目的:为了弥补传统大规模人群监测的不足，在新冠疫情爆发初期提供预警信号，重庆市自2023年起开展城市污水新冠病毒监测工作。方法:新冠病毒"乙类乙管"后，选择了重庆主城4个区5个有自动样本采集设施的污水处理厂作为监测点，每周每个污水处理厂各采集2份污水，用铝盐沉淀法进行富集浓缩，应用多重实时荧光RT-PCR方法对新冠病毒进行检测和分析。结果:2023年1月16日至12月31日累计监测城市污水496份，其中新冠病毒核酸检测阳性285份，总检出率57.46%。第3～5周、18～21周、40～47周新冠病毒检出率均为100.00%。城市污水中新冠病毒核酸浓度在第18周达到高峰，随后开始下降，进入低水平、波动流行期，污水监测新冠病毒核酸日均浓度与传染病监测系统显示的每日新增新冠感染者数、发热门诊新冠阳性检出率的变化趋势基本吻合。结论:重庆市城市污水中新冠病毒的检出率较高，尤其是4～5月份，污水监测可以间接反映新冠病毒感染状况。

微生物群落在调节全球气候、人类健康和工业生物技术应用中扮演着重要角色.定量表征微生物群落多样性是认识微生物群落基本特征、动态变化和功能的前提.本文介绍了常用的α多样性指数,包括物种数目、Shannon-Weaver指数、Simpson多样性指数和Hill多样性指数;并介绍了其他多样性评估方法及其原理,包括能够评价样本对微生物群落各物种覆盖程度的稀释性曲线和Good's coverage指数,以及能估算群落多样性的Chaol、ACE指数和基于物种丰度分布曲线的模型方法;并以最大规模的生物技术应用——污水处理厂为例,介绍了这些方法在认识微生物群落多样性中的应用.现有研究表明:所检测到的城市污水处理厂中微生物群落的物种数目和Shannon-Weaver指数随检测方法解析通量(样本大小)的增加而增大;但现有方法仍无法反映城市污水处理厂微生物群落的真实多样性.基于特定的物种丰度分布曲线对DNA样本数据进行模拟和重建,结果表明对群落物种数目的评估存在较大的不确定性;Shannon-Weaver指数,特别是Simpson多样性指数等受低丰度物种影响较小,可以准确计算,是评价和比较微生物群落分类学多样性的好手段.改进模型拟合方法和加大取样深度能提高微生物群落物种数目的评估精度.此外,认识微生物群落其他方面的多样性如系统发育多样性和功能多样性,也对认识微生物生态特征具有重要意义.

利用微生物复合菌剂在生物处理污水中具有广阔的发展前景.本研究采用单因素试验对氨氮降解菌的氨氮去除能力、絮凝菌的絮凝效果的影响因素进行分析,由各因素水平的分析结果表明:氨氮降解菌接种量为10％、降解时间为60 h、pH为9时氨氮的去除效果达到85.18％;絮凝菌的投加量为15％,助凝剂的投加量为3mL,pH为7时絮凝效果为86.26％.利用试验菌株构建具有降解氨氮和絮凝双重功能的复合菌剂,优化培养条件为:氨氮降解菌与絮凝菌的配比为2:3,pH为8.在此优化条件下,进行五大水质指标的验证试验,氨氮降解率、絮凝率、BOD去除率、COD去除率和浊度去除率均达到90％以上,出水水质均达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准.研究表明复合菌剂能使污水中氨氮和悬浮固体大幅度降低,达到同时去除水体中多种污染物的目的.微生物菌剂在污水净化体系中,具有较好的生产稳定性,可为高原城市生活污水体系净化的应用基础研究提供依据.

溶解性有机质是水体中有机质分解与营养盐再生的核心载体之一,是碳、氮等生源要素生物地球化学循环的重要环节,也是水环境科学研究的重点内容.本研究应用液相-有机碳-有机氮检测(LC-OCD-OND)技术研究了西安市灞河流域水体中溶解性有机质(DOM)不同分子量组分特征,分析其与河水水质的相关性.结果表明:河水DOM按照分子量分布,主要由生物大分子、腐殖质类物质、腐殖质降解产物、低分子中性物质和低分子酸组成,各组分平均浓度分别为0.15、1.75、0.48、0.36和0.002 mg·L-1,河水中DOM总体含量水平由高到低的顺序为城市河段＞城镇河段＞源区河段.组分中分子量介于1000 ～ 20000 Da的腐殖质类物质占DOM总量的49.0％,含量及丰度从高到低依次为中游城镇段＞污水厂出口段＞污水厂下游河口段＞上游源头段;分子量＞20000 Da的生物大分子约占DOM总量的5.1％,丰度由高到低依次为污水厂出口＞污水厂下游河口＞上游源头＞中游城镇段,污水处理厂出水所产生的外生源有机质对河流DOM的贡献最大.DOM不同分子量组分与水质的相关性明显,表明基于LC-OCD-OND分级表征的DOM各分子量组分和丰度不仅可以作为水质监测的一个综合性指标,也可以用来表征河流水质的空间异质性,并能对污染物各组分进行定量化判别和来源解析.

目的 了解广州和珠海城市污水处理厂进水中的4种心血管药物浓度,并对其消费量进行估算.方法 分别于2017年5月9至22日(春季)和9月27日至10月12日(秋季)采集广州1座污水厂进水水样,2017年1月23日至2月5日(冬季)采集珠海1座污水厂进水水样,采用固相萃取-液相色谱-串联质谱法检测美托洛尔(MET)、阿替洛尔(ATE)、吉非罗齐(GFB)、苯扎贝特(BZB)的浓度,应用污水流行病学方法估算4种心血管药物在广州和珠海的消费量.结果 4种心血管药物均有检出,浓度范围在未检出～889.73 ng/L之间,检出率在14.29％～100％之间.在4种心血管药物中,以MET和BZB浓度较高,其最高浓度分别达733.71和889.73 ng/L.与珠海市比较,广州市污水厂进水中MET、BZB、GFB的浓度较高,差异均有统计学意义(P＜0.01);而ATE的浓度无明显差异.不论在广州市还是珠海市,MET的消费量均远高于BZB、GFB、ATE,4种药物在两城市的消费模式均为MET＞BZB＞GFB＞ATE.与珠海市比较,广州市MET、BZB、GFB消费量较高,差异均有统计学意义(P＜0.01);而ATE的消费量无明显差异.不论是春季还是秋季,MET均为消费量最高的药物,ATE均为消费量最低的药物.与春季比较,秋季ATE的消费量较低,差异有统计学意义(P＜0.01);而MET、BZB、GFB无明显改变.结论 不同地区的心血管药物消费存在较大差异,广州市的MET、BZB、GFB、ATE消费量高于珠海.

拉萨河流域是西藏自治区的政治、经济和文化中心,拉萨河生态环境保护状况对维持流域生态安全至关重要.近年来,拉萨河流域内经济快速发展,工业废水和生活污水排放量增加,成为威胁河流水质的潜在因素.明确拉萨河河流水质现状,核定水域的水环境承载力,对于未来拉萨河河流管理和经济规划均具有重要意义.基于河流断面、流量、水位和水质现场监测,污染物排放、水文和水质历史资料收集等工作,利用MIKE11模型,对拉萨河城市段干流水动力和水质进行了模拟,依据国家标准和规范计算了拉萨市干流河段水环境容量.计算结果表明:(1)拉萨市干流河段化学需氧量COD容量较小,氨氮NH4-N具有较大容量:上游达孜断面按照地表水Ⅱ类水体要求的浓度标准限值输入时,拉萨市干流段COD容量约为3461 t/a、NH4+-N容量约为602 t/a;若上游达孜断面按照2017年5月1日-2017年5月30日连续30日测定月均值输入,则拉萨市干流河段COD容量约为797 t/a、NH4+-N容量约为1145 t/a.(2)对拉萨市干流河段水环境容量影响较大的因素主要有气候变化、水利水电工程运行调度、上游来水水质和河流自净能力:2014年以后拉萨河流域的暖干化趋势,很可能带来枯水期流量降低,从而改变水环境容量计算中的设计水文条件,使水环境容量降低;拉萨河沿岸灌区取水,旁多水利枢纽、直孔电站运行调度也是影响下游水环境容量的重要因素;流域内草甸、湿地生态系统有机质和养分在气候暖干化背景下加速矿化,可能是造成上游水体中COD浓度较高的重要原因.(3)为加强拉萨河流域水环境管理,应加强上游草甸和湿地水环境效应监测、完善城市污水处理厂及配套设施.

[背景]随着中小城市经济的高速发展和人们生活水平的提高,生活污水排放量也日益增大,致使水源水质污染呈恶化趋势.[目的]了解湿地法处理生活污水对湿地地表水微生物群落多样性变化的影响.[方法]对人工湿地(仙桃)参照点(-2 000)、200、400、600、3 000、5 000 m水平方向6点地表水进行理化检测,再通过高通量测序对微生物群落结构进行解析,并探讨微生物群落结构变化与生活污水的污染效应.[结果]当湿地法处理的生活污水到达5 000 m时,化学需氧量、氨态氮、总氮和总磷均达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准,且理化指标之间均呈极显著正相关.样品在门水平上的优势物种分别为变形菌门(Pro teobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi).变形菌门(Proteobacteria)可用来作为排放生活污水污染物的指示性微生物,放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和绿弯菌门(Chloroflexi)可用来作为排放生活污水净化的指示性微生物.[结论]首次比较分析了湿地法处理仙桃生活污水地表水环境中微生物群落多样性变化的情况,可使人们从微生物层面更加明确地了解人工湿地运作机理及地表水环境的污染情况.

活性污泥法诞生一百多年来,在污水处理特别是城市污水处理中发挥了不可替代的作用. 活性污泥微生物是去除污染物包括新型有机和无机污染物的关键角色,活性污泥微生物组为微生物分离培养、功能鉴定和生态互作等方面的研究带来新的活力.

[背景]活性污泥法已广泛应用于城市污水和工业废水的处理,微生物菌胶团的形成在污泥通过重力沉淀实现泥水分离和污泥回用的过程中起着重要作用.从西安北石桥污水处理厂活性污泥中分离到一株菌胶团形成菌XHY-A6,经鉴定为解壳聚糖松江菌(Mitsuaria chitosanitabida).[目的]旨在揭示该株解壳聚糖松江菌菌胶团形成相关的基因及其菌胶团形成机制.[方法]结合分子遗传学,包括转座子插入突变技术和遗传互补分析以及基因组学方法分析与菌胶团形成相关的基因和基因簇.[结果]通过转座子插入突变技术获得了两株菌胶团形成缺陷的突变株,转座子插入位点在糖基转移酶(称为gt3)和多糖链长决定蛋白(wzz)基因内,且这两个基因位于一个与菌胶团形成相关的大型基因簇内,该基因簇内还包括与胞外多糖生物合成和分泌相关的基因、epsB2-prsK-psrR-prsT基因以及一个编码PEP-CTERM蛋白A的基因,遗传互补分析证明gt3基因、WZZ基因及其下游WZC基因在菌胶团形成过程中是必需的.[结论]松江菌中菌胶团形成和调控机制极可能与活性污泥优势菌动胶菌(Zoogloea)非常相似,即由胞外多糖和PEP-CTERM家族胞外蛋白质共同介导.从武汉二郎庙、汤逊湖和深圳南山污水处理厂活性污泥中分离纯化出松江菌,这些松江菌属细菌可以用于富含几丁质和壳聚糖的市政污水和虾蟹类食品加工废水的净化和资源化利用.

城市污水处理厂运行过程中一旦发生活性污泥生物泡沫,就会影响污泥沉降和处理厂运行效能,对出水水质、作业安全和公共健康带来一系列挑战.生物泡沫是自活性污泥法诞生以来长期困扰污水处理厂运行的难题.生物泡沫的形成需要气泡、表面活性物质和疏水物质等3点基本的要素,在其中主要富集了诺卡氏型丝状细菌(Nocardioform filamentous bacteria)和微丝菌(Candidatus Microthrix parvicella)这两种类型微生物.多种环境和运行因素包括温度、溶解氧、pH、污泥龄、特别是营养物质种类和浓度等均会对这些丝状微生物的生长产生影响.抑制丝状细菌生长的常用控制策略包括选择器、生长动力学控制、投加化学药剂以及噬菌体等方法,通过降低两类丝状细菌在生化池中的浓度以期消除生物泡沫现象.本文总结了生物泡沫的类型、成因、表征生物泡沫程度的指标、影响生物泡沫的环境因素以及常用的调控策略的原理及优缺点等,尽可能全面地介绍活性污泥生物泡沫的研究现状,并探讨未来研究方向和控制策略,期望能够为今后研究活性污泥微生物和污水处理厂运行调控提供有价值的参考.