水体的营养水平对苦草(Vallisneria atans)生长的影响

在室外控制条件下,以太湖梅梁湾水体现状营养水平(ρ(TN)为5 mg/L和ρ(TP)为0.2 mg/L)为依据,研究营养盐含量升高对苦草生长的影响.结果表明:①在满足光补偿点及无种间竞争等的条件下,苦草在营养水平为ρ(TN)＞10 mg/L和ρ(TP)＞0.4 mg/L的水中也能成活.②随着营养盐含量的升高,苦草生物量的增长率逐渐降低,当水中ρ(TN)达到10 mg/L和ρ(TP)达到0.4 mg/L时,苦草的生物量开始减少;营养盐含量升高对苦草叶片特征的影响不明显,而苦草根状茎的生物量却随着营养盐含量的升高而逐渐减少,当水体营养水平达到ρ(TN)为10 mg/L和ρ(TP)为0.4 mg/L时,除叶片长度外,苦草的其他形态指标值均显著下降.③在梅梁湾水体现状营养水平的基础上,当水中磷含量增加1倍时对苦草生长造成的抑制作用大于氮含量增加1倍时;当二者均增加时,对植物生长造成的抑制作用显著增加.     

菹草对铵氮和硝氮急性胁迫的响应

利用水族箱研究了在单一的铵氮和硝氮急性胁迫下.3d内菹草的现存量、生产力、叶绿素与可溶性蛋白质含量以及SOD和POD活性的变化特点.结果表明:铵氮胁迫下,菹草现存量增加百分比与铵氮浓度间显著负相关;铵氮＞1.56mg/L时,菹草现存量、生产力、可溶性蛋白含量开始明显下降.生长受到抑制;叶绿素含量在胁迫6h时无明显变化,在高浓度的铵氮胁迫24和72h时,含量明显下降;随着胁迫时间延长,SOD活性明显升高时对应的胁迫浓度越来越低,而在高浓度的铵氮胁迫下,活性明显下降;POD活性随着胁迫浓度的提高,在6、24和72h时,均先升后降.在0～200mg/L的硝氮胁迫下.菹草现存量先升后降,但其最低值与对照无明显差异;随着胁迫浓度增加,蛋白质含量在胁迫6h时无明显变化,24和72h时先升后降;叶绿素含量无明显变化,SOD活性持续升高;POD活性除在＞25mg/L的硝氮作用72h时下降外,均随硝氮浓度增加而增加.总生产力在硝氮≤100mg/L时无明显下降.NH4-对菹草的毒性远大于NO3-.     

1,2,4-三氯苯对金鱼藻氧化压力及生理特性的影响

该实验采用1/10 Hoagland营养液水培法,研究了不同浓度(1.25、2.5、5、10、20和40 mg/L)1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对金鱼藻叶绿素含量、可溶性蛋白含量、还原型谷胱甘肽(GSH)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量等的影响。结果表明,不同浓度1,2,4-TCB处理,金鱼藻MDA含量均显著上升且随时间延长MDA上升越显著(p0.05)。1,2,4-TCB在2.5 mg/L和5 mg/L时GSH含量显著上升。SOD活性在1.25 mg/L和2.5 mg/L时显著上升,金鱼藻受到氧化压力,但达到5 mg/L时,SOD活性显著下降。叶绿素含量在20 mg/L和40 mg/L时显著下降,叶片生理功能受到损伤。研究表明,1,2,4-TCB处理下,金鱼藻生理功能受到抑制,叶绿素含量下降,植株受到氧化胁迫,体内抗氧化酶系统表现防御反应。     

双酚A对铜绿微囊藻生长及生理的影响

为了从生物量、光合系统、膜系统和抗氧化系统等方面研究培养基中不同浓度双酚A(BPA)对铜绿微囊藻生长及生理的影响,本试验通过设置0.5mg/L、2mg/L、8mg/L、16mg/L和24mg/L 5个BPA浓度梯度和1个对照组,检测了藻细胞生物量、叶绿素a含量、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、可溶性蛋白浓度、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量以及试验过程中BPA浓度的变化。结果表明:BPA胁迫下,铜绿微囊藻的生长总体呈现"低促高抑"的规律,即低浓度组(0.5mg/L)BPA促进了藻细胞生物量的增长和蛋白质的合成,但对叶绿素a的合成没有显著促进作用,而高浓度组(2mg/L、8mg/L、16mg/L、24mg/L)对藻细胞的抑制与BPA浓度呈正相关;BPA胁迫使得藻细胞叶绿素a含量下降,光合作用潜能降低,膜系统发生脂质过氧化,细胞受到氧化损伤,SOD活力升高,藻细胞生长及生理受到一系列的影响;此外,藻细胞对BPA还具有一定的生物降解作用。     

硝氮胁迫对不同沉水植物生理生长的影响

沉水植物是水生生态系统的初级生产者,对调控生态系统能量的循环和传递,维持水生态系统的结构和功能。都有极为重要的作用。为了解硝态氮浓度对不同种类沉水植物生理生长的综合影响,实验采用6种浓度的硝态氮对苦草和黑藻进行胁迫处理,在实验开始后的6、24h测定植株抗氧化物酶（SOD、POD、CAT）的活性;并于实验处理7d后考察植株的叶绿素含量和各项生长指标。结果表明,缺氮条件下苦草和黑藻的SOD、POD反应强烈,40mg／L下苦草和黑藻的SOD、CAT酶活性几乎无变化;从处理时间上看,苦草总体表现为各浓度处理的SOD、CAT随胁迫时间增加活性上升,POD活性下降;黑藻生理活性表现则相反。胁迫处理7d后,苦草5mg／L处理下生物量积累最大,1～20mg／L内黑藻生物量积累没有差异,苦草的叶绿素、鲜重增量生长指标总体远低于黑藻。研究表明,10mg／L是苦草能够耐受的最高硝态氮浓度．黑藻在1～20mg／L内均能较好生长;黑藻较苦草对硝态氮胁迫具有更大的耐受性。     

高浓度氨氮或磷胁迫对亚洲苦草生理特性的影响

为阐明富营养化水体中沉水植物消失的机理,以高等水生植物亚洲苦草(Vallisneria asiatica)为研究对象,通过室内模拟试验,研究了富营养化水体中高浓度氨氮或高浓度磷胁迫对亚洲苦草生理特性的影响。结果表明:与中浓度氮、磷营养盐(1.50mg/L的NO_3~--N和0.10mg/L的PO_4~(3-)-P)处理相比,高浓度氨氮(3.50mg/L的NH+4-N)和高浓度磷(0.60mg/L的PO_4~(3-)-P)都对亚洲苦草造成了严重的氧化胁迫,导致亚洲苦草叶片中叶绿素a和蛋白质含量减少,过氧化氢酶(CAT)活性增加;过高浓度的氨氮或磷虽然可以激活亚洲苦草的抗氧化保护体系,但是不能避免亚洲苦草受到氧化损伤;在富营养化水体中进行亚洲苦草恢复时,氮、磷营养盐浓度的双重控制是保证亚洲苦草成功恢复的非常重要的前提。     

水体氮磷营养负荷对苦草净化能力和光合荧光特性的影响

以沉水植物苦草(Vallisneria natans)为对象,通过室内控制实验,研究营养盐负荷对苦草净化水体氮磷能力的影响;利用水下饱和脉冲荧光仪(Diving-PAM)研究营养盐负荷对苦草光合荧光特性的影响.结果表明,在本实验设置的氮磷浓度范围内(TN≤12 mg·L-1,TP≤1.0 mg·L-1),随营养盐浓度的升高,苦草对水体氮磷的净化能力逐渐增强:在高浓度营养盐组(TN=12 mg·L-1,TP=1.0 mg·L-1),水体氮磷去除率可达95%以上,当铵态氮含量较高时,苦草优先吸收铵态氮;中高浓度营养盐组(TN:8~12 mg·L-1,TP:0.6~1.0 mg·L-1)对苦草叶片Fv/Fm无显著影响;低浓度营养盐组(TN=3 mg·L-1,TP=0.3 mg·L-1)能够提高苦草叶片的Fv/Fm,有利于苦草生长.在本实验条件下,水体氮磷营养盐浓度越高,对苦草叶片的光合活性和光耐受能力抑制作用越明显;随着水体营养盐逐步下降,苦草叶片的光合活性逐渐恢复,捕光能力无明显变化.     

CO_2驱动海洋酸化对角叉菜影响研究

在实验室构建大气CO2浓度升高的生态模拟系统,研究CO2驱动海洋酸化对大型海藻角叉菜(Chondrus ocellatus)的影响。7天实验结果显示,大气CO2浓度由正常387 mg/L左右升高至500 mg/L,促进角叉菜生长,实验系统中角叉菜生物量增加量和相对生长速率分别比对照系统的高出47.5%和47.9%;当CO2浓度升高至600 mg/L和800 mg/L,反而抑制角叉菜生长,实验期间实验系统中角叉菜生物量增加量和相对生长速率分别比对照系统的降低13.2%和13.5%(600 mg/L)、12.9%和13.3%(800 mg/L)。实验系统中,角叉菜的叶绿素a含量随CO2浓度升高逐渐降低,实验结束时叶绿素a含量分别为实验初始时的97.0%(P<0.05)(387 mg/L)、88.9%(500 mg/L)、82.9%(600 mg/L)和75.9%(800 mg/L);角叉菜的类胡萝卜素含量随CO2浓度升高逐渐增加,实验结束时类胡萝卜素含量分别为实验初始时的99.8%(P<0.05)(387 mg/L)、120.1%(500 mg/L)、131.9%(600 mg/L)和162.7%(800 mg/L)。研究表明大型红藻角叉菜通过减少合成叶绿素a以降低光合作用、增加合成类胡萝卜素以加强保护海藻细胞的方式适应海洋酸化;角叉菜生长受到大气CO2浓度升高致使海水中无机碳源增加和驱动海洋酸化正负两方面共同作用。     

Hg~(2+)、Cd~(2+)及其复合胁迫对苦草的毒害

利用微宇宙系统研究了不同浓度的Hg2+、Cd2+单一及复合处理下,苦草对这三种胁迫的响应。三种胁迫下,3d内苦草现存量增加百分比与金属离子浓度间显著负相关,其中在[Hg2+]或[Hg2++Cd2+]([Hg2+]/[Cd2+]=1)>5μmol/L时,2～3d可致死;总生产力、净生产力、呼吸强度以及叶绿素含量均随着金属离子浓度的增加而下降,同时叶绿素含量还随着胁迫时间的延长而降低,但上述四个指标在低浓度胁迫时常略有升高;可溶性蛋白含量在[Hg2+]或[Hg2++Cd2+]≤2.5μmol/L、以及[Cd2+]≤10μmol/L时升高或基本稳定,之后随着金属离子浓度的增加和胁迫时间的延长而明显降低。Hg2++Cd2+的复合胁迫效应略小于相应浓度的Hg2+,但明显大于相应浓度的Cd2+。Hg2+对苦草的毒性数倍于Cd2+,二者对苦草的毒性有相加或协同效应。     

稀脉萍对水中甲基橙的毒害响应及去除研究

用甲基橙作为胁迫因子,研究了甲基橙对稀脉萍叶片过氧化物酶活性、可溶性蛋白含量和叶绿素含量的影响,并采用稀脉萍去除甲基橙。结果表明：随着甲基橙浓度的增加,过氧化物酶活性呈先上升后下降的趋势,当甲基橙浓度为140mg／L时,过氧化物酶活性达到最高值。当甲基橙浓度＞100mg／L,可溶性蛋白含量急速下降。叶绿素含量和叶绿素a／b比值均随甲基橙浓度的升高而降低。当甲基橙浓度为20 mg／L时,稀脉萍对甲基橙的去除需经10 d的延滞期,24 d后去除率达89.6％。     

生物膜反应器厌氧氨氧化脱氮效能研究

利用厌氧氨氧化生物膜反应器,分别研究提高基质浓度和缩短水力停留时间(HRT)对提高反应器总氮容积去除负荷的影响。实验之前总氮容积去除负荷达到2.11kgN(/m·3d),总氮去除率为87.9%。以提高基质浓度的方式经过50d的培养,总氮容积去除负荷稳定在4.0kgN(/m·3d),进水总氮浓度从300mg/L逐渐提高到700mg/L,NH4+-N、NO2--N出水浓度分别达到70mg/L和100mg/L;以缩短HRT的方式经过55d的培养,总氮容积去除负荷达到7.0kgN(/m·3d),HRT由3h缩短至0.67h,NH4+-N、NO2--N出水浓度分别达到40mg/L和60mg/L。实验结果表明随着进水基质浓度的增加水中游离氨和亚硝酸的浓度随之增加,从而抑制厌氧氨氧化菌活性,不利于反应器脱氮效能的提高。在相同总氮容积负荷下缩短HRT有利于厌氧氨氧化细菌的富集,但过短的HRT容易导致微生物流失。     

富营养条件下不同形态氮对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)的生理影响

在实验室条件下,研究了在富营养水平(ρ(TN)为4.0 mg/L,ρ(TP)为0.2 mg/L)下不同ρ(NH₄+-N)/ρ(NO₃--N)(4/0,5/1,1/1,1/5,0/4)对沉水植物轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生理生化的影响,以期阐明富营养化水体中不同形态氮对沉水植物的影响.结果表明,不同ρ(NH₄+-N)/p(NO₃--N)对轮叶黑藻的生理活动和生长具有明显的影响,随着培养液中ρ(NH₄+-N)比例的上升,尤其当ρ(NH₄+-N)/ρ(NO₃--N)＞1时,轮叶黑藻的相对生长率、叶绿素含量和可溶性糖含量明显下降,谷氨酰胺合成酶(GS)和过氧化物酶(POD)活性升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,蛋白质含量降低.当水体中铵盐含量上升到一定比例时对轮叶黑藻产生的胁迫作用,影响了其生理功能,抑制其生长.      

Effect of high-strength ammonia nitrogen acclimation on sludge activity in sequencing batch reactor

The effect of high-strength ammonia nitrogen acclimation on sludge activity in sequencing batch reactor (SBR) was investigated. Two batch experiments, RUN1 and RUN2, were conducted with the influent ammonia nitrogen concentrations 60 and 500 mg/L, respectively. The sludges inoculated from RUN1 and RUN2 were used to treat a series of influent with ammonia nitrogen concentrations of 59, 232, 368, 604 and 1152 mg/L. It is found that the activated sludge acclimated to higher ammonia nitrogen concentrations revealed higher COD and NH4 +-N removal efficiencies, and slower DHA decrease. The results confirmed that the activities of the bacteria in activated sludge in SBR were inhibited by high-strength ammonia nitrogen, whereas the activated sludge acclimated to high-strength ammonia nitrogen showed substantial resistance to inhibition by influents containing high levels of ammonia nitrogen.     

低温条件生物膜与活性污泥复合工艺强化生物脱氮性能的中试研究

中试采用生物膜与活性污泥复合工艺对中国北方某城镇污水处理厂的污水进行处理,考察其在低温条件下对污水中的有机物及含氮污染物的去除能力.结果表明,当进水COD和NH+4-N浓度分别为53~140 mg/L和21~78 mg/L时,生物膜与活性污泥复合工艺出水COD和NH+4-N浓度分别在24~48 mg/L和0.5~3 mg/L范围内,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准(冬季COD<50 mg/L,NH+4-N<8 mg/L),而该污水处理厂原有工艺出水COD和NH+4-N浓度分别在20~73 mg/L和9~20 mg/L之间.因此,在低温条件下,生物膜与活性污泥复合工艺能够提高对污染物的去除能力.     

UASB+A/O+BAF处理高浓度氨氮废水

在丙烯酰胺生产过程中产生的高浓度氨氮有机废水,采用UASB+A/O+BAF组合工艺处理该废水。结果表明:系统稳定运行后,在进水COD浓度为3 800～4 600 mg/L,NH3-N浓度为390～520 mg/L时,COD、NH3-N去除率分别达到98.2%和96.4%,出水各项指标均达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级标准。     

蚀刻液废水厌氧氨氧化脱氮性能研究

采用上流式生物膜反应器接种厌氧氨氧化污泥,研究了印制电路板行业蚀刻液废水厌氧氨氧化脱氮可行性.结果表明,蚀刻液废水作为NH4+-N源时,其所携带的物质对厌氧氨氧化污泥活性具有毒性作用.当蚀刻液废水稀释到NH4+-N浓度150mg/L进入反应器14d后,厌氧氨氧化氮去除速率从3.2kg/(m3·d)下降到1.2kg/(m3·d).但是通过驯化培养可以很好地缓解蚀刻液对厌氧氨氧化污泥的毒性影响.经过110d的驯化,蚀刻液废水稀释到NH4+-N浓度300mg/L进入反应器后并未出现明显的抑制现象.厌氧氨氧化氮去除速率从1.6kg/(m3·d)上升到6.0kg/(m3·d).说明通过驯化培养后,厌氧氨氧化工艺能够很好的运用到PCB行业高NH4+-N废水的处理.     

太湖北部河网区水体营养元素和形态氮研究

为了解太湖流域河道的营养状况,研究了太湖北部河网区水体营养元素和形态氮的分布与成因。样品按水系划分为宜兴河网区、太滆港道区、太湖湖区水系(北部和东部沿岸区),结果表明:总磷为太滆港道区最大(0.98mg/L),氨氮为东部沿岸区最大(0.60mg/L),总氮与其他形态氮为宜兴河网区最大,北部沿岸区各指标都较大。按污染源划分为工业、农业、生活及畜禽养殖污染源,结果表明:工业污染源总磷和氮素都最高,农业污染源总氮和硝态氮含量较高,铵态氮含量较低;生活污染和畜禽养殖水体中总磷和铵态氮含量较高,硝态氮含量较低。麦季采样水体总氮浓度较高,形态氮以NO3--N为主,NH4+-N浓度较低为特征。结合区域和污染源对比分析,宜兴河网区以农业污染源为主,太滆港道区以工业污染源为主,北部沿岸区以畜禽养殖为主,东部沿岸区以生活污染源为主。     

滇池沉积物氮内源负荷特征及影响因素

研究了滇池沉积物间隙水氮浓度垂向分布特征,根据Fick扩散定律定量估算了沉积物-水界面氮扩散通量,并探讨了其影响因素.结果表明:滇池沉积物间隙水溶解性总氮(DTN)主要以氨态氮(NH4+-N)形式存在,占其总量的72.30%,其浓度随深度增加而升高;其次为溶解性有机氮(DON),占其总量的24.59%,其浓度随深度的增加先升高后降低,最后趋于稳定;硝态氮(NO3--N)所占比例较低,浓度随深度的增加而降低.滇池沉积物-水界面NH4+-N扩散通量分布范围为12.73~59.74mg/(m2·d)[均值30.18mg/(m2·d)],全湖年均氨氮释放量为3305.04t,其中草海、外海北部、东北部及南部湖区扩散通量较大,达35mg/(m2·d),全湖呈由北向南逐渐降低的空间分布特征;全湖年均DON释放量为1147.55t,其全湖分布特征与氨氮一致;NO3--N扩散通量分布范围为-2.70~0.27mg/(m2·d)[均值-0.50mg/(m2·d)],总体表现为由上覆水向沉积物扩散.与我国其他湖泊相比,滇池具有较大沉积物氮内负荷,其沉积物-水界面NH4+-N扩散通量较高,对湖泊水体氨氮浓度贡献较大,且其与沉积物总氮、有机质、可交换态氮和可交换态氨氮含量呈显著正相关,即滇池沉积物NH4+-N释放主要受其可交换态氮,特别是可交换态中氨氮含量影响;同时,滇池沉积物DON潜在释放风险也较大,且与沉积物C/N有关.     

饮用水生物处理小试工艺中NH＋４-N的非硝化去除途径分析

通过计算N和DO的质量平衡,研究饮用水生物处理小试工艺中是否存在NH4 -N的非硝化去除途径,并探讨其可能机制.结果表明,当生物流化床和生物滤池进水NH4 -N浓度大于2 mg/L时,前者进水的NH4 -N、NO2--N和NO3--N之和比出水高出0.91 mg/L,后者理论上消耗的DO比实际多约2.90 mg/L,说明这2种工艺中均有氮亏损现象发生,一部分NH4 -N通过与DO无关的非硝化作用被去除.对非硝化去除途径的分析表明,因为反应器对磷元素和有机物的利用不随氮亏损发生变化,可以排除掉同化作用和反硝化作用;因为反应器进水低碳高氮的特性NO2--N的积累与发生氮亏损的废水生物处理系统相似,据此提出在生物膜缺氧内部发生、通过短程硝化和厌氧氨氧化的偶联(或OLAND反应)将NH4 -N和NO2--N同时转变为N2脱除的自养脱氮是饮用水生物处理中氮亏损的可能途径.     

Pollutants removal and simulation model of combined membrane process for wastewater treatment and reuse in submarine cabin for long voyage

A laboratory scale test was conducted in a combined membrane process (CMP) with a capacity of 2.91 m3/d for 240 d to treat the mixed wastewater of humidity condensate, hygiene wastewater and urine in submarine cabin during prolonged voyage. Removal performance of chemical oxygen demand (COD), ammonia nitrogen (NH4 +-N), turbidity and anionic surfactants (LAS) was investigated under di erent conditions. It was observed that the e uent COD, NH4 +-N, turbidity and LAS flocculated in ranges of 0.19–0.85 mg/L, 0.03–0.18 mg/L, 0.0–0.15 NTU and 0.0–0.05 mg/L, respectively in spite of considerable fluctuation in corresponding influent of 2120–5350 mg/L, 79.5–129.3 mg/L, 110–181.1NTU and 4.9–5.4 mg/L. The e uent quality of the CMP could meet the requirements of mechanical water and hygiene water according to the class I water quality standards in China (GB3838-2002). The removal rates of COD, NH4 +-N, turbidity and LAS removed in the MBR were more than 90%, which indicated that biodegradation is indispensable and plays a major role in the wastewater treatment and reuse. A model, built on the back propagation neural network (BPNN) theory, was developed for the simulation of CMP and produced high reliability. The average error of COD and NH4 +-N was 5.14% and 6.20%, respectively, and the root mean squared error of turbidity and LAS was 2.76% and 1.41%, respectively. The results indicated that the model well fitted the laboratory data, and was able to simulate the removal of COD, NH4 +-N, turbidity and LAS. It also suggested that the model proposed could reflect and manage the operation of CMP for the treatment of the mixed wastewaters in submarine.