养殖池塘生态系统中磷的收支及解磷微生物的研究进展

综述了池塘养殖系统磷的收支情况.研究发现,在池塘养殖系统中,磷输出最主要的形式为底泥沉积,养殖池塘中存在着磷的总体利用效率不高,水体中活性磷含量低的问题.而解磷微生物的应用在一定程度上可有效解决上述问题,它们能将植物难以吸收利用的磷转化为可吸收利用的形态.通过阐述解磷微生物的种类、解磷效果及解磷机制,结合养殖池塘的情况,分析了将解磷微生物应用于水产养殖中的可行性,并对今后的研究方向作出了展望.结合我国水产养殖的实际情况,筛选适应池塘养殖环境的高效解磷微生物,并将其应用于池塘养殖中,使池塘沉积物中难溶性磷转化具备相当的可行性.     

3种覆盖材料对底泥磷释放的抑制及影响因素研究

采用试验的方法研究了建筑废料、天然沸石和自制陶粒对底泥磷释放的抑制作用。结果表明,在覆盖厚度为2 cm、温度为18~22℃的条件下,自制陶粒的抑制效果最好,天然沸石次之,建筑废料最差。天然沸石覆盖底泥后,在18~25℃范围内,温度越高,覆盖法抑制磷释放的效果越差。在第57 d,温度为25℃时,上覆水中总磷质量浓度为1.598 mg/L,而在室内水温(18~22℃)条件下,上覆水中总磷质量浓度为0.984 mg/L。覆盖层厚度越大,沸石粒径越小,控制底泥磷释放的效果越好。在温度为室温、粒径为3~5 mm的条件下,在第57 d,覆盖厚度为3 cm时,上覆水中总磷质量浓度为0.565 mg/L,而覆盖厚度为1 cm时,上覆水中总磷质量浓度为0.984 mg/L;粒径由3~5 mm减小到20~40目(0.42~0.83 mm),第32 d的上覆水中总磷质量浓度由2.80 mg/L降低到2.06 mg/L,第57 d的上覆水中总磷质量浓度由3.59 mg/L降低到2.64 mg/L。     

钙基聚合硫酸铁对河道富磷底泥固磷脱水的研究

通过n(Ca)/n(Fe)为0.03~0.20的钙基聚合硫酸铁(Calcium-based Polyferric Sulfate,Ca PFS)对武汉某河道富磷底泥(含磷540 mg/kg、含水率97%)进行混凝浓缩脱水,并对固持磷于沉泥之中的过程展开研究。结果表明:对钙铁摩尔比为0.05的Ca PFS,其投加量以铁计为c(Fe)=2.87μg/g时,经混凝沉降静置后其上清液含磷为0.05±0.003 mg/L、沉泥抽滤液含磷为0.41±0.02 mg/L、沉泥滤饼含磷为1 610 mg/kg,底泥中95.64%±1.94%的磷被固持于沉泥之中;而经同样投加量的市售聚合硫酸铁处理后,上清液含磷为0.25±0.02 mg/L、沉泥抽滤液含磷为0.66±0.02 mg/L、底泥仅87.54%±2.14%的磷被固持于沉泥之中。加入钙后的聚合硫酸铁Ca PFS能有效地将底泥中的磷在混凝浓缩脱水时固持于沉泥之中,降低脱出水的含磷量,对有效防止河道底泥生态疏浚余水外排导致水体富营养化具有十分重要的作用。     

喀斯特山区水库底泥养分与重金属的含量特征——以阿哈水库为例

为摸清喀斯特山区阿哈水库底泥的养分情况和重金属污染状况,评价底泥农业资源化利用潜力,根据水库地形地貌、入库河流和出库口分布等特点,采集0~100 cm深度的底泥样品12个,分析和评价了阿哈水库底泥的养分状况及重金属污染水平。结果表明:底泥的有机质、总氮、总磷和总钾平均质量比分别为92.25 g/kg、3.35 g/kg、0.76 g/kg和14.18 g/kg,对照全国第二次土壤普查有关标准,有机质和总氮处于很高水平,总磷处于中上水平,而总钾处于中下水平,各养分指标的变异系数为25.49%~41.06%,空间差异较强;底泥Cr、Cd、Pb、As、Hg、Cu和Zn的平均质量比分别为104.86 mg/kg、1.12 mg/kg、75.87 mg/kg、26.68 mg/kg、0.27 mg/kg、59.53 mg/kg和164.65mg/kg,均高于贵州省土壤重金属背景值、贵州表生沉积物背景值和全国水系沉积物平均值,各重金属元素的变异系数为31.41%~132.34%,具有很强的空间变异性;以《食用农产品产地环境质量评价标准》为评价标准,底泥重金属內梅罗综合污染水平和潜在生态危害程度均为中等,且Cd的贡献最大。综上,阿哈水库底泥养分丰富,但污染较严重,不适于耕地利用,可考虑用于园林绿地。     

基于盲数理论的湖泊富营养化总磷平衡浓度模型应用研究

磷是湖泊水体富营养化的主要限制性因素.通过不确定性数学模型计算得出,九寨沟自然保护区箭竹海总磷平衡质量浓度E[p(P)]=0.008mg/L,总可信度为0.8649;平衡质量浓度小于0.01mg/L的保证率为76％,平衡质量浓度大于0.01 mg/L的概率为15％.与常规方法计算所得结果相比,运用盲数理论处理湖泊水环境系统的不确定性更合理.     

东平湖底泥重金属形态分析及污染现状评价

采集了东平湖13个主要监测点的底泥,测定、分析了东平湖底泥中的部分重金属质量比及形态分布,并对底泥重金属污染现状进行评价.结果显示,底泥中4种重金属Zn、Cu、Pb、Cd的质量比分别为84.55～161.82 mg/kg、12.77～30.68 mg/kg、30.64～69.26mg/kg、3.51～16.98mg/kg.运用潜在生态危害评价对底泥中重金属的质量比进行评价,结果表明,Cd污染最严重,13个采样点的潜在生态危害系数均高于320,属于极强生态危害;Cu、Zn、Pb的潜在生态危害系数均低于40,属于轻微生态危害.4种金属污染由大到小的顺序为Cd、Pb、Cu、Zn.东平湖底泥中Cu、Zn、Pb的形态以残渣态为主,因而重金属在底泥中的稳定性高,Cd酸溶态含量较高,容易释放到水体,造成二次污染.     

山仔水库典型样地次降雨径流过程磷流失特征研究

降雨径流是农业非点源污染发生的主要动力.福州第二饮用水源地山仔水库是周边以农业用地为主的峡谷型水库,由降雨径流输入库区的农业非点源污染不容忽视,而磷污染是引起水体富营养化最关键的限制因子.选取山仔水库库区典型样地松竹林、水稻田和地瓜地为研究对象,同步监测4次降雨径流过程径流量、总磷和可溶性磷浓度,对次降雨产流和磷输出特征以及两者的相关性进行了研究.结果表明,径流量峰值滞后于降雨量峰值约20 min,样地按径流量从大到小排序为松竹林、水稻田、地瓜地;土壤中大部分的磷以颗粒态形式流失,地瓜地、水稻田和竹林在4次降雨径流过程输出总磷的平均质量浓度分别为0.145 1 mg/L、0.124 3 mg/L、0.097 0 mg/L,可溶性磷的平均质量浓度分别为0.036 9 mg/L、0.031 3 mg/L、0.022 8 mg/L;松竹林、水稻田、地瓜地的总磷输出负荷与降雨径流量之间存在典型的多项式正相关关系,其相关系数分别为0.998 2、0.997 8、0.998 4.     

晋阳湖底泥中氮磷特征的初步研究

研究湖泊底泥的营养状态及营养状态对湖泊水质的影响.2007年5月在晋阳湖采集9个底泥样品,测定其含水率(WC)、烧失量(LOI)、总氮(TNs)、总磷(TPs)和藻类可利用性磷(AAP),同时对水体环境因子与各采样点的底泥指标进行相关性分析.结果表明,底泥含水率(WC)与水体溶解氧(DO)呈显著负相关;水体各环境因子与底泥烧失量的相关性不显著;底泥中的氮含量显著影响水体的氮含量,而其磷含量对水体中磷含量的影响不显著;底泥中藻类可利用性磷含量主要由水体温度、DO、COD和总氮TN决定.各采样点中,9的内源负荷最大,其WC、TNs、TPs、AAP均高于其他采样点.晋阳湖底泥中氮源对水体营养水平的提高有明显作用,而内源性磷污染不是晋阳湖水体磷污染的主要原因.本研究可为控制晋阳湖水体富营养化提供技术支持.     

小球藻磷吸收的初步研究

将经过磷饥饿的小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始磷质量浓度的培养基中进行一次性培养,研究磷对小球藻生长的影响,以及小球藻吸收磷的动力学特征和藻体总磷、水中可溶性磷的变化规律。结果表明,小球藻密度随初始磷质量浓度增加而增加。5个磷酸盐质量浓度组中,磷质量浓度为0.047 mg/L和0.155 mg/L组的小球藻延滞期长,对数期和稳定期均明显短于0.47 mg/L、0.775 mg/L和2.48 mg/L组。中高磷质量浓度组小球藻平均比生长率μa和最大比生长率μm明显高于低磷组。根据拟合的Monod方程和Droop方程,磷酸盐影响下小球藻最大比增长率μm为0.377/d,半饱和常数Ks为0.311 mg/L,最小细胞内磷份额Q0为73μg/mg(干重)。小球藻细胞的生长主要取决于细胞内磷含量,藻细胞利用外源性磷有快速吸收和缓慢吸收两个过程。     

胞外聚合物蓄磷能力及与生物除磷的关系

为探明胞外聚合物(EPS)在生物除磷过程中的作用,采用人工模拟城市污水,对不同污泥龄(SRT)下厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR生物除磷系统的除磷效果进行监测,并对单位质量的活性污泥中所包含的总磷质量、EPS中吸附的总磷质量以及细胞吸收的总磷质量进行测定.结果表明,当SRT小于48 d时,A/O-SBR城市污水生物除磷系统均能取得良好的除磷效果,连续监测出水总磷质量浓度均小于0.5 mg/L,达到《城镇污水处理厂排放标准》的一级标准.EPS具有一定的蓄磷能力,单位质量的活性污泥中EPS含磷量(简称EPS含磷量)不超过10 mgP/gVSS,而同质量的活性污泥中的细胞含磷量(简称细胞含磷量)最高可达38 mgP/gVSS.EPS含磷量不随SRT发生变化,SRT在12～48 d时,EPS含磷量约为10 mgP/gVSS;而细胞含磷量会随SRT发生变化,SRT在12～48 d时,细胞含磷量在20～38 mgP/gVSS之间变化.城市污水处理厂的活性污泥中细胞含磷量始终大于EPS含磷量,水中的磷酸盐主要以聚磷颗粒的形式储存于细胞内.在一个厌氧/好氧交替的反应周期内,EPS含磷量并不是一直保持在10mgP/gVSS,而是出现波浪形变化趋势,有时甚至可高达20 mgP/gVSS.这种波动能够调节聚磷菌(PAO)胞外磷酸盐浓度,有利手聚磷菌抵抗高磷酸盐负荷.但在反应结束时EPS含磷量又会恢复到反应开始前的水平.因此,EPS在生物除磷过程中主要起缓冲作用,是胞内聚磷合成的中转站.     

白洋淀沉积物理化特性及营养盐分布特征

为明确白洋淀沉积物的理化特性和氮磷营养盐的分布及赋存形态,以便理解营养盐在淀内生态环境中的行为,选取表层沉积物,测定了其物理化学参数及氮磷营养盐的分布。结果表明,白洋淀沉积物组成以黏土为主,属偏碱性钙质土,其阳离子交换量和有机质质量比分别为96.55~306.93 cmol/kg、1.42~21.06 g/kg,总氮和总磷的质量比分别为1 608.04~2 350.68 mg/kg、257.48~563.34 mg/kg。氮主要以有机氮形态存在,磷主要以钙磷形态存在。沉积物中总氮与总磷无显著相关性,表明二者没有同源性,但总磷与有机质有一定相关性。     

基于SPSS的独流减河水生态水环境相关关系研究

为提升独流减河干流水生态水平,增强水生态管理能力,亟需建立独流减河水生态水环境响应模型,实现通过管理水环境调节水生态的目的。于2017年在独流减河干流10个断面采集了120个水样、40个生物样品,进行了水质检测和藻类鉴定。结果表明:独流减河干流以Cl~-和Na~+为主要离子,平均质量浓度分别为4 774.35mg/L、2 137.35 mg/L;总氮、总磷质量浓度高,平均质量浓度分别为4.17 mg/L、0.46 mg/L;Pb、Cd污染较重,平均质量浓度分别为0.1mg/L、0.05 mg/L;藻类以蓝藻门的数量最多、绿藻门种类最多。基于SPSS平台对水生态指数和水质因子进行相关性分析,并建立了水生态回归模型。结果表明,独流减河藻类香农多样性指数与水体中的氮磷比呈反比例关系,要保证较高的水生态多样性,水体中氮磷比需要控制在8.83以下。     

模式识别方法在奎河氮磷环境背景值研究中的应用

为了查明当前状态下奎河宿州段氮、磷环境背景值和基线值,基于相对累计频率分析和迭代标准差方法 2种模式识别方法,对奎河宿州段2010年观测的总氮和总磷数据进行分析。结果表明,奎河宿州段氮、磷污染极其严重,且总体表现出从年初到年底降低的趋势。相对累计频率分析方法将总氮、总磷质量浓度-相对累积频率曲线划分为3段:第1段总氮和总磷的平均质量浓度分别为2.26 mg/L和0.17 mg/L,第2段总氮和总磷的平均质量浓度分别为8.11 mg/L和0.84 mg/L,第3段总氮和总磷平均质量浓度分别大于11.2 mg/L和1.8 mg/L。第1和2段分别表征当前状态下的背景值和基线值,第3段则代表极端污染。采用迭代标准差方法计算得到总氮和总磷环境基线值分别为7.83 mg/L和0.68 mg/L,与根据相对累计频率分析方法计算的基线值相当。与研究区内其他河流的对比研究表明,依据模式识别方法计算的河流污染背景值和基线值与河流污染状态有关,未受人为污染的历史环境背景值依然需要从轻或无污染的监测数据中获取。     

斑节对虾滩涂养殖池塘浮游微藻群落演变特征

研究斑节对虾滩涂养殖池塘水体中浮游微藻的群落演替规律及与水质因子的相关性.从位于茂名市鸡打港滩涂地带的4口斑节对虾池塘于1个养殖周期内定期采集水样,通过显微镜对浮游微藻进行鉴定、计数,依据水质检测国标要求检测各水质因子指标.通过SPSS软件分析微藻数量、生物量与水质因子指标的相关性.共检出浮游微藻5门93种,其中蓝藻26种,绿藻33种,硅藻32种,甲藻1种,隐藻1种.优势种有简单舟形藻(Navicula simples)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、绿色颤藻(Oscillatoria chlorina)、栖藓柱胞藻(Cylindrospermum musiccola)、显微蹄形藻(K.microscopica nygaard)、水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)、坚实微囊藻(Microcystis firma)、易略颤藻(Oscillatoria neglecta)、威利颤藻(Oscillatoria willei)等.养殖早期阶段,浮游微藻的个体数量介于3.5×104～35.7×105 ind/L,生物量为0.02×102～1.83×102μg/L,多样性指数平均为1.57～2.12;养殖中后期阶段,浮游微藻的个体数量介于1.73×108～2.34 x 109 ind/L,生物量为5.23×103～57.01×103μg/L,多样性指数平均为1.64～2.26.养殖过程池塘水温、TN、TP水平逐渐升高,透明度、DO逐渐下降.微藻数量、生物量多与透明度呈极显著负相关关系,与TN、TP、水温呈显著正相关关系.其中l、2号池微藻与TN、TP均呈极显著正相关关系,养殖中后期两池微藻密度都大于109 ind/L,均爆发微囊藻水华;3、4号池微藻多样性水平较高,对维护养殖水环境稳定有积极作用.     

湖泊底泥中磷的存在形态与分布特征——以长春南湖为例

本文以长春南湖表层底泥为例,利用SMT法提取不同形态的磷,探索其分布规律.结果表明,底泥中TP以IP为主(占TP质量分数66.53%以上),OP次之;IP以Fe/Al P为主(占IP质量分数在53.55%以上),Ca-P次之.其中Fe/A-P和OP为活性磷组分(占TP质量分数在65.55%以上),易于释放到水体中,是水体营养化的主要影响因素,值得引起关注.就底泥中各形态P的时空分布而言,空间上有从四周向湖心减小的趋势,其中,西北、北部和南部边缘地带磷质量比较大;时间上,随时间波动,无明显一致性规律,其中,荷花池各形态磷的质量比最大值出现在9月,南湖大桥下各形态磷的质量比最大值出现在8月.究其原因,上述规律受气候和人为因素控制.研究成果为防治富营养化提供了理论依据.     

汕头南澳海域表层沉积物氮、磷的形态分布及污染评价

采用欧洲标准的SMT法(Standards,Measurements and Testing)研究了汕头南澳近岸养殖区及其邻近水域28个位点表层沉积物总氮、总磷及各组分磷的质量比分布特征,探讨了磷的释放能力及来源,并采用单因子标准指数法对沉积物中氮、磷的污染程度进行了评价.结果表明,研究海域沉积物总氮(TN)、总磷(TP)的质量比平均值分别为(663.46±106.06) mg/kg和(467.72±113.00) mg/kg,其中鱼类养殖区TP质量比平均值高达(858.25±20.63) mg/kg,显著高于国内外许多河口海湾.各站点表层沉积物磷的形态以无机磷为主,占TP的比例为63.74% ～ 88.52%.而无机磷的组成均以酸提取磷(HCl -P)为主,占总磷的57.46%～ 71.72%,碱提取磷(NaOH -P)次之,占总磷的4.04% ～ 32.71%.NaOH -P主要包括Fe-P和Al-P,是两种重要的生物可利用性磷,可用于判断沉积物中磷的内源释放能力.污染评价结果表明,南澳近海沉积物TP质量比整体上较低,但是鱼类养殖区沉积物TP质量比超标;而TN的质量比普遍较高,标准指数均大于1,表明南澳近海沉积环境质量受氮污染相对严重.     

水浮莲对锰污染水体的净化作用研究

通过静态水培试验探讨了水浮莲(Pistia stratiotes L.)对55mg/L和155 mg/L锰(Mn)污染水体的净化作用.结果表明,各个处理的水浮莲鲜重、干重以及相对生长率表现出相同的变化趋势,从大到小依次为55 mg/L Mn处理、对照处理、155 mg/L Mn处理.155 mg/LMn处理的水浮莲叶片的叶绿素含量显著低于对照与55 mg/L Mn处理.水体Mn质量浓度随着取样时间的延长而降低,21 d时55 mg/L和155 mg/L处理的Mn去除率分别为31.44%和18.53%.与之相反,水浮莲的Mn质量比随着取样时间的延长而升高,收获时55 mg/L Mn处理的根和茎叶中Mn质量比分别为7 090 mg/kg和6130 mg/kg,而155 mg/L Mn处理的根和茎叶中Mn质量比分别为12 320 mg/kg和12430 mg/kg.55 mg/L和155 mg/L Mn处理的水浮莲茎叶与根的Ca、Mg含量总体上随着处理时间的增加呈降低趋势.研究表明,水浮莲在净化Mn污染水体方面有很好的应用前景.     

水体铜对黄河鲤非特异性免疫功能的影响

研究不同质量浓度的水体铜对黄河鲤非特异性免疫功能的影响,探讨水体铜对黄河鲤的免疫毒性效应.分别用0、0.01 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、0.70 mg/L和1.00 mg/L的Cu2 刺激黄河鲤7 d,测定黄河鲤白细胞数量、NBT阳性细胞数量和血清中溶菌酶活力3个非特异性免疫指标.结果表明,随着Cu2 质量浓度的增加,白细胞数量和溶菌酶活力先增大后减小,而NBT阳性细胞数量减少.0.01mg/L和0.05mg/L的Cu2 对黄河鲤白细胞数和NBT阳性细胞数无显著影响,但能显著提高溶菌酶活力(p＜0.05);0.10 mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、0.70 mg/L和1.00 mg/L的Cu2 可显著提高白细胞数量(p＜0.05),但会显著降低NBT阳性细胞数和溶菌酶活力(p＜0.05).研究表明,水体中0.01 mg/L和0.05mg/L的Cu2 对黄河鲤的非特异性免疫功能无显著影响,但0.10mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、0.70 mg/L和1.00 mg/L的Cu2 对黄河鲤有免疫毒性,会使黄河鲤非特异性免疫功能明显下降.本研究可为黄河鲤的集约化养殖生产及养殖水体的评价和检测提供科学依据.     

池塘水体微生物群落代谢活性的动态变化及其与水质的关系

全程跟踪监测罗非鱼混养池塘的微生物群落代谢活性的动态变化,并分析了微生物群落代谢功能与水质之间的相互关系.结果表明,异养细菌数量和微生物群落代谢活性在各时间点无显著性差异(p＞0.05),9月和5月的代谢功能多样性指数均显著高于6月(p＜0.01),微生物群落对糖类及其衍生物、代谢中间产物及次生代谢物的平均利用率显著高于氨基酸及其衍生物、脂肪酸及脂类(p＜0.05).不同的微生物群落代谢指标与水质因子的相关性有所差异,其中,水体异养细菌数量与pH值和TOC呈显著负相关(p＜0.05);微生物群落代谢活性与PO43-呈极显著负相关(P＜0.01);群落代谢功能多样性与PO43-呈显著负相关,与NO2--N呈显著正相关(p＜0.05).微生物群落对糖类及其衍生物、脂肪酸及脂类、代谢中间产物及次生代谢物等碳源的利用率均与PO43-呈显著的负相关关系,表明磷元素在微生物群落降解不同类型的碳源物质过程中具有重要作用.     

驯化污泥投加量对剩余污泥产酸释磷的影响

以南京金陵啤酒厂水处理中心剩余污泥为原料,进行水解酸化回收碳源的研究。伴随挥发性脂肪酸(VFAs)的产生,污泥上清液中会出现大量的磷,最高质量浓度为72.59 mg/L,影响污泥液作为碳源回用。进一步研究驯化污泥投加比在污泥发酵过程中对VFAs和总磷的影响,得到结论:投加比为40%时,污泥产酸性能最好,VFAs质量浓度最高可以达到947 mg/L,产酸过程中总磷质量浓度增加,最高达到49.7 mg/L。