不同氮源对利玛原甲藻(Prorocentrum lima)生长和产毒的影响

采用单因子实验,设置4个浓度梯度:12μmol·L-1、25μmol·L-1、50μmol·L-1和lOOp.mol·L-1,研究了NaNO3、NH4Cl和尿素对利玛原甲藻(Prorocentrum lima)的生长、硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)活性以及腹泻性贝毒(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)产生的影响.对比分析了利玛原甲藻对3种不同氮源的利用特征.结果发现,以NaNO3、NH4Cl和尿素分别作为氮源时,利玛原甲藻最大生长速率(μmax)相差不大;NaNO3组和尿素组之间最大生物量(X)和硝酸还原酶活性也相近;NH4Cl组最大生物量(X)和硝酸还原酶活性明显低于NaNO3组和尿素组.平台期NaNO3组单位藻细胞OA含量明显高于NH4Cl组和尿素组,NH4Cl组和尿素组之间无显著性差异.这些结果表明,利玛原甲藻可以利用无机氮(NaNO3、NH4Cl)和有机氮盐尿素,利玛原甲藻中可能存在尿素酶;NaNO3和尿素比NH4Cl可能更有利于维持利玛原甲藻的生长;利玛原甲藻毒素的合成与营养盐的形态有关,其中NaNO3最有利于毒素的合成.     

光照对东海典型赤潮藻生长及硝酸还原酶活性的影响

选用东海赤潮高发区两种典型赤潮藻种:东海原甲藻和中肋骨条藻,采用实验室一次性培养,参照东海海水的实际光照,研究了不同自然光强对两种赤潮藻生长及硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明在30～60 W.m-2光照范围内,东海原甲藻和中肋骨条藻均能正常生长,生长曲线皆为S型;而光强为9 W.m-2和0 W.m-2时,东海原甲藻和中肋骨条藻几乎无法生长.在实验设定的0～60 W.m-2范围内,两种藻的硝酸还原酶活性最大值NRAmax、最大生长速率μmax和终止生物量Bf随光照的变化趋势一致,说明光的强弱通过影响细胞硝酸还原酶活性大小间接影响藻类的生长.中肋骨条藻的最大生长速率及单位体积的NRAmax在数值上均远大于东海原甲藻,表明相对于东海原甲藻而言,中肋骨条藻能更好地利用硝酸盐.     

尿素对中国近海3种典型赤潮藻生长的影响

采用实验室一次性培养的方法,研究了尿素对中国近海3种赤潮藻---球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响.结果表明,这3种赤潮藻均能利用有机氮源尿素生长,且表现出明显的浓度效应:当尿素浓度介于0~8.82μmol.L-1(以N计,下同)时,3种赤潮藻的比生长速率均较低,细胞密度也较低,与对照组相比无显著差异;当尿素浓度大于8.82μmol.L-1时,这3种赤潮藻表现出明显的生长效应.然而,3种赤潮藻适宜生长的尿素浓度并不一致,当尿素浓度分别为882、8820和8820μmol.L-1时,球形棕囊藻、锥状斯氏藻和中肋骨条藻分别达到最大比生长率0.76、0.54和0.66d-1.将3种赤潮藻在不同尿素浓度下的最大比生长速率用Monod方程拟合,得出球形棕囊藻、锥状斯氏藻和中肋骨条藻在以尿素为唯一氮源条件下的最大比生长速率和半饱和常数分别为0.73、0.47、0.63d-1和12.36、21.83和20.34μmo.lL-1.由此可见,这3种藻能够利用有机氮源尿素,无疑扩展了其氮营养来源,在无机氮源缺乏时,具有竞争优势.相比较而言,球形棕囊藻对尿素的亲和力最高,在低浓度尿素条件下,球形棕囊藻具有较高的竞争力.     

氮源对三角褐指藻、盐藻和米氏凯伦藻生长和种间竞争的影响

以3种常见海洋微藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、杜氏盐藻(Dunaliella salina)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)为实验材料,采用室内单种培养和混合培养方法,研究了不同氮源对3种微藻生长和种间竞争的影响。结果表明,单种培养时,三角褐指藻在尿素组中的最终细胞数量最大,且尿素组中的平均比生长速率达到0.63/d,是所有处理组中最高的;盐藻和米氏凯伦藻都是在Na NO3组和尿素组中的最终细胞数量较大,两个处理组之间差异不显著,且这两个处理组的平均比生长速率都显著高于NH4Cl组。混合培养时,三角褐指藻在Na NO3组和尿素组中的最终细胞数量较大,分别占总细胞数量的62%和65%,在这两个处理组中的平均比生长速率都显著高于NH4Cl组;盐藻在NH4Cl组中的最终细胞数量最大,占总细胞数量的58%,且在此处理组中的平均比生长速率显著高于Na NO3组和尿素组;米氏凯伦藻在3种氮源条件下的生长都受到抑制,NH4Cl组中的最终细胞数量最低,占总细胞数量的1%,而平均比生长速率只有0.058/d,在所有处理组中最低。     

海洋微藻对游离氨基酸的利用特性研究

分别以4种游离氨基酸——丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸为唯一氮源,采用实验室一次性培养的方法,研究典型赤潮藻——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、球形棕囊藻(Phaeoecystis globosa)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)及常见种类中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生长特性、光合特征及对氨基酸的吸收动力学特征,以无机氮源硝氮、氨氮作为对照.研究结果表明,在无菌条件下,东海原甲藻和球形棕囊藻可以利用多种游离氨基酸快速生长,而米氏凯伦藻和中肋骨条藻在以游离氨基酸为唯一氮源条件下不能维持生长.东海原甲藻和球形棕囊藻在丙氨酸中的生长速率最高,天冬氨酸和谷氨酸次之,甘氨酸最低.氨基酸处理组的Fv/Fm值在培养后期降幅小、降速慢,且高于无机氮处理组.东海原甲藻和球形棕囊藻对丙氨酸的最大吸收速率和半饱和常数分别为3.32、0.41pmol·cell-1·h-1和6.99和20.54pmol·L-1.因此,海洋微藻对游离氨基酸的吸收利用具有显著的种间差异,东海原甲藻和球形棕囊藻具有更广的氮营养生态位,在近海有机污染不断加剧的背景下,更容易形成优势甚至暴发赤潮.     

3种微量元素对小球藻和小环藻生长的影响

为研究3种微量元素(Fe、Co、Mo)对小球藻(Chlorella vulgaris)和小环藻(Cyclotella sp.)生长的影响,采用均匀设计的方法,在温度为25℃,光照强度为2 800 lx,光暗比为14 h∶10 h的条件下进行分组实验,测量不同实验组的藻细胞密度、平均生长速率和叶绿素a含量。结果表明:3种微量元素对小球藻和小环藻的各生长指标影响程度均不相同,其中Fe的影响最大。铁、钴和钼对小球藻的最大细胞密度和平均生长速率的影响顺序均为:FeCoMo,对小球藻的最大叶绿素a含量的影响顺序为:FeMoCo;对小环藻的最大细胞密度和平均生长速率的影响顺序均为:FeMoCo,对小环藻的最大叶绿素a含量的影响顺序为:FeCoMo。利用二次多项式逐步回归分析,得到3种微量元素与小球藻和小环藻的最大藻细胞密度、平均生长速率和最大叶绿素a含量间的显著有效且拟合度较高的二次回归方程,可用于估计特定条件下2种藻类的增殖。     

不同初始氮浓度对小球藻生长及氮吸收的影响

将小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始NO3--N浓度的培养基中进行培养,通过分析测定藻密度、细胞内氮、叶绿素-a和硝酸还原酶活性(NRA)等参数,探讨不同初始氮浓度对小球藻生长代谢的影响。结果显示:添加氮源可以明显促进小球藻的生长,且随着氮源浓度的提高促生长作用增强,但高浓度的氮在生长后期抑制了藻的生长。Monod方程揭示了藻的生长与水中氮浓度之间的关系,9.2 mg/L组的最大比生长率(μmax)在3个处理组中最大,然后依次是27.7 mg/L和4.6 mg/L组。半饱和常数(Ks)呈现4.6 mg/L27.7 mg/L9.2 mg/L组的趋势。小球藻细胞内氮与叶绿素-a的增长曲线基本吻合,细胞内份额氮与叶绿素-a的增长不同步。小球藻生长过程中NRA呈现先升高之后逐渐降低的趋势,9.2 mg/L和27.7 mg/L组NRA相近,表明NRA可能存在一定阈值。     

光照强度和盐度对塔玛亚历山大藻生长的影响

采用一次性培养方法,在3个光照强度(3 000 lx、6 000 lx、12 000 lx)和7个盐度(10、15、20、25、30、35、40)下,研究了光照强度和盐度对塔玛亚历山大藻生长的影响。结果表明:光照强度对塔玛亚历山大藻的生长有显著性影响(p 0.05),盐度对塔玛亚历山大藻的生长有极显著性影响(p 0.01),光照强度和盐度的交互作用无显著影响(p 0.05)。无论在哪一种盐度条件下,在3 000 lx、6 000 lx和12 000 lx 3种光照强度中,均以 6 000 lx时塔玛亚历山大藻的藻细胞密度值最大,生长情况最好。而无论在哪种光照条件下,7个盐度梯度中,均以盐度为30时藻细胞的密度值最大,生长状况最佳。即最适宜塔玛亚历山大藻生长的光照强度为6 000 lx,盐度为30,此条件下藻细胞达到最大密度值为 65.93104 /mL,最大生长速率为0.3679,平均生长速率为 0.1553 。     

磷限制条件下单胞藻胞内磷储量差异机理研究

不同微藻细胞内磷含量的差异,在有害藻华的形成及优势种演替过程中具有重要作用,但对于不同微藻细胞内磷含量的差异的原因仍缺乏了解. 本文采用磷限制培养试验考察了4株典型海洋藻华单胞藻〔三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、多列拟菱形藻(Pseudo-nitzschia multiseries)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)〕的细胞内磷含量随时间的变化,并利用Droop模型计算了微藻的最大比生长速率(μ_max)与细胞内磷的最小配额(Q_min),分析了Q_min与藻类性状的响应关系. 结果表明:①4种海洋微藻的细胞内磷含量随时间呈先增后减的趋势,并且细胞内磷含量变化的响应时间和响应程度存在种间差异;②4种海洋微藻的Q_min存在差异,其范围为0.71～1.68 μg/g,4种海洋微藻的比生长速率(μ)与其细胞内磷含量(Q)呈正相关;③Q_min与细胞体积呈显著正相关,Q_min与μ_max可能存在一定的相关关系,即μ_max较大的微藻其Q_min较小. 研究显示,与藻体积、μ_max相比,门水平上的差异可能对Q_min影响较小,而Q_min的较大差异可能是藻类对磷具有不同竞争能力的表现,因而在有害藻华形成过程中出现不同微藻优势种演替的现象.      

海洋底栖甲藻——利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对三种赤潮藻的化感作用

为明确利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对其它生物可能存在的化感作用,考察了利玛原甲藻培养物、无藻细胞滤液以及腹泻性贝类毒素(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)租提物对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chauondla marina)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)3种赤潮藻生长的影响.结果显示,共培养时利玛原甲藻对其它3种赤潮藻的生长有不同程度的抑制作用,其生长也受到3种赤潮藻的影响;无藻细胞滤液对东海原甲藻和海洋卡盾藻有抑制作用,其中对东海原甲藻的抑制作用更明显.但对塔玛亚历山大藻的影响不大;比较而言,DSP粗提物对3种藻的影响最为明显,甚至可完全抑制海洋卡盾藻的生长.这些结果提示.利玛原甲藻与赤潮藻间存在交互抑制作用,可能会通过分泌化感物质、细胞间接触抑制等途径抑制其它藻的生长;利玛原甲藻具有一定的化感作用,但DSP毒索并非利玛原甲藻发挥化感效应的主要原因.     

反硝化菌株DA-1的脱氮研究

菌株DA-1被发现能在好氧和厌氧环境中将硝酸盐转化为气态氮。在以NO3-为唯一氮源的条件下研究了碳源、C/N和pH值对菌株DA-1好氧和厌氧反硝化脱氮的影响。结果表明:同等条件下,48 h内菌株DA-1的厌氧脱氮效率高于好氧脱氮率;菌株DA-1能在好氧和厌氧条件下利用乙酸、柠檬酸以及葡萄糖进行细胞增殖和反硝化。在厌氧条件下,三者作为碳源时的反硝化效率分别为(34.04±0.15)%、(22.72±0.32)%和(11.32±0.06)%,均低于好氧条件下的(25.38±0.14)%、(17.52±0.11)%和(8.06±0.01)%。2种条件下均是乙酸为碳源时反硝化效率最高。而丁二酸仅能在厌氧环境中作为电子供体参与反硝化反应。C/N越高越有利于菌株DA-1的厌氧反硝化,当C/N为10时,反硝化效率最高为(35.06±0.19)%。而在好氧条件下,菌株反硝化效率随着C/N的升高,先升高再降低,当C/N为8时,反硝化效率最高;好氧和厌氧脱氮的最适pH值为7.0。体系偏酸或者偏碱都会造成菌株DA-1脱氮效率的降低并出现亚硝酸盐累积。厌氧环境中pH=5.0时累积的亚硝酸盐浓度高达(8.95±2.05)mg/mL。     

硫氮比对废水脱氮与沼气脱硫耦联功能茵的影响

从废水脱氮与沼气脱硫耦联反应器中分离到了2株同步脱氮除硫功能菌--荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa).在pH 7.0,温度30℃,无供氧,培养时间2 d的条件下进行了2株功能菌纯培养的同步脱氮除硫效果试验,研究了不同硫氮比对同步脱...     

赤潮异弯藻对有机氮的利用能力

在实验室条件下,研究了赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)对不同溶解性有机氮(DON)的响应,以揭示赤潮异弯藻种群增殖和赤潮发生的环境背景。结果表明,赤潮异弯藻可以利用多种DON,不同N源下生长优劣程度分别为苏氨酸尿素丙氨酸谷氨酸 NO3-甘氨酸。在苏氨酸、尿素、丙氨酸、谷氨酸组的最大细胞数量和最大比生长率甚至明显高于无机营养盐组(NO3-),最大细胞数量为无机营养盐组的125%~253%,但赤潮异弯藻不能有效利用丝氨酸和尿酸两种N源。赤潮异弯藻不能耐受营养盐缺乏条件,在N或P缺乏以及N、P同时缺乏的条件下,无法生长。研究结果说明,赤潮异弯藻对DON具有较强的利用能力,可使之在激烈的种群竞争中占据优势,而近岸海域的富营养化及有机污染为其赤潮的发生提供了物质基础。     

1980~2010年浙江某典型河流硝态氮通量对净人类活动氮输入的动态响应

以浙江某典型流域为研究对象,基于1980～2010年的水质水量和氮源数据及LOADEST模型,估算了逐年河流NO-3-N通量和净人类活动氮输入(NANI),分析了河流NO-3-N通量和NANI的年际演化特征及其动态响应关系,探讨了每年NANI、滞留氮库、自然背景源对河流NO-3-N通量的贡献.结果表明,1980～2010年,河流NO-3-N通量和NANI总体上都呈现出先增后减的抛物线型变化趋势,均在1998年左右分别达到峰值5.74 kg·(hm2·a)-1和77.5 kg·(hm2·a)-1;过去31 a,河流NO-3-N通量和NANI分别净增加了～42%和～77%.化肥氮和大气氮沉降是NANI的主要来源,分别占了NANI的～48%和～40%.河流NO-3-N通量的年际变化不仅与NAIN(R2=0.27**)和化肥氮输入量(R2=0.32**)显著相关,而且与河流年均流量(R2=0.79**)或降雨量(R2=0.63**)具有更强的相关性,意味着河流NO-3-N的来源除了当年的NAIN,还受滞留氮库的影响.所建立的以NANI和流量为自变量的回归模型能很好地模拟河流NO-3-N通量变化(R2=0.94**).该模型预测结果显示,在NANI和流量分别降低30%的情况下,河流年均NO-3-N通量将分别减少～21%和～30%;每年的NANI、滞留氮库、自然背景源对河流当年NO-3-N通量的贡献率分别为～53%、～24%、～23%.河流NO-3-N通量长期的年际变化是NANI和水文要素共同作用的结果;但是,由于滞留氮库的影响,与源控制方式相比,增加"汇"景观应该能更加快速地削减河流NO-3-N通量.     

饮用水生物处理小试工艺中NH＋４-N的非硝化去除途径分析

通过计算N和DO的质量平衡,研究饮用水生物处理小试工艺中是否存在NH4 -N的非硝化去除途径,并探讨其可能机制.结果表明,当生物流化床和生物滤池进水NH4 -N浓度大于2 mg/L时,前者进水的NH4 -N、NO2--N和NO3--N之和比出水高出0.91 mg/L,后者理论上消耗的DO比实际多约2.90 mg/L,说明这2种工艺中均有氮亏损现象发生,一部分NH4 -N通过与DO无关的非硝化作用被去除.对非硝化去除途径的分析表明,因为反应器对磷元素和有机物的利用不随氮亏损发生变化,可以排除掉同化作用和反硝化作用;因为反应器进水低碳高氮的特性NO2--N的积累与发生氮亏损的废水生物处理系统相似,据此提出在生物膜缺氧内部发生、通过短程硝化和厌氧氨氧化的偶联(或OLAND反应)将NH4 -N和NO2--N同时转变为N2脱除的自养脱氮是饮用水生物处理中氮亏损的可能途径.     

山林地表慢渗系统处理农村生活污水厂尾水研究

利用山区污水处理厂周边森林植被构建慢速渗滤污水处理系统,用来处理山区农村生活污水厂尾水。结果表明,慢渗系统能够深度净化污水尾水,对COD_(Cr)、NH_3-N、NO_3-N、TN、TP的平均去除率分别为23.8%、40.2%、14.3%、11.3%和23.6%。并且土层越深,COD_(Cr)、TN、TP浓度越低,相应的去除率越高,而NO_3-N、TN去除率则呈降低趋势;山体坡度越大,COD_(Cr)、氨氮浓度有升高趋势,硝态氮、TN、TP有降低趋势;而坡长越大,COD_(Cr)、NH_3-N、NO_3-N、TN浓度有降低趋势,TP有升高趋势。此外,植被类型对水样化学性质有一定影响,竹林更利于COD_(Cr)、NH_3-N、TP浓度的降低,针阔混交林更利于NO_3-N、TN浓度的降低。     

珠江河口地区农田水体N、P污染研究

以张松村和万顷沙十五涌的农田水渠为研究对象,根据水系分布情况设置采样点,分析N﹑P在渠系中的时空变化规律.结果表明,农田水渠水体N、P平均浓度高于附近河涌及珠江河道.两个研究区中TN、NH4+-N浓度沿着排水水流方向总体上有逐渐减小的趋势,而NO3--N浓度逐渐增大.万顷沙十五涌农田水渠TP沿着排水水流方向逐渐减小,而张松村的变化无明显规律. Spearman相关分析结果显示,张松村农田水渠TN与NH4+-N、TP、CODcr呈显著性正相关;NH4+-N与NO3--N呈负相关;万顷沙十五涌农田水渠TN与NH4+-N、TP、NO3--N和CODcr呈显著性正相关.该研究可为珠江河口地区水环境保护和农业面源污染治理提供参考依据.     

Effect of long-term fertilization on soil nitrate distribution

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｆｏｒａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ,ｂｕｔｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｙａｐｐｌｙｉｎｇｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｃｏｕｌｄｒｅｓｕｌｔｉｎｓｅｒｉｅｓｏｆｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｃｒｏｐｑｕａｌｉｔｙｄｅｃｌｉｎｅ,ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｄｅｃｒｅａｓｅ,ｒｅｓｉｄｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｒｉｖｅｒｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｅｄ …     

花卉废物和牛粪联合堆肥中的氮迁移

以花卉废物和牛粪为原料,进行了温度反馈的通气量控制联合堆肥中的氮迁移中试研究.采用自制的静态好氧床进行一次发酵,过程控制采用温度反馈通气量控制方法,发酵周期20d;采用周期性翻堆进行物料二次腐熟,腐熟周期40d.研究了堆肥过程中总氮、有机氮、无机氮、氨氮、硝氮等氮素形态转化随时间的变化特征及温度反馈的通气量控制对氮迁移的影响.结果表明:堆肥初期的氨化作用和反硝化作用显著,氮素总量损失累计达41.98%,其中主要是有机氮的损失,99.95%的氮损失发生在一次发酵阶段;氮素损失主要是在pH和温度较高条件下的氨气大量挥发造成的.对通风进行有效控制、提高物料C/N及添加酸性物质有望减少N损失.对于C/N较低,硝态氮含量较高的物料堆肥,NH₄⁺-N≤0.04%、NH₄/NO₃≤0.16不能作为腐熟度指标.     

喹啉降解菌Rhodococcus sp.QL2的分离鉴定及降解特性

从某焦化厂生物处理系统的活性污泥中驯化、分离出1株能以喹啉为唯一碳、氮、能源生长代谢的菌株QL2.经过对其形态特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为红球菌属 (Rhodococcus sp.).研究表明,菌株QL2利用喹啉生长的适宜温度为35～42℃,培养基初始pH为8～9,摇床转速为150　r/min.外加氮源能促进菌株的生长,其中无机氮比有机氮、铵态氮比硝态氮更利于细菌的生长.在喹啉初始浓度为60～680　mg/L范围内菌株QL2降解喹啉符合零级动力学方程.喹啉初始浓度为150　mg/L时在8　h内完全降解,TOC去除率14 h内可达到70%.降解过程中产生有颜色的物质,且杂环上的氮原子以氨氮的形式被释放.通过HPLC及GC/MS分析出喹啉降解过程中的主要中间产物为2-羟基喹啉.该菌底物利用范围广,能降解苯酚、萘、吡啶等多种芳香族化合物.