农业源水污染物削减技术探讨

农业面源污染是水体中COD、氮、磷等指标的主要来源。它包括农药化肥施用、畜禽养殖和农村生活污水排放。对农业源水污染物进行削减是实现污染物总量控制的重要手段。通过详细总结国内外现有农业源水污染物削减技术方法,分析对比其优缺点和实用性,筛选出适用于不同农业污染来源的污水处理技术。结果表明,畜禽养殖废水的适宜处理技术有厌氧/缺氧/好氧(A/A/O)、序批式活性污泥法(SBR)、膜生物反应器(MBR)、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧沼气池;农地施肥污水的适宜处理技术有SBR、MBR、UASB;农村生活污水的适宜处理技术有厌氧沼气池、生物滴滤池、人工湿地、稳定塘。     

原位洗脱技术对凉水河底泥中氮、磷释放特征的影响

为探讨新兴底泥原位修复技术—原位洗脱技术对城市河流凉水河底泥中氮、磷释放的抑制作用,于现场采集洗脱前后样品并设计室内静态模拟实验,分析了实验期间洗脱组和对照组上覆水中${{\rm{NH}}_4^ + }$-N、${{\rm{NO}}_3^ - }$-N、TN、${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P、TP浓度和释放速率变化特征。结果表明：洗脱组释放第30天时,${{\rm{NH}}_4^ + }$-N由底泥向上覆水中平均释放速率(−6.51±0.32) mg·(m²·d)⁻¹,对应上覆水中${{\rm{NH}}_4^ + }$-N平均浓度为0.52 mg·L⁻¹,较对照组下降了89.4%;${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P和TP平均释放速率较对照组降低了78.1%和83.0%,上覆水中TP平均浓度为0.22 mg·L⁻¹,较对照组下降了68.1%。原位洗脱技术对底泥中${{\rm{NH}}_4^ +} $-N、${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P释放的抑制作用主要通过对有机氮、磷物质的削减和水-沉积物界面还原环境的改善来实现。     

微生物燃料电池在高盐榨菜废水处理中的产电性能

基于双室微生物燃料电池（microbial fuel cells,MFCs）,以高盐榨菜废水为燃料,考察了电池的运行状况,同时探讨了盐度变化对电池产电性能影响,并通过投加甜菜碱研究其对MFCs系统抵抗盐度负荷冲击能力的影响。结果表明：MFCs稳定运行时（阳极室容积80 mL）,最大功率密度、开路电压和电池内阻分别为3.55 W·m-3、0.698 V和427 Ω;底物中添加2 mmol·L-1甜菜碱后电池产电性能得到明显提升;当废水含盐量（增加到5 g·L-1 NaCl）为31.2 g·L-1时电池产电性能达到最佳,但是继续增高盐度后电池产电性能会急剧下降;投加甜菜碱有助于提高系统抵抗盐度负荷变化造成的冲击,维持电池的产电输出。     

地带性土壤对苯胺吸附行为的研究

土壤作为挥发性有机污染物的源与汇,研究污染物在其中的吸附行为对探明污染物环境归趋和生态风险意义深远.以苯胺为代表性污染物,在综合分析我国12种地带性土壤的基本理化性质基础上,探讨苯胺在土壤-水界面分配规律以及该吸附行为与土壤理化性质之间的关系.结果 表明:1)12种地带性土壤对于苯胺的吸附能力差异明显,其中,黑龙江黑土...     

膜-生物反应器(MBR)和序批式生物反应器(SBR)去除城市污水中典型药品和个人护理品的对比

采用模拟生活污水,在相同的运行条件下,对比研究了膜-生物反应器(MBR)与序批式活性污泥法(SBR)对10种典型药品和个人护理品(PPCPs)的去除效果.研究结果表明,两种反应器对不同目标物PPCPs的去除效果存在一定的差异:MBR和SBR对甲氧苄氨嘧啶(TRM)和红霉素(ERY)的去除无明显差别;苏必利(SLP)和卡马西平(CBZ)在两反应器中均不能得到有效去除;但对于其他目标物,尤其是咖啡因(CAF)、酮洛芬(KTP)、避蚊胺(DEET),MBR的去除率明显高于SBR.总体上,MBR在出水的安全性和稳定性上存在着一定的优势.     

喀斯特深水湖泊富硒沉积物中Se的赋存特征

采用硒的循环提取技术,改进后对湖区沉积物中重金属元素硒进行地球化学形态分析.分析结果表明,红枫湖沉积物中Se的硫化物结合态平均含量最高,占总量的45.7%,其含量顺序为硫化物结合态>残渣态>有机结合态>可交换态>酸溶态>水溶态.并采用次生相富集系数法(SPEF)评价红枫湖沉积物中的Se,结果得KSPEF=2.58,即重金属元素Se可能存在某种人为污染.利用配备X射线能谱的电子显微镜进行微形貌的观察,结果表明,沉积物中除去土壤中常见的元素含量外,S的含量较高,约为0.61%(重量比),但并未发现自然Se的存在.应用X射线多晶衍射仪对沉积物中Se的晶型进行分析,红枫湖沉积物中MSe、MSeO4、MSeO3、MSe2O5和含Se的有机化合物是Se元素存在的主要晶型(其中M为金属离子).加之沉积物中有机质及Se的可利用态含量较高,故红枫湖沉积物经植物修复后,可用于富硒农作物的种植.     

大豆胰蛋白酶抑制剂对斜纹夜蛾生长发育的影响

以广食性害虫斜纹夜蛾（Prodenia litura Fabriciu）为研究对象,连续6代自二龄或三龄开始用含有大豆胰蛋白酶抑制剂（soybean trypsin inhibitor,SBTI）的人工饲料饲养幼虫,饲养至乳化时分别测定SBTI对斜纹夜蛾幼虫体质量、发育历期和蛹质量的影响。结果表明,SBTI显著抑制幼虫体质量的增长,使幼虫发育延缓,连续饲养6代,与对照相比,对2龄、3龄SBTI处理的幼虫体质量的抑制率分别从60%降至21%、49%降至17%;SBTI显著抑制斜纹夜蛾的蛹质量,使蛹质量减轻,连续饲养6代,与对照相比,对2龄、3龄SBTI处理的幼虫其蛹质量的抑制率分别从37%降至4%、16%降至2%;SBTI延迟幼虫的生长发育,使得世代历期延长;而且SBTI对低龄幼虫的抑制作用更加显著。随着继代代数的增加,SBTI对幼虫体质量的抑制作用减小,体质量增长加快,幼虫发育期缩短;SBTI对蛹质量的抑制作用减弱,蛹质量增加,斜纹夜蛾世代历期缩短。研究结果说明斜纹夜蛾可以通过调节自身的生长发育过程,提高幼虫适应SBTI的能力,逐步缓解SBTI的抑制作用。     

底泥浸出液对脊尾白虾抗氧化解毒酶及相关基因表达的影响

以脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)糠虾幼体为实验材料,研究底泥浸出液对抗氧化解毒酶和基因表达的影响。用长江口水域的底泥浸出液与过滤海水按等比例间距稀释成4个体积浓度水平(1∶4,1∶2,1∶1,1.5∶1),以过滤海水为对照组,每一个浓度组设3个平行样本,进行20 d的毒性实验。结果表明:实验进行20 d,底泥浸出液对糠虾幼体肌肉组织CAT酶活性有一定的诱导作用,浸出液浓度与CAT酶活性表现出正相关的剂量效应关系。实验开始10 d,不同浸出液胁迫下,GST酶活性均出现增加受到诱导,实验20 d后,GST酶活性下降受到抑制作用,但不同浸出液浓度胁迫下抑制和诱导效应关系不明显。虾类肌肉组织3种基因(CAT、GSTD和HSP70)表达量基本都表现为实验开始10 d时升高,而实验20 d后表达量下降,仅为10 d数值的百分之一左右,表明底泥浸出液对CAT、GSTD和HSP70的3种基因的mRNA转录水平表达在一定时间内有一定的诱导作用,但胁迫时间过长时,则产生较明显的抑制作用。     

富营养化水体降磷对浮游植物群落结构特征的影响

浮游植物是水生态系统中物质循环和能量流动的基础,作为初级生产者,浮游植物的群落结构直接影响着水生态系统的结构和功能。在水产养殖生产中,如何根据养殖生物对生活环境的需求开展精准培水、定向培水,培养养殖生物所需要的浮游植物,在维持养殖水域生态平衡的同时又能为养殖生物提供一定的饵料资源,这一直是摆在水产科技工作者面前的重要难题和研究热点。已有的资料大都是通过添加磷的方式研究磷改变对浮游植物生长的影响,而有关富营养化水体降磷对浮游植物群落结构影响的研究尚未见报道。为此,试验通过向取自富营养化湖泊的水体中加入磷去除剂,采用Pielou均匀度指数、Mcnaughton优势度指数和Shannon多样性指数,研究自然水体中的磷被降低后水体浮游植物群落结构的变化情况。结果表明,所取富营养化水体中共检出绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta）、裸藻（Euglenophyta）、隐藻（Cryptophyta）、甲藻（Pyrrophyta）6门29种（包括变种和变型）;其中绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、裸藻、甲藻分别有7、4、2、1、1种,分别占总种数的24.13%、13.79%、6.90%、3.45%、3.45%。富营养化水体降磷后,虽然试验组和对照组在浮游植物种类组成上没有差异,但浮游植物群落结构特征发生了很大变化,浮游植物数量明显降低,由13 238.8×104cells·L-1降低至3 997.5×104cells·L-1,下降了69.8%;浮游植物优势种从1门（蓝藻（Cyanophyta））6种增加到3门（绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta））12种,优势度指数从97.29%降低至86.30%,优势种门数和优势种种数远远高于对照组,优势度明显低于对照组;同时,浮游植物多样性指数和均匀度分别从1.85和0.38升高至2.60和0.54,显示出试验组浮游植物多样性和均匀度优于对照组。研究表明富营养化水体降磷对浮游植物群落结构产生了明显影响,使群落结构处于更加复杂、完整和稳定的状态。     

土壤种子库研究方法评述

土壤种子库（soil seed bank,SSB）是指存在于土壤表面和土壤中的全部存活种子的总和。开展对土壤种子库的研究,对于分析了解过去地上植被植物群落和预示未来植被发展方向具有重要的指导意义,而对于土壤种子库研究方法的探讨则是开展土壤种子库基础实验研究的基础和支撑。本文从土壤种子库的取样时间、取样方法、取样大小和数量、鉴定方法四个方面归纳了土壤种子库的研究方法,理论分析了同位素应用于土壤种子库中种子年龄结构测定的可行性,以及植冠种子库的研究方法,并探讨了提高土壤种子库中种子萌发率的新方法。综合分析来看：（1）土壤种子库的取样时间、取样方法、取样大小和数量、鉴定方法是土壤种子库研究方法需要关注的四大关键问题,对土壤种子库的实验结果具有显著的直接影响。不同的取样时间代表的土壤种子库的内容和意义不同,取样方法、大小和数量则应根据研究区和研究内容来确定,鉴定方法也应根据具体实验区研究的物种数来考量;（2）理论上在利用同位素来测定土壤种子库中种子年龄结构是可行的,但若想广泛应用于实验中仍需进一步的深入研究;（3）目前对植冠种子库的研究方法也仅仅局限于直接计数法和间接计数法,对植冠种子库的研究方法的探讨则急需加强;（4）同时总结和提出了4种提高土壤种子库中种子萌发率的方法,未来在利用种子萌发法时,应加强注意和应用这4种方法来测定土壤种子库。