卵圆卡盾藻香港株过氧化氢产生的影响因素研究

研究了卵圆卡盾藻香港株(Chattonella ovata,Hong Kong strain,COHK)在不同生长期、盐度和营养盐条件下的生长及过氧化氢(H2O2)的产生特点.结果表明,过氧化氢浓度峰值出现在COHK对数生长期(4～8 d),以第6 d达到最大,为2.91×10-4nmol.cell-1.在N∶P为16∶1、32∶1和64∶1的情况下,COHK生长较快,以32∶1时生长速率最快(0.58 div.d-1).COHK产生H2O2的量与藻类生长呈相反趋势,在N∶P为4∶1和8∶1的情况下,藻细胞生长率较低,但单位藻细胞H2O2浓度较高.单位藻细胞H2O2浓度在N∶P为4∶1时最大,达到1.26×10-4nmol.cell-1.COHK在盐度为20和25时生长率较高,在盐度为10、15和30时生长率较低,表明低盐和高盐条件均不利于COHK的生长.低盐度和高盐度均有利于COHK过氧化氢的产生,在盐度为10时,单位藻细胞的H2O2量最高,达到2.2×10-4nmol.cell-1;但盐度在15～25范围内,单位藻细胞H2O2量相差不大(0.7×10-4～0.9×10-4nmol.cell-1).Fe3+可显著影响COHK的生长,Fe3+浓度范围为0.2×10-8～1×10-8mol.L-1时,COHK生长率较高.缺铁条件下(Fe3+浓度为0),COHK生长率最低(0.1 div.d-1),而Fe3+浓度较高时(5×10-8mol.L-1),藻细胞生长率也有所降低.缺铁以及高铁条件下,卵圆卡盾藻的H2O2产量增加,H2O2浓度分别为0.97×10-4和0.95×10-4nmol.cell-1.     

Fe~(3+)对不同进水氮磷比藻塘水质净化效果研究

铁是动植物进行生命活动不可缺少的元素。在藻塘内,铁能够影响藻细胞生长与繁殖,影响水质净化效果。通过研究不同浓度Fe3+对小球藻生长影响,并设定进水C/N和N/P,确定适宜Fe3+对藻塘出水理化性质及其污染物去除的影响。结果表明:当c(Fe3+)为10 000 nmol/L时,藻细胞质量增加约25%。适宜浓度Fe3+可调节藻塘水体DO、p H及ORP,提高净化效果。Fe3+利用率与COD、TN和TP去除率呈线性正相关,且随进水N/P的提高而增高。当ρ(N)/ρ(P)为50,ρ(C)/ρ(N)=5时,加铁藻塘COD、TN、TP去除率分别为45.34%、77.14%、43.11%,与未加铁藻塘相比,去除率分别提高约3,5.47,9.64个百分点。因此,铁可以促进藻类的生长,当藻塘进水ρ(C)∶ρ(N)∶ρ(P)∶ρ(Fe)为250∶50∶5∶1时,可降低污染物浓度,提高去除效果。     

CO2浓度升高对湖泊浮游藻类与浮游细菌耦合关系的影响

采用控制空气CO2浓度的围隔体系(P1: 400×10-6体积分数,下同,P2: 800×10-6,P3: 1200×10-6),在不同空气CO2浓度条件下,分析水华微囊藻对CO2的同化作用和异养细菌对藻源性有机碳的异化作用,以及二者出峰时间耦合关系的变化.结果表明,CO2浓度升高能够促进水华微囊藻的生长,P1、P2和P3条件下藻的数量分别达9.4×106,1.1×107,1.5×107cells/mL.同时高浓度CO2降低了藻细胞内酯酶活性但并未影响藻达到峰值所需时间.在不同CO2浓度水平下,浮游细菌达到峰值的时间顺序是P1(12d)vP2>vP1,细菌活性是P3>P2>P1.高CO2浓度条件下,浮游藻类呈现高生物量和低活性的状态,而浮游细菌呈现低生物量和高活性的状态,反映出CO2浓度的改变对同化和异化作用不同的影响机制.因此,CO2浓度升高后导致的浮游藻类生物量的积累可能无法通过促进浮游细菌的生长达到有效转化.     

不同磷浓度和N/P对铜绿微囊藻生长及水环境因子的影响

以铜绿微囊藻为实验用藻,在反应器中设置总磷浓度分别为0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1和2 mg/L等8个浓度,同时针对每个总磷浓度,配置N/P为1∶1、2∶1、4∶1、8∶1、16∶1和40∶1等6个比例,对反应器中藻的繁殖情况进行连续检测,同时检测水中DO、p H值的相应变化情况。结果表明,不同总磷浓度对铜绿微囊藻的繁殖的作用具有差异性,浓度在0.02~0.05 mg/L范围时,藻的繁殖缓慢,在0.1 mg/L以上时,藻的繁殖速度明显加快,当达到0.5 mg/L以上时,不同总磷浓度条件下藻的繁殖速度基本相近;当总磷浓度在0.1mg/L以上时,N/P对藻繁殖的影响才体现出来,N/P在8∶1、16∶1和40∶1时对藻繁殖的影响远大于其他比例,8∶1和16∶1是藻繁殖的最佳N/P比例。与此同时,铜绿微囊藻细胞密度的变化也明显导致了水中DO、p H值的变化,在藻细胞快速增长阶段,DO、p H值呈现上升趋势,在藻细胞稳定阶段,DO、p H值呈现下降趋势。     

N、P、Mn和Fe对链状裸甲藻生长和产毒的影响

为了解营养盐因子对链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum(香港株))的生长和产毒的影响,本文采用单因子实验方法,研究在不同N、P、Mn和Fe浓度条件下,链状裸甲藻生长和产毒情况。结果表明,在N浓度低于300.00 mg/L和P浓度低于20.00 mg/L的范围内,链状裸甲藻的对数生长期和最高细胞数随N、P浓度的增加而升高,对数生长期可达64 d以上,最高细胞数达5.01×103/mL,Mn对链状裸甲藻生长的影响不明显,高浓度Fe和低浓度Fe均不利于链状裸甲藻的生长,最适Fe浓度为3.15 mg/L左右。链状裸甲藻产生的的麻痹性贝类毒素主要成分为C毒素(C1-2)、GTX5(B1)、dcGTX2-3和dcSTX,以低毒性的C毒素和GTX5为主。N、P、Mn和Fe浓度对链状裸甲藻所产毒素的成分种类没有影响,但可影响产毒量及各毒素成分的比例;藻细胞最高产毒量为3.3 pg STX Equal/cell,最低为0.9 pg STX Equal/cell,低P和低Mn有利于藻细胞产毒,高毒力的dcSTX在毒素中的比例也较高。     

营养盐比例对硅藻水华优势种小环藻生长和生理的影响

近年来,一些淡水水体如河流、水库等暴发了以小环藻为优势种的硅藻水华,对水生态系统健康产生了不利影响.为探究不同营养盐水平下营养盐结构对小环藻生长的影响作用,研究了不同N/P（N与P质量浓度之比,下同）、Si/P、Si/N下小环藻培养物的藻细胞密度、叶绿素a浓度以及叶绿素荧光参数的变化.结果表明:在试验所设定的营养盐浓度范围内,随着N/P、Si/N的升高,小环藻的藻细胞密度和叶绿素a浓度显著增加,在N/P为30、Si/N为5.0的环境中有较好的生长潜力.小环藻在磷浓度低于0.10 mg/L的水体中,生长潜能与Si/P呈正相关,最适Si/P为100;在磷浓度为0.30 mg/L条件下,最适Si/P为50.综合对比分析,水体Si/P对小环藻生长的影响最为显著.在保持水体营养盐比例不变的条件下,营养盐浓度的变化对小环藻生长亦有明显的影响.当水体氮浓度高于6.0 mg/L、磷浓度高于0.10 mg/L时,硅是小环藻的主要限制元素,其最适浓度为15 mg/L.此外,在初始磷浓度为0.03 mg/L,氮浓度低于0.6 mg/L、硅浓度低于1.5 mg/L时,小环藻生长较为缓慢,光合活性低,因此,若实际水体营养盐浓度低于此水平,将能有效控制硅藻水华的暴发.研究显示,小环藻生长最适N/P为30、Si/N为5.0;最适Si/P与初始磷浓度有关,在磷浓度低于0.10 mg/L时,最适Si/P为100;磷浓度为0.30 mg/L时,最适Si/P为50.总体而言,小环藻生长受Si/P的影响最为明显.      

氮磷比对水华蓝藻优势形成的影响

通过批量培养实验研究了不同磷水平下N/P比对铜绿微囊藻(蓝藻)和斜生栅藻(绿藻)生长速率的影响,并在太湖蓝藻水华暴发期间,监测了梅梁湾和湖心区水体叶绿素a浓度和氮磷营养盐结构变化,以探讨N/P比对蓝藻优势形成的影响.结果表明, N/P比对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响并不表现在一个确定值上,而与水体氮磷的绝对浓度有关,在0.02mg/L磷浓度下,铜绿微囊藻和斜生栅藻在N/P比为4:1~32:1范围内生长速率均较低(0.067~0.074,0.018~0.022d-1),说明受到营养盐的限制;当磷浓度达到0.20mg/L时, 铜绿微囊藻在N/P比为32:1时生长速率达到最大值(0.240d-1),斜生栅藻在N/P比为64:1时生长速率达到最大值(0.380 d-1);而在磷浓度升高到2.00mg/L时,不同N/P比下铜绿微囊藻和斜生栅藻均达到最大生长速率(0.24~0.25, 0.378~0.381d-1),说明氮磷浓度均比较充足,N/P比对生长速率已经没影响.可见,氮磷浓度比N/P比对两种藻的生长影响更大.与斜生栅藻相比,铜绿微囊藻对氮磷营养的生理需求和最大生长速率均相对较低,属K策略物种,易在低氮磷浓度下形成优势.梅梁湾在水华暴发期间氮浓度一直远低于水华较轻的湖心区,而磷浓度远高于湖心区,进而导致梅梁湾N/P质量比(低于20:1)在水华期间一直低于湖心区(124:1),低N/P比是蓝藻水华暴发导致氮浓度下降,磷浓度升高的结果.     

盐度对好氧颗粒污泥硝化过程中N2O产生量的影响

采用好氧SBR反应器,考察盐度在0、5、10 g·L-1条件下好氧颗粒污泥全程硝化过程中N2O产生量的变化情况以及对系统脱氮效果的影响.结果显示,随着污水中盐度增加,N2O产生量呈递增趋势.在3个盐度下(0、5、10 g·L-1),溶解态N2O产生量分别为1.21、8.99、24.81 mg·m-3,释放态N2O产生量分别为0.95、3.46、16.45 mg·m-3.在盐度为5 g·L-1和10g·L-1条件下,N2O释放速率分别为0 g·L-1时的3.6倍和17.4倍.在3种盐度条件下无论是溶解态N2O还是释放态N2O产生量在硝化过程的变化趋势均是先上升后下降,且溶解态N2O产生量大于释放态产量.另外当盐度浓度较低时(低于5 g·L-1),对NH+4-N去除效果影响较小,NH+4-N的去除率与盐度为0 g·L-1时基本相同,均在98%以上;但当盐度升至10 g·L-1后,NH+4-N的去除率降到了70%.因此,污水中盐度增加不仅影响NH+4-N的去除效率,而且增加N2O产生量.     

两种海洋硅藻对生源要素N、P浓度变化的响应

近年来大量废水排放导致生源要素N、P成为近海重要污染物之一,本文研究了两种海洋硅藻对培养液中生源要素N或P浓度变化的响应.结果发现:中肋骨条藻在NO3-N浓度为3.0～600 mg/L、三角褐指藻在NO3-N浓度为8.0～600 mg/L时,都能保持旺盛的生长;相比而言,中肋骨条藻在PO4-P浓度为0.6～20 mg/L的实验组生长较好,而三角褐指藻在0.6～10 mg/L的实验组生长较好.实验发现PO4-P浓度过高或过低都不利于两种海洋硅藻的种群增殖.本实验结果表明两种海洋硅藻都具很强的适应高浓度NO3-N的能力,与之相比,PO4-P浓度对控制硅藻种群的增殖起着非常重要的作用.本实验结果也表明:关于N、P对海洋硅藻生长的影响,除了考虑N/P比外,N、P浓度阈值也是一个不容忽视的问题.     

春、夏季长江口及其邻近海域溶解N2O的分布和海-气交换通量

分别于2012年3月和7月对长江口及其邻近海域进行了调查,对水体中溶解氧化亚氮(N2O)的分布及海-气交换通量进行了研究.结果表明,春季长江口及其邻近海域表层海水中溶解N2O浓度范围为9.34~49.08 nmol·L-1,平均值为(13.27±6.40)nmol·L-1.夏季表层溶解N2O浓度范围为7.27~27.81 nmol·L-1、平均值为(10.62±5.03)nmol·L-1.两航次表、底层海水中溶解N2O浓度相差不大.长江口溶解N2O浓度由近岸向外海逐渐降低,受陆源输入影响显著.溶解N2O浓度高值出现在长江口最大浑浊带附近,这主要是由于水体中较高的硝化速率造成的.温度是影响N2O分布的另一个重要因素,对溶解N2O浓度有双重作用.春季和夏季表层海水中N2O饱和度范围分别为86.9%~351.3%和111.7%~396.0%,平均值分别为(111.5±41.4)%和(155.9±68.4)%,大部分站位处于过饱和状态.利用LM86、W92和RC01公式分别计算了长江口及其邻近海域N2O的海-气交换通量,春季分别为(3.2±10.9)、(5.5±19.3)和(12.2±52.3)μmol·(m2·d)-1,夏季分别为(7.3±12.4)、(12.7±20.4)和(20.4±35.9)μmol·(m2·d)-1,初步估算出长江口及其邻近海域的年平均释放量分别为0.6×10-2Tg·a-1(LM86)、1.1×10-2Tg·a-1(W92)、2.0×10-2Tg·a-1(RC01).长江口及其邻近海域虽然只占全球海洋总面积的0.02%,但其释放的N2O占全球海洋释放量的0.06%,表明长江口及其邻近海域是产生和释放N2O的活跃区域.     

化学发光法测定废水中痕量苯酚

本文研究了鲁米诺-H_2O_2(KOH,H_3BO_3)发光体系和苯酚对该体系发光的淬灭作用。发现苯酚浓度处于2.0×10~(-6)—2.0×10~(-4)mol·L~(-1)时,与淬灭后的相对发光强度有线性关系,本法最低检出限为0.2mg·L~(-1)。用于工业废水中苯酚的测定,测定结果满意。     

低温等离子体-臭氧催化氧化降解硫化氢气体的耦合效果与调控方法研究

利用低温等离子体在降解污染过程中产生的副产物臭氧,开展了低温等离子体-臭氧催化氧化耦合工艺同时去除硫化氢和臭氧研究,考察了催化剂粒径、空床停留时间、催化反应温度、等离子体输入功率等工艺参数对硫化氢降解和副产物臭氧浓度的影响。研究发现:臭氧需求因子(Df)与催化床层出口的硫化氢与臭氧浓度之间有一定的对应关系,ln(Df)介于3~4时,尾气中硫化氢和臭氧的浓度可分别维持在5.0×10-6,3×10-6m3/m3以下;等离子体能量密度SIE/Cin与ln(Df)值成明显的正相关:ln(Df)=30.924SIE/Cin-3.5622。对于进气浓度(Cin)和气体流速(Q)皆已知的硫化氢废气,通过调控输入功率(P)来调控SIE使ln(Df)值在3~4,可使耦合工艺具有最佳的去除效果,实现硫化氢和臭氧最佳去除。     

CoTPPS4催化处理敌敌畏生产废水的研究

用CoTPPS4作催化剂,Na2S2O8/H2O2为混合氧化剂处理含DDVP农药生产废水.探讨了氧化刺种类、混合氧化剂比例、催化剂投加量、农药初始浓度和pH值等因素对催化处理活性的影响,并对催化处理反应动力学进行了研究.结果表明,在pH＝9溶液中,农药初始浓度为28.93 mg/L、CoTPPS4加入量为2.4×10-...     

不同氮磷比条件下绿球藻对猪场污水的净化效率

采用添加NaH_2PO_4的方法调节猪场污水中氮磷比(N∶P)分别为8∶1、16∶1、32∶1和64∶1,以未添加NaH_2PO_4的污水为对照(氮磷比为532∶1),探讨一株耐污绿球藻(Chlorococcum sp.)在不同氮磷比污水中的生长性能及其对猪场污水(初始氨氮浓度为291.31 mg·L~(-1))的净化效果.结果表明:经过12 d的培养,绿球藻(接种密度为400×104cells·m L~(-1))在N∶P为64∶1的污水中生长最好,且对污水中氨态氮和总氮的去除效果最佳,细胞密度和生物量分别为3393×104cells·m L~(-1)和0.49 g·L~(-1),对氨态氮和总氮的去除率分别为74.94%和48.78%,显著高于对照组,氨态氮浓度降低到73.01 mg·L~(-1),总氮浓度降低到148.96 mg·L~(-1).培养期间各试验组污水中硝态氮浓度均升高.培养12 d后,N∶P为64∶1组污水中总磷浓度降低为3.07 mg·L~(-1),去除率为71.86%.综上,绿球藻在N∶P为64∶1的污水中生长性能及其对污水中氨态氮和总氮的去除效果均最佳,可使污水中的氨态氮和总磷浓度基本达到相关排放标准.     

UV/H2O2降解水中硝基酚及影响因素

UV H2 O2 氧化对硝基酚实验表明 ,H2 O2 光解产生·OH自由基是对硝基酚降解的直接原因 ,12min内 2 5mg L的对硝基酚去除率达到98%以上。溶液中TOC变化与对硝基酚的去除并不同步 ,说明对硝基酚的降解中生成了一系列的中间产物 ,然后再达到完全矿化的。体系中H2 O2 浓度变化显示产生的中间产物对H2 O2 光解没有明显影响。研究中还对对硝基酚起始质量浓度、H2 O2 浓度及pH影响进行了考察。研究认为UV H2 O2 是对硝基酚脱毒的一种有效方法     

一种基于钴的丝网印刷磷酸盐传感器研究

采用丝网印刷技术制备用于水中磷酸盐检测的传感器,其中,掺有钴粉的碳浆为工作电极,银/氯化银浆为参比电极.在25℃下,对于用pH为4.0邻苯二甲酸氢钾(KHP)缓冲溶液配制的浓度梯度为1×10-5~0.1mol/L的KH2PO4溶液,钴碳比为1:7磷酸盐丝网印刷电极有良好的能斯特响应,响应斜率为-41.63mV/decade,检测限为5×10-6mol/L,响应时间为60s,稳定性较好.丝网印刷电极的重现性很好,测量同一溶液, 同一钴碳比的丝网印刷电极的相对误差小于1%,不同钴碳比的丝网印刷电极的相对误差小于3.5%.     

O3/H2O2法降解甲基叔丁基醚（MTBE）的试验研究

采用自制鼓泡反应器对臭氧/双氧水(O3/H2O2)降解水中甲基叔丁基醚(MTBE)进行了试验研究,考察了进气(含O3)流量、H2O2 投加量、MTBE初始浓度、pH、温度等因素对MTBE降解的影响.结果表明,在MTBE初始浓度为10 mg·L-1,气体流量为0.5 L·min-1,温度293K, pH=6.5, H2O2 添加量为2.4mg·L1 条件下,反应30 min后, MTBE去除率可达75.5%, COD去除率为68.0%.降解得到的中间产物主要有叔丁基甲酯(TBF)、叔丁醇(TBA)、乙酸甲酯(MA)和丙酮(AC)等,据此探讨了O3/H2O2氧化MTBE的可能反应机理和降解途径.     

O3/H2O2降解水中致嗅物质2-MIB的效能与机理

采用O3/H2O2工艺对水中致嗅物质二甲基异莰醇(2-methylisoborneol,2-MIB)的去除效能与机理进行了研究,探讨了H2O2与O2的投加方式、摩尔比以及溶液pH值和水质等因素对2-MIB降解的影响,并通过Gc-MS对2-MIB的氧化降解中间产物进行了分析.实验结果显示,H202能明显促进O3对水中2-MIB的氧化降解.单独臭氧氧化2Omin时2-MIB的降解率为38.7%;在同样体系中加入适量的H202后2.MIB的降解率最大能提高到89.2%,H202与O3最佳投加摩尔比为0.6左右.低浓度(0.5 mg·L-1)腐殖酸对O3/H2O2体系2.MIB的降解速率有比较明显的促进作用,高浓度的腐殖酸则会产生较明显的抑制作用;自由基捕获剂叔丁醇对O3/H2O2体系中2-MIB氧化降解具有明显的抑制作用.鉴定出2-MIB的氧化降解产物有4-羟基-1,7,7-三甲基双环[2,2,1]庚烷-2-酮、1,7,7-三甲基双环[2,2,1]庚烷-2,4-二酮、1,7,7-三甲基双环[2,2,1]庚烷-2-酮等,并对2-MIB氧化机制和降解的可能途径进行了推导.     

Growth and alkaline phosphatase activity of Chattonella marina and Heterosigma akashiwo in response to phosphorus limitation

The growth and alkaline phosphatase activity(APA) of two raphidophyceae species Chattonella marina and Heterosigma akashiwo were investigated in response to P-limitation and subsequent addition of dissolved inorganic phosphorus(DIP, Na H2PO4) and two dissolved organic phosphorus(DOP) compounds: guanosine 5-monophosphate(GMP) and triethyl phosphate(TEP). APA levels increased greatly after P-starvation as the decrease of the cellular phosphorus quotes(Qp). C. marina responded to P-limitation quickly and strongly, with 10-fold increase in APA within 24 hr after P-starvation. The larger difference between maximal and minimal QP values in C. marina indicated its high capacity in P storage. APA of H. akashiwo was maximally enlarged about 2.5 times at 48 hr of P-starvation. After the addition of nutrients, cell numbers of C. marina increased in all treatments including the P-free culture, demonstrating the higher endurance of C. marina to P-limitation. However, those of H. akashiwo increased only in DIP and GMP cultures. APA increased only after the addition of the monophosphate ester GMP. The results suggest that quick responses of C. marina to P-limitation, high capacity in P storage as well as endurance for P-depletion provide this species an ecological advantage in phytoplankton community competition under DIP-limited conditions.