阶式生物接触氧化对富营养化太湖水源水中溶解有机物的去除性能
人工湿地在太湖富营养化入湖河水氮磷去除中的应用及其机理研究
2、微生物分解作用
微生物是人工湿地中另一个重要的组成部分，通过微生物的分解作用可以有 效地去除入湖河水中的有机物和营养物质。微生物可以将有机物分解成简单的无 机物，并将其吸收到体内进行代谢。微生物还可以将营养物质分解成简单的无机 盐，如氨氮和磷酸盐等，这些无机盐可以被植物吸收利用。
3、介质过滤作用
人工湿地在太湖富营养化入湖 河水氮磷去除中的应用及其机
理研究
目录
01 一、人工湿地概述
二、人工湿地在太湖
02 富营养化入湖河水氮 磷去除中的应用
三、人工湿地去除入
03 湖河水氮磷的机理研 究 Nhomakorabea04 四、结论
05 参考内容
太湖是中国长江三角洲地区的重要淡水湖泊之一，但由于经济快速发展和人 口不断增加，太湖的水体富营养化问题日益严重。为了解决这一问题，人工湿地 作为一种有效的水体净化技术，逐渐被应用于太湖富营养化入湖河水氮磷去除中。 本次演示将对人工湿地在太湖富营养化入湖河水氮磷去除中的应用及其机理进行 研究。
垂直流人工湿地是一种高效去除氮的人工湿地。在垂直流人工湿地中，污水 从顶部流入底部，经过植物和基质的过滤和吸附作用，最终从底部排出。在这个 过程中，植物和微生物的作用较强，能够有效地去除氮和其他营养物质。
水平流人工湿地则是一种更为生态友好型的人工湿地。在水平流人工湿地中， 污水在水平方向流动，经过植物、微生物和基质的共同作用，最终达到净化水质 的目的。虽然水平流人工湿地在氮去除方面不如垂直流人工湿地高效，但其生态 友好型的特点使其在某些特定场合下更为适用。
1、应用方式
为了有效去除入湖河水中的氮磷等污染物，减轻对太湖水体的影响，可以采 取以下措施：
（1）建立入湖河流氮磷过滤带：在入湖河流沿岸建设过滤带，通过植物吸 收、微生物分解等作用，实现对河流中氮磷等污染物的去除。
太湖蓝藻水华期可溶有机物的生物降解
中国环境科学 2018,38(9)：3494~3501 China Environmental Science 太湖蓝藻水华期可溶有机物的生物降解许明*,刘伟京,白永刚,涂勇(江苏省环境科学研究院,江苏省环境工程重点实验室,江苏南京 210036)摘要：以太湖蓝藻水华期产生的可溶有机物(DOM)为代表,研究溶解性有机碳(DOC)、有色DOM(CDOM)以及荧光DOM(FDOM)的生物降解,并结合平行因子分析和二维相关图谱分析(2D–COS)揭示独立FDOM组分的变化特征.结果表明,降解初期DOC浓度剧烈下降,而后缓慢降低,且与CDOM浓度线性相关.G模型拟合确定DOC中活性、半活性以及非活性部分分别占40%,37%,23%,表明藻华期DOC中大部分(77%)可在短期内降解.SUV A254、S R、HIX等指标变化说明生物降解中DOM的芳香度、平均分子质量、腐殖度等逐渐升高.4个独立FDOM组分的生物活性大小为:类色氨酸组分>类酪氨酸组分>类富里酸组分>类腐殖酸组分,其中类色氨酸和类酪氨酸是活性和半活性FDOM的主要组成,而类富里酸和类腐殖酸组分是非活性FDOM的主要组成.结合2D–COS进一步发现激发波长较低的荧光组分优先被微生物降解.关键词：蓝藻水华；可溶性有机质；生物降解；三维荧光光谱；二维相关分析中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1000–6923(2018)09–3494-08Biodegradation of dissolved organic matter in Lake Taihu during cyanobacterial blooms. XU Ming*, LIU Wei-jing, BAI Yong-gang, TU Yong (Jiangsu Key Laboratory of Environmental Engineering, Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science, Nanjing 210036, China). China Environmental Science, 2018,38(9)：3494~3501Abstract：Occurrence of cyanobacterial blooms can induce considerable patchiness in the quantity and quality of dissolved organic matter (DOM). The present study investigated the changes of dissolved organic carbon (DOC), chromophoric DOM (CDOM) and fluorescent DOM (FDOM) in an inoculated 32-day laboratory incubation. The biodegradation of individual FDOM components was further studied using parallel factor analysis (PARAFAC) and two dimension correlation spectroscopy (2D-COS). The results showed that the DOC concentration decreased significantly initially, followed by a slow biodegradation. Fitting by G model successfully separated the DOC into labile (40%), semi-labile (37%) and refractory (23%) pools, suggesting that 77% of the DOC can be metabolized quickly after its production. The values of SUV A254, spectral slope ratio, and HIX indicated that the aromaticity, molecular weight, and humic degree of DOM increased with biodegradation. The bioavailability of 4PARAFAC components followed the order of: tyrosine- > tryptophan- > fulvic acid- > humic acid-like component. Tyrosine- and tryptophan-like component accounted for a large proportion of the labile and semi-labile DOM, while the refractory DOM was mainly composed of fulvic-acid- and humic acid-like component. Synchronous fluorescence spectra combined with 2D-COS revealed that the fluorescent compounds with lower excitation wavelengths were preferentially biodegraded.Key words：cyanobacterial blooms；dissolved organic matter；biodegradation；EEM；2D-COS目前水体中浮游藻类暴发式生长,大量的代谢产物和藻体降解产物作为可溶有机物(DOM)进入水体[1-2].DOM成分复杂,主要包含糖类、蛋白质以及腐殖质等[3].生物降解作为DOM主要环境行为之一,不仅与DOM浓度和结构密切相关[4],而且对微生物群落和营养网结构具有重要影响[5].此外,DOM生物降解可消耗溶解氧,促进湖泛形成[6],而新兴有机污染物的自然消减也受DOM生物活性调控[7].由于DOM在化学组成和结构上具有高度的异质性,不同组分对环境条件与生物降解的响应显著不同,故有必要探究不同组分的具体演化机制.然而,目前关于藻华期不同DOM组分在生物降解中动态变化的异质性研究较少.DOM结构复杂,按一定的组成特性分析有利于认识DOM的降解特征.目前DOM的主要示踪方法包括溶解性有机碳(DOC)、发色DOM(CDOM)及荧光DOM(FDOM)等[8-9].其中DOC可衡量DOM的宏观碳含量,而CDOM(吸收光谱)和FDOM(荧光光谱)可深层地揭示DOM的组成、分子结构、来源及演化[10-11].除了特定波长处的绝对吸收值和荧光强度、不同波段的比例、光谱指数以及特定区域斜率等指标,光谱联合数学模型也可加深对DOM环境演变的收稿日期：2018–02–01基金项目：江苏省科技厅社会发展－面上项目(BE2017765);南京市科技计划项目(201716004)* 责任作者, 高级工程师, yexumingbai@9期 许 明等：太湖蓝藻水华期可溶有机物的生物降解 3495理解.三维荧光光谱结合平行因子分子(EEM– PARAFAC)能够分离出独立荧光组分,有效解决不同荧光团的区域重叠问题[12-13].二维相关光谱分析(2D–COS)可揭示不同DOM 结构应对外部因素的敏感度和反应顺序[14].关于2D–COS 应用于DOM 生物降解目前仍未见报道.本研究以太湖藻华期DOM 为研究对象,通过生物培养测定,结合多种分析手段,考察溶解性有机碳(DOC)、CDOM 以及FDOM 等在生物降解中的演化特征,旨在理解藻华期DOM 的生物化学特征以及环境归趋. 1 材料与方法 1.1 样品采集及准备于2017年7月在太湖梅梁湾蓝藻暴发区用棕色玻璃瓶(450℃预烧4h)采集5L 含有藻浆的湖水,先用0.70μm 孔径的预烧玻璃纤维滤膜(Whatman)过滤,再用0.22μm 孔径的聚碳酸酯滤膜(Millipore)过滤,滤液冷冻备用.设置两个平行实验,取平均值.在同样点位用抓泥斗采集表层沉积物样品,添加100g 沉积物到800mL 过滤湖水中,振荡培养过夜后用0.22μm 的聚碳酸酯滤膜过滤,将滤膜上的微生物洗脱至无菌水中,作为接种液备用. 1.2 生物培养测定DOM 的生物降解按文献[15-16]方法执行,具体如下:将48mL 过滤湖水分别置于15个锥形瓶中(450℃预烧4h),添加2mL 接种液,并添加一定浓度的无机营养盐,使得最终氨氮、硝酸盐氮和磷浓度分别为9.5, 9.8, 2.0mmol/L.用通气橡胶塞封口,在黑暗条件下恒温(25℃)振荡.分别于0, 4, 8, 16, 32d 取出3个锥形瓶,立即过滤,测定滤液的DOC 浓度、吸收光谱以及荧光光谱.另外,对照实验表明接种液产生的DOM 可忽略不计. 1.3 DOM 分析表1 常用CDOM 和FDOM 的相关指标描述Table 1 Description of commonly used optical properties of CDOM and FDOM指标计算方法作用参考文献SUV A 254 254nm 处的吸收系数除以DOC 浓度 该值较高表明CDOM 中芳香物较多 [18] S 275-295,S 350-400 用指数函数对相应波长范围内的吸收光谱进行非线性拟合该值较高表明CDOM 中低分子质量物质较多或者芳香度降低[19]S RS 275-295与S 350-400之比该值与CDOM 分子质量负相关 [19]r (A,T) A 峰(EX260/EM450)与T 峰(EX275/EM304)荧光强度之比该值表明FDOM 中类富里酸(低活性)组分与类蛋白(高活性)组分含量之比[20] r (C,A) C 峰(EX340/EM440)与A 峰(EX260/EM450)荧光强度之比该值表明FDOM 中类腐殖酸组分与类富里酸组分含量之比[21] r (C,T) C 峰(EX340/EM440)与T 峰(EX275/EM304)荧光强度之比该值表明FDOM 中类腐殖酸(低活性)组分与类蛋白质(活性)组分含量之比[20]荧光指数(FI) EX370/E M 470处与EX370/EM520处的荧光强度之比 该值表明FDOM 中陆源组分和微生物来源组分含量之比 [21]腐殖指数(HIX)EX254/EM(435–480)区域内的荧光强度与EX254/EM(300–345)+EM(435–480)区域内的荧光强度之比该值较高表明FDOM 中腐殖质组分含量较高或腐殖化程度较高[22]生源指数(BIX) EX310/E M 430处与EX310/EM380处的荧光强度之比 该值大于1表明FDOM 中自生性组分含量较高 [22]DOC 浓度由TOC -Vcph 型总有机碳分析仪(岛津,日本)通过高温燃烧(680℃)联用非色散红外检测测定.吸收光谱由UV -2550型紫外可见分光光度计(岛津,日本)测定,光程路径10cm,测试波段200~ 800nm,间隔1nm,以700nm 处吸收值校正基线,Milli -Q 水为参比.吸收系数a λ(m -1)按式(1)计算:2.303A a r λλ= (1) 式中:A λ为波长λ处吸光度,r 为光程路径(m).荧光光谱由F -7000型荧光分光光度计(日立,日本)测定,激发光源为150W 氙弧灯,光电倍增管电压为700V .同步荧光光谱的扫描波段200~450nm,间隔1nm,发射波长与激发波长差值∆λ为60nm,扫描速度240nm/ min.EEM 光谱的激发扫描波段200~450nm,间隔5nm,发射扫描波段250~550nm,间隔1nm,狭缝宽度5nm,扫描速度1200nm/min.采集光谱后,首先按仪器相关方法修正内部误差,继而通过瑞利效应赋值和拉曼散射综合区域标准化消除干扰峰.将EEM 数据导入MATLAB(R2012a 版本)软件,用drEEM 工具箱(1.0版本)进行:(1)内滤效应修正;(2)扣除空白修正;(3)将荧光强度归一化为激发波长350nm 处的拉曼信号强度(RU 350)[17].内滤效应修正公式为:3496 中 国 环 境 科 学 38卷Ex Em ()/2cor obs 10A A F F +=× (2)式中:F obs 和F cor 分别为修正前后的荧光强度,A Ex 和A Em 分别为相应激发和发射波长处的吸光度.按表1计算吸收光谱和荧光光谱的相关指标. 1.4 数据分析1.4.1 生物降解模型 G 模型基于一级降解动力学理论,假定DOM 中活性组分和半活性组分的生物降解遵循一级动力学,而非活性组分不会被降解,且与水质、微生物、培养方式无关[23].采用G 模型拟合DOM 的生物降解,如式(3)所示:120123DOC e e e k t k t C C C −−=++ (3)式中:t 为降解时间(d),C 1、C 2、C 3分别为活性、半活性和难降解DOC 的浓度(mg/L),k 1、k 2为降解系数(d -1).采用SigmaPlot 软件(12.0版本)对不同降解时间t 的DOC 浓度进行非线性拟合,得到C 1、C 2、C 3. 1.4.2 PARAFAC 分析 通过交替最小二乘算法,把整个EEM 数据矩阵分离为相互独立的荧光组分,每个组分代表一个单独的荧光团或者一组强烈共变化的荧光团.采用drEEM 工具箱对样品的EEM 数据进行PARAFAC 运算,该工具箱以N -way 工具箱中的PARAFAC 算法为内核.通过比较不同组分数量的残差分布以及S4C6T3半检验分析验证模型有效性,并将最终得到的每个组分最大荧光强度(F max )作为其相对浓度[17].1.4.3 2D–COS 分析 2D–COS 分析可通过信号峰之间变化的关系揭示不同DOM 组分在生物降解中的反应顺序.以降解时间为外部扰动因素,用2D Shige 软件(关西大学,日本)对同步荧光光谱进行2D–COS 分析,并将同步图和异步图用Matlab 软件重新绘制.1.4.4 统计学分析 用Origin 8.5软件计算平均值和标准差.采用单样本T 检验比较结果,若P < 0.05,认为具有显著性. 2 结果与讨论2.1 生物降解中DOC 变化如图1所示,藻华期湖水的初始DOC 浓度为(29.10 ± 2.37) mg/L,经过32d 生物降解后,降低至(7.11 ± 0.51) mg/L,去除率达76%.其中前8d 平均降解速率为2.35mg C/(L·d),而后24d 平均降解速率仅为0.13mg C/(L·d).因此,降解初期DOM 中活性组分被微生物快速利用,但随时间推移,非活性组分难以被降解.通过G 模型拟合,发现活性,半活性以及非活性DOC 浓度分别为11.74, 11.16, 6.65mg/L (R 2= 0.9776).与河水、城镇污水以及土壤等陆源DOC 相比[15,24-25],藻华DOC 的生物活性较高(77%).文献报道藻源DOM 在生物反应器中5d 内DOC 浓度可降低40%[26].这些值意味着藻华产生的DOC 中活性组分(40%)可在湖泊表层短期内降解,半活性组分(37%)的降解需要数十天,经水团交换后更可能发生湖泊深层[23].然而,非活性组分(23%)降解周期未知,可作为碳库长期存在.降解时间(d)51015 20 25 3035D O C 浓度(m g /L )5101520253035图1 经历不同生物降解时间后的DOC 浓度变化以及G 模型拟合Fig.1 Concentrations of DOC after biodegradation withvarying time, along with the G –model fitting2.2 生物降解中CDOM 变化如图2a 所示,藻华期湖水CDOM 的吸收系数250~600nm 呈指数式降低,其中波长小于300nm 的CDOM 与蛋白发色团有关,而300~400nm 之间的CDOM 则可能来自于蓝藻体内的紫外线保护剂[27].以a 254表征CDOM 的浓度,在32d 的生物降解中从(33.37 ± 2.26)m -1降低至(22.55 ± 0.47)m -1(表2),且与DOC 浓度显著相关(P < 0.05)(图2b).藻华CDOM 的初始SUV A 254值为(0.51 ± 0.21)L/(mg C·m),低于常见地表水的SUV A 254值(1.0~6.0L/(mg C·m))[9],说明其主要包含254nm 处无吸收的小分子脂肪族物质.极低的SUV A 254值也证实了蓝藻生物量是藻华期湖水CDOM 的主要来源.微生物消耗小分子脂肪族物质,而大分子腐殖类物质不易被降解,故腐殖类物质比例升高,SUV A 254值升高.9期许 明等：太湖蓝藻水华期可溶有机物的生物降解 3497250 300 350 400 450 5005吸收系数(m -1)波长(nm)5 10 15 20 25 30351620 24 28 32 36 a254(m -1)DOC(mg/L)图2 经历不同生物降解时间后的DOM 吸收光谱变化Fig.2 Absorption characterization of DOM afterbiodegradation with varying timea 为吸收系数变化;b 为a 254与DOC 浓度的线性拟合CDOM 的吸收光谱斜率S 和斜率比S R 与其相对分子质量和芳香度密切相关[20].地表水CDOM 的S 275–295值为0.012~0.023nm -1,其值越低意味着DOM的相对分子质量越高[9].本研究中S 275–295值随生物降解而逐渐降低,而S 350–400值逐渐升高.这不仅与小分子脂肪族物质降解有关,而且在降解后期微生物残体累积也可能造成S 350–400值升高.S R 值可用来鉴定天然水体CDOM 的来源,其值大于1说明藻体和水生植物是主要来源[9].S R 值从1.71±0.20降低至0.82±0.07,与SUV A 254值变化一致.前人研究也发现河水DOM 在生物降解过程中低波长段CDOM 的损失高于长波长段CDOM [4]. 2.3 生物降解中FDOM 变化2.3.1 FDOM 指标 一般来说,陆源FDOM 的FI 值较低,而微生物来源的FDOM 的FI 值较高[22].藻华期湖水FDOM 的初始FI 值为1.83 ± 0.01,接近于蓝藻胞内有机质的FI 值(1.2~1.8)[28].FI 值在生物降解中变化不明显,但HIX 值显著升高(P <0.05).HIX 值表征FDOM 腐殖化程度,其原理是由于腐殖化过程中H/C 值降低,荧光分子的发射光谱向长波长移动,故HIX 值升高.虽然第16~32d 内DOC 浓度变化较低,但HIX 值显著升高,表明微生物可将低腐殖度组分转化高腐殖度组分.初始BIX 值大于1,证实藻华期湖水FDOM 的自生性.随着自生性物质被降解, BIX 值逐渐降低,但在降解后期呈现波动式变化.前人研究藻体生物降解过程中发现了类似的结果[2].与BIX 类似,r (C,T)和r (A,T)可表征FDOM 中类腐殖组分与类蛋白组分的相对含量,这两个比值越高,意味着类腐殖组分相对含量越高.藻华期湖水FDOM 的初始r (C,T)和r (A,T)较低,并随生物降解而升高,表明类蛋白组分含量降低.虽然峰A 和峰C 都与类腐殖物质有关,但两者生物降解中的行为不同.降解初期(前8d)峰A 相对于峰C 优先被降解,从而r (C,A)从0.78 ± 0.08升高到0.91 ± 0.04.然而,降解末期r (C,A)降低至0.87 ± 0.02,说明峰A 和峰C 的总体损失相似.表2 经历不同生物降解时间后CDOM 和FDOM 相关指标变化(平均值±标准偏差) Table 2 Optical properties of CDOM and FDOM after biodegradation with varying time (means ± SD )CDOM 指标 FDOM 指标降解 时间(d) a 254 (m –1) SUV A 254 [L/(mg C ⋅m)]S 275-295(×10-2nm -1) S 350-400(×10-2nm -1)S Rr (A,T) r (C,A) r (C,T) FI HIX BIX0 33.37 ± 2.26 0.51 ± 0.21 1.62 ± 0.20 0.95 ± 0.15 1.71 ± 0.200.70 ± 0.150.78 ± 0.080.54 ± 0.08 1.83 ± 0.01 0.96 ± 0.03 1.07 ± 0.074 29.67 ± 0.26 0.60 ± 0.14 1.32 ± 0.02 1.04 ± 0.08 1.27 ± 0.120.73 ± 0.120.89 ± 0.010.65 ± 0.11 1.85 ± 0.01 1.10 ± 0.06 1.02 ± 0.018 26.12 ± 1.24 1.08 ± 0.05 1.20 ± 0.04 1.13 ± 0.08 1.06 ± 0.05 1.00 ± 0.330.91 ± 0.040.90 ± 0.27 1.86 ± 0.01 1.16 ± 0.110.91 ± 0.0116 24.49 ± 0.93 1.28 ± 0.16 1.17 ± 0.03 1.20 ± 0.060.98 ± 0.02 1.24 ± 0.060.90 ± 0.03 1.12 ± 0.03 1.86 ± 0.01 1.38 ± 0.040.92 ± 0.013222.55 ± 0.471.25 ± 0.141.15 ± 0.02 1.40 ± 0.120.82 ± 0.07 1.54 ± 0.130.87 ± 0.02 1.34 ± 0.15 1.85 ± 0.02 1.65 ± 0.020.96 ± 0.02虽然FI 、HIX 、SUV A 254都与DOM 分子质量、芳香度和生物活性有关,但相关性分析表明它们之3498 中 国 环 境 科 学 38卷间不存在线性关系.如图3所示,表征类腐殖组分和类蛋白组分比例的r (C,T)、r (A,T)、r (C,A)、BIX 以及HIX 之间,r (C,T)和r (A,T)以及HIX 显著相关(P <0.05).这些复杂的相关性表明DOM 结构复杂,各指标代表了不同的组分.然而,由于不同荧光团可能存在覆盖,这些指标只能宏观上体现DOM 的结构变化,无法进一步量化不同荧光组分的具体变化.0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.41.6r (A , T )r (C, T)0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.41.60.30.6 0.9 1.2 1.5 H I Xr (C, T)图3 r (C,T)和r (A,T)以及HIX 的线性相关拟合 Fig.3 Linear relationships between values of r (C,T), r (A,T)and HIXa 为r (C,T)和r (A,T);b 为r (C,T)和HIX2.3.2 PARAFAC 组分变化 通过PARAFAC 运算,共得到4个独立荧光组分,半检验分析表明它们的激发光谱和发射光谱高度重叠(图4).组分C1激发最大值在235nm 处,发射最大值在400nm 处,与文献中的类富里酸组分相似[29].组分C2在235和265nm 处存在激发最大值,在302nm 处存在发射最大值,可归为类蛋白质中的酪氨酸组分[30].组分C3也具有2个激发最大值,分别在235, 275nm 处,一个发射最大值在330nm 处,代表类蛋白质中的色氨酸组分[30].组分C4的2个激发最大值分别位于265, 365nm 处,发射最大值位于460nm 处,与类腐殖酸荧光组分相似[30].以四个荧光组分的F max 之和表示FDOM 浓度,发现C1、C2、C3以及C4分别占21%、20%、40%以及19%,即类色氨酸组分相对含量最高.可以看出,PARAFAC 不仅能够得到具体的独立荧光因子,还可以定量比较不同组分的含量.如图5a 所示,FDOM 浓度在生物降解中降解了60%,不同荧光因子的响应不同.其中C2和C3的F max 值分别从(1.13 ± 0.18) RU 和(2.27 ± 0.13) RU 降低至(0.38 ± 0.03) RU 和(0.52 ± 0.05) RU,去除率分别为66%和77%,而C1和C4的去除率则分别为40%和34%.换言之,4个荧光组分的生物活性大小为C3 > C2 > C1 > C4.进一步用G 模型拟合4个组分的生物降解,结合DOC 的拟合结果可知,活性和半活性DOM 中C3是主要组成,分别占54%和49%,其次为C2(25%和22%),而难降解DOM 中C1和C4各占31%.DOM 中类蛋白组分的含量与活性DOM 组分含量正相关,并且自由态氨基酸能够被异养微生物快速利用[4].但在本研究中,相当一部分的C2和C3(44%和33%)不能被降解,这可能是由于类蛋白组分与类腐殖组分之间潜在的络合作用限制了它们对微生物的利用性,但荧光性并未抑制[31].前人研究发现类色氨酸和类酪氨酸组分含量之和与活性DOC 浓度相关,而类酪氨酸组分含量与半活性DOC浓度相关,说明类酪氨酸组分的生物活性比类色氨酸组分低[32].因此,类蛋白组分中只有活性部分可表征FDOM 的生物活性.如图5b 所示,随着类蛋白组分的快速降解,类腐殖组分相对含量逐渐升高,表明难降解FDOM 主要为类腐殖物质.有文献指出类腐殖物质在生物降解中基本没有变化[4],而在本研究中类腐殖组分也具有一定程度的生物活性.虽然藻华期湖水FDOM 与陆源高度腐殖化FDOM 的荧光光谱相似,但藻华期湖水FDOM 相对新鲜,生物降解程度低,所以更易被降解.类腐殖组分的活性规律取决于其化学组成和降解历史[18].相较而言,组分C1比C4的生物活性高,这主要是因为腐殖酸比富里酸的分子质量高,结构更紧实,难以被微生物分解.总体来说,藻华期湖水FDOM 的活性程度与其他来源的FDOM 不同,具体组分的生物活性有待进一步研究.9期许 明等：太湖蓝藻水华期可溶有机物的生物降解 3499E m(nm)250 300 350 400 450 500 550E x(n m )250300 350 400 450 C1250 300 350 4004505005500.000.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 组分C1荷载 波长(nm)E m(nm)250300350400450500550E x(n m )250300350400450C2250 300 350 400 4505005500.00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 组分C2荷载波长(nm)E m(nm)250 300 350 400 450 500 550E x(n m ) 250300 350 400 450 C3250 300 350 4004505005500.00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 组分C3荷载波长(nm)E m(nm)250300350400450500550E x(n m )250300350400450C4 250 300 350 400 4505005500.000.050.10 0.15 0.20 0.250.30 荷载 波长(nm)组分C4图4 PARAFAC 组分的EEM 光谱及半检验分析Fig.4 EEM spectrum of the four PARAFAC components and the highly overlaid excitation and emission spectra estimated usingthe split -half validation procedure0 5 10 15 20 25 30降解时间(d)荧光强度(R U350)4816 32102030405060708090100含量百分比(%)降解时间(d)C1C2C3C4(b)图5 经历不同生物降解时间后PARAFAC 组分变化Fig.5 Changes in the four PARAFAC components after biodegradation with varying timea 为F max 值;b 为含量百分比2.3.3 2D–COS 分析 藻华期湖水FDOM 的同步荧光光谱如图6a 所示,232nm 处的荧光峰为类酪氨酸物质,275nm 处的荧光峰为类色氨酸物质,而326, 364nm 处的2个肩峰可分别归为类富里酸和类腐殖酸物质.以降解时间为外部干扰因素,对荧光光谱进行2D–COS 分析(图6b 和6c).同步图的对角线上,分别在235, 275, 326, 364nm 处观察到4个正交峰,而在235/275nm 、235/364nm 以及275/364nm 附近的3个正交叉峰表明类酪氨酸、类色氨酸和类腐殖酸荧光峰的荧光强度变化一致(随生物降解而降低).根据Noda 规则[33],异步图可以揭示不同波长处光谱变化的顺序.若λ1/λ2处的光谱信号为正,则λ1处的光谱变化比λ2处的更迅速;若λ1/λ2处的光谱信号为负,则λ1处的光谱变化落后于λ2处.在异步图对角线下存在两个负交叉峰,分别位于364/235和364/275nm,而在275/235、326/275以及364/326nm 处的光谱信号均为负,这些光谱特征表明四个荧光峰的变化顺序为:235 > 275 > 326 > 364nm.换言之,低激发波长的FDOM 对生物降解的敏感性更强.结合PARAFAC 结果,虽然类酪氨酸物质对生物降解的敏感度高于类色氨酸物质,但类色氨酸组分的生物活性较高.这可能是因为藻华期DOM 中类色氨酸的底物浓度高于类酪氨酸物质,而降解速率一般与底物浓度成正比.与此不同,2D–COS 分析中采用通过标准化排除3500 中 国 环 境 科 学 38卷了底物浓度的影响.200 250 300350 400 45050100 150 200250 荧光强度波长(nm) 波长(nm)波长(n m )200 250 300 350 400 4500.5×1041×1041.5×1042×1042.5×1043×104波长(nm)波长(n m )200250 300 350 400 450-3000-2000-10000100020003000图6 经历不同生物降解时间后FDOM 的同步荧光光谱变化以及2D–COS 分析Fig.6 Changes in the synchronous fluorescence spectra ofFDOM and 2D–COS analysisa 为同步荧光光谱;b 为同步图;c 为异步图3 结论3.1 藻华期湖水DOM 生物活性很高,生物降解符合G 模型,活性,半活性以及非活性DOC 分别占40%、37%以及23%.大量活性组分的生物降解将消耗大量溶氧,增加湖泛风险.3.2 CDOM 和FDOM 的光谱指标变化说明小分子脂肪族组分生物活性很高,而大分子芳香族组分生物难以被微生物降解,从而DOM 腐殖度升高. 3.3 EEM–PARAFAC 表明4个荧光组分的生物活性大小为:类色氨酸组分C3>类酪氨酸组分C2>类富里酸组分C1>类腐殖酸组分C4,结合2D–COS 进一步发现四个组分的降解顺序为C2 > C3 > C1 > C4.类蛋白组分与类腐殖组分生物活性的异质性表明藻华暴发可改变湖泊水体中的碳源结构,进而影响微生物群落结构.参考文献：[1] 王成林,潘维玉,韩月琪,等.全球气候变化对太湖蓝藻水华发展演变的影响 [J]. 中国环境科学, 2010,30(6):822-828.[2] Zhang Y L, Liu X H, Wang M Z, et al. 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London: John Wiley and Sons Inc., 2005.作者简介：许明(1982–),男,江苏连云港人,高级工程师,博士,主要从事水污染控制工程.发表论文20余篇.。
水生植物对富营养化程度不同水体氮磷去除效果的研究_戢小梅
810
西南农业学报
28 卷
随着城市化、工业化进程的快速推进，加之农业 1． 1 试验材料
生产过程中的不合理施肥造成氮磷流失，导致河流、
供试植物采用黄菖蒲、石菖蒲、黑三棱和常绿水
湖泊等水域生态系统氮、磷含量过高，引发藻类和浮 生鸢尾，试验植物于试验前 7 d 采集后洗净根部进
游生物大 量 快 速 繁 衍，致 使 水 体 富 营 养 化 程 度 加 剧［1］。近年来，各 地 频 繁 爆 发 水 化，对 人 类 生 活 和
analysis of the indicators showed that Sparganium stoloniferum （ Graebn． ） Buch． -Ham． ex has strong ability to remove nitrogen and phos-
收稿日期： 2014 － 04 － 15 基金项目： 武汉市科技局关键技术攻关项目（ 2013020705070350-7） 作者简介： 戢小梅（ 1983 － ） ，女，湖北十堰人，工程师，硕士，从 事园林 植 物 种 质 资 源 收 集 及 林 业 生 态 工 程 研 究，E-mail： grace798311@ 163． com。
为武汉地区湖泊湿地的生态修复、生态沟渠的构建和人工湿地的布置提供试验数据和技术支持。选取南湖排污口水体和林果所
池塘水作为供试水体在室内模拟水生植物的水体净化试验，定期观测 4 种水生植物的生长状况并测定各供试水体中氮和磷的含
量变化。结果表明，通过研究结果表明，黑三棱、黄菖蒲和常绿水生鸢尾在 2 种富营养化水体中均能生长，石菖蒲在高浓度富营养
Abstract： Four kinds of aquatic plant namely Iris pseudacorus，Acorus tatarinowii，Water Iris and Sparganium stoloniferum （ Graebn． ）
人工介质对富营养化水体中氮磷营养物质去除特性研究
． ｋ ｃ （ ， ． ｓ 湖泊科 学） ２０ ， ９ １ ：９— ５ ． ， ０ ７ １ （ ） ３ ４
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人工介质对 富营养化水体 中氮磷营养物质去除特性研究
纪荣平 。 吕锡武 李先宁 ， ，
（： １ 东南大学环 境科学 与工程系 ， 南京 ２０ ９ ） １ｏ ６
（： ２ 扬州大学环 境科学 与工程学院 ， 扬州 ２５ ０ ） ２ ０ ９
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2021年注册环保工程师基础考试模拟试题上午卷
2021年注册环保工程师基础考试模拟试题上午卷一、单项选择题（共 40 题，每题 1 分。
每题的备选项中只有一个最符合题意）1、液-液萃取是水处理过程中常用的操作单元，收下关于液-液萃取的描述错误的是：（）（A）分配系数越大越容易被萃取（B）逆流萃取过程传质推动力大，分离程度高，萃取剂用量少（C）磷酸三丁酯是处理含染料废水有效的广谱萃取剂（D）采用对二甲苯萃取废水中的苯酚后可以采用蒸馏法分离2、下列关于污水土地处理系统描述错误的是：（）（A）污水土地处理系统在有效处理污水的同时，还能利用污水为农作物及林木提供营养元素（B）污水土地处理系统的净化作用是一个十分复杂的综合过程，包括：物理过滤、吸附、化学反应与化学沉淀及微生物代谢作用下的有机物降解等（C）污水土地处理系统属于自然处理范畴，就是在人工控制的条件下，将污水投配在土地上通过活性污泥，进行一系列净化过程将污水净化的一种污水处理工艺（D）污水土地处理技术以污水净化田为核心环节3、下列关于污泥处置和利用的描述中哪项是错误的？（A）重金属离子浓度含量高的污泥，不适宜直接进行农田、绿地利用（B）污泥焚烧的设备投资和运行费用较高，一般适用于用地紧张、卫生要求高的大中城市（C）卫生填埋的污泥经浓缩后不需进行脱水和稳定，因此卫生填埋操作简单，处理费用较低（D）污泥处置技术的选择应因地制宜，并与潜水处理工艺统筹考虑4、下列关于水体富营养化危害及防治方法描述正确的是：（A）导致水体富营养化的主要因素是水体中的有机污染物增加（B）河流与浅层缓流的湖泊相比，更容易爆发水体富营养化（C）在合适的环境条件下，水体中的氨氮可通过微生物的反硝化作用去除（D）藻类大量繁殖不仅影响水生生态结构，对饮用水处理也有不得影响5、下列关于有毒有害物质危害及去除原理描述错误的是：（A）在适宜条件下，在含铅废水中加碱提高PH 值，使废水中的 Pb2+形成 Pb(OH)2沉淀，可达到良好的除铅效果（B）含砷废水可以用铁盐混凝法处理，铁盐混凝剂水解生成氢氧化铁絮凝体，能吸附水中的砷（C）利用焚烧法处理多氯联苯（PCBs）应采用专门的技术和设备，避免焚烧过程中产生毒性更强的污染物（D）水体发生金属汞（Hg）污染时，将其转化为有机汞可有效降低毒性6、下列关于生物接触氧化处理技术原理和特点描述错误的是：（A）生物接触氧化实质上是一种生物膜处理法（B）生物接触氧化池中装填填料，并安装有曝气装置，因此在池内能够形成气液固三相共存体系（C）由于生物膜表面不断受到曝气吹脱和水流搅拌等作用，生物膜的活性和氧利用率相对较低（D）生物膜中生长着大量丝状菌和其他微生物，形成密集生物滤网，能对废水起到净化作用7、下列关于生物脱氮技术原理的描述中错误是是：（A）生物脱氮过程中的氨化反应是指有机氮化合物在氨化菌的作用下，分解转化为氨态氮的过程（B）硝化反应中，氨态氮首先在亚硝化菌的作用下转化为亚硝酸氮，进而在硝酸菌的作用下转化为硝酸氮（C）生物脱氮过程中的硝化菌包括亚硝化菌和硝酸菌，二者均属于化能异养菌，从污水中的有机污染物获取碳源（D）反硝化菌属于兼性异养菌8、下列关于水体净化和生态修复工程的描述正确的是：（A）人工湿地对废水中含有的得金属及难降解有机物的净化能力不足，因此对工业废水和农业废水等并不适用（B）污水的土地处理工程是利用土壤-微生物-植物组成的生态系统的自我调控和人工调控机制，对污水中的污染物进行净化的过程（C）污水土地处理的微生物净化机理，主要是利用土壤中含有的大量自养型微生物，对悬浮有机固体和溶解性有机物进行生物降解（D）厌氧生物塘常应用于废水脱氮处理、废水中溶解性有机污染物的去除或二级处理出水的深度处理9、下列关于城镇污水处理厂水力高程确定的原则中正确的是：（A）保证处理后的出水全年能自流排入水体（B）应该按照最大日流量计算管渠的水头损失（C）有两座及以上的并联构筑物时，应考虑某一座故障时，其他构筑物能通过全部流量（D）各构筑物间的水头损失包括沿程损失和构筑物本身的水头损失两部分10、下列关于污水深度处理工艺选择的描述中错误的是：（A）若深度处理要求去除难降解有机物时，可选择电絮凝法（B）若深度处理要求脱色时，可选择活性炭吸附法（C）若深度处理要求去除SS 时，可选择膜处理法（D）若深度处理要求去除TP 时，可选择化学氧化法11、活性污泥含水率为 99%，若要通过重力浓缩池处理使污泥体积减半，则要求浓缩后污泥含水率降至：（A）50% (B) 44.5% (C) 98% (D) 55.5%12、下列关于沉砂池的描述错误的是：（A）沉砂池一般设置于生化处理单元之前（B）沉砂池按照流态可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、旋流式沉砂池（C）沉砂池的主要目标是去除 0.2mm 以上的砂粒（D）曝气沉砂池有效水深不应大于 1.2m13、下列关于污泥处理过程控制系统及相关检测项目的阐述中，错误的是：（A）污泥界面计在日常使用中应尽量避免污泥界面的凹凸不平所引起的误差（B）与污泥相关的检测项目包括固形物、PH 值、有机物等（C）污泥浓度的检测方式一般有光学式、超声波式和放射线式等（D）超声波式检测仪属于连续式检测，受污染的影响较小14、污水处理厂的检测项目可以分为水量和水质两大类，下列属于水量的检测仪表是：（A）文丘里管（B）玻璃电极式PH 计（C）光学式浓度计（D）极谱仪式 DO 计15、下列关于超声波浓度检测仪的描述中，错误的是：（A）属于一次仪表（B）超声波发射器发射的超声波在传播时被污泥中固形物吸收和分散而发生衰减，其衰减量与污泥浓度成正比（C）试样中的气泡不会引起检测误差（D）可以用于回流污泥、剩余污泥的检测16、下列关于除砂泵最大扬程的描述正确的是：（A）2m （B）5m （C）10m (D) 10m 以上17、下列关于滗水器的说法中正确的是：（A）按构造和运行方式有旋转式、浮筒式和机械式（B）虹吸式滗水器的滗水范围是 1.0m~2.3m（C）机械式滗水器的滗水范围是 0.4m~0.6m（D）滗水器又称滗析器、撇水器、移动式出水堰18、下列关于污泥脱水药剂描述错误的是：（A）初沉污泥、厌氧消化污泥和好氧污泥在污泥调理时混凝剂所需剂量依次增加（B）采用聚丙烯酰胺（PAM）混凝剂调理污泥，一般会使污泥量增加 15%~20%，但调理后污泥肥效和热值都不会降低（C）三氯化铁作为混凝剂的适宜 PH 值在 5.0-8.5 之间（D）人工合成有机物高分子絮凝剂在污泥调理中得到普遍使用19、下列关于含汞废水处理方法描述错误的是：（A）铁屑还原法：在碱性条件下，用铁屑将汞离子还原成金属汞去除（B）活性炭吸附法：适用于浓度低的含汞废水处理（C）离子交换法：加盐酸调节 PH 值到 2.3，使汞离子转化为不溶性氧化汞，再经大孔型强碱性阴离子交换树脂处理（D）硫氢化钠-明矾法：加盐酸调节PH 值至 5.0，再投加硫氢化钠，调节PH 值至 8-9，然后连续搅拌加入明矾，混凝沉淀20、下列关于工业废水中难降解有机物处理方法叙述错误的是：（A）硝基苯类化合物主要来自工厂排出的污水，可采用生物法处理，并在处理前增加预处理设施（B）高浓度甲醛废水可采用生物法处理，一般应为悬浮式活性污泥法（C）可吸附有机卤化物（AOX）存在于许多生产行业所排放的废水中，其具有较大的毒性和难生物降解性，高浓度废水一般采用直接焚烧，低浓度废水一般采用活性炭吸附、催化臭氧氧化乖方法进行处理（D）排放硝基氯苯类污染物的主要行业包括化工、染料、医药等，含此类物质的废水一般先在生产车间进行回收预处理，可采用洗涤水循环及净化技术，然后再与全厂废水混合进行生化处理21、某制革厂对废水拟采用资源回收与末端处理相结合的技术路线进行处理，工艺流程如下图所示，下列关于流程描述正确的是：制革废水铬鞣废水粗、细格栅贮液池再生铬池循环再用（用于浸酸或初鞣）空气催化剂（MnSO4）脱毛废水缓冲池催化氧化池化学混凝池外排聚合硫酸铁（A）铬鞣废水中以铬以六价形式 Cr6+存在，废铬液经沉淀过滤后回用到浸酸或初鞣工段（B）脱毛废水中含有大量硫化物，S2+是一种强氧化剂，可在锰盐催化下用空气氧化，达到无害化目的（C）制革废水中含有大量胶体状态的有机污染物，只有通过投加混凝剂使其沉降或浮上进行去除，生物方法不能去除此类污染物（D）铬鞣废水通过资源回收，减少了有毒污染物铬的排放量，同时可降低废水处理成本，脱毛废水通过化学沉淀法去除污染物，污泥量增大，出水可能仍不达标，需要进一步处理22、下列不属于《城市污水再生利用分类》（GB/T 18919-2021）中规定的城市污水再生利用范围的是：（A）农田灌溉和畜牧养殖（B）景观环境和湿地环境用水（C）城市自来水厂水源（D）补充地表水和地下水23、下列不属于膜分离法处理技术的是：（A）反渗透（B）微滤（C）生物膜（D）超滤24、某人工湿地边 10m，宽边 5m，若采取宽边布置穿孔布水管，则设计时穿孔管的管孔间距不宜大于：（A）1500mm （B) 1000mm （C）750mm (D) 500mm25、下列不属于人工湿地系统主要组成的是：（A）防渗膜（B）植物（C）土壤（D）微生物26、某工业废水经预处理后出水苯酚浓度为 50mg/L，拟采用粉末活性炭吸附处理，处理水量为 200m3/h，水质要求苯酚≤3mg/L，已知苯酚为 3mg/L 时，平衡吸附量 q 为 0.01mg 苯酚/mg 炭。
水污染控制工程智慧树知到课后章节答案2023年下黑龙江科技大学
水污染控制工程智慧树知到课后章节答案2023年下黑龙江科技大学黑龙江科技大学绪论单元测试1.作为世界上最大的能源生产国和消费国，中国明确提出“双碳”政策，力争分别在哪年实现碳达峰和碳中和。
（）。
答案:2030年2060年2.我国人口众多，人均水资源量约为世界人均水量的（）答案:1/43.三大水环境问题包括水资源短缺、水环境污染和水生态破坏，已直接影响到人民的生活和社会的可持续发展。
答案:对第一章测试1.表示废水水质污染情况的重要指标有有毒物质、有机物微生物、悬浮物、温度、( )、颜色、油脂。
答案:pH 值2.水质标准可以分为（）。
答案:用水水质标准;水污染排放标准;水环境质量标准3.《城镇污水处理厂污染物排放标准》标准号为（）。
答案:GB18918-20024.一般生活污水与的比值比较稳定，一般为（）。
答案:0.85.依据处理过程对水中污染物的作用方式，可将水处理方法划分为（）、（）两大类。
答案:转化处理;分离处理6.水中固体污染物质的存在形态有悬浮态、溶解态两种。
（）答案:错7.在水质指标中以石油类和动植物油两项指标来表示油类污染物的污染程度。
（）答案:对8.水体自净的机理可分为物理净化、化学净化两种。
（）答案:错9.为明确区分、，国际标准化组织和我国规定，为化学需氧量。
（）答案:错10.总氮包括有机氮、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮等全部氮的含量。
（）答案:对第二章测试1.筛网过滤器的类型有（）答案:转鼓式;旋转式;振动式2.在计算调节池时，要按（）的情况，即浓度和流量在高峰时区间来计算。
答案:最不利3.污水中的总固体包括漂浮物、（）、胶体和溶解物。
答案:悬浮物4.根据（），可将格栅分为细格栅、中格栅和粗格栅。
答案:栅条净间隙5.为防止格栅堵塞，污水经过格栅流速为（），保证悬浮物不会沉积。
答案:0.6～1.0m/s6.调节池调节水质和水量。
（）答案:对7.格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在废水流径的渠道内，或在泵站集水池的进口处，或在取水口的进口端。
2020年智慧树知道网课《水污染控制工程》课后章节测试满分答案
2020年智慧树知道网课《水污染控制工程》课后章节测试满分答案单选题】(10分)在污水处理中，下列哪种生物反应是主要的氮素去除方式（）。
A.硝化B.反硝化C.厌氧氨氧化D.好氧氨氧化4单选题】(10分)下列哪种污泥处理方式可以实现污泥的稳定化和减量化（）。
A.消化B.浓缩C.压滤D.干化5单选题】(10分)下列哪种污泥处理方式可以实现污泥的资源化利用（）。
A.填埋B.焚烧C.压滤D.堆肥6判断题】(10分)反渗透技术是一种膜分离技术，可用于海水淡化和地下水处理。
（）A.对B.错7多选题】(10分)下列哪些因素会影响生物膜反应器的处理效果（）。
A.进水COD浓度B.进水温度C.进水pH值D.进水流量8单选题】(10分)下列哪种工艺可以实现污水中营养物质的回收利用（）。
A.生物接触氧化法B.生物膜反应器C.反渗透技术D.生物营养膜技术9单选题】(10分)下列哪种工艺可以实现污水中重金属的去除（）。
A.生物接触氧化法B.生物膜反应器C.反渗透技术D.吸附法10判断题】(10分)生物接触氧化法是一种生物膜反应器，主要通过生物膜上的微生物附着生长和代谢作用，去除废水中的有机物和氮磷等营养物质。
（）A.对B.错在生物膜反应器中，生物膜的厚度越大，反应器的处理效率越高。
A.错B.对3单选题】(10分)MBBR技术中，填料的选择应考虑（）A.比表面积和孔隙率B.颗粒大小和形状C.材料的耐腐蚀性D.所有选项都正确4判断题】(10分)生物接触氧化法是将生物膜反应器和曝气池相结合的一种处理工艺。
A.错B.对5单选题】(10分)MBR技术中，膜的截留机理是（）A.筛分作用B.物化吸附作用C.生物吸附作用D.所有选项都不正确6判断题】(10分)MBR工艺中，膜组件的选择应考虑其通量和截留效率。
A.对B.错7单选题】(10分)MBR工艺中，膜的材料主要有（）A.聚酰胺B.聚偏氟乙烯C.聚乙烯D.所有选项都正确8判断题】(10分)MBR工艺中，膜通量与膜的厚度成正比，与膜的孔径成反比。
跌水曝气生物接触氧化预处理太湖水的研究
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ Ｄ ｐａｒｔ ｎ Ｂｄｏ ｃ ｏｔｃ ｏｉａｉ ； Ｈｙｒｕｉ ｄｔｎｉ ｍ ｅ ｏ ｄ ： ｒ ｅａｏ ； ｉ ｇ ａ ｃｎ ｔ ｘｄｔ ｎ ｏ ｉ ｉｌ ａ ｏ ｄａｌ ｅ ｔ ｎｔ ｅ ｃ ｅ ｏ ｉ
０ 引 言
ｐ值 Ｈ
表 １ 试 验 期 间 太 湖 水 水 质情 况
ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓｏ ｅＴａ－ ｕ ｗ ｔｒ Ｔ ｒ ｕ ｈ ａ ａｙ ｉ ｅ ｒ ｎ ｉ ｇ ｅ ｃｉ ｎ ｗｉ ｌ ｉ ｅ ｎ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓｄ ｎ ｉ ｉ ｓ ｔ ｅ ｈ ｒｃ ｅ ｓｉ ｔ ｉ ｈ ａｅ ． ｈ ｏ ｇ ａ ｌ ｓｓｏ ｔ ｕ ｎ ｎ ｆ ｔ ｔ ｆ ｒ ｔｈ ｄ ａ ｃ ｒ ｉｅ ｔａ ｔ ｉ ｃ ｆ ｈ ｎ ｎ ｆ ｈ ｏ ｌｄ ｅ ｌ ｅ ｌ ｍｅ ． ｈ ｏ ｔ ｌ ｙ ｒｕ ｉ ｅ ｉ ｅ ｔ ｉ ｓ ｉ ｎ ｒ ｓ ａ ｏ ａ ｕ ｏ ｗａｄ Ｔ ｅ ｒ ｍｏ ａ ａｅ ｏ ｏ ｕ ａ ｔ ｒ ｍｐ ｖ ｔ ｅ ｐｉ ｍａ ｈ ｄ ａ ｌ ｒ ｓｄ ｎ ｉ ｔ ｃ ｌ ａ ｍｅ ｎ ｗｉ ｔ ｅ ｓ ｎ ｗ ｓ ｐ ｔｆｒ ｒ ． ｈ ｏ ｅ ｖ ｒｔ ｆｐ ｌ ｔｎ ｓ ８ ｅ ｉ ｒ 氧化 预 处 理 太 湖 水 的研 究
邢 昌梅 ． 吕锡 武
（ 东南 大 学 环境 科 学 与 工 程 系 ， 江 苏 南 京 ２０９ ） １０ ６
摘 要 ： 生物 预 处 理 是 当前 给 水 处 理 去 除 水 中氨 氮和 有 机 物 的 有 效 手 段 。 助 于 改 善 水 的 理 化 性 质 且 利 于后 续 有 常规 工 艺 的 运 行 。 对 以 太 湖 水 质 的特 点 ． 水曝 气 生 物 接 触 氧 化 预 处 理 成 为 首选 方 法 。 过 对 不 同 水 力停 留 时 间 针 跌 通 （ Ｒ 运 行 效 果 的 分析 ． 出 了在 低 温 季 节 最优 的 水 力 停 留 时 间 。 污 染 物 在 生 物 接 触氧 化 中 的 去 除 率 随 水 力 停 留 Ｈ Ｔ） 提
2025届江苏省苏州市吴江区汾湖高级中学高三生物第一学期期末统考试题含解析
2025届江苏省苏州市吴江区汾湖高级中学高三生物第一学期期末统考试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：（共6小题，每小题6分，共36分。
每小题只有一个选项符合题目要求）1．如图为生态系统能量流动示意图，下列叙述错误的是（）A．流经该生态系统的总能量是图中的N2B．N3是生产者用于生长和繁殖的能量C．蜣螂所利用的能量N6属于初级消费者同化的能量D．第一和第二营养级之间的能量传递效率为N5/N2×100%2．对农田、果园等人工生态系统，下列采取的方法不合理的是（）A．通过增加或延长食物链来提高生态系统的稳定性，提高能量利用率B．通过模拟动物信息吸引大量传粉动物可提高果树的传粉效率和结实率C．通过不断施肥、灌溉以及消灭所有病虫害使单一作物的农田生态系统保持稳定D．通过运用群落的空间结构原理来发展立体农业可充分利用空间和资源3．下列关于水体富营养化所致结果的叙述，错误的是（）A．有毒藻类大量繁殖B．水体处于严重缺氧状态C．引发负反馈使鱼类大量死亡D．微生物分解作用产生难闻的气味4．基因转录出的初始RNA，经不同方式的剪切可被加工成翻译不同蛋白质的mRNA。
某些初始RNA的剪切过程不需要蛋白质性质的酶参与。
大多数真核细胞mRNA只在个体发育的某一阶段合成，不同的mRNA合成后以不同的速度被降解。
下列叙述不正确的是A．某些初始RNA的剪切、加工可由RNA催化完成B．一个基因可能参与控制生物体的多个性状C．mRNA的合成与降解与个体发育阶段有关D．初始RNA的剪切、加工在核糖体内完成5．下列关于反射和反射弧的说法中正确的是（）A．两个神经元可以构成最简单的反射B．神经系统的基本结构是反射弧C．反射活动的完成不仅依靠神经系统，也需要体液参与D．跨步反射是涉及多个神经元的简单反射6．人类的参与使受到影响的环境得到改善，不同地区采取不同的措施，如修复盐碱化的草地、植树造林、生态农业的发展、将工厂废弃地改造为公园等。
太湖的富营养化发生的原因与治理对策
太湖的富营养化发生的原因与治理对策摘要：太湖流域是我国经济最发达的地区之一。
又是我国著名的旅游胜地。
随着社会和经济的发展。
太湖流域的GDP总值在全国占有重要的地位，但是，由于众多人为因素的影响，已导致太湖生态环境急剧恶化，特别是水体污染与富营养化情况日趋严重。
本文简述了太湖富营养化的成因、发展与现状，并简单介绍了一些治理太湖富营养化的治理对策。
前言太湖是我国第三大淡水湖泊，位于经济发达的长江三角洲，流域包括苏州、无锡、湖州等38个市县，是当地经济发展和人民生活的重要淡水资源,太湖水是沿湖居民的生命之水，其中苏州和无锡的生活、生产用水中80．0％取自于太湖。
太湖是典型的大型浅水湖泊，湖泊面积约 2338km²，平均水深只有 1.9m ，湖水滞留期约 300 天，各湖区水动力差异显著。
20世纪60年代，太湖略呈贫营养状态，1981年时仍属于中营养湖泊，但从20世纪80年代后期，由于周边工农业的迅速发展，太湖北部的梅梁湾开始频繁暴发蓝藻、水华。
而后，太湖污染日趋严重，造成了湖泊富营养化，水质恶化，蓝藻水华频繁暴发。
曾经让人流连忘返的太湖现在已变得腥臭远扬。
一、太湖富营养化的成因（一）太湖富营养化的主要因素1．农业污染农药和肥料的流失成为农业污染很重要的一个因素。
据有关研究成果表明，单位耕地面积的化肥施用量(折纯)由20世纪80年代不足200 kg·hm-²提高到目前600 kg．hm-²左右．单位耕地面积的农药用量达25 kg．hm-²至30kg·hm-²。
但是农药和化肥的利用率却没有随着用量的增加而增加，反而降低了。
人们用的化肥和农药逐渐增多，水体的氮磷含量明显升高。
雨水冲刷不当和灌水不当，带有超含量氮、磷的水体就流入河道。
既造成营养和有效成分流失、又污染水环境。
农药和化肥施用的广泛、分散、不合理等特点，使之成为水体富营养化的重要污染。
利用氧化还原反应控制湖泊富营养化的技术装备
利用氧化还原反应控制湖泊富营养化的技术装备湖泊富营养化是指湖泊中营养物质（如氮、磷等）过度累积导致水体富营养化的现象。
这种现象对水生生物以及湖泊生态系统都带来了巨大的危害，严重影响了湖泊的水质和生态平衡。
因此，控制湖泊富营养化已经成为当前环境保护的重要课题之一。
而利用氧化还原反应控制湖泊富营养化的技术装备就是为了解决这一问题而研发的。
氧化还原反应是指通过氧化作用改变物质的电子配置从而使物质发生化学反应的过程。
在湖泊富营养化的控制中，氧化还原反应被广泛应用于处理湖泊中过量的营养物质，尤其是氮和磷。
利用氧化还原反应控制湖泊富营养化的技术装备主要包括氧化剂和还原剂，以及相应的处理设备。
一种常见的氧化剂是过氧化氢（H2O2）。
它能够与湖泊中存在的有机物或无机物发生氧化反应，使其发生降解或转化为无害的物质。
过氧化氢可以通过注入湖泊的方式添加到水体中，也可以通过化学反应生成并喷洒在湖泊表面。
通过氧化剂如过氧化氢的降解作用，能够有效地降低湖泊中的有机物浓度，减少水体中富营养化的发生。
同时，还原剂也在控制湖泊富营养化中发挥着重要的作用。
还原剂的主要作用是促使湖泊中的氧化态营养物质转化为还原态营养物质，并加速富营养物质沉淀。
常见的还原剂包括亚硫酸盐和硫化氢等。
将还原剂直接注入湖泊中，能够与湖水中的营养物质发生反应，使其发生沉淀，从而减少湖泊中富营养物质的累积。
在氧化还原反应控制湖泊富营养化的技术装备中，处理设备也起到了至关重要的作用。
例如，可以使用曝气系统来增加水体中的溶解氧含量，从而促进有机物的降解和氧化反应的发生。
此外，湖泊中可以设置人工湿地或湖泊修复技术，利用湿地中特定植物的吸收作用来降解营养物质。
还可以使用过滤装置、沉淀池或植物过滤器等物理处理设备，以去除湖泊中的富营养物质。
这些处理设备能够有效地去除湖泊中的有机物和无机物，减少富营养化的发生。
然而，利用氧化还原反应控制湖泊富营养化的技术装备也存在着一些挑战和限制。
科技成果——河道水体强化生物接触氧化与生态修复集成技术
科技成果——河道水体强化生物接触氧化与生态修复集成技术适用行业水污染防治技术开发单位江苏龙腾工程设计股份有限公司适用范围河道水质净化与生态修复研发的“河道水体强化生物接触氧化与生态修复集成技术”主要用于削减河道水体、污水处理厂尾水的氮磷负荷，使之与地表水环境质量标准衔接，保障太湖流域低污染水体的清水再造。
成果简介研发集成了河道水陆生态界面构建、绿色生态清淤控制、河道充氧造流、人工湿地高效脱氮工艺、盆景式增氧生物膜阵等技术，提出针对城区不同类型污染河道的水质净化与生态修复集成技术体系及组合技术实施方案。
通过优化河道净化系统处理单元，强化黑臭水体氮磷营养盐负荷削减，构建黑臭水体生物强化生态修复模块化技术体系。
通过该技术可以有效去除污水中有机物、氮和磷等污染物质，将低污染水转化为可重新利用的水资源。
技术效果本技术对水体氮磷的去除率达60%以上，溶解氧提高至3mg/L 以上。
在宜兴市丁蜀镇太湖头河道进行了工程示范，治理长度4.2公里，出水达到IV类水质标准。
通过技术研发与工程示范，形成河道生态修复模块化技术体系和近自然型河流系统构建模式，突破低污染水TN、NH3-N生态去除关键技术，通过规模化应用推广，可有效去除河湖30%的氮磷污染负荷，为太湖流域河网地区的水环境质量改善和生态修复提供关键共性技术。
应用情况2015-2016年，在江苏省宜兴市丁蜀镇3条城市污染河流的水质净化与生态修复工程中进行了示范应用，示范河道总长度达到11公里，2016年2月完成施工，治理河道污染物去除率达到60-70%，溶氧提高至3mg/L以上，河道水质显著好转，消除黑臭现象，河道景观显著改善，水生生物增多，水环境生态多样性显著增加。
市场前景本技术已完成多项示范，并申请5项专利，可在太湖流域河网地区大规模推广应用，在清水再造、生态缓冲区构建、生态修复区生境保护、水生植被立体修复工程以及政府部门管理和环境保护方面也将有广泛的应用前景。
水华生消对太湖水体和沉积物中有机质及磷赋存特征的影响
水华生消对太湖水体和沉积物中有机质及磷赋存特征的影响水华现象普遍存在于许多国家和地区的湖泊和水库中,其生长-暴发-消亡过程会对湖泊水体和沉积物的理化性质产生一定的影响,进而影响水体和沉积物中有机质及磷的赋存特征。
有机质的矿化分解和磷的迁移转化又会影响藻类的生长,造成水华的恶性循环。
本文以太湖水华现象比较严重的两个湖区——竺山湾和梅梁湾为研究对象,于2016年6月至2016年10月期间采集5次（1次/月）水体和沉积物样品,分析水华生消期间太湖水体和沉积物中有机质及磷的含量和组成特征,并采用薄膜扩散梯度技术（Diffusive Gradientsin Thin-films,DGT）表征磷在沉积物-水界面迁移速率的变化,最后结合水体和沉积物的理化性质,探讨水华生消对水体和沉积物中有机质及磷赋存特征的影响。
主要研究结果如下:1.6-10月份,竺山湾和梅梁湾上覆水体中水溶性有机质（DOM）含量的变化趋势与表层间隙水中的整体相同,表层间隙水中DOM含量均高于上覆水体。
8月间隙水中DOM的含量最低,8-10月间隙水中DOM的含量呈增加趋势。
6-8月上覆水体中各形态磷的含量逐渐增加,其中总溶解态磷（TDP）、磷酸根(PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>)的含量在8月达到最大值,但所占TP的百分比却较低,8-10月随着藻类的衰亡比例逐渐升高。
2.6-10月份,沉积物总有机质（TOM）、活性有机质（LOM）、DOM的含量变化趋势大概呈“W”型,6月、8月、10月含量高于7月、9月。
沉积物中的TOM、DOM、LOM之间存在较强的正相关关系,与pH存在显著负相关关系,与含水率存在显著正相关关系。
6-8月沉积物中轻组有机质、高活性腐植酸（MHA）、钙腐殖酸（CaHA）的含量整体高于9-10月。
3.SMT法测定结果表明,竺山湾和梅梁湾沉积物磷以无机磷（IP）、氢氧化钠磷（NaOH-P）为主。
富营养化水中N、P元素的去除
滇池蓝藻大量繁殖， 滇池蓝藻大量繁殖，湖水如 绿油漆一般。 绿油漆一般。
日 春 来 污 水 绿 如 蓝 火 胜 红 圾 垃 出
太湖蓝藻水华发生面积的变化
1950’s
1970’s
1980
1987
1994
2000
2006
随营养盐浓度的增加，太湖水体中蓝藻水华发 生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。
机理
在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在海水系 统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营 养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，例如，在正 常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸盐会导致植物的 过度生长，而在海水系统中磷是不缺的，而氮含量却是有限的，因而 含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物的过度生长。 生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、 磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多， 促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加， 而其他藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主 ，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变 为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死 亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分 解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其 他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把 大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。 因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很 难自净和恢复到正常状态。
防治措施
防
• 控制输入 • 减少负荷
治
• 工程性措施 • 化学方法 • 生物性措施
后面砍林D违反协调与平衡原理无锡太湖水体富营养化引起大面积水
考题链接
考纲能力 考题1
1.生态农业实例和相关生态学原理
联系实际解决自然和社会生活的能力 下面图甲、图乙分别表示稻—鱼—蛙共生农业生态
系统和普通稻田生态系统的物质能量转化示意图。请据图回答：
(1)分析说明鱼和蛙在该生态系统的物质和能量流动中的积 极作用是什么？ 鱼、蛙是消费者，加速生态系统的物质循环 _____________________________________ 。 (2)分析说明稻—鱼—蛙共生生态系统的生态优势。 在原有食物链中引入新的环节 (将人们不能直接利用的有机物转 _______________________________________________________ 化为可以直接利用的农副产品)，有利于实现物质循环再生和能 _______________________________________________________ 量的多级利用，并减轻了环境污染 ____________________________________。
(3)上述两个生态系统中的各种生物所需的有机物都依赖于 ____________________ 绿色植物的光合作用 ，生命活动所需的能量归根到底都来自 _________ 太阳光能 。 (4)甲和乙相比，抵抗力稳定性较强的是_____ 甲 ，原因是 _____________________________________________ 生物种类较多，营养结构复杂，自我调节能力较强 。 调整能 (5)从能量流动的角度看，建立甲生态系统的目的是______ 量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 ____________________________________________________
[注册环保工程师考试密押题库与答案解析]注册环保工程师专业基础真题2007年
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A.①②④⑥⑦⑧
B.①③⑤⑥⑧⑩
C.②③⑤⑧⑨⑩
D.③④⑥⑧⑨⑩
答案:D解 纳氏试剂分光光度法具有灵敏、稳定等特点，但水样有色、浑浊，含钙、镁、铁等金属离子及硫化物，含醛和酮类等均会干扰测定，需做相应的预处理。
A.0.2000g
B.0.5658g
C.1.1316g
D.2.8291g
答案:B解 浓度为400.0mg/L的Cr6+的500.0mL标准溶液中Cr的质量为400.0mg/L×500.0mL=200mg=0.2g，则nCr=0.2/51.996=3.846×10-3mol，K2Cr2O7的质量为3.846×10-3/2×294.2=0.56574g。
问题:14. 原生动物在污水生物处理中不具备下列哪项作用?______
A.指示生物
B.吞噬游离细菌
C.增加溶解氧含量
D.去除部分有机污染物
答案:C解 原生动物在污水生物处理中具有指示生物、净化和促进絮凝和沉淀作用。
问题:15. 若在对数期某一时刻测得大肠菌群数为1.0×102cfu/mL，当繁殖多少代后，大肠杆菌数可增至1.0×109cfu/mL?______
[注册环保工程师考试密押题库与答案解析]注册环保工程师专业基础真题2007年
注册环保工程师专业基础真题2007年
单项选择题
(每题的备选项中只有一个最符合题意。)
问题:1. 等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的多少倍?______
太湖沉积物磷对富营养化的影响及治理
《现代环境监测》课程论文题目：太湖沉积物磷对富营养化的影响及治理专业：财务管理152姓名：xxx太湖沉积物磷对富营养化的影响及治理摘要：水体富营养化一直是水污染的重点，磷又是造成很多淡水湖富营养化的原因，作为我国第三大淡水湖的太湖，其中在近几十年的发展里，沉积物的沉积速率有明显的增加，这也导致了沉积物磷的增加，磷形态的变化也与外界对水体的污染有着密切联系，而众多自然因素对磷的释放有这重要影响，磷的释放也会是水生态遭到破坏，富营养化引起的有机体大量生长的结果，倒过来又走向其反面，藻类、植物及水生物、鱼类趋于死亡甚至绝迹。
这些因果关系，都对治理太湖，治理环境有着重要意义。
关键词：沉积物；磷；富营养化；治理1、引言对于水体富营养化的解释，生命周期理论这是近年来普遍为人们所接受的一种理论。
它认为，含磷和氮的化合物过多排入水体，破坏了原有的生态平衡，引起藻类大量繁殖，过多地消耗了水中的氧，使鱼类、浮游生物缺氧死亡，它们的尸体腐烂又造成水质污染。
根据这一理论，氮、磷的过量排放是造成富营养化的根本原因，藻类是富营养化的主体，它的生长速度直接影响水质的状态。
水体中氮、磷特别是磷的主要来源有：(1)雨水。
雨水中磷的质量浓度在 0.0 1 r n g／L至不可检出的范围内。
(2)农业排水。
首先是由于农业磷肥的使用，使在土壤中积累了相当数量营养物质，它们可随农田排水流入临近的水体。
此外，饲养家畜过程所产生的废物中也含有相当数量的营养物质，有可能通过排水进入临近水体。
(3)城市污水。
其中所含磷的主要来源是粪便、食品污物和合成洗涤剂。
在污水处理厂，污水中很大部分的磷通过金属磷酸盐(如磷酸钙)沉淀而被除去，未除去的随排出水流人旁边的受纳水体。
在处理过程中也用到许多含磷的化学药剂，如磷酸三钠、多聚磷酸钠等，它们也可能进入受纳水体。
(4)其他来源。
包括城镇和乡村的径流、工业废水和地下水等。
磷在水体中有不同的存在形态，且各种形态间可相互转化。
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第5卷第11期环境工程学报Vol．5，No．112011年11月Chinese Journal of Environmental EngineeringNov ．2011阶式生物接触氧化对富营养化太湖水源水中溶解有机物的去除性能研究范超文1，2朱光灿2许卓2，3(1．水利部四川省水利水电勘测设计研究院，成都610072;2．东南大学环境工程系，南京210096;3．中蓝连海设计研究院，连云港222004)摘要构建阶式生物接触氧化反应器处理富营养化太湖水源水，对其净水效能进行研究。
结果表明，在优化工况条件下，阶式生物氧化反应器的三阶对太湖水源水中DOC 的累积去除率分别为34．4%、40．2%和47．5%，对BDOC 的总去除率为68．4%，除生物降解外，填料拦截、生物吸附絮凝等物理、化学作用对去除原水中的DOC 仍有重要作用。
DOC 分子量分级表明，太湖源水中含量最大的是分子量＜500Da 的DOC ，含量最小的是分子量在5k 500Da 间的DOC 。
阶式生物接触氧化反应器对分子量＜500Da 的DOC 的去除率在60%以上，而出水中5k 500Da 区间的DOC 含量相比原水增加近1倍。
关键词阶式生物接触氧化富营养化水源水DOC BDOC 分子量分布中图分类号TU991文献标识码A文章编号1673-9108(2011)11-2494-05Study on performance of cascade biological contact oxidation for removingdissolved organic compounds from eutrophic raw water of Taihu LakeFan Chaowen 1，2Zhu Guangcan 2Xu Zhuo 2，3(1．Sichuan Water Conservancy and Hydroelectric Investigation and Design Institute ，Chengdu 610072，China ;2．Department of Enviornmental Engineering ，Southeast University ，Nanjing 210096，China ;3．China Bluestar Lehigh Engineering Corporation ，Lianyungang 222004，China )Abstract Cascade biological contact reactor (CBCR )was conducted to treat eutrophic Taihu Lake raw wa-ter ，and the purification efficiency was studied．Results indicated that under optimized technological conditions ，the three cascade of CBCR could get an accumulated removal rates of 34．4%，40．2%，47．5%，respectively to DOC ，and 68．4%to BDOC．Filler interception ，biofilm adsorption and bioflocculation also took an important role to DOC removal besides biological degradation．Distribution of DOC molecular weight (MW )showed that DOC with MW lower than 500Dalton took the greatest part in Taihu Lake raw water ，and DOC with MW between 5k to 500Dalton took the minimum part．The CBCR could remove DOC with low MW effectively．The removal rate of DOC with MW below 500Dalton reached more than 60%．While the content of DOC with MW between 5k to 500Dalton doubled relative to raw warter．Key words cascade biological contact reactor ;eutrophic raw water ;DOC ;BDOC ;distribution of molecu-lar weight基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目(2007BAC26B03);江苏建设厅科技计划项目(JS2007JH22)收稿日期:2010－05－26;修订日期:2010－08－22作者简介:范超文(1983 )，女，硕士研究生，工程师，主要从事水污染控制工程的研究工作。
E-mail :fanchaowen02@163．com 作为太湖流域重要的水源地，太湖每年接纳沿岸城市大量的生活污水与工业废水。
这一方面造成太湖水质日益恶化，富营养化程度逐年增加;另一方面向太湖输入大量的有机污染物，加重了以太湖为水源地的沿岸自来水厂的处理负担。
各国学者研究表明，以混凝沉淀、过滤为主要工艺的常规自来水厂对有机物特别是溶解有机物(dissolved organic com-pounds ，DOC )去除效率低下，一般只能达到20% 30%的去除率［1，2］。
而以DOC 形态存在的富营养化源水中的特征污染物如藻毒素、持久性有机物、内分泌干扰物等也难以在常规工艺中得到去除［3-5］。
以微生物降解为主要原理的生物接触氧化技术，通过人工方法挂膜培养微生物，经过一系列的物理、化第11期范超文等:阶式生物接触氧化对富营养化太湖水源水中溶解有机物的去除性能研究学、生物作用净化源水。
自从应用于给水处理以来，生物接触氧化技术对源水中常规工艺难以去除的有机污染物表现出良好的去除效果［6，7］。
本研究通过构建改进的生物接触氧化反应器———阶式生物接触氧化反应器，研究其对富营养化太湖源水中溶解有机物的去除效果，分析太湖源水中DOC 在不同分子量区间的分布特征以及生物接触氧化对不同分子量区间有机物的去除规律，以期为生物接触氧化在净水厂中的运用提供依据。
1材料与方法1．1实验装置本实验反应器为三阶式生物接触氧化反应器。
反应器总容积1m 3，各阶反应器的直径、容积相同，各阶高差0．15m 。
填料为组合填料，填料规格(直径ˑ片距)为150mm ˑ80mm ，间距150mm ，装填高度均为3m ，填料装填比约为1。
各阶反应器从底部进水，顶部出水，气水流向相同，剩余污泥富集于泥斗，通过排泥管排出。
实验源水由水泵从太湖南泉水厂取水口抽取。
实验装置如图1所示。
图1三阶生物接触氧化反应器实验装置示意图Fig．1Schematic diagram of experimental equipment1．2实验水质及运行工况实验时间为2008年8—11月，是太湖藻华暴发高峰期。
太湖源水水温19 31ħ，氨氮浓度0．4 1．0mg /L ，浊度35 120NTU ，高锰酸盐指数浓度515mg /L ，藻华形成时藻浓度一般在107个/L 以上。
实验采用连续进水运行方式，经过前阶段运行调试，本段实验采用优化工况运行，进水流量0．5m 3/h ，理论水力停留时间(HRT )2h ，气水比阶1 阶3分别为1ʒ1、0．7ʒ1、0．5ʒ1。
实验期间，各阶反应器填料上均附着褐色生物膜，生物膜颜色从阶1 阶3逐渐变浅;各阶填料生物膜镜检结果显示，生物量阶1＞阶2＞阶3。
1．3分析方法高锰酸盐指数测定采用酸性高锰酸钾滴定法，浓度以O 2计;DOC 测定:水样经0．45μm 醋酸纤维滤膜过滤后测定总有机碳(TOC )，TOC 测定采用日本岛津公司TOC-V CSH 型TOC 仪;BDOC (biodegradable dis-solved organic compounds )采用土著细菌接种静态培养后测定DOC ;有机物分子量分布采用超滤膜法测定，超滤膜过滤分子量分别为100k 、10k 、5k 、1k 和500道尔顿(Dalton ，1道尔顿=1．66ˑ10-27kg )。
2结果与讨论2．1太湖源水中有机物含量特征实验期间为太湖藻类高发季节，太湖源水中藻浓度相对较高。
实验源水高锰酸盐指数值平均值达7．6mg /L ，在Ⅲ Ⅳ类水质之间。
藻类的大量存在使得富营养化源水中有机物浓度高，种类复杂。
据检测，本世纪初在太湖水体中共检测出273种有机物质，相比于1985年的74种，有机物种类共增加了近4倍［8］。
本次实验中，太湖源水DOC 浓度高达5．2mg /L ，其中生物溶解有机物(biodegradable dis-solved organic compounds ，BDOC )约占30%左右。
2．2对DOC 的去除阶式生物接触氧化反应器对太湖水源水中DOC 去除效果如图2所示。
反应器对DOC 总去除率为47．5%，三阶累计去除率分别是34．4%、40．2%和47．5%。
微生物对有机物的去除机理主要包括［9，10］:①微生物对小分子有机物的降解、利用;②微生物胞外酶对大分子有机物的分解作用;③生物吸附絮凝作用。
其中胞外酶对大分子的分解作用可能只是将大分子有机物分解成为稍小分子有机物，而未及完全降解，但是对部分有毒有害DOC ，如藻毒素、微量有机物等却可因此而降低甚至消除其毒性［11，12］;生物吸附絮凝作用是微生物分泌物如多聚糖等粘性物质有类似化学絮凝的作用，使部分大分子有机物在生物反应器中被生物膜吸附，随着生物膜的老化脱落而被去除。
反应器中阶1对DOC 去除贡献最大，阶2与阶3次之。
这可解释为阶1进水为太湖源水，有机物浓度相对较高，微生物所赖以生存的营养源充足，因此微生物活跃，对DOC 去除率较高。
而经过阶1后，阶2、阶3进水一方面DOC 浓度降低，另一方面易被微生物降解的DOC 量减少，污染物降解难度增大。
这可以从各阶反应5942环境工程学报第5卷器填料上的微生物种类及数量得到证明。
根据各阶生物膜微生物镜检结果，阶1中出现的后生动物以轮虫为主，数量较多，有少量线虫出现;阶2中微生物有轮虫、枝角类动物、挠足类动物，后生动物数量较阶1明显减少;阶3中仅有挠足类动物检出，微型动物数量少，种类单一。