温度、盐度和光照对球形棕囊藻生长和产毒的影响研究

为阐明溶血毒素的生物合成机制、正确认识和评价球形棕囊藻赤潮的危害,设计了盐度、温度、光照三因素三水平正交实验,考查了不同盐度、温度、光照条件下球形棕囊藻的生长和产毒的变化,分析了盐度、温度、光照强度对球形棕囊藻生长和产毒的影响.结果显示,温度是影响球形棕囊藻生长和产毒的显著因子,盐度和光照的影响不显著.30℃时球形棕囊藻比生长速率最大,藻细胞产毒能力最强,但所能到达的藻密度最小.在盐度为22、33、40,温度为20、25、30 ℃,光照为2000、4000、5000 lx的所有实验组合中,盐度为40、温度为30℃、光照为4000 lx时球形棕囊藻细胞产毒能力最强,盐度为40、温度为30℃、光照为5000 lx时球形棕囊藻的比生长速率最大.     

SBR工艺处理高含盐生活污水的研究

针对海水利用产生的高含盐生活污水,试验采SBR工艺分别研究了不同海水比例的污水中低浓度和中浓度有机物的降解和去除规律、污泥沉降性能以及温度对含20%海水的污水中有机物降解速率的影响.试验结果表明,在高盐污水的生物处理系统中,污泥的驯化是关键的一步.海水盐度降低了有机物的降解速率和去除率,但两种浓度污水的出水CODcr浓度均在30～70mg/L之间,远远低于国家污水综合排放二级标准(GB8978-1996).海水盐度使污泥体积指数降低,污泥沉降速度加快.污水处理有机物的适宜温度是20℃左右.     

盐度胁迫对云纹石斑鱼鳃离子调节酶及渗透压的影响

为探讨云纹石斑鱼鳃离子调节酶活力及血清渗透压对盐度骤降的响应,设置4个盐度梯度(27、21、15和9)对云纹石斑鱼进行盐度骤降胁迫试验,在0、1 d、2 d、3 d和7 d时取样,测定其鳃中Na+/K+-ATP(NKA)酶、Ca~(2+)-ATP酶(Ca~(2+)-ATPase)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活力及血清渗透压。结果表明,盐度21组与15组NKA及Ca~(2+)-ATPase活力在第1 d大幅上升,显著高于对照组(p0.05),随后下降趋于稳定,而盐度9组NKA及Ga2+-ATPase活力一直呈下降趋势;血清渗透压呈先下降后上升的变化趋势(p0.05);SDH活力变化与离子酶一致(p0.05);LDH活力变化与离子酶相反(p0.05)。研究表明,在盐度骤降的情况下,云纹石斑鱼鳃进行渗透压调节分为两个阶段,一是应激反应阶段,此时NKA及Ca~(2+)-ATPase迅速升高,血清渗透压降低;二是适应阶段,离子酶活力下降趋于稳定,血清渗透压升高恢复至正常水平,而且SDH与LDH酶活力也相应变化,为渗透压调节提供能量。     

盐度对硝酸细菌活性的影响及动力学特性

为分析盐度对硝酸细菌（NOB）活性的影响及其动力学特性,本文采用高浓度亚硝态氮污水富集培养NOB.对NOB富集污泥进行荧光原位杂交技术（FISH）分析表明Nitrobacter占细菌总数的（81%±6%）.污泥的最大比亚硝态氮氧化速率为（42.5±0.9）mgN/（gVSS·h）.用此污泥考察了盐度对NOB活性的影响,并测定了盐度为10g/L时NOB的动力学参数（Ko、K_S）.结果表明,与盐度为0g/L时的NOB活性相比,盐度为15g/L时NOB活性降低了3.3%;盐度为10和20g/L时的NOB活性分别降低了11%.盐度为10g/L时,NOB的最大比亚硝态氮氧化速率为（37.9±0.7）mgN/（gVSS·h）,氧的半饱和常数K_o值为（1.51±0.06）mg/L,底物（亚硝态氮）半饱和常数K_S值为（6.06±0.15）mg/L,Ko、K_S测定值均高于ASM2模型中氨氧化细菌（AOB）推荐值.盐度对NOB的抑制降低了最大比亚硝态氮氧化速率,对氧传递和底物（亚硝态氮）传递均存在影响.     

盐度对中试厌氧氨氧化脱氮特性的影响及其恢复动力学

采用中试ASBR反应器(530 L),以逐步提高Cl~-浓度的方式考察了厌氧氨氧化菌(An AOB)处理高盐废水的脱氮特性.结果表明,采用逐步盐度驯化的方式,An AOB可适应高盐度(Cl~-浓度10 000 mg·L~(-1))环境进行高效脱氮(TN去除率高达92. 3%).其中,在Cl~-浓度6 000 mg·L~(-1)和10 000 mg·L~(-1)两个梯度内,反应器脱氮性能受到了较大影响,但随着驯化过程的持续进行可逐步恢复.修正的Boltzmann模型能较为准确地拟合An AOB受到不同盐度抑制后的活性恢复过程,相关系数R~2均在0. 96以上.得到的Cl~-浓度6 000 mg·L~(-1)和10 000 mg·L~(-1)时的恢复中间值tc分别为28. 765 d和44. 495 d,NRRmax分别为0. 145 kg·(m~3·d)~(-1)和0. 212 kg·(m~3·d)~(-1),NRRmin分别为0. 021 kg·(m~3·d)~(-1)和0. 085 kg·(m~3·d)~(-1).高盐度驯化后,厌氧氨氧化菌仍主要为Candidatus Brocadia和Candidatus Jettenia(其丰度分别是14. 76%和2. 7%),且污泥颗粒化程度和污泥密度均有不同程度的提高,污泥呈红褐色.     

湿法炼锌高盐废水的综合回收实验研究

采用“预处理除杂—蒸发—盐分离结晶”技术对锌烟尘处理厂产出的高盐废水进行了探索实验研究.结果表明：采用该技术处理锌冶炼高盐废水,分别得到合格生产用水、无水硫酸钠和氯化钠,高盐废水实现了资源化回收利用.中和后的浓盐水加热到95~100℃进行高温蒸发浓缩,分离得到结晶盐无水硫酸钠,含量为98.79%,达到Ⅱ类优等品质量标准;蒸发得到的冷凝水电导率≤48μS/cm,水质达到生产用水标准.高温蒸发后期,氯化钠富集在少量的残余液中,保持60℃低温蒸发,分离得到结晶盐氯化钠,其中氯化钠含量为93.82%.     

高盐废水盐度对中度嗜盐菌生长动力学的影响

高盐废水盐度变化是影响微生物生长的重要因素之一。研究以中度嗜盐菌Halomonassp．STSY．3为例，测定其在不同盐度下生长对数期末OD600,并以葡萄糖为限制性基质，利用Monod方程，对菌株进行生长动力学拟合。结果表明，Halomonassp．STSY-3的最适生长盐度为7％（以NaCl计），此盐度下其OD600 为2．56，而0%和34％盐度下OD600分别为0．47和0．06；Halomonassp．STSY-3的生长动力学模型与实验数据能较好地拟合，在最适生长盐度下动力学模型参数μmax 为2．257h-1，Ks为0．0082g／L。比较不同盐度下STSY-3生长动力学参数，得出中度嗜盐菌STSY-3的生长存在3个明显分区：最适盐度区（盐度2％～9％）、嗜盐过渡区（盐度9％～20％和0．68％～1．76％）及生长抑制区（盐度≤2％或≥20％）。其中嗜盐过渡区0．68％～1．76％由于范围较小，实际意义小，忽略不计。     

外源甜菜碱对苋菜抗盐性与累积重金属特性的影响

用不同盐分(0.2%、0.4%)、重金属污染土壤进行盆栽实验,研究叶面喷施不同浓度甜菜碱(GB,1、10、50 mmol·L-1)对苋菜抗盐性与重金属累积的影响.结果表明,0.4%重度盐分胁迫下,喷施50 mmol·L-1甜菜碱可大幅提高苋菜茎叶部游离脯氨酸和总游离氨基酸含量;盐分胁迫抑制了苋菜根系对Ca、Mg、K、Fe的吸收,而叶面喷施甜菜碱可显著增强对Ca、Mg、K、Fe的吸收,K/Na、Ca/Na比值随着甜菜碱剂量的增加而逐渐增大.在0.4%盐分下,喷施50 mmol·L-1甜菜碱促使根系K/Na、Ca/Na比值分别增加了40.4%、34.1%,说明盐分越高,外源甜菜碱对苋菜抗盐性更明显.盐分胁迫下,外源甜菜碱明显提高了苋菜根系重金属Cd、Cr、Pb、Cu、Zn的含量.在0.4%盐分与喷施50 mmol·L-1甜菜碱条件下,苋菜根系对各重金属的累积增幅分别为22.1%、127.1%、63.4%、61.1%、56.1%.由根系重金属与盐分离子的相关性分析可知,0.4%盐分处理后,Pb、Cr、Cu、Zn与盐分离子、重金属的吸收变化呈显著正相关(p0.01);而在0.2%盐分处理下,只有Na与Ca、Cd与Cr、Cu与Zn的吸收变化呈显著正相关(p0.01).说明盐分含量较高,外源甜菜碱对苋菜抗盐胁迫效果越明显,对必需元素及其伴随吸收的非必需重金属元素吸收增加也越明显.     

NaCl胁迫下苋菜中镉的亚细胞分布及转运研究

中国大面积的农田土壤面临盐渍化和重金属的双重污染。探索盐分胁迫下作物可食部分的重金属累积特征将为保障农产品安全提供科学依据。本文主要从镉的亚细胞分布和离子选择性角度探讨盐分胁迫对苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉转运过程的影响。本试验采用水培苋菜的方式,添加不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5和10.0 g·L-1）NaCl和3.0μg·L-1Cd处理,测定台湾白苋菜（耐盐型）和尖叶青苋菜（敏感型）根、茎、叶中Cd和Ca的亚细胞质量分数变化。Cd的亚细胞组分质量分数由大到小顺序均为：细胞壁（FI）>细胞器（FII）>>细胞液（FIII）。NaCl胁迫下,苋菜根、茎、叶中细胞壁（FI）和细胞器（FII）Cd质量分数总体显著下降,下降幅度为16%~71%,胞液（FIII）Cd质量分数基本不变,这主要和Na的竞争吸附和吸收有关。同时耐盐型台湾白苋菜根细胞器,茎、叶细胞壁和细胞器Ca质量分数总体下降,下降范围为20%~70%。敏感型尖叶青苋菜根、茎细胞壁和细胞器组分Ca质量分数均显著下降,叶细胞壁Ca质量分数下降幅度高达80%,说明细胞壁和质膜的生理结构和组成可能发生了变化;另一方面,苋菜的运输选择性比例TSK. Na(根-茎)、TSCa. Na(根-茎)和TSMg. Na(根-茎)显著下降,下降幅度达50%以上,TSK. Na(茎-叶)、TSCa. Na(茎-叶)和TSMg.Na(茎-叶)相较对照急剧上升,上升幅度均在44%以上,表明苋菜根部K、Ca、Mg向茎转移的选择性减弱;而茎向叶转移的选择性增强。苋菜细胞组成和离子选择性的变化使根、茎中细胞壁和细胞器对Cd的截留能力变差,Cd向地上部转移的比例增大,Cd在苋菜的转运系数TF(根-茎)、TF(茎-叶)较对照处理呈现不同程度的上升。台湾白苋菜的TF(根-茎)大于尖叶青苋菜,而TF(茎-叶)小于尖叶青苋菜,表明敏感型苋菜茎细胞对Cd截留能力较强,而耐盐型苋菜根细胞对Cd的截留能力较强。     

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.