硫酸盐还原菌在废水处理中的应用进展

硫酸盐还原菌（SRB）在废水处理方面有独特的优势,可降解很多其他微生物难以降解的物质。综述了硫酸盐还原菌在废水处理中的特性及作用机理,介绍了硫酸盐还原菌在含重金属废水、硫酸盐废水、酸性矿山废水及难降解有机废水处理中的应用进展,总结了其在废水处理中应用的优缺点。     

甘蔗渣碳源释放规律及其硫酸盐还原菌利用性试验

针对传统有机碳源使用费用高、易产生二次污染等问题,采用农业废弃物甘蔗渣作为碳源,开展甘蔗渣在不同pH、不同粒径、不同投加量条件下的单因素试验和在不同硫酸盐还原菌(SRB)投加量、不同甘蔗渣粒径及其不同投加量条件下的正交试验,研究碳源释放规律以及SRB利用甘蔗渣的最佳组合条件。结果表明,在pH值为7的体系、甘蔗渣粒径和投量分别为60目、3.5 g·100 mL~(-1)废水时,甘蔗渣中纤维素水解速率及葡萄糖水解速率均较慢,有利于还原糖的持续积累。在100 mL废水中,SRB投加量为71.2 mg、甘蔗渣粒径和投量分别为100目和4.5 g时,SO_4~(2-)去除效果最好、还原糖水解速率最小,为正交试验的最佳组合。在此组合条件下,甘蔗渣持续供给碳源96 h后,反应体系中SO_4~(2-)去除率和还原糖释放量仍分别高达75.23%、64.03 mg·g~(-1),氧化还原电位(ORP)低至-224 mV。     

磷化氢对硫酸盐还原的影响

    采用分批试验,以污水处理厂的厌氧活性污泥作为接种物,研究磷化氢对硫酸盐还原菌代谢活性及生长的影响.COD/SO42-为1.0时,较高浓度(500 mL·m-3)磷化氢对以乙酸及葡萄糖为基质的硫酸盐还原均有抑制作用.以乙酸为基质时,添加磷化氢样品与不加磷化氢对照的硫酸盐转化半衰期分别为5.6 d和4.7 d;以葡萄糖为基质时,添加磷化氢样品与不加磷化氢对照的硫酸盐转化半衰期分别为4.7 d和2.9 d.磷化氢对以葡萄糖为基质的硫酸盐还原抑制程度较高.磷化氢对以葡萄糖为基质的硫酸盐转化的半抑制浓度(IC50)为583.8 mL·m-3.较高浓度的磷化氢对硫酸盐还原菌的生长也具有显著的抑制作用,抑制效应随时间的延长及磷化氢浓度的加大而增强.     

高效硫酸盐还原菌的分离鉴定及其特性研究

从煤矸石山淋溶水长期污染的黄土中分离获得一株硫酸盐还原菌.研究了菌株的生理生态特性,探讨了温度、pH和氧气对菌株的生长及转化硫酸盐效能的影响.结果表明,该菌株是革兰氏阳性菌,可以含有醇羟基的有机碳为碳源(电子供体),硫酸盐等为硫源(电子受体);在有氧和无氧条件下均能生长,菌株为兼性厌氧菌;生长的最适宜pH为7.16;最适生长温度为35℃;硫酸盐转化率最高达94.3%.同时测定了菌株的生长曲线.     

硫酸盐还原菌处理含重金属酸性废水的研究

硫酸盐还原菌（SRB）是一类能利用硫酸盐或者其他氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物质的严格厌氧菌,在厌氧废水处理方面极具潜力。阐述了SRB处理废水中有机物及重金属离子的机理,综述了国内外利用SRB处理重金属离子废水的研究进展。最后总结了目前在工程应用方面尚存在的问题。     

海南红树林沉积中硫酸盐还原菌群落的特征

在海南北部的红树林及其附近光滩区域,通过高通量测序技术研究了原位沉积中硫酸盐还原菌（SRB）群落结构的季节差异,检测了重金属铜和锌的赋存形态,并分析了相关生态环境因子对SRB群落的影响。结果显示,红树林沉积中SRB的多样性在旱季显著高于雨季,旱季光滩中SRB的多样性最高;在科的水平上,红树林沉积中索利氏菌科（Solibacteraceae）的相对丰度在旱季和雨季都为最大,但SRB群落组成结构在旱季和雨季显著不同;在光滩沉积中,在旱季相对丰度最大的是索利氏菌科,而雨季则为脱硫球茎菌科（Desulfobulbaceae）。相关性分析表明,沉积中的总氮、总磷、pH和特定赋存形态的铜和锌与SRB群落结构的季节性差异显著相关。本研究结果有助于阐明红树林沉积中SRB群落结构特征的季节性差异及其影响机制,为利用红树林进行重金属生态修复提供参考。     

SRB处理硫酸盐废水的静态试验研究

硫酸盐还原菌 SRB 处理硫酸盐废水的试验表明,厌氧环境下的硫酸盐去除率大于有氧环境下的去除率;随着反应时间的增加,溶液的 pH 值呈增加趋势;溶液的 COD/SO_4~2-比值对硫酸盐的去除率有较大影响。去除率随 COD/SO_4~2-比值的增大而增加;弱碱性(pH 值7.17左右)环境下,硫酸盐还原菌对硫酸盐的去除效果最佳;溶液中含有适当的铁离子可促进硫酸盐还原菌的生长,增加其对硫酸盐的去除率;对溶液不同时刻的碱度测试结果表明,硫酸盐还原菌还原硫酸盐的过程是一个碱度升高的过程。     

硫酸盐作为共存电子受体对微生物Fe(Ⅲ)还原过程的影响

Fe(Ⅲ)和SO42-都是水稻土中主要的电子受体,对厌氧过程中的电子传递起着重要作用。本研究采用土壤浸提液厌氧培养和纯培养的试验方法,探讨了SO42-作为电子竞争受体对不同水稻土微生物群落和铁还原细菌的Fe(Ⅲ)还原过程的影响。土壤浸提液培养试验结果表明,添加SO42-后Fe(Ⅲ)还原受到显著的抑制,Fe(Ⅲ)反应速率随着浓度的增加而降低。随着培养时间延长,Fe(Ⅲ)还原反应依然可以进行,Fe(Ⅱ)最终累积量达到与CK2相同的水平。在利用铁还原菌的纯培养试验中,添加SO42-对供试的四株铁还原菌的Fe(Ⅲ)还原过程并未产生抑制效应,表明铁还原菌本身并不受SO42-的影响。     

硫酸盐还原菌的筛选及生理特性研究

[目的]为使用硫酸盐还原菌处理废水提供理论依据。[方法]利用硫酸盐还原菌选择培养基从生产赤霉素产生的废水中筛选硫酸盐还原菌。依据不同菌株对硫酸根的降解效率,对筛选出的菌株进行复筛。选取对硫酸盐降解效果最好的菌株,研究温度、pH值、接种量等对其生理活性的影响。[结果]从供试废水中共筛选出8种硫酸盐还原菌,其对硫酸根的降解效率为26.22%～87.75%。经综合分析,确定8号菌株为优势菌;不同接种量对其硫酸盐降解效率影响不大;温度和pH值对硫酸盐还原菌的影响较大,最适温度和pH值分别为35℃和7.5。[结论]8号菌株为优势菌,在最适条件下其对污水中硫酸盐的去除率达80%以上。     

微藻为营养源固定化硫酸盐还原菌对含铜废水动态去除试验研究

从底泥中筛选了一株脱硫弧菌属(Desulfovibrio)硫酸盐还原菌(SRB),选取易分解的普通小球藻、斜生栅藻、羊角月牙藻、螺旋鱼腥藻作为其营养源,以聚乙烯醇和海藻酸钠为主要包埋材料制备固定化SRB微球,并采用正交实验对包埋条件进行优化,然后通过上流式厌氧反应器考察了固定化SRB微球对含铜废水的长期处理效果。结果表明:微藻经过5 d发酵可分解为丙酸、丁酸、戊酸等脂肪酸,其中斜生栅藻由于发酵产物最佳被选为SRB营养源。制备微球最优配比为聚乙烯醇用量2%、海藻酸钠1%、氯化钙6%、二氧化硅1%、菌液50 m L,而且二氧化硅与聚乙烯醇用量对硫酸盐去除率影响最大。上流式厌氧反应器在反应初期对污染物的去除以微球的吸附作用为主,5 d后SRB菌发挥作用,在反应器运行0~36 d期间Cu2+的去除率可达到98%以上,运行45 d基本失效。每克微藻对Cu2+、SO2-4去除能力分别为45.28、182.17 mg·d~(-1)。     

不同条件下稻草作为碳源释碳效果的对比研究

选取稻草作为碳源物质,探究纤维素分解菌、溶解氧、温度3个因素对稻草释碳效果的影响.研究发现:在30℃缺氧条件下,加入纤维素分解菌的稻草最大释碳量可达8.4 mg/d,而且试验5d后稻草的释碳量可维持在4 mg/d以上;未加纤维素分解菌的稻草最大释碳量仅4.1 mg/d.在30℃、引入纤维素分解菌的条件下,溶解氧浓度高的稻草释碳效果低于溶解氧浓度低的稻草.不同温度下稻草释碳量关系为30℃＞20℃＞ 10℃.     

秸秆和硫酸铝对淡黑钙土有机矿质复合体及有机碳分布的影响

以吉林省典型土壤淡黑钙土为研究对象,采用室内恒温培养法研究在不同秸秆和硫酸铝添加量下,淡黑钙土中有机矿质复合体的含量及有机碳在其中的分布,探讨有机矿质复合体对淡黑钙土固碳的贡献。结果表明:对于秸秆和硫酸铝添加的所有处理,复合体含量均表现为G_1(钠分散组)G_0(水分散组)G_2(钠质研磨分散组);与对照相比,秸秆和硫酸铝添加使得淡黑钙土中G_0组复合体的含量降低,G_2组复合体的含量明显上升,而对G_1组复合体的含量影响不大。单位质量复合体中有机碳的含量大小表现为G_2G_0G_1,G_2组复合体中的有机碳含量最高(平均含量为95.92 g·kg~(-1)),约为单位质量G_0组和G_1组复合体中有机碳含量的3倍,G_0组(平均含量为33.89 g·kg~(-1))略高于G_1组(平均含量为32.25 g·kg~(-1))。秸秆和硫酸铝添加均有助于提高G_0组复合体中有机碳的含量;而G_1组复合体有机碳含量的变化主要受秸秆添加量的影响,随着秸秆添加量的增加,G_1组复合体有机碳含量增加;秸秆对G_2组复合体中有机碳含量的提高具有促进作用,而硫酸铝的影响则相反。各组复合体对淡黑钙土固碳的贡献率取决于土壤中复合体的含量及单位质量复合体中有机碳的含量,其对固碳贡献的大小顺序为G_1G_0G_2;有机矿质复合体(G_0+G_1+G_2)质量仅占淡黑钙土质量的约四分之一,但其对于淡黑钙土固碳的贡献却为61.96%~73.56%。     

海南东寨港红树林湿地沉积物有机碳的分布特征

为探讨东寨港红树林边缘区湿地沉积物有机碳分布特征,采集东寨港红树林湿地光滩、林缘和林内0~40 cm柱状沉积物,在室内测定沉积物样品总有机碳含量、粒度和p H等指标。结果表明,东寨港红树林湿地0~40 cm柱状沉积物总有机碳的含量为1.80~100.73 g·kg~(-1),平均值为(26.24±2.64)g·kg~(-1),该值处于我国红树林沉积物总有机碳的含量的中上水平。受红树林根系生产力的影响,光滩0~40 cm柱状沉积物总有机碳含量的垂向分布表现为C层B层D层A层、林缘表现为B层D层A层C层、林内表现为A层C层B层D层。红树林表层总有机碳含量与其地上生物量呈正相关关系,红树林植被覆盖区沉积物的总有机碳含量明显高于无植被地区,因此不同类型湿地的表层沉积物总有机碳含量呈现出林内林缘光滩的趋势。相关性分析表明:表层沉积物有机碳在林内和光滩表现出明显的细颗粒富集,林缘却较为微弱,光滩、林缘、林内表层沉积物的p H与有机碳含量呈显著负相关。     

于桥水库水源地生态湿地系统建设可行性分析

作为天津市重要的饮用水水源地,于桥水库的水环境安全备受关注。为了保证城市供水安全,于桥水库生态环境综合治理势在必行。本文从消减入库污染物负荷和改善水库生态环境的角度出发,对于桥水库水源地生态湿地系统的建设场地、自然地质条件进行了详细分析,并对水源地生态湿地系统的布局及运行维护方案进行了设计,同时,分析了实施水源地生态湿地系统建设项目的综合效益。     

畜禽粪便生物炭固碳量、养分量的估算及田间施用潜在风险预测

为了探讨畜禽粪便转化为生物炭后固碳量、养分量及田间施用潜在风险,选取了牛粪、猪粪和鸡粪为主要畜禽粪便原料制备生物炭,通过对其产率、碳含量、养分含量及重金属含量的分析,结合畜禽粪便产量数据,估算了畜禽粪便转化生物炭后固定碳的量和养分的量,并对其田间施用潜在的重金属污染风险进行预测。结果发现:我国2015年主要畜禽粪便总产量达到1.90×109t,其全部转化为生物炭后,固碳量达到3.51×10~8t,相当于我国约17.2%的碳排放量;此外,固定的总养分量为1.73×108t,氮、磷(P_2O_5)和钾(K_2O)分别占总养分的32.6%、46.8%和20.6%。然而,畜禽粪便生物炭中Cu、Zn和Cd的含量超标严重,特别是猪粪生物炭中Cd的含量高达34.36 mg·kg~(-1),超标极其严重不能直接还田。研究表明,畜禽粪便转化为生物炭是一种有效固定碳和养分的方法,但也存在重金属污染的潜在环境风险,需对其作进一步评估。     

基于LMDI的兰州市农业碳排放现状及影响因素分析

通过构建碳排放研究指标体系,测算各县区农业碳排放特征,并分析其演变规律;以碳排放量测算结果为基础,采用LMDI分析方法分析兰州市农业碳排放影响因素分析。结果表明:兰州市近13年的农业碳排放总量呈现明显增长趋势,碳排放强度呈逐年下降趋势;土地翻耕产生的碳排放最大,占比超过40%;2015年兰州市各县农业碳排放差异较大,呈现边缘增长的结构,其中榆中县、永登县、皋兰县三县农业碳排放总量占总排放量83.55%;农业经济发展对碳排放量增加呈现正效应,是导致农业碳排放增加的关键因素,而农业碳排放强度、产业结构对碳排放量增加有负向影响。本研究建议未来兰州市在农业发展过程中应积极提倡土地轮作休耕,适当减少农药、化肥等使用量,推广种植绿肥作物;加大推进规模化发展,大力发展生态农业,加快传统农业向现代农业转变,推进兰州农业碳减排工作顺利进行。     

秸秆还田条件下减量施氮对作物产量及土壤碳氮含量的影响

【目的】探讨关中平原小麦-玉米轮作体系中,秸秆机械化全量还田条件下减量施N对作物产量、土壤碳库及NO-3-N累积的影响,为该地区粮食生产的合理氮肥用量提供理论依据。【方法】2008-06-2012-06在陕西关中平原进行了4年田间定位试验,在作物秸秆全量还田条件下,设置了常规施N(玉米和小麦季施N量分别为188,150kg/hm2)、15%减量施N(玉米和小麦季施N量分别为160,128kg/hm2)、30%减量施N(玉米和小麦季施N量分别为130,105kg/hm2)3个处理,对3个处理的玉米和小麦秸秆、籽粒产量以及植物全氮、土壤硝态氮含量、土壤有机碳及活性有机碳含量进行分析。【结果】与常规施N处理相比,15%减量施N有一定增产效果,作物周年籽粒产量可提高7.2%;且30%减量施N处理并未显著减少小麦和玉米籽粒产量以及小麦秸秆产量。减量施N处理明显降低了土壤NO-3-N累积量,且根据表观氮平衡结果,N肥施用量仍可减少。减量施N处理对土壤有机碳及活性有机碳含量均无显著影响。随着每季作物秸秆还田以及土壤有机碳含量的逐年增加,活性有机碳含量显著增加。【结论】在秸秆还田条件下适量减N,不仅能保证作物不减产,而且还可逐步增加土壤有机碳含量,降低土壤NO-3-N累积量,达到环境效益和经济效益的统一。     

PMF模型的影响因素考察——以某铅锌矿周边农田土壤重金属源解析为例

正定矩阵因子分解模型(PMF)可用于污染源未知情况下的土壤中重金属来源解析,但对数据样本敏感,结果波动大。为探究PMF模型对土壤重金属源解析的适用性,本研究以湖南省水口山铅锌矿周边农田土壤为研究对象,考察成分谱元素种类和异常值剔除两个因素对PMF模型解析结果的影响。根据成分谱中有无地壳元素和是否剔除异常值,建立4种数据样本,对PMF模型结果进行比较分析。结果表明:根据散点图剔除2个异常样本后未改变分类结果,仅改变各源贡献率;引入6种地壳元素后PMF模型的源轮廓(源数量和贡献元素)均发生变化。在成分谱中增加地壳元素后,源解析结果受异常值影响小,结果更稳定且容易解释。因此,应将地壳元素引入成分谱并对数据进行预处理,可较好地保证源解析结果的稳定性和可信度。结合文献和该地区实际情况对模型结果进行解读,最终确定5个来源:Pb、Zn、Cd和Sb主要来自铅锌矿的采选及冶炼等工业活动源(26.81%),As和Hg主要来自污水灌溉和农药化肥施用等农业活动源(14.68%),Cr、Ni、Co和Mo主要来自土壤母质源(24.41%),Mn和Fe主要来自铁矿石开采和交通运输源(16.39%),Al和Ca主要来自矿石风化源(17.72%)。     

福建省表层土壤有机碳密度空间分布及影响因素分析

为准确估算福建省表层土壤有机碳密度,确定其空间分布和影响因素,基于2016—2019年采集的4 350个表层土壤样本,利用地统计学方法与ArcGIS技术分析土壤有机碳密度空间分布,并通过随机森林模型分析影响土壤有机碳密度的重要因素。结果表明：福建省表层土壤有机碳密度范围为0.03~14.68 kg·m^-2,平均值为4.06 kg·m^-2。全省表层土壤有机碳密度在空间上聚集分布,具有中等程度空间自相关性,空间变异主要由结构性因素主导,呈现自南向北、从沿海向内陆山地逐渐升高的空间分布格局。降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH是影响有机碳储量的主要因素,地貌类型、土壤类型和作物类型影响相对较弱,且随着化肥（磷肥和钾肥）施用量的增加,表层土壤有机碳密度显著降低。研究表明,福建省表层土壤有机碳密度不高,空间分布聚集,自然气候变化、地形因子和人类活动都会影响土壤有机碳密度,其中降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH为主导因素。