黑藻根系分泌物对不同磷浓度的响应

为探明湿地沉水植物根系分泌物对面源污染物磷的响应机制,利用气相色谱/质谱联用(GC/MS)测定湿地典型沉水植物黑藻(Hydrilla verticillata)的根系分泌物,分析其在不同磷浓度及培养时间下的差异。结果表明,随着培养时间延长、磷浓度增加,黑藻总生物量均呈增加趋势。黑藻根系分泌物主要包括烷烃类、烯烃类、酯类、醇类、胺类、苯类、酮类、醛类和酸类化合物,其中烷烃类和酸类化合物种类最多。不同磷浓度及培养时间下,黑藻根系均分泌相对较多的邻苯二甲酸,表明黑藻根系调整邻苯二甲酸的分泌是适应磷环境改变的一种主要响应机制。     

砷胁迫对不同物候期香蒲根系分泌物的影响

为探究典型湿地挺水植物香蒲(Typha angustifolia L.)在砷(As)污染生境中不同物候期的根系分泌物变化特征,测定并分析了A s胁迫下的香蒲根系分泌物构成.结果表明:(1)香蒲根系分泌物主要包括烃类、酚类、生物碱类,枯黄期仅有这3类分泌物,幼苗期还有少量唑类,花果期根系分泌物种类最丰富,出现了特有的有机...     

不同磷条件下高温胁迫对铜绿微囊藻增殖的影响及其恢复

为研究磷浓度与高温对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞增殖及其恢复生长的影响,对低磷(0.05 mg/L)、中磷(0.50 mg/L)和高磷(5.00 mg/L)3种不同磷浓度下,35℃高温胁迫3、6和12 d后的生长过程进行了研究。以25℃为对照,测定了细胞密度、叶绿素a、胞内可溶性蛋白和糖含量、酶活性等指标。结果表明,低磷和中磷条件下,35℃高温未成为限制条件,反而促进细胞增殖。随磷浓度的增加,35℃高温的抑制作用增强,高磷条件下,温度成为限制因子,抑制藻的生长,第12天细胞密度仅为对照的85.51%。解除胁迫后,低、中磷条件下前期胁迫时间越长,藻细胞密度和叶绿素a含量越高,高磷条件下的细胞密度发生低补偿,胁迫3、6和12 d组比对照降低了3.44%、2.85%和10.32%。高磷组的各指标数值较高,组间差距相对较小,磷营养充足有利于微囊藻的补偿生长。不同磷营养下微囊藻会发生程度不同的补偿效应,可根据其自身变化为蓝藻生长的研究提供基本资料。     

不同浓度NaCl胁迫下鸢尾生理特性变化及污水净化效果比较

以鸢尾(Iris tectorum)为试验植物,构建垂直流人工湿地,分析不同浓度NaCl胁迫下鸢尾生理特性变化及人工湿地对污水中COD、TN和TP的净化效果。结果表明,在NaCl质量分数为1.0%污水胁迫下,胁迫第6周时鸢尾叶片的丙二醛(MDA)相比对照组(CK)增加了23.24%;在NaCl质量分数为0.5%污水胁迫下,胁迫第6周时鸢尾叶片脯氨酸(Pro)相比CK增加了79.51%;超氧化物歧化酶(SOD)活性在胁迫第3周达到最大值;在NaCl质量分数为1.0%污水胁迫下,鸢尾叶片的叶绿素大幅度降低,胁迫第6周时相比CK降低58.69%。相对于CK,两种人工湿地处理NaCl质量分数为1.0%污水时,无植物人工湿地对COD、TN和TP的去除率分别下降了13.94百分点、11.48百分点、19.11百分点,鸢尾人工湿地对COD、TN和TP的去除率分别下降了12.76百分点、12.88百分点、19.48百分点。鸢尾在盐胁迫下细胞膜和酶保护系统发生损伤,自身的渗透调节和光合作用能力下降;鸢尾在人工湿地污水处理系统中发挥重要作用,污水盐度越低人工湿地处理效果越好。     

湿地系统对痕量有机物的去除效果分析

以处理工业污水和生活污水的表流湿地系统为研究对象,利用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)检测其进、出水中的16种多环芳烃和6种邻苯二甲酸酯浓度,分析进、出水中的典型污染物并对比其浓度差异,以确定湿地系统的处理效果。结果表明:湿地系统工业污水的典型污染物为萘、菲、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,质量浓度为122.62~760.61ng/L;湿地系统生活污水的典型污染物为萘、蒽、菲、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,质量浓度为280.21~7 998.06ng/L。湿地系统出水的典型污染物为萘、菲、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,质量浓度为42.00~1 430.74ng/L。湿地系统对痕量有机物有较强的去除效果,各污染物的去除率为10%~99%,其中有19种污染物的去除率在70%以上。     

人工湿地处理系统中多环芳烃的行为

采用Oasis HLB柱固相萃取的前处理技术,以气相色谱质谱联用仪(GC/MS)的分析方法,对我国北方永定河上游黑土洼人工湿地中多环芳烃污染的特征以及分布规律进行了研究.结果表明,该湿地系统以低环数多环芳烃污染为主,其中浓度最高的是菲和蒽,未检出高环数(5环、6环)多环芳烃.通过比较进水和出水的浓度,湿地系统总体上不能有效去除进水中的多环芳烃.但是比较不同工艺单元进出水浓度,复氧、植物根系及微生物等均影响到多环芳烃的去除效果,去除率在28%～65%之间.     

人工湿地处理系统中多环芳烃的行为

采用Oasis HLB柱固相萃取的前处理技术,以气相色谱质谱联用仪（GC/MS）的分析方法,对我国北方永定河上游黑土洼人工湿地中多环芳烃污染的特征以及分布规律进行了研究.结果表明,该湿地系统以低环数多环芳烃污染为主,其中浓度最高的是菲和蒽,未检出高环数（5环、6环）多环芳烃.通过比较进水和出水的浓度,湿地系统总体上不能有效去除进水中的多环芳烃.但是比较不同工艺单元进出水浓度,复氧、植物根系及微生物等均影响到多环芳烃的去除效果,去除率在28%～65%之间.     

绿狐尾藻人工湿地底泥中磷形态分布特征研究

构建处理不同负荷养殖废水的绿狐尾藻人工湿地,采集湿地表层(0~5cm)、中层(5~10cm)和底层(10~20cm)底泥样品,测定TP及有机磷含量,并用五步化学分级提取法将无机磷逐级提取为水溶性磷、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙结合态磷(Ca-P),对比了各形态无机磷水平和垂直分布差异。结果表明,绿狐尾藻人工湿地表层底泥TP质量浓度在167~965mg/kg,其中有机磷占TP的66.0%(质量分数,下同)~79.2%。各形态无机磷的含量排序为:O-PFe-PCa-PAl-P可溶性磷。不同形态无机磷随着底泥深度的增加变化不同,总体来看,从表层到中层,Al-P、Fe-P和Ca-P含量呈现降低趋势,中层到底层无明显变化规律;低负荷湿地中,O-P含量随深度增加逐渐降低,而在中、高负荷湿地中O-P含量随深度增加逐渐增加。相关分析结果显示,Al-P、Fe-P、O-P含量与底泥pH和溶解性有机碳(DOC)呈显著或极显著正相关,说明磷在底泥中的行为易受底泥pH和DOC影响。     

重金属锌胁迫下湿地植物对磷的吸收能力变化研究

选择4种常见的湿地植物，研究了重金属锌胁迫下，湿地植物对磷的吸收能力的变化。结果表明，当加入0.5 g ZnSO₄/kg 土壤时，4种湿地植物根表铁氧化物胶膜对锌的吸附量增加，而对磷的吸附量显著降低（p<0.05）；湿地植物根表铁氧化物胶膜上吸附的磷是湿地植物吸收的磷源，并影响湿地植物地上部分磷含量；在高浓度锌的胁迫下，灯心草地上部分铁含量增加，而导致地上部分磷含量显著降低（p<0.05）。湿地植物根表铁氧化物胶膜上的锌和地上部分铁含量都影响了湿地植物对磷的吸收。     

5种湿地沉水植物对模拟污水厂尾水的深度处理

选取四季常青苦草、普通苦草、黑藻、狐尾藻和马来眼子菜等5种沉水植物构建表面流人工湿地系统,观察不同沉水植物品种对模拟污水厂尾水中主要污染物的去除效果,筛选出具有最佳去污效果的沉水植物,为优化沉水植物表面流人工湿地系统的处理效果提供理论依据。结果表明:沉水植物表面流湿地系统和无植物表面流湿地系统对各污染物的去除效果均呈现出随着实验时间的延长先波动变化后逐渐趋于稳定的规律。四季常青苦草、黑藻和狐尾藻湿地系统出水COD、TP浓度均低于10 mg·L~(-1)、0.1 mg·L~(-1),分别达到了《地表水环境质量标准》(GB 3838~(-2)002)Ⅰ和Ⅱ类水标准。除马来眼子菜外,其余4种沉水植物对主要污染物的净化效果存在较大差异,以四季常青苦草的综合净化效果最好,出水COD、TP、NH+4-N、NO-3-N和TN的平均浓度分别为36.83、0.269、1.17、0.563和3.31 mg·L~(-1),平均去除率分别达到41.32%、72.77%、84.29%、79.28%和76.72%。黑藻次之,接着是狐尾藻,而普通苦草的去污效果较差。综合考虑其对模拟城市污水处理厂尾水的深度处理效率,宜选择四季常青苦草作为表面流人工湿地的优选沉水植物。     

人工湿地处理含盐富营养化水的植物根际与非根际菌群分析

为了探究盐胁迫对于人工湿地植物根际与非根际微生态环境的影响,将垂直流人工湿地应用于含盐富营养化水体处理,考察了0.05%、0.50%和1.00%盐度水平下的脱氮效果,并采用高通量测序方法分析湿地植物千屈菜根际与非根际的菌群变化。结果表明:在0.50%和1.00%盐胁迫下,系统的硝化作用受到抑制;然而在各盐度水平下,NO_3~--N的去除率均大于95%,盐度胁迫下反硝化菌更能适应环境。对人工湿地系统在0.05%、0.50%和1.00%盐度水平下千屈菜根际与非根际基质样品的OTU聚类情况分析可知,在盐胁迫下,千屈菜根系丰富了土壤中微生物的多样性,根际环境中的微生物多样性明显高于非根际环境。盐度胁迫抑制了硝化菌的生长,仅在0.05%盐度的非根际组和0.50%盐度的根际组检测到有硝化作用菌群的存在。与硝化菌相比,反硝化菌更耐盐冲击,0.05%、0.50%与1.00%盐度水平下,均检测到反硝化菌,在1.00%盐度水平下检测出耐盐反硝化菌黄杆菌属Flavobacterium。     

起端曝气对垂直潜流人工湿地运行效果的研究

垂直潜流人工湿地由于自身构造的限制,传氧能力较差,内部溶解氧(DO)浓度较低,若在湿地内部曝气则会限制反硝化的进行,不利于TN的去除。为解决这一问题,对垂直潜流人工湿地进行起端曝气,考察不同曝气强度下人工湿地内DO沿程变化以及污染物沿程去除规律,通过对曝气强度进行优化,以实现对湿地内部DO环境的有效调控。结果表明,随曝气强度的增加,湿地的好氧环境从表层区域逐渐扩大到40cm深度,且起端曝气人工湿地对COD、氨氮和TP的降解为垂直方向分层降解;当曝气强度达到0.86m~3/d时,COD、氨氮、TP去除率均高达80%以上,分别为85.8%、80.9%、82.7%。     

基于除磷效果的人工湿地基质组合筛选及影响因素的动力学分析

选取6种人工湿地基质进行磷吸附实验,利用Langmuir和Freundlich两种等温吸附模型对6种基质的磷吸附能力进行对比,将吸附效果最佳的3种基质按不同比例混合构建混合基质,筛选磷吸附效果最佳的混合基质在不同浓度、温度和粒径下进行磷吸附动力学分析。结果表明,沸石、陶瓷滤料和石灰石以质量比3:1:1配比时获得的混合基质(FTS311)除磷效果最优,提高温度、增加进水TP质量浓度、减小基质粒径均有助于提高FTS311对TP的平衡吸附量,温度越高,一级动力学吸附速率常数越低,吸附反应进行的越慢,进水TP浓度越小越有利于磷的吸附去除,粒径变化对TP的吸附动力学速率影响不大,但增加FTS311粒径会降低其对TP的吸附量。     

人工湿地污水处理系统中的植物氮磷吸收富集能力研究

比较研究了人工湿地污水处理系统中7种植物对氮、磷的吸收能力.研究表明,所选7种湿地植物,稳定生长4个月后,平均总生物量在1 215～3 500 g/m2,植物氮、磷平均质量浓度分别为13.76～23.11、1.44～3.80 mg/g.香蒲具有最高氮积累量达48.18 g/m2,梭鱼草具有最高磷积累量为7.23 g/m2,姜草对氮、磷的积累量最低分别为21.40、1.68 g/m2.植物地上部氮、磷积累量与地下部的氮、磷积累量差异较大,除姜草外,植物地上部、地下部的氮、磷积累量比均大于3,黄花美人蕉地上部、地下部的氮、磷积累量比分别达11.75、12.10.通过植物收割去除氮、磷量约占湿地总去除量的2%～6%.     

3种负荷对模拟垂直流人工湿地去除氮、磷效果的影响

为探讨水力负荷、有机负荷和悬浮物固体负荷对垂直流人工湿地基质去除氮、磷效果的影响,采用了人工土柱模拟实验的方法,对不同数值的水力负荷、有机负荷(COD)和悬浮固体负荷单因素影响条件下垂直流人工湿地出水中TN、TP的浓度进行了监测。实验结果表明,在3种负荷单一因素影响条件下,垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度均随着负荷的增加而增加,即降低水力负荷、有机负荷、悬浮固体负荷均有利于降低垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度。当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地TP的去除率较高,达到71.52%;当有机负荷为50 g/(m2·d),TN的平均去除率较高,达到41.84%;当悬浮固体负荷为75 g/(m2·d),TP的平均去除率较高,达到92.13%。因此,在水力负荷实验中,当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较佳;在悬浮固体实验中,当悬浮固体负荷为75 g/m2·d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好;在有机负荷实验中,当有机负荷(COD)为50 g/(m2·d),垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好。     

模拟升温对沉水植物生长及磷迁移的影响

通过构建2组人工配置沉水植物群落,以增温5℃增温组模拟微宇宙环境暖化,通过沉水植物的存活率、相对生长速率、优势度、多样性指数等来研究暖化对沉水植物生长及物种多样性的影响;同时通过上覆水各形态磷、沉积物各形态磷的测定来研究气候暖化条件下2种人工配置沉水植物群落对磷迁移的影响。研究表明,极端高温不利于人工配置Ⅱ(金鱼藻占60%,黑藻和菹草各占20%)的生长,但秋冬季暖化可延长沉水植物的生长期,总体来看其相对生长速率、存活率未受影响。气候暖化降低了物种多样性,不利于沉水植物群落稳定。对于磷迁移,钙磷(Ca-P)在增温条件下高于未增温条件下。     

3种不同基质潜流湿地对磷的去除效果

基质是潜流式人工湿地污水处理系统的重要组成部分,直接影响到系统的处理效果.本文研究了由沸石、页岩陶粒和碎石3种不同基质构建的潜流式人工湿地对磷的去除效果.结果表明,在设计水力停留时间3 d,连续进出水情况下,碎石单元对磷的去除效果最好,页岩陶粒单元次之,沸石单元效果最差,平均去除率分别为95%、60%和35%.在潜流式人工湿地污水处理系统运行初期观察到磷释放现象,沸石单元最为明显.进水磷浓度较低时,磷的去除率随浓度升高而升高,当正磷、总磷浓度分别升高到2.4～2.5和3.1～3.3 mg/L时,正磷、总磷的去除率开始迅速下降.     

潜流人工湿地对微污染河水的净化效果

为了探讨潜流人工湿地对微污染河水的净化效果,在野外条件下构建潜流人工湿地,分析了湿地中pH、氧化还原电位(ORP)和DO的进出水变化,考察了湿地中污染物的净化效果,探讨了温度对湿地净化效果的影响。各湿地进、出水DO浓度相差不大;除美人蕉湿地外,其余湿地出水pH较进水变化较小;植物湿地出水ORP较进水均有所增大。植物湿地对污染物的去除效果均优于空白湿地,且随着气温的升高,NH4+-N、TN和CODMn的去除率逐渐增加,去除率分别可达90%、50%和20%。TP去除率却未随温度发生明显变化,始终波动在30%～60%之间。相关性分析结果表明湿地中NH4+-N和TN的去除率与温度相关,较低的有机物浓度造成CODMn的去除率与温度相关性差,由于湿地对磷的去除主要以颗粒态磷(PP)为主,TP的去除与温度不相关。     

处理湖水的垂直流湿地中陶粒的磷吸附特性

研究了净化城市湖泊(宜兴团汣)湖水的3个下行垂直潜流人工湿地(运行1年)中的不同深度层的陶粒对磷的吸附特性。结果表明,当标准液KH2PO4-P为5 mg/L和10 mg/L时,上层陶粒的磷吸附能力强弱依次是1#美人蕉湿地(2.98和4.63 mg/kg)﹥2#曝气湿地(1.78和3.71 mg/kg)﹥3#无植物湿地(1.56和3.42 mg/kg);下层陶粒的磷吸附能力从强到弱排序依次是:1#美人蕉湿地(3.51和5.43 mg/kg),3#无植物湿地(3.01和4.39 mg/kg),2#曝气湿地(2.44和4.14mg/kg)。综合对比,1#美人蕉湿地中陶粒具有更强的磷吸附能力,1#湿地中陶粒的磷吸附能力比后两者分别高出23.69%和31.16%。同一湿地的下层陶粒比上层陶粒有更强的磷吸附能力,当标准液中磷浓度为10 mg/L时,1#、2#和3#下层陶粒磷吸附量分别为上层陶粒的1.17倍、1.12倍和1.28倍。     

根表铁锰氧化物膜及其对水稻重金属吸收影响的研究进展

根表铁膜是水生植物应对环境胁迫的重要机制之一。铁膜在水稻根系金属元素吸收过程中起着重要的调控作用。根表铁膜通过物理吸附、共沉淀和竞争重金属结合位点等作用机制影响水稻根系重金属的吸收转运。通过介绍近年来植物根系铁膜的形成、形态分类及铁膜在植物根系分布特征的研究进展,对揭示铁膜在水稻根系重金属吸收转运过程中的阻控机制提出新建议,为中国南方重金属中低污染稻田安全生产提供新思路。