自动增氧型垂直流人工湿地处理农村生活污水试验研究

针对人工湿地中溶解氧浓度不足的问题,采用自动增氧型垂直流人工湿地处理系统进行了农村生活污水脱氮除磷对比试验研究。结果表明,自动增氧型湿地内的DO浓度比非增氧型人工湿地高0.3 mg.L-1左右,TN、NH4+-N去除率分别达到了67.41%、69.04%,比非增氧型湿地高14.57%、19.79%,但TP去除率与非增氧型湿地差异不显著。说明自动增氧措施对于增加人工湿地中的DO浓度,提高脱氮效率是有效的,但对于除磷效率无显著影响。

稻田湿地处理农村生活污水除磷试验研究

在水稻的一个生长周期内进行了稻田湿地处理农村生活污水除磷的田间试验。结果表明,五个处理出水中的TP去除率顺序为:GW(98.17%)】DW(97.28%)】BW(97.04%)】SW(96.78%)】CK(75.20%)。同时,GW、DW和BW处理中来自农村生活污水中磷的去除率(60.3%~71.4%)显著性(P≤0.05)高于化肥磷的去除率(26.8%~36.7%),表明相对于磷肥,农村生活污水中磷的形态更易于被稻田湿地去除。随着水稻的生长,磷素从根部分别向茎部、叶部迁移,最后在谷籽中富积。另外,五个处理的水稻产量差异不显著(P≤0.05),说明采用农村生活污水替代地表水灌溉稻田湿地可在保证产量的同时高效除磷。

鸟粪石沉淀法用于养猪场污水前处理的影响因素研究

用鸟粪石沉淀法对养猪场污水进行前处理,研究了各类因素对沉淀效果的影响,包括加药剂与调节pH的顺序、搅拌速率、温度、反应时间、溶液pH与加入的药剂量等,其中溶液pH与加入的药剂量是影响养猪场污水中污染物去除的决定性因素.本实验条件下,P/Mg/N比为1/1/1.2、pH10.0时,有最佳NH4+-N的去除率与最低PO34--P的残留质量浓度,分别是87%和30.21 mg/L.

基于氮磷比解析太湖苕溪水体营养现状及应对策略

生态化学计量学是评价水体营养状态的重要手段,利用其氮磷比指标探讨了我国太湖主要入湖河流苕溪的营养状态。野外监测结果显示,苕溪水体氮素超标严重,磷素污染轻度,硝酸盐、颗粒态磷为氮磷的主要赋存形态,且氮磷浓度呈现相似的季节变化规律,表明苕溪主要受农业面源污染影响。氮磷比分析表明,苕溪水体春、秋季处于磷素限制状态,夏季适合藻类生长,冬季低温条件下不利于藻类的大量繁殖;苕溪生物量增长受磷素限制,线性拟合亦显示其氮磷比主要受磷素波动的调控;苕溪干流大面积暴发蓝藻水华的风险较部分支流及死水区低,苕溪水入湖后,特别是夏季其暴发风险将显著提高。针对苕溪水体的富营养化现状,提出若干条水质改善应对策略。

适宜填料提高温室甲鱼养殖废水曝气生物滤池处理效能

温室甲鱼养殖废水的无序排放已成为长三角农村地区重要污染源之一,特别在温室甲鱼养殖密集区尤为明显。为了探索曝气生物滤池处理温室甲鱼养殖废水的可行性,并筛选适合于温室甲鱼养殖废水水质的生物滤池填料,为处理工艺的实际应用提供参考。该文以斜发沸石、生物陶粒和砾石等3种填料及以此作为填料的曝气生物滤池为研究对象,研究不同填料对温室甲鱼养殖废水N、P的吸附性能及其净化废水的效果。研究结果表明,3种填料的N吸附容量为0.469～0.563mg/g,3种填料对N的吸附量差异不大(P>0.05),P吸附容量0.003～0.114mg/g,其中沸石对P的吸附量最高。在某典型温室甲鱼养殖场建立温室甲鱼养殖废水曝气生物滤池处理中试工程,经过122d的运行,结果表明沸石、砾石和陶粒滤池对COD、NH4+-N、TN(总氮)以及TP(总磷)等污染物均具有良好的去除作用,整个运行过程中COD去除率59.4%～61.1%,NH4+-N去除率达93.2%～97.2%,TN去除率54.4%～71.1%,TP去除率为62.7%～84.3%,沸石滤池对TN去除作用最佳,砾石和陶粒滤池对TP的去除率较好。生物滤池对氮磷的去除是填料吸附和微生物共同作用的结果,填料种类对废水的处理效能影响较小,考虑到填料的成本和来源,砾石是曝气生物滤池处理温室甲鱼养殖废水时较为理想的填料。若在温室甲鱼养殖场位于环境敏感区,对氮的去除要求较高,则可采用沸石为填料。综上所述,曝气生物滤池处理工艺具有较高的推广应用价值,适合中国温室甲鱼养殖场废水的处理。

推广环保型缓释肥是实现农业与环境保护协调发展的重要举措

我国作为农业大国,目前化肥的消费量超过5400万吨,居世界第一位。近40年来,我国氮素年用量增长43.8倍,年均增长10.5%,氮肥施用总量已占世界总氮的27%。氮肥的过度使用,造成严重水体富营养化等环境问题,也会影响中国农业健康可持续发展。

加快土壤环境标准修复 制定保障土壤生态安全

党中央和国务院高度重视土壤环境保护工作。党的十七大报告指出:要重点加强水、大气、土壤等污染防治,改善城乡人居环境。《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》(国发[2005]39号)要求,以防治土壤污染为重点,加强农村环境保护。环保部《关于加强土壤污染防治工作的意见》(环发[2008]48号)对土壤污染防治工作做出了具体部署,明确提出到2015年,土壤污染防治标准体系进一步完善,污染土壤修复与综合治理示范项目取得明显成效。然而,由于现行的土壤环境标准严重的缺项和体系的不完善,导致污染土壤的评价、修复和综合治理无法可依,成为制约土壤环境保护的重要问题。

总氮总磷应纳入重点流域水体污染物总量减排指标

“十一五”期间我国环境保护工作取得积极进展。党中央、国务院高度重视节能减排工作，要求确保完成“十一五”期间主要污染物排放总量减少10％的约束性指标。到2010年底，“十一五”污染减排的两项约束性指标中化学需氧量减排超额完成了指标，对我国水环境质量改善起到重要作用。

多氯联苯的膳食暴露及健康风险评价研究进展

多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)作为一类人工合成的氯代持久性有机污染物,极易通过生物富集作用在食物链中累积和传递,从而对人体健康构成极大的威胁.研究表明,膳食摄入PCBs是普通人群最主要的暴露途径.因此,不少国家陆续开展了针对普通人群的PCBs膳食暴露的调查研究.本文对国内外普通人群的PCBs膳食暴露水平及其健康风险评价的研究进展进行了综述,为后续进一步开展相关研究提供参考.

规模化猪场养殖废水UASB-SFSBR-MAP处理工艺中试研究

针对规模化猪场养殖废水常规厌氧-好氧组合处理工艺及SBR处理工艺脱氮效率低、运行费用高、养分流失大等技术难题,提出了养殖废水"UASB-SFSBR(分步进水序批式反应器)-MAP(磷酸铵镁结晶)"处理工艺,并开展了中试工程研究.结果表明,UASB-SFSBR-MAP处理工艺对COD、NH4+-N和TP的去除率分别达到95.1%、92.7%和88.8%,MAP氮磷回收率达23.9%和83.8%.工艺出水水质COD≤135 mg·L-1、TN<116 mg·L-1、NH4+-N<43 mg·L-1、TP≤7.3 mg·L-1、SS≤50mg·L-1,各项指标优于《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001).该处理工艺稳定可靠,生物脱氮过程保持系统碳源碱度自平衡,实现碳氮磷高效处理和回收,处理费用与传统厌氧-好氧处理工艺相当.因此,UASB-SFSBR-MAP组合处理工艺具有较高的推广应用价值,适合我国规模化猪场养殖废水的达标处理.

油脂废水生物处理研究进展

目前,油脂降解在常规的废水生物处理工艺中没有得到充分重视,造成反应器的处理效率大大降低,因此成熟有效的油脂降解生物处理技术开发与应用有待于深入探讨.本文系统阐述了废水处理过程中油脂的生物降解途径与机理,重点总结了油脂降解途径中油脂水解与长链脂肪酸降解涉及的功能微生物研究等最新进展,简要介绍了部分学者根据功能微生物的生境差别开发的一系列新型处理工艺,并在此基础上展望了油脂降解技术研究的重点突破方向,希望能为该工艺的发展提供理论指导.

厌氧氨氧化与反硝化耦合反应研究进展

厌氧氨氧化是氮循环中一个重要的反应,对处理含高氨氮废水具有重大的潜在实际应用价值.高浓度有机碳源对厌氧氨氧化反应具有明显的抑制作用.如何在有机碳源存在的条件下实现厌氧氨氧化与反硝化的耦合,是实现厌氧氨氧化工程应用面临的巨大挑战.本文综述了有关厌氧氨氧化与反硝化耦合反应机理、反应功能性微生物种群、耦合工艺启动、过程调控及环境影响因素等的最新研究进展,并对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应研究前景及其在废水处理中的应用进行了展望.

嗜热菌对有机污染物的降解及其应用研究进展

有机污染物造成的环境问题日趋严重,嗜热菌具有高效降解环境有机污染物的潜力.嗜热菌在高温条件下降解有机污染物,代谢速度快,嗜温杂菌的竞争减少,同时高温环境下一些难降解有机物的溶解度和生物可利用性大大提高,有机污染物可得到快速、彻底降解.因此,嗜热菌对有机废水生物处理及有机物污染场地生物修复等意义重大.本文从嗜热菌降解有机污染物的特点、温度的影响、降解途径、降解酶及其编码基因及工程应用等角度,介绍了嗜热菌降解有机污染物的研究进展,并对嗜热菌降解有机污染物的机理、菌种资源储备、技术策略及应用研发等研究方向进行了展望.

多氯联苯微生物脱氯研究进展

多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)是环境中典型的氯代持久性有机污染物.微生物脱氯是一种氯代有机物自然降解模式,对全球PCBs特别是高氯代同系物消减起到至关重要的作用.厌氧条件下高氯代PCBs能够发生脱氯反应,使其毒性大大降低,脱氯后形成的低氯代化合物可以进一步好氧降解,直至完全矿化.本文综述了PCBs生物脱氯的研究进展,介绍了微生物脱氯反应的机理和特征、参与微生物脱氯过程的专性脱氯菌等,探讨了该微生物过程的影响因素及厌氧脱氯与好氧降解耦合的意义,并对脱氯微生物群落的复杂代谢网络研究、专性脱氯新菌种筛选及其污染地实际修复应用等未来研究方向进行了展望.

持留菌及其对微生物膜的耐受性影响研究进展

持留菌(persisters)是细菌种群中所占比例不到0.1%的一类特殊亚群,具有与种群内普通菌、抗性突变菌所不同的特征,其形成机制复杂,不易分离培养.持留菌可通过"休眠-生长-增殖"应对逆境的胁迫,维持自身生存和菌体结构稳定,在生物膜的多药耐受性与多金属耐性中发挥着重要作用,对于维持微生物群落结构稳定具有重要意义.本文从持留菌的研究历程、特点、基因调控机制及其对微生物膜的耐药性与多金属耐性的影响等方面进行了综述,并对今后的研究方向进行了展望.

有机酸在植物对重金属耐性和解毒机制中的作用

植物对重金属的耐受和解毒机制可分为外部排斥和内部耐受两大类。该文综述了有机酸作为一类金属配位体,在植物对重金属的这两大类机制中的重要作用。在重金属的外部排斥过程中,植物根系分泌有机酸,与金属离子形成稳定的金属配位体复合物,改变重金属的移动性和生物可利用性,阻止金属离子进入植物体内或避免其在根部敏感位点累积。此外,有机酸还可与进入植物体内的金属离子螯合,使其转化为无毒或毒性较小的结合形态,缓解重金属的毒害效应,实现植物对重金属的内部耐受。

畜禽粪便污染负荷及风险评估——以杭州市为例

针对规模化畜禽养殖业发达地区畜禽粪便引发的重金属和可溶性盐污染负荷重等问题,以杭州市为例,分析了杭州市各区县由畜禽粪便引起的氮、磷污染负荷.同时,通过空间分析与基于土壤盐分和重金属累积模型的模拟预警分析,评估了畜禽粪便农用过程中对温室土壤次生盐渍化和重金属累积的潜在影响.结果表明,杭州市畜禽粪便氮磷污染负荷分布不均,以建德市、萧山区、临安市污染最为严重,氮磷污染预警级别达到Ⅳ～Ⅵ级;所辖各市区的磷污染风险等级均高于或者等于各自的氮污染风险等级.若农田中施用畜禽粪便时以氮为指标,将可能造成磷素的累积和流失.施用畜禽粪便对温室土壤影响较大,畜禽粪便盐施肥量越高,土壤盐渍化和重金属累积的趋势越明显.在畜禽粪便中等盐分和重金属含量及中、高施肥量条件下(65～100t·hm-2,以干粪计),经过5a左右的累积,土壤盐渍化程度将有明显提高;经过4a左右的累积,重金属Cu、Zn的土壤环境质量将会从二级变为三级.

畜禽粪便好氧堆肥过程氧化亚氮排放机制

好氧堆肥是实现畜禽粪便处理及资源化的有效途径,但畜禽粪便好氧堆肥过程是全球温室气体N2O的潜在来源,与全球温室效应和大气臭氧空洞等问题密切相关.随着畜禽养殖规模的扩大和畜禽粪便堆肥产量的急剧提升,畜禽粪便好氧堆肥过程N2O排放问题日趋严重,堆肥过程N2O排放机制机理研究引发学者们的关注.本文综述了畜禽粪便好氧堆肥过程中N2O的产生途径、排放规律、排放影响因素及其相关微生物学机理研究动态,总结了该过程中减排N2O的措施,并对该领域的研究趋势进行了展望.

嗜热微生物及其降解剩余污泥的机理

活性污泥法已经被广泛应用于污水处理中.剩余污泥是此过程的副产物,其处理费用约占污水处理系统总成本的25%～60%,处理不当则会带来严重的二次污染,成为目前污泥处理研究的难点之一.利用嗜热微生物降解污泥操作方便、经济性较好且易于管理,具有良好的应用前景.本文对污泥降解中的嗜热微生物、嗜热微生物污泥降解机理以及污泥降解过程中起重要作用的嗜热蛋白酶和脂肪酶的最新研究进展进行综述,归纳总结了影响嗜热微生物降解污泥的主要影响因素,并对嗜热微生物在污泥消化方面的应用研究进行展望.

土壤宏蛋白质组学在土壤污染评价中的应用

土壤微生物指标是评价土壤污染程度的重要生物学指标之一.近年来,随着分子生物学的发展,应用宏基因组学、宏转录组学和宏蛋白质组学技术考察土壤微生物的生态功能成为土壤功能的研究热点.相对于宏基因组学和宏转录组学,土壤宏蛋白质组学是以土壤微生物基因的功能组分——蛋白质为直接研究对象,考察不同时空点提取出来的土壤蛋白质的变化规律,更有助于揭示土壤微生物的生态功能及其在污染物迁移转化过程中的作用,在评价土壤污染方面也更具潜力.目前,土壤宏蛋白质组学正处于起步阶段,而土壤蛋白质的提取方法是制约其发展的主要因素之一,因此本文综述了蛋白质作为土壤污染评价指标的优势,重点比较了不同土壤蛋白质提取方法的优劣,结合案例分析了蛋白质作为土壤污染评价指标的可行性及存在的问题,并对土壤宏蛋白质组学的发展进行展望.