UASB反应器处理维生素C生产废水研究

维生素C生产废水有机物浓度高、成分复杂、排放量大，是一种亟待处理的典型工业废水。本研究分别采用实验室规模和中试规模的升流式厌氧颗粒污泥床反应器（UASB）对该制药工业废水的厌氧生物处理工艺进行了较为深入的研究。同时采用两种不依赖于纯培养的分子生物学手段—变性梯度凝胶电泳（DGGE）和扩增核糖体DNA限制性分析（ARDRA）技术揭示了UASB反应器不同运行阶段污泥中微生物群落多样性组成及变化。此外，首次研究了零价铁（Fe0）在厌氧消化过程中对反应器运行及微生物群落结构的影响。 采用城市污水处理厂厌氧消化池絮状污泥和处理啤酒废水的颗粒污泥混合接种，小试中温（35±1℃）UASB反应器在其运行的第65天启动成功。反应器稳定运行阶段，在进水COD浓度为9000mg/L、水力停留时间为12h、容积负荷为13.6 kgCOD/m3.d条件下，其COD去除率稳定在85~90%之间，沼气产率达到4.5 m3/m3.d，沼气甲烷含量平均为72%。中试UASB反应器的接种污泥为厌氧消化污泥，其启动时间相对较长，为90天。在稳定运行期，反应器的进水COD浓度为8000~10000mg/L，水力停留时间和容积负荷分别保持在12~16h和10.6~14.2 kgCOD/m3.d范围，该阶段反应器的平均COD去除率稳定在85%左右，沼气产率平均为5.2m3/m3.d，沼气中甲烷含量为69%。上述结果表明中温UASB工艺用于维生素C生产废水处理是高效、可行的。 与对照反应器相比，添加Fe0的小试UASB反应器的COD去除率和沼气产量分别提高了6.5%和10.2%。同时，磷酸盐平均去除率为79%，比对照提高了64%，目前尚未见类似研究报道。在中试规模的UASB反应器中补充一定量的Fe0可缩短反应器启动时间，促进颗粒污泥的形成，该结果可能具有重要的应用价值。培养试验进一步表明，Fe0可以作为产甲烷菌还原CO2生成甲烷的电子供体。培养实验还表明，当系统中存在硝酸盐（0.40 mM）和硫酸盐（0.26 mM）时，Fe0促产甲烷过程受到一定程度的抑制。 采用细菌通用引物968F/1401R和341F/907R获得的PCR-DGGE指纹图谱均表明UASB反应器不同运行阶段细菌种群结构变化明显。小试和中试稳定期污泥的微生物多样性均高于各自初始接种污泥。产甲烷菌通用引物340F/519R的PCR-DGGE结果显示，虽然接种污泥中产甲烷菌的丰富度系数略低于稳定期，但总体而言，反应器运行期间产甲烷菌的种群组成相对稳定。 通过构建不同处理和不同运行阶段污泥样品的16S rRNA基因文库并对克隆基因进行限制性内切酶消化、测序分析。结果表明，稳定期两个反应器微生物群落结构相似，但与各自接种污泥差异明显。小试UASB反应器接种污泥中细菌的优势菌群分别为变形菌纲的δ亚纲（28.7%）和β亚纲（17.4%），至稳定运行期则演替为革兰氏阳性低GC菌群（21.9%）和变形菌纲的δ亚纲（14.0%）。中试反应器接种污泥Green non-sulfer bacteria（25.9%）和变形菌纲的δ亚纲（16.4%）类群占优势，而稳定期Green non-sulfer bacteria类群（17.9%）、革兰氏阳性低GC菌群（16.2%）和变形菌纲的δ亚纲（15.4%）为优势菌群。 产甲烷菌的优势克隆为SRJ 230、SRJ 26和SRJ 583，前两者分别与Methanosaeta concilii和未培养的Methanobacteria-like克隆Gran7M4的同源性达到97%和98%，后者与Methanomethylovorans. sp同源性为99%。接种污泥中上述类群占总克隆数量的比例较低。小试、中试接种污泥中产甲烷菌分别占7.8%和3.0%，但稳定运行期，该比例明显增加，分别达到21.9%和18.8%。上述结果表明启动期与稳定期污泥产甲烷菌种群组成相对稳定，但各类群数量明显增加。 添加Fe0的UASB反应器稳定运行期污泥中产甲烷菌比例（31.2%）高于对照反应器（24.2%）, 革兰氏阳性低GC类群、变形菌纲的δ亚纲比例差异不明显，而变形菌纲β亚纲（6.0%）和Green non-sulfer bacteria（9.2%）的比例均分别低于对照反应器（13.1%和17.1%）。该结果表明，添加Fe0使反应器内微生物群落多样性发生了显著变化。 此外，在添加Fe0的UASB反应器中检测到特异性的克隆SRJ 341和SRJ 320，两者分别同磷酸盐去除和铁氧化有关的克隆子Orbal D41和Clone195的序列相似性达95%和96%。这两个类群可能分别与磷酸盐去除及铁促产甲烷作用密切相关。这一结果尚未见报道。

沈阳城市生态工程植物材料的选择与构建技术的研究

通过大量的野外调查、现场栽植及人工熏气试验等对沈阳市主要绿化植物的生态功能（抗污吸污、滞尘、减噪、增湿降温等）进行了研究与分析.在此基础上，采用园林专家咨询评价的方法，结合前人的研究成果及园林工作的实践总结，从生态适应性、观赏性、生态效能等方面全面系统的建立了沈阳市绿化植物的评价应用的综合指标体系，并根据沈阳市的自然条件和实际情况确定了主要的指标因子对沈阳市常见的230种绿化植物进行了综合评判和分级，筛选出最适宜的骨干树种和适宜的基本树种及宜继续推广的、可适当保留的或应淘汰的种类，提出了沈阳市绿化基调树种和骨干树种选择和调整的方案.尤其是对室内生态环境特点和室内植物生态适应性进行了深入的研究和探讨，对100种室内植物的生态适应性进行综合应用评价，并借鉴国内外室外防污植物的研究成果，选择出了适应于不同功能居室及对不同室内污染物抵抗和吸收能力强的室内植物种类.

崔—Lawson模型与logistic方程的比较研究

本文对崔—Lawson模型与logistic方程进行了比较，指出了以营养动力学为基础的崔—Lawson模型关于生物物种与营养环境之间关系的内涵思想，从而揭示了崔—Lawson模型比logistic方程之所以深刻的关键所在。本文通过对棕色固氮菌的菌体培养实验，系统地验证了以营养动力学为基础的崔—Lawson模型思想，并且对实验数据分别进行了崔—Lawson模型及logistic方程拟合。对两个模型拟合出的残差平方和进行了比较。证实崔—Lawson模型比logistic方程更适合于对实验资料的描述。并且随着营养水平逐渐降低，logistic方程拟合的残差平方和逐渐减小，从而说明只有在营养水平低的情况下，才适合用logistic方程，而通常情况下，用logistic方程是不合适的。

红松针阔混交林林木死亡量和主要树种倒木分解规律的研究

红松针阔混交林，是我国东北东部山地稳定的地带性天然森林植被。开展其林木死亡量和倒木分解规律的研究，不仅能有效地监测红松针阔混交林的动态。而且能加深倒木生态功能的认识，为合理管理倒木资源提出对策。同时也有助于填补我国倒木研究的空白。根据研究，长白山红松阔叶林和阔叶红松林林木年死亡量分别为0.15 ～ 0.66T/年·ha和1.23 T /年·ha。倒木年输入量分别为0.03 ～ 0.19 T/年·ha和0.22 T /年·ha。林木年死亡量和倒木年输入量随着林分时空的变化差异很大。风害是其林木致死的主要原因。红松阔叶林有倒木82株/ha，站杆8析/ha。倒木的生物量为7.90T/ha，倒木的复盖度为1.31%。阔叶红松林倒木和站杆分别为94株/ha和24株/ha，倒木生物量为16.23T/ha。倒木的复盖度为2.02%。红松紫椴倒木分别占上述这两个类型倒木总生物量的59.17%与46.77%。红松阔叶林和阔叶红松林倒木株数、复盖面积、体积和生物量按腐烂级分配基本呈正态分布。红松阔叶林倒木的径级结构与活立木径级结构并非完全一致林地倒木的方向与主风向关系不大。研究表明，红松（y_1）和紫椴（y_2）的分解模型分别为y_1 = 0.3747e - 0.0162t. y_2 = 0.4454 e~(-0.0275t)，单项指数衰减模型是红松紫椴倒木分解较为理想的数学模型。它们的分解常数为0.0162 ～ 0.0230/年与0.0275 ～ 0.0390/年，其中粉碎常各为0.0068/年与0.0115/年。红松紫椴倒木重量损失掉50%，大约需43年与25年，重量损失掉95%，大致需185年与106年。红松倒木胸径大小对分解常数无显著影响。倒木下方一般比倒木上方和侧方分解要快一些。但差异并不十分显著。倒木边材到心材的不同层次。其分解常数逐渐下降。红松和紫椴倒木分解中。倒木C含量比较稳定。N、Ca和Na都呈不同程度的递增。k呈下降趋势。而P和Mg变化没有明显的规律。红松阔叶林和阔叶红松林倒木中分别含有C3361.12 kg/ha、7184.11kg/ha; N 26.83kg/ha、33.44 kg/ha; P 3.68kg/ha、6.29kg/ha; ca33.33kg/ha 38.04kg/ha; mg 2.67kg/ha、 3.87 kg/ha; K 4.73 kg/ha. 8.15 kg/ha; Na 1.42 kg/ha、2.76 kg/ha. 倒木是重要的养分库，尤其是N素库。红松阔叶林倒木影响天然更新的主要方式是通过林木风倒或枯死。形成林窗。为天然更新创造有利条件。这和云冷杉林大部分是直接在腐烂的倒木上完成天然更新的机制不同。研究结果表明，倒木是红松针阔混交林生态系统中重要的组成部分。为此建议在长白山自然保护区，应严禁人为清理倒木，并进一步开展倒木的研究。同时针对以生产木材为主的红松阔叶林内侧木，提出了一些相应的管理措施。