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西部典型煤矿区采动水文生态效应及修复途径
1
作者 王皓 王强民 +5 位作者 董书宁 王晓东 葛光荣 张溪彧 曹书苗 张全 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期610-622,共13页
西部干旱半干旱矿区已成为保障我国能源战略安全的重要煤炭生产基地,但大规模高强度煤炭开发诱发了一系列的水资源和生态环境问题,以水文视角解析生态问题,系统揭示煤炭开采引发的水文生态效应,并以水为基提出矿区受损水文生态的修复途... 西部干旱半干旱矿区已成为保障我国能源战略安全的重要煤炭生产基地,但大规模高强度煤炭开发诱发了一系列的水资源和生态环境问题,以水文视角解析生态问题,系统揭示煤炭开采引发的水文生态效应,并以水为基提出矿区受损水文生态的修复途径。研究结果表明:采煤塌陷地裂缝加速了降水入渗和蒸发过程,裂缝附近区域土壤含水率形成“漏斗区”;典型煤矿煤层开采导水裂隙带局部直接沟通松散含水层,地下水流场和资源量较采前发生较大变化,最大水位降深超14 m,平均水位降深超5 m,地下水负均衡差超2500×10^(4) m^(3)/a,地下水位下降导致河流径流量的衰减量逐渐增加,最大可达172×10^(4) m^(3)/a,在地下水位埋深小于5 m区域,地下水位下降大幅降低了植被的生态耗水量。针对水资源量短缺、生态水位降低、土壤保水性差、植被用水效率不高等现状,提出了针对性的受损水文生态修复技术途径:矿井水适度净化技术,该技术具有较宽的脱盐率区间,在面向生态的矿井水适度处理方面更具优势,处理后的矿井水可为水文生态修复提供合格水源;矿井水浅层回灌生态补水技术,研究区矿井涌水量较大、矿井水水质较好、第四系松散含水层储水空间可观,实施矿井水浅层回灌可抬升矿区不断下降的生态水位;矿区损伤土壤重构技术,在植被根系土壤层下衬垫隔水土层,可明显提升塌陷区土壤水分和植被耗水量;微生物修复技术,适宜的接菌处理可以扩大根系对土壤水分和养分的吸收范围和面积,调节与光合作用、糖代谢、谷胱甘肽代谢和Ca^(2+)信号转导相关的基因的表达,提高植被的用水效能和抗旱性。文章研究成果为干旱半干旱矿区的水资源保护和生态环境修复提供科学依据和技术支撑。 展开更多
关键词 干旱半干旱区 煤层开采 地下水 水文生态效应 修复技术
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微生物燃料电池净化含Cu2＋废水资源化处理研究 被引量：2
2
作者 李宗伟 袁林江 高彬 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期109-113,共5页
以COD为1 000 mg/L左右的模拟生活污水为阳极基质,对CuSO4模拟废水阴极电解液,进行了双室微生物燃料电池产电和去除Cu2+研究,考察了阴极液中Cu2+含量、外加Na2SO4电解质量和阴、阳电极与质子交换膜(PEM)间距对电池性能和Cu2+去除的影响... 以COD为1 000 mg/L左右的模拟生活污水为阳极基质,对CuSO4模拟废水阴极电解液,进行了双室微生物燃料电池产电和去除Cu2+研究,考察了阴极液中Cu2+含量、外加Na2SO4电解质量和阴、阳电极与质子交换膜(PEM)间距对电池性能和Cu2+去除的影响。结果表明,阴极液Cu2+含量越高,电池的产电效果越好,Cu2+去除速率越快;增加Na2SO4投加量能明显改善低含量Cu2+含量条件下产电不理想的状态;减小阴极与PEM的间距相对于减少阳极与PEM的间距更有利于降低电池的内阻,提高电池的产电性能和Cu2+去除效果。 展开更多
关键词 微生物燃料电池 输出电压 功率密度曲线 极化曲线 Cu^2+去除
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高温对高含固污泥厌氧消化互营乙酸氧化产甲烷影响
3
作者 韩芸 王雪娜 +5 位作者 朱俊兆 周梦雨 刘奕 王皓 王松 卓杨 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第2期694-705,共12页
为了探讨高含固污泥热水解-中温厌氧消化切换至高温厌氧消化的产甲烷特性,研究分析高含固中温厌氧污泥在不同氨质量浓度和温度下乙酸、丙酸、丁酸及热水解污泥的产甲烷活性,并开展高温连续运行试验。结果显示,高含固热水解中温厌氧污泥... 为了探讨高含固污泥热水解-中温厌氧消化切换至高温厌氧消化的产甲烷特性,研究分析高含固中温厌氧污泥在不同氨质量浓度和温度下乙酸、丙酸、丁酸及热水解污泥的产甲烷活性,并开展高温连续运行试验。结果显示,高含固热水解中温厌氧污泥对乙酸、丙酸、丁酸及热水解污泥的产甲烷活性均随温度升高和氨质量浓度增加而下降,高温环境下的氢利用速率和互营乙酸氧化速率受氨质量浓度影响较小。连续高温运行试验表明,水力停留时间(Hydraulic Retention Times,HRT)在20 d、15 d和10 d下连续运行反应器容积产气率稳定在(0.47±0.12)~(1.01±0.23)L/(L·d),挥发性脂肪酸质量浓度稳定在(85.90±9.40)~(100.42±7.85)g/L(以COD计)。在高温运行稳定阶段,氨氮质量浓度为3 g/L的条件下,HRT分别为10 d、15 d和20 d的反应器中,产甲烷活性均有不同程度的提升,氢利用速率分别提升44.62%、48.21%和45.74%。微生物种群结构分析表明,高含固污泥在高温厌氧消化系统中的优势产甲烷菌Methanothermobacter相对丰度最高可达85.10%,Methanosarcina为10.41%。虽然,在高温高氨环境下的乙酸产甲烷速率仅维持在切换前的23%~63%,但氢利用速率的强化保证了系统良好的产甲烷性能。综上,构建互营乙酸氧化-氢营养型产甲烷(Syntrophic Acetate Oxidation-Hydrogenotrophic Methanogenesis,SAO-HM)途径,对实现高含固热水解-高温厌氧消化稳定运行具有促进作用。 展开更多
关键词 环境工程学 高含固污泥 热水解 高温厌氧消化 氨抑制
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丙酮酸生物代谢途径及代谢控制的研究进展 被引量：1
4
作者 牛屹帆 董婷婷 +4 位作者 李杏泽 丁聪 杜雨晨 王茹 袁林江 《环境化学》 北大核心 2025年第4期1195-1204,共10页
丙酮酸作为生物代谢途径的重要中间产物,在代谢过程中起着枢纽作用,其又作为一种可再生资源,是众多大宗化学品的前驱体.与传统化学方法相比,生物技术法生产丙酮酸具有环境友好、过程高效、可持续发展等优势.本文总结了丙酮酸生物代谢的... 丙酮酸作为生物代谢途径的重要中间产物,在代谢过程中起着枢纽作用,其又作为一种可再生资源,是众多大宗化学品的前驱体.与传统化学方法相比,生物技术法生产丙酮酸具有环境友好、过程高效、可持续发展等优势.本文总结了丙酮酸生物代谢的主要途径及原理;从生物合成、分解、关键酶调控方面总结了生物自身代谢丙酮酸的调控机制;综述了通过基因敲除、选育营养缺陷型菌株、设计及应用丙酮酸脱氢酶系抑制剂等手段阻断丙酮酸代谢途径等系列工作;介绍以丙酮酸脱氢酶系等关键酶为切入点进行代谢过程控制的方法可行性;构建了以丙酮酸或以其为纽带进行废物资源化回收利用的愿景.以期为生物技术法高效生产丙酮酸提供理论借鉴,推动以丙酮酸或以其为纽带进行废物资源化的研究进程. 展开更多
关键词 丙酮酸 代谢途径 代谢控制 资源化回收利用
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异养硝化细菌Pseudomonas stutzeri strain NP3的同步脱氮除磷特性及代谢机制 被引量：1
5
作者 孟红艳 杨垒 +4 位作者 李玉彩 张胜静 路颢琪 梁攀 任勇翔 《中国环境科学》 北大核心 2025年第4期1901-1910,共10页
针对同步脱氮除磷工艺流程复杂、基建与运行费用高等问题,从活性污泥中分离出一株兼具同步脱氮除磷能力的异养硝化细菌NP3,经16S rRNA鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),并对其脱氮除磷特性及作用机制进行研究.结果表明,在好氧... 针对同步脱氮除磷工艺流程复杂、基建与运行费用高等问题,从活性污泥中分离出一株兼具同步脱氮除磷能力的异养硝化细菌NP3,经16S rRNA鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),并对其脱氮除磷特性及作用机制进行研究.结果表明,在好氧条件下,菌株NP3能够以氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐作为单一氮源进行脱氮除磷,反应过程中间产物积累较少,氮、磷主要以同化作用去除,其生长和代谢速率NH_(4)^(+)-N>NO_(2)^(-)-N>NO_(3)^(-)-N.在碳源为柠檬酸钠、C/N为10、温度为30℃、pH值为7、转速为160r/min的最佳生长条件下,该菌株最大氨氮和磷酸盐去除率均接近100%.同时,反硝化和聚磷功能基因(nosZ、nirS、ppk)的成功扩增,进一步证明菌株NP3具有同步脱氮除磷能力.此外,胞外聚合物(EPS)在磷去除中起到重要作用,去除占比达到45%以上.X射线光电子能谱(XPS)分析证实EPS的表面官能团可以吸附C-PO_(3)/P-O、PO4_(3)^(-)/HPO_(4)^(2-)等不同形式的磷,充当磷转移站.^(31)p核磁共振(NMR)结果进一步表明EPS对磷的赋存形态存在较大影响,其中焦磷酸盐是EPS存在时的主要磷物种,而正磷酸盐和磷酸二酯是提取EPS后的主要磷形式. 展开更多
关键词 异养硝化 好氧反硝化 同步脱氮除磷 胞外聚合物
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根系形态异位预构建强化湿地移栽植物的耐淹和固土特性研究
6
作者 尹晓彤 郭盾 +4 位作者 史维娟 黎斌 杨垒 蓝君 任勇翔 《生态环境学报》 北大核心 2025年第3期432-441,共10页
淹水胁迫阻碍植物正常生长是制约现有湿地修复技术的突出瓶颈。根系形态的变化是植物应对不良环境的适应性策略,为论证根系形态异位预构建-移栽这一修复路线的可行性,通过比较3种根域限制强度(5、10、40 cm)育成的香蒲(Typha orientalis... 淹水胁迫阻碍植物正常生长是制约现有湿地修复技术的突出瓶颈。根系形态的变化是植物应对不良环境的适应性策略,为论证根系形态异位预构建-移栽这一修复路线的可行性,通过比较3种根域限制强度(5、10、40 cm)育成的香蒲(Typha orientalis presl.)在3个淹水深度(0、20、40 cm)下的生长状态和土壤抗侵蚀能力,明确了根系形态异位预构建对提高植物淹水耐受性和根土复合体力学性能的改善作用。结果表明,在3种根域限制强度下,10 cm垂向空间限制培育的香蒲具有最佳的根系形态,其根冠比、根孔隙度和根体积较未垂向空间限制培育的香蒲提高了31.9%、18.6%、51.14%。移栽后,在淹水深度40 cm的最不利条件下,其光能捕获能力、光电子转移效率和根系泌氧能力较无垂向空间培育的香蒲分别提高了12.8%、12.6%和17.0%,增强了香蒲的氧气产量和氧气传输能力,缓解了淹水导致植物根部缺氧问题,还增大了香蒲移栽后的抗氧化能力,提高了香蒲对淹水环境的适应性。通过对不同根系形态的香蒲移栽后的根土复合体根质量密度和抗剪切能力的测定,发现10 cm垂向限制培育后再移栽的香蒲根质量密度是无垂向限制培育后再移栽香蒲的2.36倍,同时,相较于未经垂向空间限制培育后再移栽的香蒲,垂向空间限制培育后再移栽香蒲的根土复合体的抗剪切能力、粘聚力和内摩擦角均有所提升,增强了其土壤抗侵蚀能力。根系形态异位预构建-移栽这一组合种植方式可为湿地植被修复提供一条更加快速、稳定、高效的新思路。 展开更多
关键词 香蒲 淹水 异位培育 生理响应 根土复合体 根系特性
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饮用水水源突发性Cr(Ⅵ)污染应急处理实验研究 被引量：4
7
作者 黄廷林 张玉政 卢金锁 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期47-50,共4页
针对水源水突发性Cr(Ⅵ)污染进行了应急处理的实验研究。当原水中Cr(Ⅵ)质量浓度超过0.100 mg/L时,水厂现行处理工艺不能保证Cr(Ⅵ)达标去除。用硫酸亚铁还原法去除水中的Cr(Ⅵ),当原水中Cr(Ⅵ)质量浓度为0.1～2.0 mg/L,pH值在6.5～8.0... 针对水源水突发性Cr(Ⅵ)污染进行了应急处理的实验研究。当原水中Cr(Ⅵ)质量浓度超过0.100 mg/L时,水厂现行处理工艺不能保证Cr(Ⅵ)达标去除。用硫酸亚铁还原法去除水中的Cr(Ⅵ),当原水中Cr(Ⅵ)质量浓度为0.1～2.0 mg/L,pH值在6.5～8.0时,硫酸亚铁和氯化铁的投量分别控制在3.0～16.0 mg/L和5～15 mg/L,可保证出水总铬质量浓度低于0.02 mg/L,去除率在99%以上,保障了饮用水水质安全。 展开更多
关键词 市政工程 铬 突发性污染 硫酸亚铁 还原 沉淀
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饮用水水源突发性Cd(Ⅱ)污染应急处理实验研究 被引量：6
8
作者 张玉政 黄廷林 +1 位作者 邸尚志 屈勃 《安全与环境学报》 CAS CSCD 2008年第5期19-21,共3页
首先评估了水厂现行工艺对Cd(Ⅱ)的去除能力,然后根据饮用水水源地突发性Cd(Ⅱ)污染的特点对水中Cd(Ⅱ)的去除进行实验研究。结果表明,使用聚合氯化铝铁和水玻璃作为混凝剂和助凝剂的水厂现行工艺对Cd(Ⅱ)的最高去除率为75.0%。随pH值增... 首先评估了水厂现行工艺对Cd(Ⅱ)的去除能力,然后根据饮用水水源地突发性Cd(Ⅱ)污染的特点对水中Cd(Ⅱ)的去除进行实验研究。结果表明,使用聚合氯化铝铁和水玻璃作为混凝剂和助凝剂的水厂现行工艺对Cd(Ⅱ)的最高去除率为75.0%。随pH值增大,水厂工艺对Cd(Ⅱ)的去除率会相应提高,当pH值为9.0时,Cd(Ⅱ)的去除率可达到90.0%。向原水投加碳酸钠可以改变其pH值。当碳酸钠投量为20 mg/L时,原水的pH值可由原来的7.90升高到8.97,该条件下可以同时产生氢氧化镉和碳酸镉两种沉淀颗粒,较大程度上增强了Cd(Ⅱ)的去除效果。 展开更多
关键词 市政工程 镉 突发性污染 强化混凝 碳酸钠
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沙尘降雨叠加条件下PM_(2.5)中水溶性有机物光吸收特性和来源差异
9
作者 杨依诺 杨毅 +4 位作者 董承璇 王萍萍 舒麒麟 杨扬 薛力颖 《环境科学研究》 北大核心 2025年第5期1032-1040,共9页
为探究沙尘降雨叠加过程PM_(2.5)中水溶性有机物(WSOM)的光吸收特性和来源差异,本文利用荧光光谱法和紫外光谱法,结合平行因子分析和后向轨迹模型,揭示西安市2023年4月1−14日沙尘和降雨对PM_(2.5)中WSOM的浓度、荧光组分、分子特性和来... 为探究沙尘降雨叠加过程PM_(2.5)中水溶性有机物(WSOM)的光吸收特性和来源差异,本文利用荧光光谱法和紫外光谱法,结合平行因子分析和后向轨迹模型,揭示西安市2023年4月1−14日沙尘和降雨对PM_(2.5)中WSOM的浓度、荧光组分、分子特性和来源影响。结果表明:①在沙尘暴发当天和降雨量较大(中雨)时,WSOM中水溶性有机碳(WSOC)日平均浓度、类腐殖质含量均降低,所含腐殖质的腐殖化特征相对较弱。②沙尘暴发当天WSOM中类色氨酸含量增大,WSOM的质量吸收效率(MAE_(365))比前一天增加了38.64%~50.77%,吸光能力增强,4月6日和11日荧光指数(1.70和1.63)均较低,陆源输入比例增大。而降雨量较大(中雨)时,WSOM的荧光指数、自生源指数、新鲜度指数、Ångström吸收指数(AAE)均较大,WSOM以内源输入为主,自生源特征强,光波长依赖性较强,吸光能力显著减弱。③监测期间,WSOM的AAE值与降雨量、能见度、自生源指数均呈显著正相关(R=0.56~0.62),与PM_(2.5)和WSOC日平均浓度均呈负相关(R=−0.64~−0.46);表征溶解性有机物中腐殖质类别的吸光度之比(E3/E4)与相对湿度、降雨量均呈显著负相关(R=−0.62~−0.58),说明PM_(2.5)和WSOC浓度越低,WSOM的波长依赖性越强。④监测期间,沙尘气团主要来源于新疆维吾尔自治区,通过西北路径到达陕西省,且WSOM吸光性和陆源输入增大。研究显示,沙尘暴发当天及中雨天气时,PM_(2.5)中WSOM所含类腐殖质腐殖化程度均有所降低,沙尘暴发当天WSOM陆源输入比例增大,但在中雨天气下有所降低。 展开更多
关键词 沙尘 降雨 PM_(2.5) 水溶性有机物(WSOM) 光吸收特性
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单一好氧环境强化生物除磷诱导及影响因素研究
10
作者 张小玲 冯继贵 +1 位作者 王靖楠 陈莹 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期215-221,共7页
为了加深对聚磷菌(Phosphate Accumulating Organism,PAOs)代谢多样性及代谢机理的认识,采用序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),研究了PAOs单一好氧生物除磷能力的诱导过程,以及好氧时间、静置时间对单一好氧生物除磷效率的... 为了加深对聚磷菌(Phosphate Accumulating Organism,PAOs)代谢多样性及代谢机理的认识,采用序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),研究了PAOs单一好氧生物除磷能力的诱导过程,以及好氧时间、静置时间对单一好氧生物除磷效率的影响。结果表明,PAOs单一好氧环境生物除磷能力的诱导很快完成,SBR反应器运行周期内生物除磷过程分为饱食期与饥饿期,其中,饱食期水溶液中COD降解速度很快,磷酸盐质量浓度略有升高,PAOs体内聚-β-羟基丁酸(Poly-β-hydroxybutyrate,PHB)质量比增加,聚磷质量比降低;饥饿期水溶液中磷酸盐质量浓度持续下降,聚磷菌体内PHB质量比减小,聚磷质量比增加。聚磷菌在单一好氧环境条件下的除磷能力不能长期保持,只有保证足够的好氧时间及静置时间,才能取得高效的单一好氧环境除磷效果。 展开更多
关键词 环境工程学 单一好氧环境 强化生物除磷 PHB 聚磷
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汤峪水源水库沉积物中重金属形态分布特征及潜在生态风险评价 被引量：10
11
作者 王禄仕 张亚宁 朱维晃 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2010年第4期567-572,共6页
汤峪水库是西安市的重要供水水源地,为了解重金属污染状况,对汤峪水库沉积物中重金属Cd、Zn、Cr、Ni、Cu和Pb的形态分布特征和潜在生态风险进行了研究.结果表明:汤峪水库沉积物中重金属含量均低于中国水库底泥重金属含量背景值.沉积物... 汤峪水库是西安市的重要供水水源地,为了解重金属污染状况,对汤峪水库沉积物中重金属Cd、Zn、Cr、Ni、Cu和Pb的形态分布特征和潜在生态风险进行了研究.结果表明:汤峪水库沉积物中重金属含量均低于中国水库底泥重金属含量背景值.沉积物中Cd的单项潜在生态风险系数远大于其他重金属,达32.40,因此Cd是汤峪水库沉积物中重金属的潜在生态风险的主要贡献者.沉积物中Pb主要以可还原态形式存在,Cd的赋存形态除残渣态外,主要以更易从沉积物孔隙水向上覆水体释放的水溶态、可交换态形式存在.氧化还原条件对沉积物中Cr,Cd和Pb的形态分布有较为显著的影响,好氧条件下沉积物中Cr,Cd和Pb的具有潜在环境效应的各形态含量占总量的比例均发生不同程度的下降趋势,而厌氧条件下,沉积物中重金属的环境地球化学行为得到了进一步的活化. 展开更多
关键词 沉积物 重金属 形态分布 潜在生态风险评价
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典型抗生素在城市污水处理厂各单元出水中的分布及受纳水体生态风险 被引量：12
12
作者 牟霄 张崇淼 +1 位作者 李永强 刘瑶 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期366-375,共10页
为了探究城市污水排放抗生素造成的生态风险,选择西安市的2座污水处理厂为研究对象,利用固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱(SPE-UPLC-MS/MS)对9种主要抗生素(包括3种磺胺类、3种四环素类和3种喹诺酮类)进行定量检测,分析不同处理阶段对... 为了探究城市污水排放抗生素造成的生态风险,选择西安市的2座污水处理厂为研究对象,利用固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱(SPE-UPLC-MS/MS)对9种主要抗生素(包括3种磺胺类、3种四环素类和3种喹诺酮类)进行定量检测,分析不同处理阶段对抗生素去除的贡献率,研究水质指标和抗生素浓度之间的关系,并运用风险商值法评估受纳水体抗生素的生态风险。结果表明,共有5种抗生素(诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星、磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶)在这些污水厂中被检出,浓度范围为25.0~349.7 ng·L^(-1),其中诺氟沙星、环丙沙星和磺胺甲恶唑是城市污水厂进水中最主要的抗生素,其浓度都在100 ng·L^(-1)以上;二级生物处理单元对诺氟沙星和环丙沙星有良好的去除效果,且AAO工艺对诺氟沙星和环丙沙星的去除率要优于氧化沟工艺,而氯消毒则对磺胺甲恶唑有较高的去除率。厌氧处理段会使水中磺胺类抗生素浓度升高。污水中的氨氮和COD与检出的抗生素浓度之间存在显著相关性。受纳水体中诺氟沙星、恩诺沙星、磺胺甲恶唑造成的生态风险均在中风险水平(0.1≤RQ<1),环丙沙星则为高风险(RQ=3.10>1)。 展开更多
关键词 环丙沙星 喹诺酮类抗生素 生态风险 城市污水 受纳水体
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无分子氧环境中苯生物降解影响因素及降解机理研究 被引量：2
13
作者 杨檬 袁林江 《水资源与水工程学报》 2010年第4期101-104,110,共5页
为了解明缺氧和厌氧条件下硝酸盐和EDTA铁盐对土壤中苯的微生物降解的影响,采用批式试验,研究了不同pH、碳氮比、土壤含水率、碳源种类及EDTA铁盐投加量下,微生物在无分子氧条件下对土壤中苯的降解效果以及苯的降解转化途径。结果表明:... 为了解明缺氧和厌氧条件下硝酸盐和EDTA铁盐对土壤中苯的微生物降解的影响,采用批式试验,研究了不同pH、碳氮比、土壤含水率、碳源种类及EDTA铁盐投加量下,微生物在无分子氧条件下对土壤中苯的降解效果以及苯的降解转化途径。结果表明:受试土壤pH值为7.5,碳氮比为17,含水率为20%时,微生物对苯有最佳的降解率;投加淀粉和葡萄糖碳源,可以提高微生物对苯的降解率,但EDTA铁盐的多少并不影响降解率,只需满足最低投加量即可。苯的缺氧生物降解的中间产物有甲苯和苯甲酸。 展开更多
关键词 苯 生物降解 电子受体 降解途径
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氧化石墨烯表面吸附态Pb(Ⅱ)在弱碱性环境中的解吸附特征 被引量：2
14
作者 谢晓丹 张建锋 +1 位作者 刘振兴 刘茵 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2672-2681,共10页
基于氧化石墨烯(graphene oxide,GO)的材料构成特征及其环境应用,通过人工配制弱碱性(碳酸氢钠)地下水,研究GO表面含氧基团在碱度胁迫下的变化及吸附态Pb(Ⅱ)的解吸附特征.结合在弱碱性条件下释放Pb(Ⅱ)的存赋形态,讨论被附Pb(Ⅱ)的GO... 基于氧化石墨烯(graphene oxide,GO)的材料构成特征及其环境应用,通过人工配制弱碱性(碳酸氢钠)地下水,研究GO表面含氧基团在碱度胁迫下的变化及吸附态Pb(Ⅱ)的解吸附特征.结合在弱碱性条件下释放Pb(Ⅱ)的存赋形态,讨论被附Pb(Ⅱ)的GO吸附剂的环境稳定性.结果表明,NaHCO3条件能诱发GO表面氧化碎片(oxidative debris,OD)的剥落,剥落过程在20 h后达到平衡;吸附Pb(Ⅱ)的GO-Pb进入人工配制弱碱性地下水环境后,表面吸附态Pb(Ⅱ)随OD的剥落,以OD-Pb(Ⅱ)络合物的形式进入水相,并保持稳定的分散状态.OD-Pb(Ⅱ)的粒径在10 nm左右,因此强化了Pb(Ⅱ)在地层中的迁移能力,进而加剧GO-Pb(Ⅱ)进入水环境后的二次污染风险. 展开更多
关键词 氧化石墨烯 吸附态铅 氧化碎片 弱碱性 吸附/解吸附
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再生水利用中的微生物风险研究进展
15
作者 张崇淼 袁培华 《微生物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-15,共15页
污水再生利用是解决水资源短缺的重要途径。再生水的安全性是关系公众健康的热点问题,再生水中残留的介水病原微生物对人体健康造成潜在威胁,然而目前对再生水利用中微生物风险的认知并不清楚,限制了再生水安全利用的发展。本文综述了... 污水再生利用是解决水资源短缺的重要途径。再生水的安全性是关系公众健康的热点问题,再生水中残留的介水病原微生物对人体健康造成潜在威胁,然而目前对再生水利用中微生物风险的认知并不清楚,限制了再生水安全利用的发展。本文综述了再生水中微生物的赋存特征、介水病原微生物的检测技术、再生水利用中的微生物暴露途径以及微生物定量风险评估进展。再生水中存在多种介水病原微生物,主要涉及细菌、病毒与原生动物。由于介水病原微生物浓度低,需要将微生物高效富集方法与高灵敏度检测方法相结合才能实现再生水中介水病原微生物的定量检测。休闲/环境改善、灌溉和城市杂用是再生水利用的主要途径。微生物暴露与再生水利用方式紧密相关,吸入暴露应予以特别重视。微生物定量风险评估包括危害鉴定、剂量-反应关系分析、暴露评估、风险表征四个步骤,是定量评估再生水利用中微生物风险的有力手段。未来应重点加强再生水中病原微生物分布特征和存活能力、再生水利用方式中的微生物暴露特征等方面的研究,以期为保障再生水安全利用提供科学依据。 展开更多
关键词 污水再生利用 再生水 介水病原微生物 暴露途径 微生物定量风险评估
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废弃菌菇棒与牛粪共堆肥过程中DOM的光谱特征研究 被引量：2
16
作者 王世杰 吴蔓莉 +2 位作者 徐会宁 康浩轩 严子浩 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2579-2589,共11页
堆肥是废弃菌菇棒资源化利用的重要途径,而堆肥过程中溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOM)的变化特征对探究堆肥反应过程具有重要意义。因此,为探究废弃菌菇棒与牛粪共堆肥过程中DOM的光谱特征及废弃菌菇棒的腐殖化过程,采用紫... 堆肥是废弃菌菇棒资源化利用的重要途径,而堆肥过程中溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOM)的变化特征对探究堆肥反应过程具有重要意义。因此,为探究废弃菌菇棒与牛粪共堆肥过程中DOM的光谱特征及废弃菌菇棒的腐殖化过程,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱(FS),对堆体中DOM的结构与组成变化进行研究。UV-Vis结果表明,随着堆肥的进行,DOM的不饱和度和芳构化程度增强;紫外光谱特征参数SUVA254、SUVA269和SUVA280增大,E250/E365值(250和365 nm处吸光度的比值)降低,说明堆肥中木质素类物质被分解转化为芳香化合物,芳香化程度加深,且DOM分子量增加;E253/E203(253和203 nm处吸光度的比值)和A240~400(240~400 nm范围内紫外光谱的积分面积)增大表明DOM苯环上脂肪链被氧化分解,产生了羟基、羰基等官能团,使得分子缩聚程度及腐殖化程度加深。FTIR结果表明,DOM中脂肪族类和多糖类物质逐渐减少,芳香族类物质含量增加。发射荧光光谱418 nm处的荧光峰表明初始物料中含有大量结构相对复杂的类腐殖物质;334和418 nm处的荧光峰红移至428 nm附近,说明结构简单的物质不断被分解利用,芳香基团进一步缩合,形成共轭程度高、结构更复杂的类腐殖质物质。同步荧光光谱中蛋白质类物质区积分面积比例(APLR)降低了42.1%,富里酸类物质区积分面积比例(AFLR)和胡敏酸类物质区积分面积比例(AHLR)分别增加14.0%和152.3%,说明类蛋白质物质和单芳香族化合物不断被分解利用,而类胡敏酸物质和类富里酸物质不断形成,同时存在富里酸类物质向更稳定的胡敏酸类物质转化的过程。利用三维荧光光谱结合平行因子分析将DOM解析为类富里酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类蛋白物质(C3)三类组分。与堆肥初期相比,堆肥结束时C1和C2组分占比分别增加22.42%和126.91%,C3组分占比降低73.32%,且C1和C2组分占比之和达90.04%,表明类蛋白物质含量降低,类腐殖物质显著增加,最终成为DOM的主要成分。研究显示,废弃菌菇棒与牛粪共堆肥DOM的芳香化和腐殖化程度随堆肥的进行逐渐加深,且主要发生在堆肥前期。 展开更多
关键词 废弃菌菇棒 牛粪 溶解性有机物(DOM) 堆肥 光谱特征
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重力驱动式动态膜生物反应器的膜清洗再生方式优化研究 被引量：1
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作者 查璐璐 胡以松 +3 位作者 唐陆合 张敬宇 杨毅明 邓伟航 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期103-108,共6页
构建了重力驱动式好氧动态膜生物反应器(DMBR)处理生活污水,比较不同物理清洗方法(空气反冲洗、表面刷洗和组合方式)对动态膜再生的影响,探究了动态膜的形成过程和过滤机理,解析DMBR的污染物去除性能。研究结果表明,动态膜的形成伴随着... 构建了重力驱动式好氧动态膜生物反应器(DMBR)处理生活污水,比较不同物理清洗方法(空气反冲洗、表面刷洗和组合方式)对动态膜再生的影响,探究了动态膜的形成过程和过滤机理,解析DMBR的污染物去除性能。研究结果表明,动态膜的形成伴随着出水颗粒物粒径的不断减少,5 min后颗粒粒径分布基本稳定,动态膜形成阶段符合滤饼过滤模型,稳定运行阶段符合标准过滤模型。DMBR对浊度、NH_(4)^(+)-N、COD和SCOD的平均去除率分别为99.6%、94.0%、93.2%和82.8%。空气反冲洗辅助刷洗不仅可以去除微网表面的污染层,还可去除对DMBR长期运行有影响的污染物,五个过滤周期的初始通量恢复率均达到93.1%以上。 展开更多
关键词 好氧动态膜生物反应器 生活污水 清洗再生 过滤模型 运行性能
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基于转录组学揭示腐殖酸影响纳米三氧化二铬对小球藻的毒性机制
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作者 李玉彩 杨垒 +4 位作者 梁贤 孟红艳 刘焕焕 石辉 任勇翔 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1289-1297,共9页
纳米材料(MNPs)暴露于天然水体中会与溶解性有机物(DOM)相互作用,影响其生物效应,但对于DOM作用下MNPs毒性机制的研究还不充分。分析了不同DOM对纳米三氧化二铬(nCr_(2)O_(3))胁迫条件下小球藻生长生理影响,同时基于转录组学揭示了腐殖... 纳米材料(MNPs)暴露于天然水体中会与溶解性有机物(DOM)相互作用,影响其生物效应,但对于DOM作用下MNPs毒性机制的研究还不充分。分析了不同DOM对纳米三氧化二铬(nCr_(2)O_(3))胁迫条件下小球藻生长生理影响,同时基于转录组学揭示了腐殖酸(HA)和nCr_(2)O_(3)共暴露条件下对小球藻的毒性作用机理。结果表明,加入HA后,小球藻的细胞密度和光合色素含量均显著提高,这在一定程度上缓解了nCr_(2)O_(3)对藻细胞的光合活性的影响。同时,海藻酸(AA)在长期作用下加重了nCr_(2)O_(3)对小球藻的毒性效应,而牛血清蛋白(BSA)对藻细胞密度和光合活性并未产生显著的影响。在1-10mg·L^(-1)范围内,HA对nCr_(2)O_(3)的毒性缓解作用与HA浓度呈正相关,且随着培养时间的增加,HA对nCr_(2)O_(3)的毒性缓解作用更加明显。相应的,低浓度的HA就可显著减轻由n Cr_(2)O_(3)所引起藻细胞内的氧化应激,减少活性氧(ROS)的累积。通过细胞结构观察,HA可以减轻由内化的nCr_(2)O_(3)对叶绿体造成的细胞器损伤,减少细胞空泡化,同时形成具有解毒功能的电子致密颗粒。转录组结果显示,加入HA使DNA复制相关基因表达上调,以及通过影响藻细胞碳水化物代谢和脂质代谢过程来缓解nCr_(2)O_(3)的毒性作用。因此,HA通过与nCr_(2)O_(3)相互作用,诱导小球藻内相关基因表达水平的变化来缓解nCr_(2)O_(3)的毒性效应。该研究从分子层面对进一步明确纳米颗粒在实际水体中的生物效应及控制策略提供理论依据。 展开更多
关键词 纳米颗粒 溶解性有机物 腐殖酸 小球藻 氧化应激 转录组学
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纳米氧化镍长期暴露对活性污泥物化特性及微生物代谢的影响
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作者 王宇超 杨垒 +5 位作者 崔珅 郭淋凯 路颢琪 李玉彩 孟红艳 任勇翔 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2449-2459,共11页
为揭示纳米氧化镍(NiO NPs)在复杂环境体系中的生物毒性效应,以活性污泥为研究对象,探讨了NiO NPs(0~200mg/L)长期暴露对序批式生物反应器运行效能、污泥性能以及微生物代谢作用的影响.结果表明,低浓度(0~50mg/L)NiO NPs对活性污泥运行... 为揭示纳米氧化镍(NiO NPs)在复杂环境体系中的生物毒性效应,以活性污泥为研究对象,探讨了NiO NPs(0~200mg/L)长期暴露对序批式生物反应器运行效能、污泥性能以及微生物代谢作用的影响.结果表明,低浓度(0~50mg/L)NiO NPs对活性污泥运行效能影响不显著,高浓度(100~200mg/L)NiO NPs对氨氮和COD去除有明显抑制作用,分别降低了8%和20%.随着NiO NPs的浓度增加,硝化过程关键功能酶氨单加氧酶(AMO)和羟胺氧化酶(HAO)活性分别降低55.71%和62.09%,乳酸脱氢酶(LDH)释放量增加了113.06%.同时,NiO NPs对活性污泥絮凝性产生负面影响,污泥平均粒度增加,絮体形状松散,絮凝性略有降低.胞外聚合物(EPS)整体呈下降趋势,高浓度下蛋白质(N-H,C=O)和多糖(C-O,C-C,C-O-C,C-O-H)相关官能团的强度减弱,三维荧光蛋白特征峰强度大幅降低.但死亡微生物的生物分解和应激反应促进了EPS中微生物代谢和酪氨酸蛋白类物质生成.此外,活性污泥中微生物群落的多样性和稳定性均受到NiO NPs的影响.PICRUSt2预测显示,微生物的代谢和遗传信息处理相关的代谢通路均受到NiO NPs的显著抑制.因此,NiO NPs通过改变微生物群落结构和代谢通路影响活性污泥硝化作用和有机物的去除. 展开更多
关键词 纳米氧化镍 活性污泥 生物硝化 胞外聚合物 微生物群落 代谢
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剥离黏液层改性污泥回用对污泥颗粒化过程的影响
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作者 上官一将 文正红 +2 位作者 贾燕茹 杨成建 李志华 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期76-83,共8页
胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)的资源化回收已经得到了广泛研究,但关于剥离EPS后污泥就地回用至污水生物处理系统的研究甚少。通过对剥离黏液层改性后的污泥进行考察发现,改性后的污泥仍具有良好的微生物活性,具... 胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)的资源化回收已经得到了广泛研究,但关于剥离EPS后污泥就地回用至污水生物处理系统的研究甚少。通过对剥离黏液层改性后的污泥进行考察发现,改性后的污泥仍具有良好的微生物活性,具备较好的底物降解能力;且相较于原泥,改性污泥的胞外蛋白质与胞外多糖质量比[m(PN)/m(PS)]由1.37提升至1.84,Zeta电位绝对值降低了25.97%,絮凝性能提升,因此改性污泥可回用于污水生物处理系统,并改善其性能。进一步地,研究了改性污泥连续回用至DE型氧化沟系统对其性能及污泥性质的影响,结果表明,随着回用天数的增加,污泥的m(PN)/m(PS)升高,系统内污泥开始颗粒化,粒径大于200μm的颗粒污泥占比达到了30%以上,污泥颗粒化持续增强。因此,连续回用剥离黏液层改性污泥至DE型氧化沟系统,可以促使系统内污泥颗粒化,从而为连续流氧化沟系统的污泥颗粒化提供了新方法。 展开更多
关键词 黏液层 改性污泥 回用 颗粒污泥 DE型氧化沟
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