pH、溶解氧、叶绿素a之间相关性研究Ⅰ:养殖水体

利用国内、外近20年的资料和饮用水水源地潘家口水库现场围隔实验结果,分析养殖水体中pH、溶解氧(dissolved oxygen,DO)和叶绿素a之间的相互关系.结果表明,当叶绿素a平均含量低于10μg/L时,水体交换弱的夏季和秋季养殖水域水体中pH、DO与叶绿素a无明显相关甚至无相关;水体交换强的夏季和秋季养殖水域水...     

近自然湿地挺水植物对水体DO含量的影响

研究水体DO及其分布情况对水质保护与富营养化治理意义重大。基于近自然湿地植物和明水区域的定期野外调查,分析明水与植物区域内DO含量时空分布特征及不同区域DO含量与水温、pH和叶绿素a含量的响应关系,探讨湿地挺水植物对DO含量的影响及其影响因素。结果表明:研究区域DO月平均质量浓度为6.43~13.76mg/L,植物区域DO含量总体低于明水区域;湿地挺水植物群落通过区域水温、pH和叶绿素a含量的综合调节作用影响区域耗氧和复氧过程,对DO分布特征有一定的调节作用。     

池塘养殖水体pH、营养盐、叶绿素a及3种磺胺类抗生素分布特征及其相关性分析

为了解农村池塘养殖水体的水质情况,分析了湖北宜东平原34个农村分散养殖鱼塘水体中pH、叶绿素a、总氮(TN)、总磷(TP)及3种磺胺类抗生素(SAs,即磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑及磺胺异噁唑),并讨论了它们之间的相关性.结果表明,所监测鱼塘水体pH值差异较小,范围为7.26 ～8.96,但鱼塘之间的TN、TP及叶绿素a含量差别大,其含量范围分别为0.074 ～47.185 mg/L、0.007 ～ 1.311 mg/L及4～421 μg/L.其中有85.29％的鱼塘水体TN含量劣于地表水Ⅴ类标准,17.65％ TP劣于Ⅴ类,只有3个鱼塘的叶绿素a含量小于10 μg/L,水体富营养化严重.鱼塘水中3种SAs的浓度范围为23 ～ 828 ng/L,其检出率顺序为磺胺异噁唑(47％)＞磺胺甲噁唑(18％)＞磺胺二甲嘧啶(6％).对所考察因子的相关性研究表明,鱼塘养殖水体的pH、TN及TP无相关,但磺胺二甲嘧啶与TN/TP呈显著正相关(r=0.345,P=0.05).叶绿素a与水体中TN及TP的关系呈较好的幂指数函数关系,而且TP为浮游植物的生长限制因子.     

北京南海子湖藻垫在春夏交替季节水华过程中的作用

藻垫对湖泊水体水华发生是否有影响及影响机制是目前水体富营养化研究的一个前沿课题。本文以北京南海子湖为例,研究湖底藻垫对水体水华爆发的影响。通过对干燥藻垫和水华过程新产生的藻垫进行培养对比实验,揭示不同时期形成的藻垫对水体藻生物量的影响即水华的影响。结果表明,不同干燥时间的藻垫均对水体藻生物量有影响,进入藻生长平台期,水体叶绿素a浓度范围为15~20μg/L,而灭菌后的藻垫培养水体中叶绿素a浓度低于10μg/L;水华爆发后新生成的藻垫对水体藻生物量也有贡献,培养水体叶绿素a范围也达到15-20μg/L;干燥时间对藻垫培养后水体浮游植物生物量的影响较弱。     

DO和pH值在短程硝化中的作用

在SBR反应器中对DO和pH值在短程硝化和半亚硝化过程中的作用进行试验研究,结果表明,控制低DO和适宜的pH值在短程硝化过程中起着重要的作用.本试验条件下,当DO为0.5～1.0 mg/L、pH值为7.5～8.0时,在SBR反应器中很容易实现短程硝化;当DO＞0.3 mg/L时,DO越低,出水NO2--N积累率越高;当pH值＞6.8时,不会影响系统NO2--N积累的稳定性.另外,研究结果还表明,通过控制DO和pH值可以实现半亚硝化.本试验条件下,当进水氨氮浓度为120 mg/L时,控制DO为0.3～0.4 mg/L可实现出水半亚硝化;当进水氨氮浓度为200 mg/L时,控制DO为0.5～0.6 mg/L或pH值为6.8也可以实现出水半亚硝化.     

北京红领巾湖的富营养化状态与水质分析

红领巾湖位于北京朝阳门外,以再生水为补给水源,在调节湖区小气候、改善周围生态环境、提供居民休闲等方面具有重要功能.2008年3～10月的浮游藻类和理化指标监测结果显示,该湖为重富营养型水体,浮游藻类平均细胞密度为24.73×106个/L,叶绿素a平均质量浓度为84.67μg/L;优势种群是微囊藻(Microcystis...     

沉水植被构建对上海辰山植物园景观湖水质的影响

以辰山植物园景观湖为研究对象,研究了景观湖建成初期沉水植物群落构建对水体水质因子的影响;并应用相关性分析(correlation analysis)和主成分分析(principal components analysis)对各水质和生态因子之间的相互关系进行了研究。结果表明,景观湖沉水植被建成1年后,水体水质处于Ⅲ类,其中叶绿素a含量5.48±1.930μg/L、总氮1.40±0.136mg/L、总磷0.080±0.015 mg/L、透明度108±20 cm、高锰酸盐指数5.50±1.26 mg/L;除高锰酸盐指数(CODMn)外,其他水质指标均较构建前有显著改善;并且景观湖水质显著优于外河道补充水源水质。相关性分析表明,景观湖水体叶绿素a含量与N、P营养盐呈显著正相关,但却与水温呈极显著负相关,这显示了草型景观湖水质的显著特征;主成分分析显示,第一主成分包含硝态氮、亚硝态氮、总磷、活性磷、叶绿素、水温、透明度和pH等变量,第二主成分包括高锰酸盐指数和氨氮等变量;第一主成分中的水质参数可作为辰山植物园景观湖后续水生态管理中的主要监测对象;此外,主成分分析还显示TP对水体叶绿素的增加具有很高正权重。     

天然有机物对颗粒活性炭吸附微囊藻毒素的影响研究

通过改变水体中天然有机物(NOM)、腐殖酸(HA)浓度以及pH,测定了不同条件下颗粒活性炭(GAC)吸附微囊藻毒素MCLR的容量变化,研究了NOM对GAC吸附MCLR的影响。结果表明,GAC吸附MCLR的过程中,低浓度溶液中的吸附速率要高于高浓度溶液,且准一级动力学和准二级动力学方程均能较好地描述GAC吸附MCLR的过程;当溶液中含17.6 mg/LNOM或10.0 mg/L HA时,GAC对MCLR的最大吸附容量从17.06μg/g分别降低至13.68、12.89μg/g;GAC对MCLR的平衡吸附容量(qe)随NOM浓度的升高而逐渐降低,但当溶液中NOM超过一定值时,NOM浓度再升高对GAC吸附MCLR的影响程度变化不大,NOM从10.0 mg/L升高至17.6 mg/L时,qe仅降低了0.31μg/g;在中性或偏碱性水体中,HA对GAC吸附MCLR的干扰相对于酸性水体中更小,通过改变溶液pH来改变HA的带电性,对GAC吸附MCLR的影响总体较小。     

施加磷元素后对小麦抗重金属铜毒性的影响

将小麦幼苗放在含有不同浓度磷元素(1 mmol/L和10 mmol/L)和铜元素(0.16μmol/L、100μmol/L和1 mmol/L)的培养液中处理12 h后,观察植物体内铜元素的含量、叶绿素含量、抗坏血酸循环的变化.结果表明,当培养液中施加的铜元素浓度相同时,施加较高浓度的磷(10 mmol/L)能促进植物根部吸收和积累铜,并能促进铜元素从根部向地上部的运输.此外,实验结果还表明,当培养液中都含有较少量的铜(0.16μmol/L)元素时,比较磷浓度对植物体内生理反应的影响时,发现在含有高浓度磷的培养液中培养的小麦体内的受到较少的膜质过氧化损伤,光合色素的含量保持稳定.但是,当培养液中有较高浓度的铜元素(100μmol/L和1 mmol/L)时,施加高浓度的磷反而加剧了植物体内的膜质过氧化损伤和引起光合色素的分解,从而不利于植物正常的生长发育.     

施加磷元素后对小麦抗重金属铜毒性的影响

将小麦幼苗放在含有不同浓度磷元素（1 mmol/L和10 mmol/L）和铜元素（0.16μmol/L、100μmol/L和1 mmol/L）的培养液中处理12 h后,观察植物体内铜元素的含量、叶绿素含量、抗坏血酸循环的变化.结果表明,当培养液中施加的铜元素浓度相同时,施加较高浓度的磷（10 mmol/L）能促进植物根部吸收和积累铜,并能促进铜元素从根部向地上部的运输.此外,实验结果还表明,当培养液中都含有较少量的铜（0.16μmol/L）元素时,比较磷浓度对植物体内生理反应的影响时,发现在含有高浓度磷的培养液中培养的小麦体内的受到较少的膜质过氧化损伤,光合色素的含量保持稳定.但是,当培养液中有较高浓度的铜元素（100μmol/L和1 mmol/L）时,施加高浓度的磷反而加剧了植物体内的膜质过氧化损伤和引起光合色素的分解,从而不利于植物正常的生长发育.     

双氯芬酸钠调控雨生红球藻生长的影响研究

研究不同质量浓度(0～200mg/L)双氯芬酸钠(DCF)对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生物量、色素、虾青素、油脂和多糖等的影响。结果表明:(1)低浓度DCF有助于提高雨生红球藻生物量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、虾青素含量,高浓度时均起抑制作用。当DCF为50mg/L时,生物量干质量最高达到(1.93±0.04)g/L;当DCF为10mg/L时,叶绿素、类胡萝卜素、虾青素质量浓度最高分别达到(57.75±2.34)、(6.99±0.08)、(23.82±0.87)mg/L。(2)相较于对照组,10～100mg/L DCF有利于提高雨生红球藻多糖;50mg/L DCF促进油脂的合成,其他浓度均降低了油脂含量。     

DO和pH值在短程硝化中的作用

在SBR反应器中对DO和pH值在短程硝化和半亚硝化过程中的作用进行试验研究，结果表明，控制低DO和适宜的pH值在短程硝化过程中起着重要的作用。本试验条件下。当DO为0．5～1．0mg／L、pH值为7．5—8．0时。在SBR反应器中很容易实现短程硝化；当DO〉0．3mg／L时，DO越低，出水NO2^-N积累率越高；当pH值〉6．8时，不会影响系统NO2^-N积累的稳定性。另外，研究结果还表明，通过控制DO和pH值可以实现半亚硝化。本试验条件下，当进水氨氮浓度为120mg／L时，控制DO为0．3—0．4mg／L可实现出水半亚硝化；当进水氨氮浓度为200mg／L时，控制DO为0．5—0．6mg／L或pH值为6．8也可以实现出水半亚硝化。     

巢湖和太湖微囊藻毒素差异性研究

采用固相萃取高效液相色谱法检测巢湖和太湖水体中5种微囊藻毒素(MCs)——MC-RR、MC-YR、MC-LR、MC-LA、MC-LY的含量。结果表明,巢湖水体中的MCs以MC-RR、MC-LA、MC-LY为主,太湖水体主要以MC-RR、MC-LR、MC-LA为主,其中太湖MC-LR的最高质量浓度为2.558μg/L,超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中对集中式生活饮用水地表水源地的限定值(1μg/L)。分析巢湖和太湖水体中MCs与水质指标之间的相关性,发现同种MCs与两湖环境因子的相关性存在明显差异。逐步回归拟合结果表明,氨氮和DO分别能与巢湖MC-LR、MC-LY进行拟合;Chl-a、TOC能与太湖MC-LR回归拟合,TOC能与太湖MC-YR进行拟合。由于多数MCs不能通过水质指标的拟合结果来预测,因此在未来研究中需结合环境因子和MCs的遗传机制来共同分析MCs在水中的分布规律。     

滤食性生物孵化器净化微污染景观水的试验研究

搭建滤食性生物孵化器,利用藻类吸收水体中氮、磷,滤食性生物捕食藻类,实现微污染景观水体的原位净化。试验结果表明,当TN、TP初始质量浓度分别为5.0、0.100mg/L时,30L微污染景观水的最佳滤食性生物孵化器载体(50mm×65mm×75mm聚氨酯泡沫塑料块)投放量为15块;滤食性生物孵化器对微污染景观水中的叶绿素a、TN和TP均有较明显的去除效果。对于TN、TP初始质量浓度分别低于5.0、0.100mg/L,更换周期在3d以上的微污染景观水,采用滤食性生物孵化器可将叶绿素a的质量浓度控制在10mg/m3以下,TN、TP可分别控制在2.0、0.010mg/L以下。     

一株石油降解菌的活性炭纤维固定化研究

以活性炭纤维为固定化载体将一株石油降解菌固定化,对固定化后的与游离的石油降解菌的石油降解性能进行了研究.结果表明,石油降解菌固定化的最佳活性炭纤维用量为6.25 g/L;当石油培养基盐度为0～3.5%、pH为7、石油用量为5 g/L时,当石油培养基盐度为0、pH为4～10、石油用量为5 g/L时,当石油培养基盐度为0、pH为7、石油用量为1～13 g/L时,最佳活性炭纤维用量下的固定化后的石油降解菌对石油的平均去除率分别比游离的石油降解菌高30.2%、25.4%、23.2%;同一批固定化后的石油降解菌在连续4次的重复利用中,石油去除率均维持在69.1%以上.     

环境因子对南水北调泵站调节池沉积物氮释放特征的影响研究

为考察环境因子对南水北调泵站调节池沉积物氮释放的影响，通过模拟实验分析在不同温度、pH和DO条件下沉积物总氮和氨氮释放情况，并采用连续分级提取法分析释放前后沉积物可转化态氮(TTN)中不同形态氮的变化情况。结果表明：随温度升高氮释放强度增加，30℃时氨氮和总氮释放强度分别是10℃时的2.17、1.98倍；温度为10℃时离子交换态氮(IEF-N)为氮释放的主要贡献形态，温度为20℃和30℃时弱酸可提取态氮(WAEF-N)为氮释放的主要贡献形态。中性条件(pH=7.0)沉积物氮释放强度最低，酸性条件(pH=5.0)氮释放强度高于碱性条件(pH=9.0),IEF-N为酸性、碱性、中性条件下氮释放的主要贡献形态。DO为4.0 mg/L时氨氮和总氮释放强度分别是DO为9.0 mg/L时的1.32、1.42倍；DO为4.0 mg/L时IEF-N为氮释放的主要贡献形态，DO为9.0 mg/L时WAEF-N更易释放。     

好氧与厌氧氨氧化复合颗粒污泥完全自营养脱氮影响因素

采用间歇实验，考察了初始NH⁺₄-N浓度、DO浓度和pH对颗粒污泥完全自营养脱氮的特性的影响。研究表明，在完全自营养脱氮系统中，当DO为0.6～0.8 mg/L，pH控制在7.5～7.8时，好氧氨氧化和厌氧氨氧化速率在一定范围内随NH⁺₄-N浓度（30～150 mg/L）的增加而增加，较高的氨氮浓度能提高自营养脱氮反应速率。较高的DO有利于提高亚硝酸盐氧化速率，但会导致亚硝酸盐的积累；DO浓度过低时，好氧氨氧化过程受到抑制。NH⁺₄浓度为36 mg/L，DO控制在0.6～0.8 mg/L的条件下，当pH值为7.8时，完全自营养脱氮的效果最佳，总氮去除速率达最大值为23.976 mg/(g MLSS·d)。     

不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响

采用苦草（Vallisneria spiralis Linn.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法,通过追踪测定铜绿微囊藻的生物量、叶绿素a含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,研究了不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响。结果表明,质量浓度大于10 g/L时,苦草对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,表现为苦草质量浓度为10、20和40 g/L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为63.3%、94.7%和99.8%,培养过程中,铜绿微囊藻的叶绿素a含量逐渐减少,而SOD、POD活性及MDA含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,表明苦草释放的化感物质在经过一定时间积累后能够明显抑制铜绿微囊藻SOD和POD的活性,引起细胞的氧化损伤,促进叶绿素的分解,从而导致藻类死亡,这是苦草抑制铜绿微囊藻生长的原因之一。     

3种沉水植物对再生水水质维护效果的比较

为了防止再生水利用时出现富营养化现象,选用苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)3种沉水植物,配合投加鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)和椭圆背角无齿蚌(Anadonta woodiana elliptica),对再生水水质进行维护,对比不同组合对再生水的净化和保持效果。结果表明:金鱼藻能较好维护再生水的水质稳定,实验中后期COD、氨氮分别在30、0.4mg/L以下,而且金鱼藻可较好地抑制浮游植物的生长,叶绿素a基本都小于叶绿素a水华阈值(40μg/L),同时鲢鱼和椭圆背角无齿蚌的投加能完善生态系统,并维护再生水pH的稳定。     

生物膜反应器中低氨氮浓度废水的亚硝化

在连续流生物膜反应器中通过控制DO、pH和HRT,对低氨氮浓度废水进行了亚硝化的实验研究。结果表明,在进水氨氮浓度为35～45 mg/L,温度为34℃的情况下,当DO=1.4～1.5 mg/L,pH=8.3,HRT=6 h时,氨氮的去除率与亚硝态氮的积累率均可达到80%左右,实现了较好的氨氮降解及稳定的亚硝态氮的积累。