二价铜离子对川蔓藻(Ruppia maritima)的毒害作用研究

采用室内培养试验方法,研究了水体中二价铜离子(Cu2 )对耐盐沉水植物川蔓藻的毒害作用.试验针对叶绿素、可溶性蛋白和POD活性3项指标进行分析.结果表明,川蔓藻对低浓度铜离子的胁迫会产生一定的适应性,在Cu2 ≤1 mg·L-1的情况下对川蔓藻生长不会造成明显影响.Cu2 达到或超过5 mg·L-1就会使川蔓藻植株的生理生化指标出现明显变化,生长也会受到抑制.在试验条件下,铜离子浓度越高,植株受到的伤害越严重.     

滨海区黄花鸢尾的耐盐碱性及氮磷去除效果

为探究黄花鸢尾(Iris pseudoacorus)在滨海区的耐盐碱程度及对盐碱污染水体中氮磷的去除能力,采用水培实验,分析其幼苗在盐碱交互胁迫下的生长状况、生理响应及其对水体中氮磷的去除效果.结果表明,黄花鸢尾耐盐碱范围:p H值为7、8、9时,盐度分别低于9‰、6‰、3‰.在其耐盐碱范围内,植株的含水量和叶绿素含量与对照相差在5.0%以内,而Na+、Cl-与甜菜碱、可溶性糖含量随盐度和p H值的升高而增加,但增幅均低于130.0%.在低盐弱碱(p H 7、盐度为3‰、6‰与p H 8、盐度为3‰)条件下,黄花鸢尾幼苗相对生长速率比对照高0.6~6.1%,对水体中总氮、总磷的最大去除率分别为0.046mg/(g?d)、0.020mg/(g?d).在其耐盐碱范围外,Na+与脯氨酸含量与对照相比增幅高达14.0倍和91.4倍;黄花鸢尾生长受阻,对水体中氮磷的去除效果较差.因此,黄花鸢尾仅适用于滨海低盐弱碱水体的生态修复.     

滨海区芦苇和香蒲耐盐碱性及除氮磷效果对比研究

滨海河口区水体盐碱含量高,生态景观萧条,亟需筛选既能耐盐碱又能有效去除氮磷的植物.通过水培实验研究了盐碱胁迫下,芦苇、香蒲的耐受性及对水体中氮、磷的去除率.结果表明,芦苇至少能够耐受10‰的盐度和高达8.5的p H,香蒲能耐受的盐度为7.5‰、p H为8.0,结合生长、生理指标(叶片相对电导率、脯氨酸、叶绿素和根系活力)的变化,芦苇耐盐碱性强于香蒲;盐胁迫下,芦苇对氨氮去除率相对较高,由于香蒲生物量较高,对硝氮、总磷去除效果好,分别比芦苇高2.5%、7.3%,对总氮去除两者相当;碱胁迫下,芦苇耐碱性较强,对氨氮、总磷的去除效果较香蒲稍好,而香蒲对总氮的去除率比芦苇高8.2%.综上所述,芦苇、香蒲可作为修复滨海高盐碱水体生态景观的备选植物.     

川蔓藻对两种常见浮游藻类的化感作用

选取沉水植物川蔓藻与浮游藻类普通小球藻、铜绿微囊藻为研究对象,测定在川蔓藻共培养胁迫下2种藻单独存在和按1：1（V：V）混合情况下的光密度、叶绿素a、最大光化学量子产量、相对电子传递速率、可溶性糖、丙二醛以及超氧化物歧化酶活性的变化.结果表明：在川蔓藻存在的条件下,普通小球藻、铜绿微囊藻和二者混合藻的生长被快速强烈抑制,抑制率在第6d时达到最大值,分别为80.95%、94.18%和94.01%.3个处理组的光密度值、叶绿素a、可溶性糖及最大光化学量子产量等指标均低于对照组,且随时间呈明显的下降趋势,说明其光合能力逐渐减弱.而丙二醛和超氧化物歧化酶指标在0~6d却高于对照组,表明可能发生了浮游藻类膜质过氧化过程.     

嗜盐菌群对菲的降解及萘双加氧酶基因的表达规律

从胜利油田富集了一个能够降解多环芳烃的嗜盐菌群,通过克隆文库技术解析了菌群萘双加氧酶(ndo)基因的多样性.结果表明,该嗜盐菌群有6种ndo基因型,其中3种主要基因型(占总克隆子92.7%)与经典nah-like基因的相似度为89%.采用real-time RT-PCR等技术分析了不同盐度下菲降解过程中ndo基因的表达量、降解速率、生长曲线以及菲的生物可利用度,探索了菌群对菲的降解及ndo基因的表达规律.结果表明,当盐度由10%升高到20%,菌群完全降解100mg/L菲的时间从6d延长到9d,菌群生长的迟滞期由1d延长为3d.溶解菲的浓度在菌群生长过程中呈增加的趋势.Ndo基因的表达量在降解过程中呈先降低后随溶解菲浓度升高而升高的趋势,表明高浓度菲在初始阶段可能抑制ndo基因的表达.单因素方差分析(n=3, P>0.05)表明溶解菲浓度在10%和20%盐度下没有显著差异,表明一定范围的盐度不会影响菌群降解过程中菲的溶解度.菌群ndo基因的相对表达量在10%盐度下较在20%盐度下高,说明盐度对嗜盐菌群功能基因的表达具有抑制作用.     

镉胁迫对栾树幼苗不同组织部位转录组差异研究

随着重金属镉（Cd）污染日趋严重,找寻高效土壤Cd污染治理方法刻不容缓.以具有植物恢复潜力的栾树（Koelreuteria paniculata）作为研究对象,通过转录组学RNA-Seq测序研究不同浓度Cd胁迫后栾树地上部与根部基因表达与代谢通路的变化.转录组测序结果表明,共获得了65171条Unigenes,根中差异表达的基因显著多于茎叶,且下调表达的基因多于上调表达基因.GO富集结果表明,在Cd胁迫下细胞内核糖核蛋白复合物（Intracellular ribonucleoprotein complex）、核糖核蛋白复合物（Ribonucleoprotein complex）和大分子复合物（Macromolecular complex）是栾树根部差异表达基因主要富集部分.在地上部中,差异表达基因主要富集在膜内组分和膜部分.KEGG途径富集分析表明,在根部中核糖体（Ribosome）、吞噬体（Phagosome）和三羧酸循环（Citrate cycle(TCA cycle)）是主要的富集途径.在叶中,植物激素信号转导通路显著富集.转录因子鉴定结果显示共有10种转录因子家族的基因差异表达...     

黄河三角洲湿地盐生植物氮和磷的根际效应

通过比较黄河三角洲湿地三种盐生植物柽柳(Tamarix chinensisLour).、盐地碱蓬(Suaeda salsa Pall).和白茅(Imperata cylindrica Beauv.)的根际与非根际土壤中氮、磷的根际效应,分析了不同植物种类根际效应差异的原因。研究结果表明,三种盐生植物根际土壤总氮、速效氮以及有效磷的含量与非根际土壤相比均显著增加(p0.01),根际土壤的总磷含量也高于非根际土壤。柽柳植株对氮、盐地碱蓬植株对磷的富集作用最强,并表现出明显的根际累积效应,这一结果对于滨海湿地氮、磷污染截留的植物修复技术建立具有重要的指导意义。同时,造成不同植物种类的根际效应差别的原因不同,pH值是影响柽柳根际速效氮累积效应的主要原因,而盐地碱蓬根际有效磷累积主要受到根际微生物和盐度变化的共同影响。     

5种沉水植物的氮、磷吸收和水质净化能力比较

选取轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)等5种乡土沉水植物为研究对象,在室内静水条件下对其氮、磷吸收和水质净化能力进行比较研究.结果表明,不同沉水植物试验前后的含水率差异较小,变化范围为89.8%~92.0%,但净增生物量差异较大且均存在显著性差异,变化范围(干重计)为1.52~12.92 g·m-2,其中净增生物量最高的轮叶黑藻是最低的微齿眼子菜的8.5倍.不同沉水植物试验前后植株氮、磷含量变化范围分别为26.54~34.44 g·kg~(-1)和2.54~4.01g·kg~(-1),其中金鱼藻的植株氮、磷含量相对偏高.不同沉水植物处理的水质TN、TP去除率范围分别为63.8%~83.1%和49.2%~70.8%,均显著高于CK处理的39.9%和36.9%,去除率大小顺序均为:轮叶黑藻金鱼藻苦草穗状狐尾藻微齿眼子菜CK.不同沉水植物处理的水质TN、TP去除率与净增生物量存在较高相关性,相关性系数分别为0.994(P0.01)和0.996(P0.01).不同沉水植物氮、磷直接吸收贡献率范围分别为1.5%~13.3%和2.2%~13.2%,扣除水体自身自净能力后沉水植物的增效作用贡献率范围分别为22.5%~29.9%和10.1%~20.6%,表明水质净化氮、磷去除过程中沉水植物的增效作用要大于直接吸收作用.     

高效耐海水型厌氧氨氧化污泥的驯化

针对部分含海水废水生物脱氮效能较低的问题,研究了梯度盐度海水对淡水厌氧氨氧化污泥的驯化过程.考察了不同海水盐度对厌氧氨氧化反应动力学、厌氧氨氧化菌细胞形态和反应器中菌群变化的影响.结果表明,梯度盐度废水可以成功驯化淡水厌氧氨氧化污泥,通过145d的驯化,其总氮去除速率为2.80kgN/(m3·d).在海水盐度由0提高至10‰、20‰和30‰的过程中厌氧氨氧化反应速率经历了升高、降低、再升高的过程,其中,海水盐度20‰在淡水厌氧氨氧化污泥的驯化过程中是一个临界点.驯化后,厌氧氨氧化菌细胞结构更加不规则,并在细胞壁上出现了类菌毛状结构,经16S rDNA PCR扩增测序鉴定该优势厌氧氨氧化菌为“Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis”.驯化前后反应器中细菌菌群也发生改变.     

耐盐异养硝化菌qy18和中度嗜盐异养硝化菌gs2的脱氮特性与耐盐性研究

研究了两株异养硝化菌qy18和gs2的脱氮特性和耐盐范围。筛选出一株耐盐异养硝化菌qy18和一株中度嗜盐异养硝化菌gs2,通过形态观察、生理生化试验和16S rRNA序列分析,分别确定其为假单胞菌属(Pseudom onas)和盐单胞菌属(Halom onas)。在48 h内菌株qy18和菌株gs2的NH4-N去除率分别为98.51%和96.10%,TN去除率分别为83.57%和81.46%,COD去除率分别为54.13%和45.0%,两株菌可以同时利用有机碳源和NH4-N为底物进行硝化反应和同步脱氮。两株菌的最大NH4-N去除速率分别为5.79 mg/(L.h)和5.50 mg/(L.h),高于目前已报道的异养硝化菌的NH4-N去除速率。培养期间没有检测到NO3-N,NO2-N最大积累量分别为0.02 mg/L和3.79 mg/L,推测菌株qy18具有特殊的NH4-N代谢模式。两株菌适宜生长的盐度范围分别为0%~4%和2%~10%。同时发现了在盐度不断升高的过程中,NH4-N去除所受盐度的抑制要早于菌体生长所受盐度的抑制。     

一株嗜热嗜盐亚硝化单胞菌的氨氧化活性

作者从皮革废水中分离得到一种亚硝化单胞菌富集物,研究了其对高温高盐的适应性。测定了17～47℃和0.2%～6.2%盐度条件下的亚硝氮积累量,以及温度与盐度的交互作用对耗氧量的影响,并比较了该富集培养物与不耐盐不耐热的Nitrosomonas eutropha CZ-4在39℃的高盐皮革污水中的氨氧化效果。结果表明,本富集培养物种只有一种AOB,其16S rRNA基因序列与Nitrosomonas halophila的相似度为97.40%,故命名为N. halophila LFY-1。LFY-1最适于亚硝氮积累的温度和盐度分别为40.5℃和1.2%,亚硝氮积累的半数抑制温度和半数抑制盐度分别为45.9℃和3.3%;LFY-1最适于耗氧的温度和盐度分别为39℃和2.2%,耗氧的半数抑制温度和盐度分别高于45℃和4.2%,但高温高盐对耗氧量无交互作用;LFY-1在高温高盐皮革污水中的亚硝氮积累速率可以达到0.84 mg/(L·h),平均代时为15.5 h,均显著优于CZ-4。上述结果说明本富集培养物具有嗜热嗜盐且耐热耐盐的特性,具有在高温/高盐污水中的应用优势。     

不同光照和磷水平下两种沉水植物磷富集和钙磷含量的比较

沉水植物光合作用形成的微环境有利于水体中钙和磷形成CaCO₃-P共沉淀,将水体磷迁移到基质,避免植物腐烂后的二次污染.但沉水植物形成CaCO₃-P共沉淀的能力依赖植物种类和环境条件.本研究以菹草和粉绿狐尾藻为研究对象,设置无机添加磷质量浓度（0、0.2和2mg·L^-1）和光照强度[66 μmol·（m²·s）^-1和110 μmol·（m²·s）^-1]两个变量,测定其培养一周后植物相对生长速率、植株总磷、植株灰分磷和钙磷的含量,以比较不同植物富集水体磷的实际能力和植物腐败后对水体磷增加的影响.结果表明：①菹草在各种培养条件下的相对生长速率显著高于粉绿狐尾藻,在外源性磷质量浓度为2mg·L^-1和光照强度为66 μmol·（m²·s）^-1时,相对生长速率达到最大;②无机磷添加显著影响了两种植物的灰分总磷（菹草95.681%和粉绿狐尾藻85.432%）,2种沉水植物灰分磷中Ca-P含量最高值均出现在高磷水平;③菹草的干重磷在各种处理下都低于粉绿狐尾藻,但是灰分总磷和Ca-P在高磷水平大于粉绿狐尾藻.结果表明,菹草、粉绿狐尾藻在生长期间均能有效吸收磷,但2mg·L^-1质量浓度下菹草对水体磷的实际去除能力大于粉绿狐尾藻.     

嗜盐菌与高盐度废水生物处理研究进展

嗜盐菌指在高盐环境下生长的细菌,它主要生长在盐湖、盐场等浓缩海水中,以及腌鱼、盐兽皮等盐制品上。本文简要介绍了嗜盐菌的分类、形态特征和嗜盐机理。国内外学者采用了不同的工艺研究了高盐度废水生化处理的可行性,研究得出盐度对生物处理系统存在不同的影响,本文综述了盐度对生物处理系统有机物去除率和脱氮除磷效果的影响以及在污泥驯化过程中微生物相、优势菌种和污泥沉降性能的变化;总结了嗜盐菌在高盐度废水生物处理中的应用,为这方面的进一步研究提供参考。     

提盐速率对序批式生物反应器性能和微生物群落结构的影响

使用序批式生物反应器驯化耐盐活性污泥,探究提盐速率对污染物去除效果、活性污泥特性和微生物群落结构的影响.结果表明,快速提升盐度至30‰（30 d内提升盐度）,COD和NH₄⁺-N去除率均出现明显下降,由最初的85.5%和98.5%,分别降低至72.2%和81.7%;缓慢提升盐度至30‰（90 d内提升盐度）,COD和NH₄⁺-N去除率受盐度影响较小,表现出良好的去除性能.在缓慢提升盐度过程中,盐度为20‰,出水NO₂^--N升高至11.13 mg·L^-1,NO₃^--N降低为0.56 mg·L^-1,实现短程硝化;盐度为30‰,亚硝酸盐积累率约为90%,TN去除率升高至75%左右.随着盐度升高,胞外聚合物中多糖和蛋白质的含量不断增加,当盐度高于15‰时,多糖明显增加.高通量测序结果表明,经快速提盐和缓慢提盐驯化,微生物多样性明显下降,Shannon指数由8.06分别降为4.34和6.17.随着盐度增加,Micropruina、Denitromonas、TM7a和Marinicella表现出良好的耐盐特性.经快速提盐驯化后,Denitratisoma、Defluviimonas、Arenimonas和Denitromonas等反硝化菌的相对丰度明显减少.     

水翁对富营养化水体氮、磷去除效果及规律研究

研究了水翁对水体总氮、总磷的去除效果及规律，水翁对总氮、决磷的去除速率分别为75．54mg（N）／（kg.d）和13．38mg(P)/(kg.d），但在遮阴条件下去除速率分别只有30．56mg(N)/(kg.d)和3．37mg(P)/(kg.d），在5－11月（月平均气温在20℃以上），水翁对总氮、总磷的去除速率维持较高水平（73－85mg(N)/(kg.d)、7．1－8．8mg(P)/(kg.d），而在1－4月和12月（月平均气温在20℃以下）去除速率较（18－32mg(N)/(kg.d)、1．2－3mg(P)/(kg.d），研究了水体总氮浓度与去除速率之间的相关性，回归分析表明在试验的总氮浓度范围内（3．23－13．67mg／L）去除速率与总氮浓度呈正相关。     

盐度对化感物质青蒿素胁迫下铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光的影响

化感物质青蒿素已被证明具有良好的控制蓝藻水华的作用。为探究盐度存在情况下,青蒿素对铜绿微囊藻的胁迫作用是否受到影响,在0～15‰盐度条件下,测定青蒿素对铜绿微囊藻生长、叶绿素a含量以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明：铜绿微囊藻具有一定的适盐性,5‰的盐度可以促进铜绿微囊藻生长,但盐度>10‰则对藻产生显著抑制作用。加入化感物质青蒿素后,低盐度对藻的促进作用消失,盐度强化了青蒿素对铜绿微囊藻的抑制和对光合系统的破坏,具体体现在破坏铜绿微囊藻光合色素、光合作用结构,降低光合反应中心的活性,降低PSⅡ受体侧的电子传递能力等方面。研究成果中为青蒿素在微咸水中的应用提供参考。     

沉水植物矮慈姑对重污染底泥的耐受及其中主要污染物的去除

矮慈姑(Sagittaria pygmaea Miq)是常见的稻田杂草类沉水植物,但在水污染防治中较少被研究应用.本研究利用典型黑臭河道中厌氧还原态的底泥模拟构建污染水体,考察矮慈姑在其中的生长情况和主要污染物的变化.结果表明,矮慈姑及其根系对底泥具有非常强的耐受性,经过180 d的生长,其植株数量扩增了20倍以上,生物量(干重)达到(411.09±136.19)g·m~(-2),不但地上部分形成了对底泥密集覆盖的沉水植被层,而且地下部分在底泥中也形成了发达的根系.对矮慈姑根与茎叶生物量进行对比分析发现,矮慈姑的根冠比高达0.66±0.36,远高于其它沉水植物,表明矮慈姑的根可以抵御底泥中还原态物质的胁迫作用,从而发育出较庞大的根系.矮慈姑生长使得底泥中还原性物质浓度大幅下降,相较初始底泥,矮慈姑根系到达的底泥区域中典型还原物质亚铁(Fe(Ⅱ))和酸挥发性硫化物(AVS)分别下降了92.6%和96.3%.此外,矮慈姑生长也较好地阻控了底泥中氮、磷向上覆水释放,使得上覆水氮、磷维持在较低的浓度范围.上述研究结果首次发现,矮慈姑能够很好地耐受重污染水体中厌氧还原态的底泥并可对其中的主要污染物进行去除,在黑臭河道等重污染水体的生态修复中具有很大的应用潜力,可以作为沉水植被修复的先锋种,是值得进一步开发的野生水生植物资源.     

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.     

莫氏马尾藻(Sargassummcclurei)对氮和磷的吸收

采用单因子和正交实验方法,研究了温度、盐度和光照度对莫氏马尾藻(Sargassummcclurei)氮和磷吸收速率的影响。结果表明,温度、盐度和光照度对莫氏马尾藻氮吸收速率有显著影响(P0.05);莫氏马尾藻氮吸收最适温度范围在20~25℃,光照度为(60~140)mol/(m2s),盐度为20~30。温度和光照度对莫氏马尾藻磷的吸收速率有显著影响(P0.05),莫氏马尾藻对磷吸收最适温度范围30~35℃,光照度为(60~100)mol/(m2s)时;盐度对莫氏马尾藻磷吸收速率影响不显著(P0.05)。正交实验结果显示,影响莫氏马尾藻氮和磷吸收的主要因子为温度和光照度,在温度20~25℃、光照度100 mol/(m2s)和盐度30条件下,莫氏马尾藻氮和磷的吸收速率最大。结果说明通过控制栽培的深度来调节光照度,可有效地提高莫氏马尾藻对海水中氮和磷等营养盐的吸收速率。因此在亚热带海域大量栽培莫氏马尾藻能够有效地降低海水的富营养化程度。     

碱蓬对富营养化海水养殖水体中氮磷的去除研究

采用人工模拟试验的方法,通过设置5种浓度梯度的富营养化水体净化实验,比较研究了盐生植物碱蓬对不同程度富营养化海水养殖水体中氮、磷的净化效果和去除能力。结果显示,碱蓬在低富营养化水体中均可生长,在高营养化水体中需要一定的适应期适应后才可以良好生长;且碱蓬对水中的氮、磷均表现出良好的净化效果,浓度分别由初始的0.68~8.02 mg/L和0.00~3.12 mg/L降至0.37~2.36 mg/L和0.00~1.70 mg/L;对水体盐度的降低也有一定的作用,由初始的3.2%降至2.6%~2.9%;实验结果为利用盐生植物修复海水养殖富营养化水体的模式和机理的深入研究提供了科学依据。