50℃条件下,污泥总磷的溶出率最高,达50%以上。酸性或碱性条件下,污泥磷溶出效果优于中性条件,pH为4时,污泥的磷溶出效率最高,在40%左右;碱性条件下,污泥中非磷灰石态无机磷会大量溶出。投加EDTA,磷灰石态无机磷的溶出率大于非磷灰石态无机磷。综合以上结果,根据磷的形态设置合理的条件进行污泥磷溶出,有利于提高溶出效率。展开更多
文摘针对沉积物中沉积磷(P)通过微生物活动再释放,致使湖泊富营养化反复的问题,采集郑州大学眉湖上覆水和沉积物,搭建一个沉积式微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)系统,研究了通过SMFC限制沉积磷向上覆水体释放的方法。实验周期内监测SMFC的电压和阳极电极电位、上覆水温度pH、沉积物磷的Standards Measurements and Testing(SMT)法分级提取;并在实验开始与结束收集阳极微生物样进行微生物群落及基因分析;首次使用氧化锆薄膜扩散梯度技术(Zr-Oxide Diffusive Gradients in Thin-films,Zr-Oxide DGT)可视化了SMFC沉积物中不稳定磷亚毫米分辨率的浓度分布。结果表明:SMFC阳极电极电位从-100 mV升至230 mV;上覆水pH从7.15升至7.46;SMFC沉积物烧失量(Loss on Ignition,LOI)从18.31%±0.7%降至13.09%±1.10%,低于对照组的14.29%±2.10%;SMFC显著促进了孔隙水磷向沉积物磷的矿化过程,在沉积物垂向方向上,Na OH-P和HCl-P出现了明显的区域性增加;根据沉积物DGT磷的二维(2D)图像,SMFC使沉积物DGT磷的浓度最低降至初始值的66%;基于京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)数据库的功能基因分析,SMFC使磷相关功能基因丰度显著增加。证明SMFC对于沉积物磷和水相磷分布有显著影响,通过基质竞争、提高阳极电位等方式减弱固相磷的溶解,促进水相磷向沉积相磷的转化,可用于富营养化水体原位底泥磷稳定化。该文深入研究了SMFC固磷作用机理,为修复水体内源磷污染提供了一种新思路。
文摘运用化学连续提取法(standards-method of measurements and testing,SMT)对北京市3座污水处理厂污泥中的磷进行形态和组成分析,以低温热解、投加酸碱和投加EDTA 3种方式处理污泥,研究磷的溶出规律。结果表明:污泥中的磷主要以无机磷形态存在,占总磷的71.7%~89.3%;非磷灰石是无机磷的主要形态,占50%左右。低温热解时,在50℃条件下,污泥总磷的溶出率最高,达50%以上。酸性或碱性条件下,污泥磷溶出效果优于中性条件,pH为4时,污泥的磷溶出效率最高,在40%左右;碱性条件下,污泥中非磷灰石态无机磷会大量溶出。投加EDTA,磷灰石态无机磷的溶出率大于非磷灰石态无机磷。综合以上结果,根据磷的形态设置合理的条件进行污泥磷溶出,有利于提高溶出效率。
