太湖有色溶解有机质光谱吸收空间的分异特征

 利用模糊聚类的方法,分析了冬、夏季全太湖有色溶解有机质(CDOM)的吸收系数谱的时空演变特征.结果表明,就太湖CDOM 的组成而言,冬、夏2 季的CDOM 均可大致划分为2 类,夏季,一类位于太湖西部沿岸及北部湾区,另一类位于太湖东南部区域;冬季,其一位于太湖北部及北部湾区,其二位于太湖的南部.太湖北部区域入湖河道输送的有机物是造成该区域CDOM 的组成类型及浓度区别于太湖南部的主要因素.冬、夏2 季不同盛行风引发的风生流,是造成CDOM 在太湖呈现不同季节、不同空间分布的基本原因.在这2 季中,北部湾区的CDOM 的浓度均大于其南部区域,且南部CDOM 浓度的空间变化较北部平缓.冬季全太湖CDOM 组成的空间变化较夏季更为均匀.     

硬毛藻生长的最适磷含量及磷素吸收动力学特征

为探究绿潮优势藻—硬毛藻对水体中磷的吸收动力学特征及其最适生长含量,在荣成天鹅湖硬毛藻暴发区域采集新鲜硬毛藻,设置不同磷含量水平进行室内模拟试验,定期监测藻的生长状况、藻体及水体中磷的含量变化。结果表明,硬毛藻对磷的吸收过程符合米氏方程,0~6 h内的半饱和常数(Km)和最大吸收速率(Imax)分别为3.74μmol/L和1.43μmol/(g·h),在富营养化水平下表现出较高亲和力。硬毛藻在磷含量为6μmol/L处理中达到最大生物量,15μmol/L条件下藻体对磷的吸收速率最大,而在30μmol/L处理中藻体的相对生长速率及吸收速率均小于15μmol/L处理。结果说明,硬毛藻对水体中磷具有较高富集能力,且在水体磷含量为6μmol/L和15μmol/L时,硬毛藻表现出较高生长力和较强吸收能力,适宜对低磷水平污水的净化。     

混合藻藻类膜污水处理效果研究

在连续光照强度3 500 lux、室温条件下,以混合藻(蛋白核小球藻、水华鱼腥藻和鞘藻)为实验藻种,研究了其在3种载体(软性载体、半软性载体、弹性载体)上所形成的藻类膜污水处理效果。结果表明:藻类膜表面呈四通八达的网状结构,其厚度约为100μm;在连续6 d的水质监测中,软性载体形成的藻类膜对NH3-N、TP和COD去除率分别为82.88%、83.42%、94.44%;半软性载体形成的藻类膜对污水中NH3-N、TP、COD去除率分别为74.45%、71.85%、83.33%;立体弹性载体形成的藻类膜对污水中NH3-N、TP、COD去除率分别为79.83%、70.06%和88.89%。     

磷对云龙湖富营养化优势藻及混合藻生长的影响

氮磷等营养盐的增加和藻类的过度增殖是富营养化的主要标志。大多数湖泊水体富营养化受磷元素的制约。研究表明富营养化水体的不同藻类对磷含量的依赖性各不相同。通过研究在相同氮浓度,相同温度条件下,不同磷浓度对纯种小球藻和硅藻以及天然混合藻生长速度的影响,发现在氮浓度充足的情况下,磷含量高促进小球藻生长;对硅藻却没有明显的相关性;天然水体混合藻生长速度与磷浓度呈正相关。     

富营养化对两种海洋微藻吸收铜和镉的影响

采用室内模拟实验的方法,研究了不同氮、磷浓度下中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)吸收重金属Cu和Cd的变化情况。结果表明,10 h的吸收实验中,两种藻对Cu和Cd的吸收量随培养时间呈增长趋势。塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻对Cd的吸收速率都与藻生长速率表现出很好的相关性。N浓度的增加显著促进了两种藻对Cu和Cd的吸收。P浓度的增加促进了中肋骨条藻对Cu的吸收,中肋骨条藻对Cd的吸收受P影响不大。P对塔玛亚历山大藻吸收Cu和Cd的影响也不显著。此外,本研究还表明,当外界Cu浓度100 g/L,Cd浓度20 g/L时,两种藻对Cu和Cd的吸收量随介质中Cu和Cd浓度的升高呈直线增加趋势,说明本实验设置的低、高浓度重金属处理中,藻类的生理状态并未发生明显改变,实验结果准确可靠。     

杜氏盐藻对硫酸盐和镉的吸收及其相互关系

以对环境变化较为敏感的杜氏盐藻(Dunaliella tertiolecta)作为实验材料,研究了硫酸盐与镉的相互作用关系.结果表明,在两种 SO2-4水平(0.3mmnl·L-1,3mmol·L-1)条件下,相同浓度镉暴露时其总镉(TCd)含量基本相同,而 0.3mmol·L-1 SO2-4水平下,细胞内镉(ICd)的含量仅相当于3mmol·L-1 SO2-4 水平下的含量的40%左右,可能的机制是:在 SO2-4水平较高的情况下,细胞可以合成较高浓度的络合基团,从而使镉的生物可利用性和毒性大大增强;当镉暴露对杜氏盐藻的生长代谢产生抑制作用时,会诱导其对硫酸盐的吸收.因此,在进行水生生态系统的健康质量评价时,应当考虑S和Cd的相互作用.     

太湖水体介质吸收有效光合辐射能量的谱特征及其季节变化

针对2005年8月、11月及2006年2月,5月太湖31个采样点的水样,测定了其中黄质(chromophoric dissolved organic matier)和颗粒物的吸收系数.通过次氯酸钠漂白法及数值分离法,将颗粒物吸收系数分离为藻类颗粒物及非藻类颗粒物的吸收系数,并对2种结果进行了比较.同时分析了太湖水体介质吸收有效光合辐射能量的谱特征及其季节变化.结果表明,水体中的绝大部份光合有效辐射能量主要由黄质和非藻类颗粒物所获取,对夏季的400～473nm、秋季的400-461nm、冬季的400～476nm、春季的400～569nm的能量而言,黄质的吸收贡献大于非藻类颗粒物;而在其余波段中,非藻类颗粒物的吸收贡献相对较大.藻类颗粒物的吸收贡献谱在490nm、676nm左右处存在2个主峰区,620nm左右处存在一次峰区,且该次峰在夏、秋季尤为明显,春季次之,冬季最小.藻类的吸收贡献也呈现出较为明显的季节特征,夏季吸收贡献最大达到22.1%,平均为16.4%;秋季最大为18.4%,平均为13.1%;春季最大为15.1%,平均为9.7%;冬季最大为10.1%,平均为6.8%.由于太湖颗粒物的吸收系数主要由非藻类颗粒物决定,因而用次氯酸钠漂白法从中提取藻类颗粒物的吸收系数会造成较大的误差,而改进的数值分离法在此基础上有了一定的提高.     

吸收CO2新型混合化学吸收剂的研究

以吸收剂吸收速率和再生程度为指标,在小型实验装置台上研究了3种混合吸收剂不同配比的吸收和再生特性,以确定其吸收剂主体和添加剂的合适配比.结果表明,在甲基二乙醇胺(MDEA)中添加哌嗪(PZ),当混合吸收液CO2负荷为0.2 mol·mol-1时,MDEA∶PZ=1∶0.4(m∶m)混合液CO2吸收速率比MDEA∶PZ=1∶0.2(m∶m)混合液提高了约70%.再生40 min,PZ 相对浓度为0的吸收液再生程度为91.04%,PZ相对浓度为0.2、0.4和0.8时,混合吸收液的再生程度分别降低为83.06%、77.77%和76.67%.综合比较,MDEA∶PZ=1∶0.4(m∶m)是该混合吸收液合适的配比,吸收速率和再生特性都有较好改善.在10%一级胺中添加2%三级胺既能保持高吸收效率,又能略微降低再生能耗.在10%二乙醇胺(DEA)中加入2%2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP),混合液表现出DEA/AMP混合吸收剂中较好的吸收和再生特性.3种配方中,在一级胺中添加少量三级胺吸收速率最高,二级胺和少量空间位阻胺混合吸收剂的再生性能最好.而综合吸收和再生2个指标,三级胺和中量活化剂的混合液有优势.     

Cd胁迫对受驯杜氏盐藻生长影响的研究

研究了经低浓度Zn和Cd驯化的杜氏盐藻(Dunaliella tertiolecta)在不同浓度Cd胁迫条件下的生长状况,并通过微分脉冲极谱法测定了微藻细胞的Cd吸收量.结果表明经Zn驯化的杜氏盐藻生长力和耐受力要强于Cd驯化藻,二者的半抑制浓度(IC50)分别为29和 26 μmol/L;最大比生长率都出现在低浓度Cd胁迫组,分别为0.36和0.24.暴露实验结束后,各个浓度组收获藻细胞干重在13.46～51.90和9.90～54.33 mg/L,藻细胞的Cd吸收量则分别在20.17～144.58和93.67～180.64 μg /109 cells.Cd驯化杜氏藻相对更易吸收富集重金属,且金属Cd一旦进入细胞体就很难代谢去除.两种金属驯化藻体内的Cd吸收量与收获的生物量干重具有一定的线性关系.     

灵菌红素对有害藻类的除藻活性研究

研究了沙雷氏菌的天然产物灵菌红素对引起海洋赤潮和淡水水华的有害藻类的除藻活性和光解性质.结果表明,5.0μg/mL灵菌红素能够在24h内将新月菱形藻、中肋骨条藻、水华鱼腥藻和微小平列藻培养液中的藻类全部杀死,除藻活性高达100%.5.0μg/mL灵菌红素在30000lx光强下36h完全分解,不会给自然环境带来二次污染.     

固定化藻类的生理特征和对染料的脱色能力研究

利用海藻酸钙对蛋白核小球藻进行了固定,比较了固定化藻和悬浮态藻的生长和生理特征,优化了固定条件,利用扫描电子显微镜对藻的形态及其在固定化载体中的分布进行了观察,并对其降解染料能力进行了初步研究.固定化提高了藻的生长和合成代谢活性.选择藻珠粒径为2.5mm,藻初始密度为200×104cell/mL,通入含2%CO2的空气为最佳条件.没通CO2气体的藻在载体中的分裂生长受到限制,藻细胞个体增大,藻在载体中分布不均;通入CO2气体的藻生长和代谢均大大提高,且个体大小恢复正常,藻在载体中分布均匀,对固定化藻降解染料的初步研究表明,固定化藻比悬浮态藻对染料有更佳的降解脱色能力,而通入CO2气体更有利于提高对染料的脱色率.     

潮白河北京段着生藻类群落结构及其优势种生态位特征

为明确北京市潮白河流域浮游植物群落变化特征,于2021年5月和9月对潮白河17个样点的着生藻类进行调查。应用着生藻类种类数和细胞密度对群落结构进行分析,计算优势种的优势度指数（Y） 、优势种更替率（R）,运用生态位宽度（B_i）、生态位重叠指数（O_ik）、总体相关性分析优势种的生态位特征。结果表明：2次调查共鉴定着生藻类109种,隶属4门41属,着生藻类优势种（Y>0.2）共8种,优势种的生态位宽度为0.140 6~0.420 9,优势种的生态位重叠指数为0.055 1~0.897 1,总体关联性测度结果均为显著正关联,优势种受季节更替的影响较大,优势种间对资源的利用共性较小,着生藻类群落结构趋于稳定,整体朝正向演替发展。研究表明,着生藻类作为一项生物指标对环境条件的变动能够进行较为敏感的响应,基于着生藻类优势种生态位特征,能够对着生藻类群落结构及其演替特征进行描述。

     

Effect of monotoxicity and mixtoxicity of nitroaromatics to the green algae, Scienedesmus obliquus

In general, many pollutants co-exist in natural aquatic ecosystems. They affect each other and occur different results, such as synergism, addition and antagonism. So the research at mixtoxicity of contaminants to aquatic organism is more important than monotoxicity. In this paper, 50％ effectual inhibition concentration 48h EC50 values of 6 kinds of nitroaromatic compounds to the green algae, Scenedesmus obliquus, were investigated. Mixtoxic experiments, in which any combination of 2,4-DNT and other 6kinds of compounds, indicate: (1) synergisms between 2,4-DNT and 4-NAn, as well as 4-NAnis, 1,4-DNB; (2) antagonisms between 2,4-DNT and 4-NT, as well as 4-NPh, 4-NCB.     

Growth characteristics of algae during early stages of phytoplankton bloom in Lake Taihu, China

Three treatments, sediment plus lake water (S+W), sterilized sediment plus lake water (SS+W), and sediment plus filtered lake water (S+FW), were recruited to investigate the growth characteristics of algae during pre-bloom and the importance of algal inocula in the water column and sediment. The results showed that in the water column, biomass of all algae increased in all treatments when recruitment was initiated, whereas this tendency differed among treatments with further increment of temperature. The process of algal growth consisted of two stages: Stage I, the onset of recruitment and Stage II, the subsequent growth of algae. Compared with S+W, in Stage I, SS+W significantly increased the biomass of cyanophytes by 178.70%, and decreased the biomass of non-cyanophytes by 43.40%; In Stage II, SS+W notably stimulated the growth of all algae, thus incurring the occurrence of phytoplankton bloom. Further analyses revealed that both metabolic activity and photochemical activity of algae were enhanced in SS+W, which resulted from the releasing of nutrients from sediment. These results suggest that algal growth in Stage II and algal inocula in the water column can be important factors for the formation of phytoplankton bloom. In addition, possible mechanisms promoting algal recruitment and subsequent growth of algae were explored.     

三峡库区优势藻类聚集参数与水华状态函数

在三峡库区最大次级河流嘉陵江现场采集水样,并进行藻类生长试验,探讨了藻类在氮磷比、光照强度和流速条件下的聚集行为.在不同TN/TP和光照强度的静水表层中主要藻类为蓝、绿藻.优势种为蓝藻门的水华微囊藻,总体上蓝藻的聚集参数θ大于绿藻;在流速大于0.03m·s-1的动态水体中蓝绿藻聚集参数迅速下降,优势藻类不再明显.对水质的生态学评价结果表明,水华微囊藻聚集参数θ与生物多样性指数d拟合的可决系数R2在0.81以上,反映出优势藻聚集能力与水体环境质量的反比关系.作为水质污染和营养水平评价依据的指数d不能直接表征水华污染状态,因此.在参数θ的基础上构建了描述水华污染状态的函数G,将函数G应用于对实验结果和实际流域水华污染的评价,结果表明,水华状态函数G确实能有效和半定量刻划水华污染程度.     

昆明湖水体悬浮颗粒物与有色可溶性有机物光谱吸收特性研究

基于2011年9月23日在北京颐和园昆明湖测量的10个采样点的水体各组分吸收系数光谱,分析了秋季昆明湖悬浮颗粒物、非藻类颗粒物、藻类颗粒物及有色可溶性有机物(CDOM)的光谱吸收特性.结果表明,水体总吸收当中,藻类颗粒物贡献率最大,CDOM次之,非藻类颗粒物贡献率最低,这表明藻类颗粒物是秋季昆明湖水体中最主要的水体组分.秋季昆明湖南部藻类颗粒物吸收系数与叶绿素a浓度均大于北部,这可能是因为昆明湖水由北侧流入从南侧流出,且北京秋季盛行北风导致的.未发现CDOM与叶绿素a浓度间具有显著的相关关系,可能与藻类空间分布不均匀、并且受CDOM外源影响有关系.     

河口水及藻类对三丁基锡的降解作用

研究了海河河口水在不同条件下对三丁基锡（TBT）的降解作用。不同条件下TBT的降解半衰期为5.7天～84.5天。提高温度、光照和加入营养盐和腐殖酸均加快TBT的降解,说明TBT的降解与生物作用有关。为此,进一步研究了两种藻——淡水斜生栅藻（_{Scenedesmusobliquus}）和生于河口地区的扁藻（_{Platymonassp．}）及藻液中细菌群落对TBT的降解作用。结果表明,光降解是微乎其微的。细菌群落对TBT有一定的降解作用,栅藻、扁藻中的细菌群落对TBT降解半衰期分别为54.3天和20.2天。藻类对TBT的降解速度比细菌快很多,是TBT降解的主要因素,栅藻、扁藻对TBT降解半衰期分别为5.2天和1.7天。     

高效复合菌群JHD降解苯酚的特性及其动力学研究

为了获得能降解苯酚的高效微生物菌群,研究了不同条件(温度、pH、接种量、振荡速率及初始苯酚浓度等)对复合菌群JHD降酚性能的影响.结果表明,32℃、pH=7.0、接种量为10%和振荡速率为150 r·min-1,初始苯酚浓度为1000 mg·L-1时降解苯酚16 h,降酚率高达99.97%,残余苯酚浓度低于0.28 mg-L-1,远低于国家一级排放标准.采用Andrews方程对复合菌群JHD降解苯酚的过程进行拟合,其动力学参数为qmax=0.41 h-1,K=55.44 mg·L-1,Ki=970.06 mg·L-1,复合菌群JHD降解苯酚的最佳初始苯酚浓度为231.90 mg·L-1,实验数据与该动力学方程拟合较好.     

典型藻类生物质燃烧PM2.5的排放特性及机制

为探究典型藻类生物质燃烧过程中微细颗粒物PM_(2.5)的排放特性及机制,采用一维管式炉对藻类生物质小球藻、条浒苔和马尾藻在不同燃烧温度下的PM_(2.5)排放浓度进行实验研究.结果表明,PM_(2.5)的排放特性随藻种而异且与燃烧温度密切相关.小球藻的PM_(2.5)排放浓度随燃烧温度的升高而降低,600℃时的峰值浓度为138.667 mg·m~(-3).与之不同的是,条浒苔和马尾藻的PM_(2.5)排放浓度在单峰时随温度的升高而降低,双峰时随着温度的升高而升高,600℃时峰值最高分别为24.733 mg·m~(-3)和3.757 mg·m~(-3),当温度从700℃升至900℃时3藻种的峰值时间提前,然而,小球藻峰值降低,条浒苔和马尾藻峰值均增加.在此基础上,对PM_(2.5)的产量进行了分析,并根据各自的排放特性对其排放机制进行了分析.研究认为,高含量挥发分及碳氢化合物可能是小球藻微细颗粒物形成的主要来源.在高温状态下,条浒苔和马尾藻由于挥发分的快速释放和焦炭颗粒的膨胀导致孔隙扩张.