全程氨氧化菌的发现、生态分布及其生理生化特性研究进展

自20世纪以来,研究人员一直认为硝化作用是顺承发生的,包括亚硝化和硝化两个生化反应过程,并由氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌这两种协同独立完成。全程氨氧化菌(Comammox)打破了硝化作用分为两步的认知,它能够独立将氨氮氧化为硝态氮,这对地球氮循环具有重要意义。与典型的硝化菌相比,Comammox具有补充响应的优势,如适宜在寡营养条件下生长等,这些都引起了研究者对Comammox在废水处理中作用的关注。文中概述了Comammox的发现过程、Comammox在各种生境中尤其是污水处理系统中的分布规律和丰度,以及其生理生化特性。最后,对污水处理系统中Comammox的研究方向进行展望,以提高对Comammox的认识。     

臭氧-生物活性炭去除三氮的效能

本文对粒状活性炭吸附法和臭氧一活性炭吸附法两种处理流程(简称“C”流程和“O_3+C”流程)进行了从饮用水中去除三态氮的对比试验。结果表明,臭氧化能够将有机氮氧化成氨氮;亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐氮,从而使它们在出水中的含量增加。试验还发现,在活性炭滤床中通过生物同化和硝化作用等机理有效地除去了氨氮。但是在“C”流程中硝化过程以亚硝化阶段为主,使出水中亚硝酸盐浓度远大于进水浓度。同时,“C”流程具有相当的硝酸盐去除率。     

氮氧化物

氮氧化物指的是氮的氧化物的总称。包括氧化亚氮(N_2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO_2)、三氧化二氮(N_2O_3)、四氧化二氮(N_2O_4)、五氧化二氮(N_2O_5)等。通常所指氮氧化     

不同盐度生活污水硝化及N_2O释放特性

以14 L序批式活性污泥反应器(SBR)处理含盐生活污水,控制曝气体积流量60 L/h、时间300 min,考察不同盐度(NaCl)SBR内微生物活性变化,并确定反应器脱氮及N_2O释放特性。结果表明,盐度对各菌群抑制程度亚硝态氮氧化菌(NOB)氨氧化菌(AOB)碳氧化菌。盐度10 g/L,AOB和NOB受抑制程度较低,而N_2O还原受明显抑制,N_2O产率由盐度0时的5.14%增至10 g/L时的7.96%。盐度增至20 g/L,AOB和NOB均受到明显抑制,系统内亚硝化率达90%以上。系统淘洗出NOB,由全程硝化转变为短程硝化过程。NO_2~--N大量积累和AOB相对含量增加,为低含氧条件下AOB的好氧反硝化提供了条件,高盐度对氧化亚氮还原酶活性抑制也导致了系统N_2O释放量增加。     

氮肥增效剂研试工作加速进行

氮肥在水田作面施时,由于土壤中的硝化细菌把铵态氮氧化成不易被土壤吸附的硝态氮而随水流失,因此,氮素的利用率很低。氮肥增效剂能抑制土壤中硝化微生物活动,减少铵态氮的硝化作用,所以,在施用氮肥时加入适量的增效剂,就可以减少氮肥损失,延长肥效,提高化肥利用率,从而达到促进粮食作物增产的目的。     

基于ANAMMOX工艺基础上的DEAMOX新型生物脱氮工艺

反硝化氨氧化(DEAMOX)是指在自养反硝化条件下,以硫化物为电子供体,将硝酸盐还原成亚硝酸盐,然后发生以氨氮为电子供体,亚硝酸盐为电子受体的厌氧氨氧化反应。亚硝酸盐的产生和厌氧氨氧化在同一反应器内完成。综述了DEAMOX新型生物脱氮工艺的反应机理、脱氮效果及微生物特性。同时对该工艺的优势及应用前景进行了比较分析。     

厌氧氨氧化系统胞外多聚物的特点及影响

厌氧氨氧化(anammox)是在厌氧条件下氨作为电子供体,亚硝酸盐作为电子受体,通过生物作用转化为氮气的过程。胞外多聚物是微生物分泌的、包裹在细胞外的复杂的高分子有机物,具有促进颗粒污泥形成等功能。文中问介绍了厌氧氨氧化系统胞外多聚物与其他常见微生物系统胞外多聚物不同的特点及应用。特点部分介绍了厌氧氨氧化系统胞外多聚物内的含氮化合物和阴离子聚合物及其吸附作用。目前常利用厌氧氨氧化系统胞外多聚物进行污水中有机氮的去除以及强化反硝化作用。     

水中三种无机氮转化关系探究

生活用水中亚硝酸盐、硝酸盐和氨氮含量与人们健康息息相关。研究不同的水体、煮沸时间和沸水放置时间对无机氮含量影响,可更好的探索水中无机氮转化关系。实验结果表明:不同水体中无机氮含量不同,雨水的含量最高,其亚硝酸盐为0.11 mg/L;随着煮沸时间的增加,亚硝酸盐和硝酸盐呈增长趋势,而氨氮呈下降趋势,其减少量比亚硝酸盐和硝酸盐增加量大1.7%。煮沸1 min和30 min的自来水,亚硝酸盐含量分别为0.014 mg/L和0.046 mg/L。沸水放置1天后,亚硝酸盐的含量达到最大并在3天后趋于稳定,其中煮沸30 min含量分别为0.053 mg/L。水中无机氮转化关系为水中的氨氮在微生物、能量和溶解氧作用下先被氧化成亚硝酸根,部分亚硝酸根再被氧化成硝酸根。     

中低温煤焦油重馏分中氮的赋存形态及脱除规律分析

采用酸精制法对中低温煤焦油进行预处理,通过电喷雾电离源(Electrospray Ionization Source,ESI)耦合傅里叶变换离子回旋高分辨率共振质谱(FT-ICR MS)手段分别对预处理前后360～530℃重馏分(CT-HF)中碱氮(BN)和非碱氮(NBN)进行表征分析,得到以下结论 :CT-HF预处理前BN的相对丰度(RA)从高到低为N_1,N_2,N_3,N_4,NBN的RA从高到低为N_4,N_2,N_1,N_3;预处理后BN的RA从高到低为N_1,N_2,N_4,N_3,NBN的RA从高到低为N_2,N_4,N_1,N_3;预处理前CT-HF中N_1类BN主要以吡啶和喹啉类形式存在,NBN中N_4类以苯基吡唑并噌啉氮化物形式存在;预处理后CT-HF中N_1类BN主要以环烷胺类形式存在,NBN中N_2类主要以吲哚类和吡唑类形式存在;经预处理后,CT-HF中喹啉、吡嗪、哌啶硫胺、吡啶-醇和嘧啶类BN以及吲哚、咔唑和吡唑类NBN被大量脱除。预处理工艺导致高氮数的BN和NBN转化为低氮数BN和NBN,氮化物DBE下降。     

新型生物脱氮工艺中N_2O产生及释放研究进展

N_2O是重要的温室气体之一,微生物作用是大气中N_2O的主要产生源.大量污水脱氮工艺的研究及应用表明,生物脱氮过程中N_2O主要产生于微生物的硝化和反硝化代谢过程.近年来,许多新型生物脱氮工艺已逐步应用到实际污水处理中.本文阐述了硝化、反硝化阶段N_2O的产生机理,并分析了传统生物脱氮工艺及同步硝化反硝化、 短程硝化-反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷等新型工艺中N_2O的产生量及其影响因素,提出在追求高脱氮效率的同时,优化系统运行条件及种群结构,可在一定程度上降低系统N_2O的产量及危害,为新型生物脱氮工艺实际运行过程中降低N_2O的产量提供参考.     

进水pH值对CASS工艺处理低浓度生活污水中氧化亚氮排放的影响

考察进水pH对CASS工艺处理低浓度生活污水中N_2O排放的影响,利用实时荧光定量PCR和16S rRNA高通量测序分析其机理。结果表明:随着进水pH值由6.6提高到9.0,氨氮去除率由39.5%提高到99.7%,总氮去除率由37.5%提高到45.7%;同时,单周期N_2O排放量从0.32 mg N/L增加到0.52 mg N/L。高进水pH值(8.4和9.0)下,反硝化功能基因nosZ、nirS和nirK丰度较高。微生物群落分析表明,随着进水pH的增加,氨氧化菌含量变化不大,而亚硝酸盐氧化菌含量则从2.58%增加至3.42%。反硝化优势菌种为Dechloromonas(1.36%~4.25%)和Zoogloea(0.75%~1.26%),Dechloromonas丰度随进水pH变化较大。     

生物脱氮中N2O产生过程的微生物作用

N2O是一种重要的温室气体.微生物的生物硝化反硝化过程是N2O产生的主要来源.从微生物学的角度阐述了脱氮过程中N2O的产生过程,并分析了不同脱氮过程中各菌种对N2O产生过程的作用.硝化过程中N2O主要产生于氨氧化细菌的氨氧化过程,亚硝酸盐氧化细菌的存在可以减少N2O的产量;反硝化过程中亚硝酸盐的积累,低氧和碳源不足都会导致N2O产生量的增加;另外,其他一些参与氮循环的微生物也会产生N2O.文章最后给出了污水脱氮过程中N2O减量化的策略以及今后研究的方向.     

厌氧序批式反应器的厌氧氨氧化工艺启动运行

在厌氧序批式反应器中接种好氧硝化污泥,进行了培养厌氧氨氧化污泥的研究。在进水pH值为7.2～7.8,温度为30±1℃的条件下运行142d,成功培养出厌氧氨氧化污泥。反应器内的污泥量(以VSS计)由原来的9.90g/L增加到18.99g/L,水力停留时间为1.20d,总氮容积负荷为0.4318kg/(m·3d)时,总氮去除率最高达到93.3%,平均为80.5%,氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高分别达到93.9%和99.8%,平均去除率分别为81.2%和85.7%,氨氮和亚硝酸盐氮去除的比例为1∶1.387±0.024。对该工艺优化实验研究表明,适宜pH值为7.2～7.8,最适宜温度为35℃;且适度强化反硝化作用有利于提高反应器的脱氮性能。     

一次性施入氮肥的模式可鉴

正湖北省农业科学院粮食作物研究所/粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室张枝盛等人,以江汉平原一季中稻为研究对象,设①不施氮肥(CK)②农民习惯施肥③实时氮肥管理④精确定量施氮⑤一次性施肥5个处理,用静态箱-气相色谱法,研究稻田CH_4和N_2O排放特征,结果如下。1.与CK相比,农民习惯施肥、精确定量施氮、实时氮肥管理和一次性施肥显著增加了稻田CH_4和N_2O排放。2.农民习惯施肥、精确定量施氮和实时氮肥管理稻田CH_4排放并没有显     

我国南方某市地下水氮污染特征研究

根据对全市420个地下水监测点开展的调查结果,评估研究区地下水质量及氮污染现状。结果显示,研究区地下水质量不容乐观,氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮检出浓度超过地下水Ⅲ类限值比例分别为40.5%、13.1%、2.2%,其含量水平与地下水pH、氧化还原电位呈显著相关,人类活动是研究区地下水氮污染的直接原因。     

温度变化对短程生物脱氮及N2O释放影响

以生活污水为研究对象,利用序批式活性污泥法反应器(SBR),考察了不同温度下短程生物脱氮过程污染物去除和N_2O释放特性。结果表明,利用pH在线控制措施,在pH曲线"氨谷"点及时停止硝化过程,能够在低温下维持稳定的短程硝化过程。不同温度下,系统异养菌COD去除效率无明显差别。随温度降低,NH_4~+去除率由95%以上降至21.8%±2.1%,N_2O产率由6.37%±0.60%降至0.66%±0.16%。N_2O主要产生于硝化过程。中温(≥20℃)和低温(20℃)下,氨氧化菌(AOB)氧化NH_4~+的温度常数θ分别为1.056和1.140。氨氧化速率(AOR)越大,最高氧化亚氮产生速率(N_2OR)出现时间越早。温度升高,AOR增加,提高了NO_2-积累速率,促进了以N_2O作为终产物的AOB好氧反硝化过程。     

反硝化型甲烷厌氧氧化微生物人工富集与应用研究进展

叙述了近年来硝酸盐与亚硝酸盐型反硝化型甲烷厌氧氧化脱氮微生物的代谢机理、自然分布、人工富集、以及应用研究的最新进展。综合反硝化型甲烷厌氧氧化微生物的特性以及生物脱氮的应用前景,分析了影响反硝化型甲烷厌氧氧化工艺性能的主要因素,并针对反硝化型甲烷厌氧氧化功能微生物与工艺所面临的技术难题提出了研究方向,如自然环境下功能微生物的高精度原位观测,富集过程中微生物生态变化,运行参数和反应器的优化等。     

4种农药对土壤微生物氮转化的影响

[目的]测定土壤硝酸盐含量,考察4种农药对土壤微生物氮转化的影响。[方法]不同质量分数的农药加入到土壤中,分别在第0、7、14、28天分析土壤样品中的硝酸盐含量。[结果]4种农药对土壤微生物氮转化影响:在试验初期均为促进;至28 d时,克百威显著抑制,百菌清300 mg a.i./kg处理有显著促进作用;吡虫啉与酚菌酮对土壤微生物氮转化无长期影响。[结论]克百威、百菌清使用时需注意对土壤微生物氮转化的影响;吡虫啉、酚菌酮可正常使用。     

草甘膦对土壤微生物能量代谢的影响

草甘膦是应用最广、产量最大的农药除草剂,草甘膦对土壤微生物能量代谢的影响受到越来越多研究者的关注。以壤质潮土和黑土为供试土壤,采用微量量热法研究了草甘膦对土壤微生物能量代谢的影响。结果表明,草甘膦对两类土壤微生物能量代谢均有不同程度的抑制作用,黑土微生物对草甘膦的耐受性更强;草甘膦对壤质潮土和黑土微生物代谢活性的半数抑制浓度分别为444.90mg·kg-1、978.69mg·kg-1;土壤微生物的能量代谢与土壤的理化性质显著相关。     

氯噻啉对土壤微生物呼吸的影响

为评价烟碱类杀虫剂氯噻啉对土壤生态环境造成的影响,用直接吸收法测定土壤微生物呼吸强度并计算影响率,比较了氯噻啉质量分数为0.03、0.3、3 mg/kg对太湖水稻土和吉林黑土中微生物呼吸的影响.结果表明氯噻啉对2种土壤微牛物呼吸活性的变化均呈锯齿型,说明土壤微生物的呼吸活性受抑制和受促进作用交替存在,土壤微生物的呼吸活性因农药的加入而产生了波动.根据<化学农药环境安全评价试验准则>中农药对土壤微生物的毒性等级,0.03 mg/kg(常量)氯噻啉对太湖水稻土土壤微生物呼吸作用的抑制率达50%,具高毒性;0.3 mg/kg(常量10倍)氯噻啉对吉林黑土土壤微生物呼吸作用的抑制率达50%,为中等毒性.