苦草光合作用日变化对水体环境因子及磷质量浓度的影响

在静态实验系统中通过水下饱和脉冲荧光仪（Diving-PAM）和多参数水质监测仪（YSI）监测沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶绿素荧光参数与水质物理指标的日变化,并同时跟踪测定水体中各形态磷的质量浓度,以研究苦草光合作用日变化对水体物理因子和磷质量浓度的影响。结果表明,苦草叶片光合作用的相对电子传递速率（rETR）,非光化学淬灭系数（qN）及快速光响应曲线的变化趋势和叶片表明的光照强度日变化同步,呈单峰曲线变化;光系统Ⅱ（PSⅡ）实际量子产量（Yield）和光化学淬灭系数（qP）与叶片表明的光照强度日变化相反,呈单槽型曲线变化。水体中溶解氧（DO）、pH和氧化还原电位（Eh）的日变化趋势和与苦草光合作用趋势一致,也呈单峰曲线,均在12：00—13：00时达到最高值。水体总磷（TP）与溶解性总磷（DTP）质量浓度在14：00达到最低值（TP 0.015 mg.L-1,DTP 0.010 mg.L-1）,在24：00达到最大值（TP 0.031 mg.L-1,DTP 0.025 mg.L-1）,溶解性活性磷（SRP）质量浓度在6：00—18：00保持在较低的水平,且无明显波动（0.38~2.46μg.L-1）,在24：00达到最大值（9.62μg.L-1）。水体各形态磷的质量浓度变化呈白天降低、夜间升高趋势,水体中各形态磷的质量浓度变化与苦草光合作用日变化趋势相反。实验结果表明,苦草光合作用引起的水体中环境因子的日变化影响了沉积物磷释放的动态平衡过程,从而引起水体磷质量浓度的日变化。     

曝气复氧对底泥氮素生物地球化学循环影响的作用机制研究

通过分析底泥氮污染物释放规律和转化过程,以及底泥生境、氮形态变化和氮循环功能微生物群落结构变化的规律,探讨了不同曝气复氧条件影响底泥氮生物地球化学循环的生物代谢、物理化学联合作用的机制。结果表明：曝气复氧对底泥中氮的生物地球化学循环影响是一个包括微生物代谢作用和物理化学作用的复杂联合作用过程。水体好氧环境的改变主要引起参与底泥氮循环的硝化、亚硝化和反硝化功能菌群群落结构的演变,对异养菌和氨化菌的影响不大,证明环境好氧条件的改变对底泥有机质生物分解产生氨氮的微生物代谢过程影响不大,主要对底泥释放的氨氮硝化、反硝化等生物转化过程产生大的影响。不同溶解氧条件下,底泥释放的氮素在微生物作用下主要以NH4＋-N和NO3--N的形式进入试验体系,并在特定的氧化还原电位（临界值-200 mV）和pH（临界值6.70）条件下通过物理化学作用在底泥中以离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（CF-N）、铁锰氧化态氮（IMOF-N）及有机态和硫化物结合态氮（OSF-N）等不同形态氮相互转化,同时,在氮的转化和循环过程中部分输入上覆水体。在低溶解氧组实验条件下[ρ（DO）〈0.5 mg.L-1],底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的19.7%,主要为氨氮,最大释放速率达到289.13 mg.m-2.d-1,释放的质量浓度可达到18.8 mg.L-1;好氧条件下（DO饱和）,底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的1.8%;好氧-缺氧条件下为11.7%,主要以N2的形式释出系统。     

水生植物微生物强化系统对日本沼虾养殖水体的生物净化

通过在池塘水体中栽种以轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)为主的水生植物,并添加活菌含量>108 g-1的复合微生物制剂,构建了水生植物-微生物强化系统,研究该系统对日本沼虾(Macrobrachium nipponense)养殖水体的生物净化效果。结果表明,试验40 d时,所添加的1.0 mg.L-1活性微生物可充分依赖水体中水生植物的巨大表面积而形成固定化的生物膜,使得植物区及相邻水体中细菌和真菌数量提高25%～69%,强化水体的净化功能。水生植物-微生物强化系统可通过相互的协同作用,提高对氮、磷和有机物等的利用能力,在促进自身生长的同时,可大幅降低水体中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TP、PO43--P含量,抑制TN、高锰酸盐指数的快速升高,提高水体中溶解氧,竞争藻类生长的资源,使得水体中藻类的丰度有所下降,pH也趋于稳定。研究表明,水生植物-微生物强化系统是一种良好的日本沼虾养殖水体生物净化系统,当水体中添加的微生物质量浓度为1.0 mg.L-1时,适宜的水生植物覆盖率为40%。     

沉水植物对沉积物及土壤垂向各形态无机磷的影响

该研究利用相同区域湖泊沉积物及土壤在室内模拟条件下培养黑藻,运用化学连续浸提法分离不同层次底质中各形态无机磷,并通过对水体中磷质量浓度和Eh值的测定,分析不同层次底质中各形态无机磷质量分数和间隙水中磷质量浓度的变化,揭示在沉水植物作用下淹水土壤和沉积物中不同层次各形态无机磷的迁移转化规律.结果表明,本试验条件下,黑藻主要影响上层和下层(根系所在层)底质中各形态无机磷的迁移转化;黑藻主要吸收利用弱吸附态磷和可还原态磷,并通过改变底质氧化还原环境影响可还原态磷和铁铝氧化态磷的迁移转化;黑藻的生长促进钙结合态磷的释放,但是黑藻的腐烂促进钙结合态磷的沉积;土壤中各形态无机磷比营养水平相当的沉积物中的磷容易迁移转化,黑藻对沉积物中各形态无机磷迁移转化的影响大于土壤.     

互花米草入侵盐沼湿地CH4和N2O排放日变化特征研究

甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的2种重要温室气体,探索其源汇及地域排放特征一直是全球变化研究领域的核心内容。CH4和N2O通量的日变化研究是正确估算大时间尺度下CH4和N2O排放量的基础。利用静态箱法原位观测了江苏沿海芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Suada salsa）、光滩、水面以及互花米草（Spartina alterniflora）入侵湿地CH4和N2O排放的日变化特征。结果表明,1）互花米草湿地地上部生物量为1.70 kg·m^-2,土壤有机碳质量分数为13.55 g·kg^-1;分别是芦苇和盐蒿湿地的2.50-3.43和2.15-4.15倍。2）互花米草和芦苇湿地土壤10 cm处氧化还原电位（Eh）有明显日变化,最低值出现在3：00,最高值出现在12：00;光滩和盐蒿湿地没有明显的日变化。3）互花米草湿地 CH4日平均排放通量为0.52 mg·m^-2·h^-1,是其他湿地的2.12-6.40倍;N2O日平均通量为-3.24μg·m^-2·h^-1,显著低于盐蒿湿地、光滩和水面（P＜0.05）。互花米草和芦苇湿地CH4排放通量最高值（0.73 mg·m^-2·h^-1和0.30 mg·m^-2·h^-1）出现在15：00,最低值（0.37 mg·m^-2·h^-1和0.17 mg·m^-2·h^-1）出现在3：00,均与土壤孔隙水中CH4浓度呈显著负相关（P＜0.05）。互花米草湿地CH4排放通量与10 cm土温、Eh和生态系统CO2净交换量（NEE）显著正相关（P＜0.05）。互花米草和芦苇湿地N2O通量9：00-18：00为负值,21：00—6：00为正值,均与NEE呈显著负相关（P＜0.05）。盐蒿湿地、光滩和水面CH4和N2O排放通量没有明显日变化特征。互花米草入侵提高了沿海湿地CH4排放,但降低了N2O排放,植物对CH4传输作用以及向根际传输O2和易分解有机物是导致互花米草和芦苇湿地CH4和N2O排放表现出日变化特征的原因。     

砷对绿藻的毒性效应及氧化还原条件的影响

选择绿藻中耐毒品种莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究对象,分析三价砷加入对其体系氧化还原条件的影响,研究代表性绿藻莱茵衣藻C.reinhardtii对水体三价砷毒性的响应.结果表明,光照或黑暗条件下莱茵衣藻C.reinhardtii的生长都会使pH升高,氧化还原电位(Eh)减小.根据pH-Eh分析可知,水体三价砷As(Ⅲ)大部分以H_2AsO_3~-存在,H_2AsO_3~-加入后pH升高和Eh减小趋势更为明显,并随其浓度增大,Eh会出现缓慢上升趋势.同时,pH与Eh变化也会影响砷对藻类的毒效应,当pH值为10.0—10.5,Eh为-143—-136 mV时,三价砷浓度增大对藻类生长速率没有明显影响,但当pH值为9.5—10.1,Eh为-156—-143 mV时,三价砷浓度增大会明显降低了藻类生长速率.     

非贵金属催化电解无害化去除硝酸盐氮的反应机制

以Ti/Co-Fe-Cu为阴极,Ti/IrO2-RuO2为阳极组成无隔膜电解体系,对非贵金属催化电解无害化去除NO3--N的反应机制进行了实验研究和理论分析.结果表明,NO3--N阴极催化还原过程中,反应物、产物需要通过对流、扩散作用,克服电场力,迁移至目标位置;在非贵金属的催化作用下,NO3--N受还原剂攻击,逐步还原为NH4+-N;还原中间产物NO-N和NH-N直接生成N2-N的过程受抑制,产物NH4+-N难以被再度直接氧化.添加Cl-作为支持电解质,实验电解体系发生阳极析氯、Cl2水解、NH4+-N氯氧化等过程,可将NH4+-N氧化为N2-N,且出水中NO3--N、NO2--N、氯胺类浓度很低.NO3--N无害化去除的反应机制是NO3--N在催化作用下,经传质、吸脱附、电子交换过程,还原为NH4+-N,NH4+-N经由Cl-→Cl2→HOCl→Cl-电解氯氧化循环,最终生成N2-N.     

水华蓝藻上浮特征与机理的试验研究

利用柱状反应器和太湖蓝藻水华爆发期含有蓝藻颗粒的水体进行试验,模拟了蓝藻上浮特征,对水华蓝藻上浮过程中相关的物理化学因素进行了研究,探讨了蓝藻上浮与物理化学因素之间的相互作用和相关性。试验结果表明：反应器表层蓝藻上浮率明显大于底部,表层以下上浮率随时间没有明显变化规律,不同时刻上浮率变化特征是晚上22：00〉10：00〉14：00;pH和正磷酸盐呈现相似的变化规律,表层和底层的值均小于中间;对相关性进行分析表明,碳水化合物、氨氮和溶解氧是蓝藻上浮的主要影响因素,10：00时与上浮率相关性较大的指标是碳水化合物（P〈0.01）,14：00是溶解氧（P〈0.01）,22：00是碳水化合物（P〈0.05）与氨氮（P〈0.01）,相关系数分别达到0.896、0.887、0.887、0.860。     

潜流人工湿地理化性质及不同形态氮素的空间分布

对潜流人工湿地系统的可溶解氧、pH、氧化还原电位以及水温等理化因子和不同形态氮素的空间分布进行了较全面研究。结果表明,潜流人工湿地上部溶解氧高于下部;湿地下部pH较小,主要在6.9～7.2之间;氧化还原电位表现为上部前端氧化,下部后端还原;湿地装置内下部温度总体比上部要高,前端表现得尤其明显;湿地前端上部是COD和氨氮降解的主要场所,在前端下部区域硝氮的浓度低而亚硝氮、氨氮的浓度相对较高;湿地系统中亚硝氮含量较低,仅在前端中下部有所积累;总氮浓度在湿地前端较高而后端较低,其去除率在根本上依赖于反硝化作用的强度。     

基于多元统计的引黄水库沉沙条渠泥沙与水质的变异分析

以济南市引黄供水鹊山水库沉沙条渠为研究对象,测定了9个断面（Y1—Y9）表层水体中的含沙量、总有机碳、总磷、总氮、叶绿素a等19个水质指标.运用主成分分析法和聚类分析法分别探讨水体的主要污染因子及监测断面的沿程归类,并通过室内模拟实验分析了泥沙对水体中N、P浓度的影响.结果表明,沉沙条渠中的水质总体特征以Ⅱ类水和Ⅲ类水为主,其中,超标水质指标为TN,达到劣Ⅴ类水标准,P为藻类生长的限制因子.19个水质指标可由6个主成分来反映,其贡献率分别为：F1（TN、NH3-N、NO3--N、NO2--N、总碱度、Br-、硫酸盐）34.41%,F2（含沙量、浊度、色度、电导率）22.78%,F3（pH和UV254）13.95%,F4（TP）6.280%,F5（CODCr）4.990%和F6（Chl-a）4.830%;9个监测断面归为4类,相应地整个沉沙条渠可划分为4个功能区：入渠布水区（Y1、Y2、Y3）、快速沉降区（Y4、Y5）、缓慢沉降区（Y6、Y7、Y8）和出水稳定区（Y9）.此外,水质与泥沙关系的室内模拟实验表明,条渠来水的P浓度随着泥沙颗粒的沉降而降低,TP在0—15 h内快速下降,而后缓慢下降,30 h内基本达到平衡;而泥沙颗粒对水中N浓度基本没有影响.     

春季不同天气城市街头绿地内PM2.5质量浓度分布特征研究

于2012年春季,采用水平分布监测法监测了3种天气下距交通污染源不同距离的街头绿地中的PM2.5质量浓度,研究了不同天气下PM2.5的日变化、水平分布规律及绿地对PM2.5的净化效应,为城市街头绿地、城市公园建设及市民合理选择休闲锻炼时间和地点提供理论依据。结果表明：1）晴天和多云时,PM2.5质量浓度上午高于下午,7：00浓度最高,15：00最低;雨后阴天基本保持上升趋势。2）PM2.5日均质量浓度为晴天（61.67μg·m-3）〈多云（187.98μg·m-3）〈雨后阴天（291.48μg·m-3）。晴天除5：00和7：00外,其他时刻均达到国家二级标准,且13：00—15：00达到国家一类功能区空气质量要求;多云和雨后阴天PM2.5质量浓度分别超过国家二级浓度限值150.6%和288.6%。3）观测时段内,无论哪种天气,5：00、7：00、11：00和15：00绿地的净化功能较强,19：00净化功能均最差,所有监测点无一例外的表现为负效应。4）3种天气下,PM2.5质量浓度在距离道路10~25 m最高,绿地的净化效应最差,55 m外基本可以形成稳定的森林内环境。5）在南方高湿环境下,空气相对湿度是影响PM2.5质量浓度的主要因素,晴天和多云天气PM2.5浓度与相对湿度呈显著正相关,而雨后阴天二者呈负相关关系。6）在一定阈值内,街头绿地能够缓解PM2.5污染,为居民提供良好的休闲环境。从游憩时间来看,市民可以选择晴天进入街头绿地休闲,多云和雨后阴天尽量减少外出;从活动最佳地段来看,距离污染源55 m以上适宜休闲锻炼;从街头绿地的规划面积来看,半径以不小于55 m为宜。     

上海市蔬菜地土壤硝态氮状况研究

以上海市郊不同管理方式下菜地表层土壤采样测定土壤硝态氮含量为基础,并以水稻土等土壤作为对照,以期了解上海蔬菜地土壤硝态氮的现状,为菜地的合理施肥提出科学依据。结果表明,由于管理方式不同,土壤的硝态氮的NO3--N质量分数差异明显。大棚蔬菜地土壤中NO3--N明显高于其它其他用地管理方式下的土壤,依次为:w(大棚蔬菜地)>w(露天蔬菜地)>w(传统自留地),而且土壤硝态氮的积累是全剖面性的,而非仅在表层,如在80~100cm土层,大棚土壤硝态氮也为农田的好几倍。而且,大棚蔬菜地土壤盐渍化明显,主要特点之一是硝态氮积累,盐分高的土壤一般硝态氮也高。此外,长期大量的N肥投入引起了土壤酸化。土壤pH与土壤NO3--N质量分数呈线性负相关,经统计检验相关性达极显著水平。     

雷州半岛旱地砖红壤非点源氮、磷淋溶损失模拟研究

大量施用化学肥料所引起的养分淋失和环境污染正逐渐受到人们的重视。通过土柱模拟氮、磷素养分淋溶试验．研究了不同施肥处理下砖红壤氮、磷素淋溶损失特点。试验结果表明，随着尿素用量的增加，渗漏水中NH4^＋-N质量浓度和TN淋失量也相应增加，而NO3^--N的质量浓度变化幅度较大，渗漏水中氮素淋失形态主要是以NO3^--N为主。由于土壤磷素很难移动，所以TP累积淋失量非常少，氮、磷肥混施对非点源氮、磷素的淋失都有影响，其中过量磷肥配合尿素施用可以增加土壤中NH4^＋-N、NO3^- -N、TN的淋失程度。     

Chromium accumulation in submerged aquatic plants treated with tannery effluent at Kanpur, India

Aquatic macrophytes have been widely studied because of their capability of absorbing contaminants from water and their subsequent use in biomonitoring. This study presents a comparison of Cr accumulating potential of submerged aquatic plants viz Vallisneria spiralis and Hydrilla verticillata. These plants were treated with various concentrations of treated tannery effluent collected from UASB, Jajmau, Kanpur under repeated exposure in controlled laboratory conditions in order to assess their maximum bioaccumulation potential. The maximum accumulation of 385.6 and 201.6 microg g(-1) dry weight was found in roots of V. spiralis and the whole plants of H. verticillata, respectively at 100% concentration after 9th day of effluent exposure. The chlorophyll and protein content of both species decreased with increase in effluent concentration and duration. At highest concentration and duration a maximum reduction of 67.4 and 62.66% in total chlorophyll content, 9.97 and 4.66% in carotenoid content and 62.66 and 59.36% in protein content was found in V. spiralis and H. verticillata respectively. Anatomical studies in both V. spiralis and H. verticillata was carried out to assess the effects of metal accumulation within the plants. Changes in the anatomical structures of both plants exhibits the capacity of these species to act as indicator of effluent toxicity. The high accumulation potential of Cr by both plants revealed their capability to remove pollutants from effluent.     

氨氮废水的厌氧氨氧化生物脱氮研究

利用从厌氧污泥中筛选和驯化的厌氧氨氧化（Anammox）菌直接启动UASB反应器,通过缩短水力停留时间（HRT）提高系统运行负荷,探讨水力停留时间对模拟废水脱氮性能的影响。结果表明,（1）富含Anammox菌的颗粒污泥能够快速启动反应器（只需14d）。（2）连续91d的HRT测试期间,系统具有良好的脱氮性能,且随着HRT的缩短,系统的脱氮效率具有波动上升的特点。NH4＋-N、NO2--N和TN（总氮）的平均去除率超过70.0%。（3）系统总氮容积负荷（TNLR）和总氮去除负荷（TNRR）最大值（以N计）分别为2.04kg·m-3·d-1和1.56kg·m-3·d-1。（4）系统能够比较好的遵循Anammox生物脱氮的理论途径：NH4＋-N、NO2--N的去除速率与NO3--N的生成速率的比例为1？1.15？0.22,与其相应理论值（1？1.32？0.26）非常接近。     

初秋季节毛竹林小气候及其人体舒适度的日变化

以无锡市惠山森林公园毛竹林和青山公园毛竹林为研究对象,对其林内和林缘的小气候日变化情况进行了定量化研究。结果表明：1）惠山森林公园与青山公园的相对湿度日变化皆呈先减后增趋势,均在13：00达到极值。林内相对湿度分别为67．6％、65．6％,林缘相对湿度分别为61．8％、63．4％;温度和综合舒适指数日变化皆呈先增后减趋势,也均在13：00达到极值,林内温度分别为28．2℃、27．5℃,林缘分别为29．8℃、28．9℃;林内综合舒适指数分别3．5、3．2,林缘综合舒适指数分别4．8、4．1。2）08：00～17：00林内人体舒适度高于林缘,其他时刻人体舒适度低于林缘。3）与密度较大的惠山森林公园竹林相比,青山公园竹林综合舒适指数降低了0．1～0．7,平均值为0．3,即密度较小的青山公园竹林调节城市小气候的功能最佳,为秋初时节人们户外活动提供了一个良好的选择。     

Early responses of soil ammonium and nitrate nitrogen to forest gap harvesting of a Pinus massoniana plantation in the upper reaches of Yangtze River北大核心CSCD

To understand the short-term effects of forest gap by human harvesting on soil available nutrient in Pinus massoniana plantations, the variations of soil ammonium nitrogen (NH4+-N) and nitrate nitrogen (NO3-N) concentrations in the gap center and gap edge during growing season were observed in seven gaps of different size (Gl: 100 m2; G2:225 m2; G3:400 m2; G4:625 m2; G5:900 m2; G6:1225 m2; G7:1600 m2) and pure understory of a 39-year-old masson pine plantation in a hilly area of the upper reaches of Yangtze River. The results showed that in the early stage of gap formation, the gap size had significant effect on NH4+-N, the season changes on NP3--N, and the interaction effect of gap size and seasonal variation on NH4+-N and NO3--N. The difference of NH4+-N and NO3--N between the gap center and gap edge was not significant. (I) The NH4+-N content was 4.30-11.99 mg kg-1, and NO3--N content was 2.57-10.81 mg kg-1. There was no obvious difference in NH4+-N and N03--N among gaps of different size in early or late growing seasons, when both increased first and decreased afterwards in the middle of growing season. The gaps of 100∼400 m2 area had a higher content of available nitrogen. (2) The seasonal dynamic differed between NH4+-N and NO3--N, with the former lower in middle growing season whereas the latter higher in the middle growing season but lower in the end of growing season. The soil NH4+-N was higher than NO3- -N in the early and late periods, but lower in the middle period. (3) The soil NH4+-N and NO3--N in parts of gaps were lower than understory in the early and late growing season. (4) Correlation analyses showed that NH4+-N had significant positive correlation with microbial biomass nitrogen (MBN), and NO3--N with soil temperature, MBN and organic matter. But the impact of soil water content on available nitrogen was not significant. These results suggested that soil temperature and microbial activity variation caused by gap harvesting are the main factors affecting soil available nitrogen content of Pinus massoniana plantations.     

空心菜浮床栽培对集约化养殖鱼塘水质的影响

以叶绿素a(Chla)、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn等为主要水质指标研究浮床栽培空心菜对集约化养殖鱼塘的净化作用。结果表明,通过4次收获,空心菜产量可达69618.0～73161.6kg.hm-2;空心菜覆盖率为10%和20%处理组通过收获空心菜直接从1hm2养殖池塘中移出的TN分别为27.51、52.35kg,TP分别为2.83、5.39kg。在相同监测时间下,Chla、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn等各项水质指标按对照组、10%处理组、20%处理组的顺序均呈逐渐降低趋势;其中20%处理组对Chla、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn的去除率分别为15.16%～49.02%、9.04%～36.56%、19.23%～46.34%、22.76%～47.74%、13.33%～56.52%、33.33%～45.10%、27.27%～48.15%、3.13%～19.05%。与对照塘相比,处理塘鱼类成活率明显提高,说明在主养鱼为鲫鱼的苗种养殖池塘中采用浮床栽培空心菜能够促进水体物质循环,加强...