基于习性和食物网的白洋淀大型底栖动物群落恢复研究

白洋淀由于长期受人类活动影响,部分区域内源污染严重.针对该类区域,"十三五"水专项开展了生态清淤试点工程以实现内源治理.在清淤过程中底栖生物容易遭到严重破坏,与之密切联系的食物网受到影响.在沉水植物补种成功后,如何科学地恢复底栖动物群落并维持长效稳定,急需寻求解决方案.本研究于2018年对白洋淀大型底栖动物群落进行调查,根据调研结果、习性特征和食物网模型,提出了受损后大型底栖动物群落恢复方案.研究发现,春季优势种为螺类软体动物和虾类甲壳类动物,夏季和秋季为螺类软体动物和昆虫类摇蚊幼虫.全年主要优势种为中华圆田螺、中国圆田螺、羽摇蚊和大红德永摇蚊.通过食物网模型计算,确定了软体动物是2010年和2018年的关键功能组.因此,综合优势种和关键种,底栖动物群落恢复物种主要选择虾类、螺类和摇蚊幼虫.根据底栖动物的习性,确定甲壳动物和摇蚊幼虫以自然恢复为主,螺类以人工恢复为主的恢复方式.针对螺类关键物种,根据2018年调研生物量、工程经验值和生态容量综合确定其恢复投加量合理范围.通过以上研究,建立了基于食物网成熟度和稳定性的底栖动物群落恢复优化调控方案,为受损底栖动物群落的恢复提供借鉴.     

不同配比基质层的雨水径流滞蓄截污效益研究

基质配比是影响粗放式绿色屋顶对雨水径流滞蓄截污效益的重要因素之一。文章采用泥炭土作为营养基质,蛭石作为吸附基质,构建了9个不同配比泥炭土蛭石基质层小试装置,研究在南昌市降雨特征的9个不同深度模拟降雨事件中,装置对雨水径流的滞蓄截污效益。结果表明,不同配比泥炭土和蛭石基质层能发挥优秀的雨水径流滞蓄效益、雨水径流中的NH4+-N削减和TP截留效益。其中20%泥炭土+80%蛭石的基质层小试装置在整个实验过程中的平均径流削减率为43.53%,平均NH4+-N削减率为75.07%,平均TP截留率为68.00%,且相对其他不同配比基质层小试装置有更强的抑制TN淋失能力。     

吡啶和苯酚为碳源短程反硝化动力学研究

以吡啶和苯酚共基质作为电子供体,通过摇床实验分别研究了吡啶与苯酚共基质条件下的降解特性以及以NO₂^--N为电子受体的短程反硝化动力学方程.结果表明,苯酚对吡啶有抑制作用,且不论单基质还是与苯酚共基质,吡啶的降解均呈零级反应.其次,采用双底物Monod微分方程对COD、NO₂^--N的浓度变化进行拟合,拟合曲线与实验测定值相关性良好,得到动力学参数:NO₂^--N最大比降解速率为0.0066mg NO₂^--N/(mgMLVSS·h),有机物半饱和常数为76.35 mg/L, NO₂^--N半饱和常数为0.66 mg/L.     

H_2O_2致大鼠RTE细胞系氧化应激作用及GSH保护作用的体外研究

许多具有氧化作用的空气污染物,均能使细胞产生氧化损伤,使胸腺基质淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)含量上升。而TSLP是一种启动过敏性炎症的重要因子,会导致哮喘等疾病发生率的上升。在本研究中用过氧化氢(H_2O_2)模拟具有氧化作用的空气污染物进行染毒,研究细胞氧化应激水平的变化,并讨论还原型谷胱甘肽(GSH)对细胞受氧化损伤的保护作用。将大鼠支气管上皮细胞(RTE)分组培养,每组设置6个平行实验,分别用低、中、高剂量H_2O_2染毒3 h;高剂量设置1个重复,作为保护组,在染毒前用GSH保护2 h。结果显示,高剂量组H_2O_2(3.2 mmol·L~(~(-1)))染毒的细胞,其细胞活力下降(P0.01),丙二醛(MDA)水平上升(P0.01),TSLP水平上升(P0.05),与之相比,用GSH保护后的同剂量染毒组,上述指标得到全面缓解(P0.01)。这表明高浓度的H_2O_2会损伤细胞活力,并使MDA及TSLP水平上升,而GSH对TSLP及MDA的升高有极显著的抑制作用,即对细胞有一定的保护作用。     

晋江流域污染负荷空间分布及关键源区识别

提出了利用水文和水质同步监测资料计算流域污染负荷空间分布的一般程序,并探讨了采用污染负荷贡献与集水区面积占比关系识别流域污染关键源区的方法,并在晋江流域进行了实例应用.结果表明:晋江下游取水口金鸡断面污染负荷主要来自东溪和西溪,枯水期CODMn、NH3-N和TP负荷分别是226.8、27.1和17.1g/s,占丰、平水期的18%~67%.丰、枯水期东溪和西溪对金鸡断面污染负荷贡献基本相当,而平水期西溪贡献显著大于东溪.晋江流域污染关键源区分别为蓬壶-长厅桥区间、长厅桥-港龙区间、横口-园美区间等5个断面区间,该关键源区识别方法不仅较好反映了污染物浓度和污染负荷在流域内的空间分布,同时还指出了主要污染物及敏感时期,可为后期的污染治理提供依据.本研究提出的污染负荷贡献计算程序以及关键源区识别方法具有较好的普适性,可为其他流域提供借鉴.     

基于Mann-Kendall法的湖泊稳态转换突变分析

采用变化趋势与倾向率、Mann-Kendall趋势检验法和突变点分析法对1981~2008年间太湖湖泊稳态转换关键因子总氮(TN)、总磷(TP)和叶绿素a(Chla)进行突变识别,结果表明,(1)TN、TP和Chla分别在0.05、0.10和0.05水平上呈显著增加趋势;(2)TN浓度在1990~1991年间和1994~1995年间发生了两次突变;TP浓度突变点发生在1987~1988年;Chla浓度历史变化存在三个阶段,1981~1989年为第一阶段,尚未产生突变阶段,第二阶段为1990~1996年,突变过渡阶段,第三阶段为1997~2008年,属于突变后的状态;(3)综合TN、TP和Chla浓度历史变化存在不同阶段,结合各因子的历史变化序列,太湖湖泊稳态转换突变点为1988年和1997年,并把太湖划分为三个阶段,第一阶段为1981~1987年, TP浓度为0.025mg/L,属于草藻共存,接近于清水稳态阶段;第二阶段为1988~1996年, TP浓度为0.086mg/L,属于藻草共存阶段;第三阶段为1997到2008年, TP浓度为0.103mg/L,属于藻型浊水稳态.研究结果表明Mann-Kendall法在湖泊稳态转换突变分析中具有一定的适用性.     

不同基质浓度下SBR进水方式对厌氧氨氧化的影响

采用厌氧SBR反应器,分别以配水培养和以实际晚期垃圾渗滤液培养的厌氧氨氧化菌为研究对象,考察了不同基质浓度下,SBR改进式连续进水方式与一次性进水方式对厌氧氨氧化工艺运行性能的影响.结果表明,当处理人工配水时,在中低进水浓度下(NO2--N￡400mg/L),与改进式连续进水方式相比,宜采用一次性进水方式运行;在高进水浓度下(NO2--N3400mg/L)改进式连续进水方式比一次性进水方式优势明显,特别是在5h改进式连续进水方式下,平均比污泥脱氮速率增加至39.11mgN/(gVSS·h),相比一次进水方式效率提高40%.当处理进水NO2--N浓度为(300±20)mg/L的实际晚期垃圾渗滤液时, 5h改进式连续进水的SBR比污泥脱氮速率最高.由于晚期渗滤液较配水成分复杂,使得厌氧氨氧化菌面临有机物和有害物质的影响,其厌氧氨氧化的反应速率低于同等基质浓度配水条件下的厌氧氨氧化反应速率.     

城市污泥堆肥用作草坪基质研究进展

针对城市污泥堆肥特点,阐述了国内外城市污泥堆肥用作草坪基质的研究现状。总结了污泥堆肥用于草坪生产存在的问题,并认为研究重点应放在污泥堆肥混合基质的组成、水肥管理技术、草种的筛选、规范堆肥生产和草坪质量综合评价标准及可能存在的环境问题等方面。另外,需要加大高新技术的投入促进产业化,以便为污泥堆肥用作草坪基质提供确实的理论指导和技术支持。     

3种人工湿地基质材料对氨氮的吸附特性

对陶粒、石英砂和砾石这3种人工湿地基质材料进行了氨氮（NH₄⁺-N）吸附特性研究.通过扫描电镜和BET比表面积分析仪对材料进行表征分析,发现陶粒表面相比石英砂和砾石更为粗糙,内部孔隙也较发达,陶粒（18.97 m²·g^-1）比表面积高于石英砂和砾石.在纯氨氮溶液和模拟污水厂出水一级B标准的混合溶液中,3种基质对NH₄⁺-N的吸附能力均表现为：陶粒>砾石>石英砂.陶粒对NH₄⁺-N的饱和吸附容量在混合溶液中最大（63.55 mg·g^-1）.陶粒对NH₄⁺-N的吸附过程符合伪二级动力学模型（在纯氨氮溶液中R²为0.99、在混合溶液中R²为0.98）.在纯氨氮溶液中运用Freundlich和Langmuir模型对等温吸附试验结果进行拟合,发现Freundlich模型（R²=0.93）描述陶粒的吸附特性比Langmuir模型更为精确（R²为0.93）,表明陶粒对NH₄⁺-N的吸附为多层吸附.综上所述,陶粒的吸附容量较强,在混合溶液中吸附容量较纯氨氮溶液增大了31%,适用于作为人工湿地基质填料.     

垂直流-水平潜流组合湿地对磺胺类抗生素的去除

利用垂直流串联水平潜流的组合人工湿地处理污水处理厂尾水,比较有植物和无植物组合湿地对磺胺类抗生素母体及N4乙酰代谢物的去除效果。结果表明:有植物组合湿地的去除效率为72.31%,高于无植物组合湿地的59.71%;不同种类湿地植物对磺胺类抗生素的吸收累积能力存在差异,美人蕉积累量最大,其次为风车草,花叶芦竹最低;植物各部位对磺胺类抗生素的积累为地下组织(根)大于地上组织(叶和茎);基质对磺胺类抗生素的吸附能力表现为有植物基质吸附量大于无植物基质,变化范围为0.34~1.59 ng/g dw,表明湿地植物的存在更有利于磺胺类抗生素的降解。垂直流-潜流组合湿地能较好地降解磺胺类抗生素,但其降解机理及植物在其中的作用有待进一步研究。