改性煤矸石对上覆水磷及底泥磷代谢关键基因的影响

将热活化煤矸石和镧改性煤矸石应用于封闭水体除磷固磷试验,采用16SrRNA高通量测序技术分析底泥微生态群落结构、聚磷细菌和磷代谢功能基因的变化.结果表明：镧改性煤矸石对上覆水TP的去除能力最高,稳定期上覆水TP浓度为0.023~0.028mg/L,较对照组低83.5%以上,热活化煤矸石对上覆水TP的去除能力较差,稳定期上覆水TP浓度为0.15mg/L左右,略低于对照组.热活化煤矸石和镧改性煤矸石均提高了底泥中微生物多样性,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为底泥优势菌种.不同处理组底泥中聚磷细菌为Tetrasphaera和Candidatus_Accumulibacter,镧改性煤矸石显著降低了底泥中聚磷细菌的相对丰度.热活化煤矸石和镧改性煤矸石对多聚磷酸盐激酶（PPK）影响不大,但对外切聚磷酸酶（PPX）的抑制较大,热活化煤矸石抑制最大.     

改性煤矸石对上覆水磷及底泥磷代谢关键基因的影响

将热活化煤矸石和镧改性煤矸石应用于封闭水体除磷固磷试验,采用16SrRNA高通量测序技术分析底泥微生态群落结构、聚磷细菌和磷代谢功能基因的变化.结果表明：镧改性煤矸石对上覆水TP的去除能力最高,稳定期上覆水TP浓度为0.023~0.028mg/L,较对照组低83.5%以上,热活化煤矸石对上覆水TP的去除能力较差,稳定期上覆水TP浓度为0.15mg/L左右,略低于对照组.热活化煤矸石和镧改性煤矸石均提高了底泥中微生物多样性,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为底泥优势菌种.不同处理组底泥中聚磷细菌为Tetrasphaera和Candidatus_Accumulibacter,镧改性煤矸石显著降低了底泥中聚磷细菌的相对丰度.热活化煤矸石和镧改性煤矸石对多聚磷酸盐激酶（PPK）影响不大,但对外切聚磷酸酶（PPX）的抑制较大,热活化煤矸石抑制最大.     

土壤-小麦体系中稀土元素的形态和生物有效性研究

利用逐级提取法结合盆栽实验将外源稀土（La、Gd、Y、Ce和Sm）在土壤中的存在形态分为：水可溶解态、酸可提取态和有机质及硫化物结合态,并研究了这三种形态的稀土对小麦的生物有效性。研究结果表明：外源稀土进入土壤后主要以酸可提取态存在,不同形态的稀土浓度大小依次为：酸可提取态＞有机质及硫化物结合态＞水可溶解态。盆栽实验的结果表明,稀土元素主要富集在小麦的根部,土壤中酸可提取态、有机质及硫化物结合态的浓度和小麦中稀土的富集量有明显的相关关系。     

长江南京段沉积物中铜、镉形态对水生生物富集的影响

为了全面定量地考察沉积物中各种金属结合形态对不同水生生物富集的影响,运用重金属逐级提取法及采用人工半合成方法,对长江南京段沉积物中铜、镉形态分布不同的情况下鲤鱼和螺蛳对这两种重金属的富集进行了研究。结果表明,沉积物通过对溶解态的贡献间接影响鲤鱼对铜、镉的富集,对螺蛳富集铜、镉同时有直接和间接影响,大小顺序为：阳离子可交换态≥碳酸盐结合态＞有机物和硫化物结合态＞铁锰氧化物结合态＞残渣态。并得出了溶解态和沉积物各态对螺蛳富集铜、镉影响的贡献方程式,指出离子可交换态对富集的贡献比残渣态大10⁵倍。据此可以认为,为了减少受重金属污染河流中水生生物体内的富集量,对生活在水上、中层的鱼类来说,主要应控制水中的重金属浓度;对底栖生物来说,水和沉积物中重金属浓度都应受到控制。     

镧在小麦幼苗富集与幼苗营养生长的关系

通过暴露和暴露恢复试验研究低浓度稀土元素镧对小麦幼苗营养生长的影响.结果表明,幼苗暴露于0.5～25mg/L镧溶液,镧抑制幼苗根的伸长,降低茎叶和根系的干重,降低矿质元素Ca、Mg、Zn、Mn的含量;镧的植物富集速度及镧从根系向茎叶迁移速度与镧暴露浓度呈明显的对数关系.去除镧后,幼苗生长加快,生物量及根长增加,矿质元素含量升高,但已富集的镧主要在作物体内再分配,很难排出体外,且随作物的生长而逐步的稀释,但仍影响作物生长.幼苗中镧的富集量与幼苗相对干重呈负线性相关,幼苗根系生长比茎叶更容易受到溶液中镧抑制.     

稀土镧(La)及La(POA)_3对镉污染绿豆幼苗生理影响

以水培的方式研究了稀土元素镧及其配合物La(POA)3(HPOA=苯氧乙酸)对绿豆幼苗的生理生态影响。结果表明,单一镉(10mg/L)胁迫时,NR、CAT及POD活性下降,而MDA、Pro含量上升;较低浓度(5～30mg/L)的镧及其配合物能明显地促进绿豆幼苗生长,并且可以缓解镉对绿豆幼苗的胁迫作用,经镧及其配合物作用后,上述生理指标皆比单一镉胁迫时有明显的改善,而高浓度(100mg/L)的镧及其配合物对镉污染的缓解作用都减弱;另外,较低浓度(10、15、30mg/L)的La(POA)3对镉胁迫的缓解作用较镧更明显;随着作用时间的延长,镧及其配合物对绿豆幼苗镉污染的缓解作用均逐渐下降。     

磷输入对湖滨底泥砷形态转化及生态风险的影响

为探究底泥As（砷）形态转化与磷（P）的内在关联,揭示湖滨底泥中As形态和磷形态转化带来的生态风险,选取云南阳宗海湖滨湿地底泥为研究对象,通过设置上覆水不同水平磷（K₂HPO₄,以P计）输入〔ρ（P）分别为0、1、5、10、20、60 mg/L〕的短期（1~72 h）和长期（7~30 d）扰动室内模拟试验,基于底泥对磷的等温吸附模型拟合结果,探究底泥中As释放及As与磷形态转化的规律.结果表明:①短期试验中,磷输入量为0~5 mg/L时,底泥As释放量为0.004~0.009 mg/L;磷输入量≥10 mg/L时,底泥As释放量为0.052~0.120 mg/L.②长期试验中,第7、15、30天底泥中w（TAs）平均值分别为（13.31±1.87）（10.39±0.74）（17.88±0.65）mg/kg,呈先降后升的趋势.③随着磷输入量的升高,底泥中As和磷的形态均表现为由非活性态向活性态（弱酸提取态As和磷酸二钙）转化,As和磷的生物可利用性增加.研究显示,磷输入能促进底泥中As和磷由非活性态向活性态转化,增加其生物可利用性,生态风险相应增加.      

稀土元素对小球藻叶绿素（a）含量及其亚显微结构的影响

为了解稀土元素的水生生物效应,通过小球藻的培养试验,研究了若干轻稀土元素镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）及其混合物对椭圆小球藻（chlorellaellipsoidea）的生理影响。结果显示,低浓度（2～10mg/L）稀土元素在短期内（1～3d）对小球藻叶绿素（a）含量的增长有轻微的刺激促进作用,但随着处理浓度的提高和时间的延长,小球藻叶绿　素（a）含量的增长明显受到抑制,当稀土浓度≥100gm/L时,其叶绿素（a）含量基本处于负增长,小球藻生长停滞,趋于死亡,此时其细胞亚显微结构遭到破坏,尤以叶绿体结构的变化最为明显。4种稀士元素及其混合物对小球藻的毒性尚属中等。     

电动脱除孔隙水削减底泥内源磷的效果研究

选择污染严重的底泥为研究对象,采用基于孔隙水脱除的电动修复装置,进行了底泥脱水排磷实验,探究了电动脱除孔隙水的底泥减磷效果,分析了底泥各形态磷在电动脱除孔隙水中的迁移转化过程.结果表明：电动脱水过程中阴极总脱水量为5740mL,远大于阳极（2121mL）,但脱水中总磷浓度为阳极大于阴极,80%以上的磷从阳极排出,电迁移在电动脱水排磷中起主要作用,通电使排磷总量增加了70%以上,其中在0.25V/cm的电压梯度下修复18d的条件下,排磷量最大;电动脱水排磷效率在通电48h内达到最高[0.73mg/（kW·h）],随后急剧减小;经过电动脱水排磷后,底泥含水率下降了14.07%,底泥总磷降幅最高可达231.92mg/kg,底泥中交换态磷（Ex-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（Oc-P）、钙结合态磷（Ca-P）平均脱除率分别为80.01%、14.75%、40.65%和19.22%,其中阳极酸化导致氧化铁的溶解和Ca-P的释放,故阳极附近Oc-P、Ca-P降幅较大,而阴极碱化使Fe-P释放,故阴极附近Fe-P降幅较大.经计算可知,通过电动脱除孔隙水,底泥中生物可利用性磷（Ex-P+Fe/Al-P）平均下降了14.12%,底泥内源磷释放的风险得以降低.     

河道底泥再悬浮状态对磷平衡浓度的影响

研究了河道底泥再悬浮状态下,底泥磷平衡浓度(EPC0)的变化规律,并分析了底泥中不同形态磷与EPC0 的相关性.结果表明,底泥再悬浮可以促进上覆水中溶解性磷酸盐(SRP)向底泥迁移.与原底泥相比,底泥再悬浮预处理后,EPC0 明显下降.EPC0 在10d 左右达到平衡状态(0.032mg/L),显著低于原底泥(0.059mg/L)与对照实验底泥(0.062mg/L).预处理后的EPC0 与总磷(TP)、生物有效磷(BAP)、铁结合态磷(BD-P)呈显著负相关.因此推测,与原底泥和对照实验底泥相比,底泥再悬浮状态下形成的形态磷的性质显著改变.     

Alcaligenes faecalis WT14的异养硝化-好氧反硝化特性及对高氨废水处理潜力

异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)菌具有同步硝化反硝化的特性,在污水生物处理方面引起了广泛关注.为探究HN-AD菌在处理高氨废水方面的应用潜力,以前期从人工湿地底泥基质中分离出的HN-AD菌Alcaligenes faecalis WT14为研究对象,在好氧条件下研究了该菌株的脱氮特性,并对其高氨废水去除潜力和环境因子...     

模拟酸雨和稀土镧对大豆幼苗的复合影响

采用水培法通过测定大豆幼苗叶片和根的POD活性、MDA含量、H2O2含量,研究了酸雨(AR)和稀土La(Ⅲ)对大豆幼苗POD活性和脂膜过氧化的复合影响。结果表明:单一La(Ⅲ)(RE1/20 mg/L、RE2/60 mg/L、RE3/100 mg/L、RE4/300 mg/L)处理时,低剂量La(Ⅲ)(RE1/20 mg/L)处理下,叶和根中POD活性高于CK而MDA和H2O2含量较之降低,高剂量La(Ⅲ)(RE2/60 mg/L、RE3/100 mg/L、RE4/300 mg/L)处理下,叶和根3项指标均升高。在酸雨(ARl/pH2.5、AR2/pH3.5和AR3/pH4.5)单独作用和RE+AR复合作用影响下,叶和根3项指标均升高;而且AR的pH越低,RE的浓度越高,叶和根中的3项指标增幅越大。RE1和AR复合处理下叶和根中3项指标的增幅低于AR单一处理,其它浓度RE和AR复合处理叶和根中的3项指标增幅高于各自单独作用。单一酸雨处理组各指标变幅为叶>根,单一镧和复合处理组各指标变幅为根>叶。     

高氯酸盐对空心莲子草生长及叶绿素荧光参数的影响

高氯酸盐是一种新型的持久性污染物,其对植物影响作用的研究国内外鲜见报道.以空心莲子草为实验材料,在水培及可控条件下,探讨不同浓度(1、5、20、100、500 mg/L)ClO4-对空心莲子草生长及生理的影响.结果表明,①不同浓度的ClO4-处理均不同程度地抑制根、茎、叶生物量及单株相对生长量,其中根生物量对照与各浓度处理之间均存在显著差异.处理40d后,各浓度(由低到高)处理的相对生长量分别为对照的61.6%、60.8%、53.1%、20.4%和3.3%;ClO4-处理下根、茎、叶生物量的变异系数大小依次为:叶>根>茎;ClO4-处理使根茎叶三者之间的生物量分配关系发生变化,使茎的生物量分配系数增大,而叶降低,其中100、500 mg/L ClO4-处理组与对照相比差异显著;②不同浓度的ClO4-处理均使空心莲子草幼叶出现明显的伤害症状,顶叶反卷、叶缘变黑、焦枯,受害程度随处理浓度及时间的增加而加重;③ClO4-处理使叶片SPAD值、Fv/Fm、F′v/F′m、ΦPSⅡ、ETR、ETRmax等荧光参数均出现不同程度的下降趋势,SPAD、ΦPSⅡ等荧光参数可以作为反映受ClO4-胁迫影响的内在敏感生理指标.以...     

砷污染生境下挺水植物香蒲对砷的积累与迁移特性

为探究典型湿地挺水植物香蒲（Typha angustifolia L.）不同生长阶段对As（砷）污染生境中As累积与迁移的影响,采用室内模拟方式,通过外源添加Na₂HAsO₄·7H₂O设置不同的As污染生境,w[As（V）]分别为0、50、100、150、200、400 mg/kg,探析As胁迫下不同物候期（幼苗期、花果期、枯黄期）香蒲的生长发育、As累积特征及对土壤中As的提取迁移效果.结果表明:①As对挺水植物香蒲的生长产生低促高抑的作用,在w[As（Ⅴ）]为100~150 mg/kg处理下香蒲的生长状态显著优于其他处理;在w[As（Ⅴ）]为400 mg/kg污染生境下,香蒲的生长存在受害症状,但仍可完成整个生命期.不同生长阶段香蒲对As的耐受性特征存在差异,随着生育期的延长,植株对As污染反应的敏感性下降,表现出较强的耐受性,其中花果期最为突出,在w[As（Ⅴ）]为100 mg/kg时耐性指数最大,比0 mg/kg处理增加了54.0%.②香蒲不同部位对As的积累特征均反映出剂量依赖效应,在幼苗期、花果期和枯黄期香蒲地上部w（As）均低于地下部,转运系数均小于1;但不同生长阶段植株富集转运水平差别较大,以花果期为最高,幼苗期次之,伴随"稀释"效应的产生,枯黄期最低.③在As污染生境下,香蒲对土壤中As的去除作用大于固定作用,其迁移效果表现为花果期>枯黄期>幼苗期,在花果期进行刈割可使其发挥最佳修复效果.研究显示,挺水植物香蒲对As具有较强的耐性,并且对As的积累与迁移在不同物候期存在差异,因此,其可作为修复As污染河湖湿地土壤的推荐性植物加以深入研究与利用.      

Fe3+对反硝化系统除磷效果及微生物产物的影响

铁盐常作为化学药剂来辅助城市污水处理厂的生物除磷. 利用间歇试验考察投加不同ρ(FeCl₃)时反硝化除磷系统中污染物的去除效果以及EPS(胞外聚合物)、PHA(聚羟基脂肪酸酯)、糖原的形成与转化,并通过分析胞内Fe3+含量来解析Fe3+对反硝化除磷系统的影响. 结果表明:①Fe3+投加量(以ρ计)<10 mg/L时,系统中PO₄3-P的去除率由未投加时的88.4%升至100%;Fe3+投加量>10 mg/L时,PO₄3-P的去除率随Fe3+投加量的增加而缓慢降至84.4%(Fe3+投加量为25 mg/L时). ②Fe3+投加量(10 mg/L)较低时,会增加污泥中w(总EPS);但由于Fe3+会与EPS中的羟基、氨基等官能团发生络合反应,导致Fe3+投加量(>10 mg/L)较高时可检出的w(总EPS)降低. ③投加Fe3+对厌氧段内w(PHA)、w(糖原)的变化及生物释磷的抑制作用影响不大,但Fe3+投加量(>10 mg/L)较高时对缺氧段NO₃--N的生物利用、生物吸磷作用以及PHA和糖原的转化速率有明显的抑制作用. ④缺氧阶段末胞内Fe3+含量(以w计)增加144%(Fe3+投加量为25 mg/L时),说明抑制作用主要是因为缺氧段Fe3+随细胞吸磷作用一并进入胞内,直接影响生物酶活性.      

EDTA在植物修复复合污染河道疏浚底泥中的调控作用

通过温室盆栽试验,在黑麦草修复重金属(Zn,Pb,Cu,Cd,Ni)-有机物复合污染的城市排污河道疏浚底泥的过程中投加3mmol·kg^-1EDTA(分1次、2次、3次投加),研究了对黑麦草生长及重金属积累、底泥特性和TOC的影响.结果表明,投加EDTA:①增加了黑麦草体内积累的重金属数量,其中分3次投加的效果最为显著,Pb,Zn,Cu,Ni,Cd在地上部分的积累量分别较对照增加了2.74、1.99、1.59、1.55和7.78倍;分3次投加明显降低了黑麦草的叶绿素含量,1次投加叶绿素含量没有明显变化.②对底泥的pH没有明显的影响,但显著增加了底泥中NH₄OAc提取态和DTPA提取态的重金属量.③底泥大颗粒体积百分比变大;其中分3次投加底泥颗粒体均粒径增大、比表面积减小、晶格强度减小,有助于底泥颗粒释放吸附的重金属.④提高了底泥中微生物的数量,其中分2次、3次投加,微生物数量是对照试验的1.33和1.47倍;明显降低了底泥的脲酶活性,但对过氧化氢酶活性的影响不明显.⑤增加了底泥的TOC含量.     

底泥不同悬浮方式对水体生物有效磷的影响

以太湖月亮湾底泥为材料,通过室内模拟实验研究了底泥不同悬浮方式(底泥扰动、底泥曝气)对水体中生物有效磷的影响。结果表明:底泥再悬浮导致颗粒态磷生物有效性呈下降趋势,10 d时,藻类可利用磷(AAP)占总磷(TP)的百分比仅为初始状态(39.86%)时的34.75%(底泥扰动)和17.03%(底泥曝气)。内源磷形态分析表明,悬浮物中Fe/Al-P含量、非闭蓄态Fe/Al-P(AAP)占Fe/Al-P的比重均有下降的趋势。这主要与底泥再悬浮导致溶解氧融入(溶解氧从2.59 mg/L(初始状态)分别增加至5 mg/L(底泥扰动)和6 mg/L(底泥曝气)左右)和pH改变(pH值从8.07(初始状态)分别降至7.4(底泥扰动)和7.3(底泥曝气))有关。实验结束时颗粒态磷生物有效性突然升高,出现这种现象的原因较复杂,可能与底泥再悬浮状态下底泥的物理化学变化和水中微生物的作用有关,还需要进一步探究。底泥再悬浮导致水体中可被利用颗粒态磷(BAPP)和溶解态磷(DTP)含量降低,从而导致上覆水中生物有效磷(BAP)含量降低。