DNA宏条形码(metabarcoding)技术在浮游植物群落监测研究中的应用

保护生物多样性和生态系统健康是维持生态系统功能和实现人类可持续发展的必要条件。浮游植物作为水生生态系统的初级生产者发挥着重要的生态功能,同时有毒藻类的爆发也会威胁水生态安全。然而,基于形态学的物种鉴定方法难以满足日益增长的水生态环境监测的需求。DNA条形码技术利用基因组特定基因的DNA序列来鉴别生物物种,目前已被广泛用于快速物种鉴别。然而其在水生生态系统浮游植物群落的监测中才刚刚起步。由于浮游植物物种多样性高,单基因DNA条形码往往难以识别所有浮游植物种类;近年来,采用多基因条形码、全叶绿体基因组序列的超级条形码,以及特定DNA条形码方法在浮游植物种类鉴别中有很大潜力。本文综述了浮游植物DNA条形码技术在物种鉴别研究方面的进展,以及DNA宏条形码技术(DNA metabarcoding)在水生浮游植物环境监测的应用现状及前景。     

ZnO-TiO_2光催化还原亚硝酸盐

利用水热法制备了ZnO-TiO2复合材料,采用XRD、SEM、EDS对催化剂进行了表征分析。实验考察了复合材料催化还原亚硝酸盐的效果,结果表明,pH=5,ZnO-TiO2浓度为1.00g/L,亚硝酸盐初始浓度为50mg/L(以氮元素计算),0.03mol/L的甲酸作空穴捕获剂,反应150min后,亚硝酸盐转化率为94.64%,氮气选择性为79.12%。对光催化亚硝酸盐反应动力学进行研究,拟和出了反应动力学方程,结果表明该催化反应为一级反应。     

基于沉积物磷释放的WASP水质模型改进研究

沉积物释放是水体磷污染的重要来源之一.鉴于一般水质模型对沉积物释放项的模拟过于简单,无法充分体现实际河道污染物迁移转化等情况.本研究通过静态和动态相结合的室内沉积物释放模拟实验探讨不同水动力条件下磷释放规律,以此修正现有的水质模型,使沉积物在不同水动力条件下的释放项对河道水质的影响在模型中得到体现,并将其应用于太湖苕溪入湖口的水质模拟中.研究结果表明,在不同水动力条件下,沉积物释放速率与流速呈现指数增长关系.而采用动态底泥释放修正后的水质模拟效果要比采用模型默认值的水质模拟效果好,从而验证了改进模型的合理性,也表明水动力对沉积物释放的影响是水质模拟中不可忽略的因素.     

应用多元统计研究蘑菇湖水体DOM紫外光谱特征

为了探究蘑菇湖水体中DOM（溶解性有机物）的组成和结构特征、识别来源及表征腐殖化程度,采用UV-Vis（紫外-可见吸收光谱）和紫外吸收光谱指数、多元统计分析方法对蘑菇湖水体DOM进行表征.结果表明:①蘑菇湖水体DOM腐殖化程度由滨湖区向深湖区递减,DOM主要以脂肪链和酯类等非极性官能团及相对分子质量较大的外源胡敏酸为主. ②皮尔逊相关性分析发现,A_{250 nm}/A_{365 nm}、A_{240 nm}/A_{420 nm}与A₃/A₂（600~700 nm与460~480 nm波段下的积分面积之比）之间呈显著正相关,A_{465 nm}/A_{665 nm}、S_R〔光谱斜率比,S_g（275~295 nm）/S_g（350~400 nm）〕、A₂/A₁（460~480 nm与260~280 nm波段下的积分面积之比）与A₃/A₁（600~700 nm与260~280 nm波段下的积分面积之比）之间也均呈显著正相关,而二者之间呈负相关,表明蘑菇湖水体中DOM的腐殖化水平与有机质的相对分子质量、芳香度以及苯环碳骨架的聚合程度等密切相关. ③CCA（canonical correspond analysis,典范对应分析）结果发现,蘑菇湖水体采样点与DOM的芳香度、腐殖化程度存在一定的相关性,与皮尔逊相关性分析结果相似.研究显示,UV-Vis、紫外吸收光谱指数、多元统计分析能够在一定程度上表征蘑菇湖水体DOM的分子量、芳香度以及腐殖化程度.      

多藓种监测大气重金属污染方法改进

为弥补单藓种监测途径的弊端,克服因藓种分布区局限或不均匀带来的欠缺,本文通过引入多藓种监测和参考苔藓标样技术途径,采用ICP-AES和ICP-MS技术对洪泽湖区域的18种地面藓类植物体内重金属含量进行测定和分析,以研究多藓种监测途径和藓类种间校正方法.同时,测定了欧洲标准藓样M2和M3中的重金属含量,对实验仪器误差进行评估.结果表明,藓类植物中重金属含量差异显著.根据藓类对元素富集能力的不同将藓类分为4类:一般型、富集型、富集/排斥型和排斥型,本研究推荐一般型和富集型藓类应用于江苏省大气重金属沉降监测.对M2和M3中金属含量的推荐值和实测值进行对比,发现M2和M3中金属含量的实测值与推荐值的差异在15%以内,显示本实验采用的ICP-AES和ICP-MS设备精密度良好.根据洪泽湖区细叶小羽藓Haplocladium microphyllum的重金属含量建立了适宜本地重金属监测的种间校准因子,并建议不同地区采用多种藓类监测大气时,应根据当地的苔藓物种建立单独的种间校准方法.     

生物多样性保护与自然保护区关系探讨——以金佛山自然保护区为例

自然保护区的建设将促进生物多样性保护与可持续发展，而生物多样性保护也有利于自然保护区健康发展。两者之间存在紧密的联系，但在实际工作中，两者关系往往难以协调。本文以金佛山自然保护区为例，分别论述了自然保护区的功能以及保护生物多样性的重要性，从反而探讨了两者之间的关系。并针对金佛山自然保护区建设，与基于生物多样性开展的旅游业之间存在的问题提出了相应的建议。     

豆瓣菜有机提取物对铜绿微囊藻的抑制及成分初步分离

探讨了豆瓣菜(Nasturtium officinale)有机提取物对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响,从总氮、总磷、叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、可溶性蛋白含量、多糖含量、藻胆蛋白含量、抗氧化系酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶)活性、丙二醛(MDA)含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和酸性磷酸酶(ACP)活性的变化研究了其抑制机理,随后比较了不同分离相的抑藻活性.结果表明,豆瓣菜有机提取物对铜绿微囊藻具有较强的抑制效应,2 g·L~(-1)组在第10 d的抑藻率为67.62%;排出了营养的影响,认为抑制作用主要是由化感作用引起的.培养过程中,藻体中叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、可溶性蛋白含量、多糖含量和藻胆蛋白含量下降,藻体中SOD、CAT、POD、GS和ACP活性和MDA含量均呈先升高后降低的趋势.豆瓣菜有机提取物可显著抑制铜绿微囊藻的生长,其中存在的弱极性物质可能是其抑制藻类生长的主要原因.     

气候友好型环境影响评价方法研究与探讨

通过环境影响评价手段开展温室气体控制具有一定的可操作性和现实意义。本文主要从技术角度,研究和探讨温室气体环境影响评价整体思路、评价指标与评价基准的选取、排放源强的识别和估算等内容。从而提出气候友好型环境影响评价技术方法的初步观点,为相关技术规范制订做好技术储备,为适应国际应对气候变化形势、适合我国国情需要的监管制度提供必要的技术支撑。     

分段进水A/O工艺流量分配方法与策略研究

分段进水缺氧/好氧(A/O)工艺是一种高效的污水生物脱氮工艺。但原水多点投配给该工艺带来诸多好处的同时, 也为其优化运行带来一定困难。其中,可行的流量分配方法的建立是分段进水工艺发挥其优势并高效运行的瓶颈问题。提出3种不同的流量分配方法并进行相应的理论分析: (1) 采用等负荷流量分配法,其遵循的原则是保证各段硝化菌负荷相同, 以利于硝化菌生长,优先满足系统硝化, 最大程度地降低出水氨氮浓度; (2)采用流量分配系数, 原则是各缺氧段进水有机物质恰好可以为上段好氧区产生的硝酸盐氮反硝化提供充足的电子供体。 利用该方法可以充分利用原水中碳源,发挥缺氧区反硝化潜力,并保证最后一段进水量最少, 降低出水硝酸盐氮含量; (3)末端集中进水,用于暴雨等产生洪峰流量时, 将进水点向系统末端移动, 并加大末端进水量, 以减小二沉池固体负荷, 避免污泥冲刷流失。3种流量分配方法的提出,可以应对水厂不同的进水水质和出水要求,增强分段进水A/O生物脱氮工艺的实际可操作性,提高处理效率,为目前采用分段进水A/O工艺的污水厂的优化运行管理提供可靠的理论借鉴。