潮白河周丛生物群落元素组成与水质变化的生态计量学关系研究

研究了潮白河流域中污染水体对周丛生物群落的碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量以及生态计量组成的影响.结果表明,下游潮白河NH4+-N、NOx--N分别占TN的52%和28%;上游白河则分别占1.6%和38%.潮白河TP含量(0.104 mg.L-1)为白河TP含量(0.005 mg.L-1)的21倍.白河和潮白河周丛生物C、N、P元素的变异系数分别为0.55、0.41、0.62和0.24、0.13、0.18,表明生长于白河周丛生物的元素结构变化更大.无周丛生物的水体NH4+-N和TP的浓度分别为有周丛生物的21倍和11倍.通过对TOC、TN、NOx--N、NH4+-N、TP、pH、氧化还原电位(ORP)和电导率(conductivity)等水质指标进行二元Logistic回归分析得知,水体TP为影响潮白河周丛生物生存的主要因素,其预测正确率为87.3%.周丛生物C、N、P元素间有强相关性,其中N起了"桥梁"作用.生态计量学分析进一步显示周丛生物的N∶P的比值追随水体TN∶TP的变化;并且该比值主要受水体TP浓度影响.周丛生物N∶P可用于水体TN∶TP变化的生态计量学的指示因子.本研究为进一步探究周丛生物群落结构变化,以及对高一级营养级生物群落结构和元素循环的影响奠定了基础.     

典型持久性有机污染物在翅碱蓬中的分布特征

碱蓬是潮间带的常见优势种群,为了解其在持久性有机污染物从陆域向海洋迁移中所起的作用,利用GC-MS研究了东营和营口潮间带盐沼植物翅碱蓬不同器官及根系土中有机氯农药(OCPs)、多环芳烃(PAHs)、十溴联苯醚(BDE209)和多氯联苯(PCBs)的含量和分布特征.结果表明,4类持久性有机污染物在翅碱蓬中的污染水平依次为ΣPAHsΣOCPsBDE209ΣPCBs(96～1506ng/g、14～577ng/g、1.8～33ng/g和399～2161pg/g).营口潮间带沉积物中OCPs、PAHs和PCBs的污染水平高于东营,但这3类污染物在两地潮间带翅碱蓬叶子中的含量水平相当.OCPs在两地翅碱蓬各器官中的分布相同,即茎根叶,PAHs和PCBs2种污染物受根系土中有机质含量的影响,在翅碱蓬器官中呈现不同的分布.BDE209在东营潮间带的污染水平(19.7ng/g)高于营口(2.36ng/g),在碱蓬器官中呈现不同分布.     

一株微生物絮凝剂产生菌的培养基优化研究

利用单因子实验和部分因子实验对实验室保藏的产絮凝剂菌种C3的培养基进行优化,以提高C3菌所产生的微生物絮凝剂MBFC3的絮凝效果.实验结果表明,C3菌产MBFC3的最适培养基为: 蔗糖1.0 g,(NH4)2SO4 0.24 g,FeSO4 0.10 g,KH2PO4 0.40 g,MgSO4 0.01 g,NaCl 0.02 g,蒸馏水100 mL,pH值自然.在此培养条件下,C3菌所产生的微生物絮凝剂MBFC3对高岭土悬浮液的絮凝率可达到99.1%.实验中还发现,培养基中(NH4)2SO4和NaCl的用量是影响MBFC3絮凝效果的显著因素.     

自然保护区生态补偿定量方案研究——基于“虚拟地”计算方法

自然保护区生态补偿的“补给谁”和“补多少”在理论和实践上都是生态补偿中的重点和难点所在。传统的通过计量保护区正外部性以确定生态补偿数量的方法存在两个主要问题：一是违背经济学原理,二是与管理体制不符且法理不足。据此,并考虑到中国相当数量的保护区“没有保护好”的主要因素是保护区社区居民生产生活的干扰,论文认为应通过控制保护区社区的负外部性来达成对保护区的生态补偿。通过生产函数理论分析,发现通常情况下保护区社区的经济产出与土地面积单调正相关,因此在没有生态补偿的情况下,保护区的划建会使周边社区居民经济收入减少,解决周边社区对保护区干扰的根本途径是利用生态补偿资金发展替代产业以提高单位面积土地的经济产出。以此认识为基础,文章提出了“虚拟地”概念并发展了定量方法来确定保护区的生态补偿最低标准,采用武夷山保护区的数据进行了这一方法的案例分析。     

絮凝-SBR-Fenton氧化处理酶制剂废水的研究

以某酶制品厂的废水为研究对象,确定了絮凝-SBR-Fenton高级氧化的试验方法.结果表明,在絮凝阶段,当聚合氯化铝(PAC)投加量为0.6g/L,搅拌6 min,絮凝70min的条件下,预处理的出水CODCr效果最好,去除率为44.6%;再经过SBR工艺处理,停留时间为14 h时,CODCr去除率达到了89.2%;之后再进行Fenton高级氧化,氧化的最佳条件是:ρ(FeSO4·7H2O)为3 g/L,ρ(H2O2)为0.8g/L,反应时间2 h.最终出水达到了GB 8978-1996<污水综合排放标准>中二级排放标准.     

水解酸化-CASS工艺在工业园区污水处理厂的应用

以山东无棣市某工业因区污水处理厂污水处理工程为例,介绍了格栅-曝气沉砂-初沉池-水解酸化-CASS-混凝沉淀-紫外线消毒组合工艺的工程应用,总结并分析了工程设计及运行经验;设计处理流量30 000 m3/d,一期工程10 000 m3/d.进水CODCr,BOD5,SS质量浓度分别小于500,300,300 mg/L;运行结果表明:该组合工艺对CODCr,BOD5,SS的去除率分别达89.73％,91.71％和92.95％以上,出水各项水质指标均达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B排放标准.     

苏南水库硅藻群落结构特征及其控制因素

为了解我国东南湿润区丘陵山地型水库硅藻的群落结构特征和控制因素,于2015年6月硅藻水华敏感期对苏南地区18座水库的浮游植物群落结构和水质进行调查,分析了营养盐、水深、库容等因素与硅藻及其它浮游生物的关系.结果表明,硅藻达到轻度水华水平(硅藻细胞含量介于100~1 000万cells·L~(-1))的水库有10座,对供水和景观功能产生明显影响;苏南地区水库普遍处于中营养和富营养水平,总氮浓度普遍偏高,磷及营养状态指数与硅藻生物量的关系密切;苏南地区水库中的浮游植物在数量上以蓝藻门中的席藻为主,在生物量上则以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主,其中硅藻门浮游植物平均占总浮游植物生物量的46.8%,是浮游植物异常增殖的主要门类;硅藻门中,主要是针杆藻、小环藻、曲壳藻和直链藻这4个种属占优,特别是针杆藻和小环藻,平均占硅藻总生物量的51.6%和21.4%;较深的水体,利于硅藻成为主要优势藻门;较大的水库流域库容比和较高总磷水平会导致水库营养水平和叶绿素浓度增加,促进浮游植物从硅藻门向绿藻门、蓝藻门演替,增加藻类危害的风险.因此,对于该地区水库,需要加强流域管理,并且针对水库自身的特点,包括水深、流域库容比等,确定其特定的富营养化控制策略,从而减少硅藻等藻类水华发生的风险,提升水源地水质安全保障能力.     

基于车流和大气污染物浓度同步增量的机动车平均排放因子估算方法

机动车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源并受到了高度关注.机动车排放因子是反映机动车排放状况的最基本参数,但实测排放因子代价较高、代表范围有限,基于国外排放模式估算的排放因子又与我国的实际排放状况存在一定差距.本研究首先基于早高峰时段车流量和道路附近大气污染物浓度呈近线性增加、气象条件和背景污染物浓度相对稳定的特征,将时段内污染物浓度的增加主要归因为车流的增加,从而建立车流和污染物浓度增量之间的关系;然后采用无限线源高斯扩散模式,反推道路实际行驶机动车的平均排放因子.以北京市一条主干道为例,利用早高峰车流量、污染物浓度、气象观测数据,进行了实例研究,并将研究结果同COPERT4排放模型的预测结果进行了对比.本研究和COPERT4排放模型预测的8月一氧化碳平均排放因子分别为2.0 g·km-1和1.2 g·km-1,12月分别为5.5 g·km-1和5.2 g·km-1.结果表明,本方法估算的机动车排放因子在数值大小及季节变化上均与COPERT4排放模型较为接近.所提方法通过消除背景浓度的干扰,为实时获取车队实际排放因子提供了一种新思路.     

长期不同耕作方式对紫色水稻土重金属含量及有效性的影响

通过长期定位试验,研究了常规平作、水旱轮作、免耕冬水、垄作免耕和厢作免耕5种耕作方式对紫色水稻土剖面重金属(Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd)总量、有效量及水稻根、茎叶和糙米重金属含量的影响.结果表明,经过22 a的耕作,5种耕作方式对紫色水稻土剖面Fe、Cu、Zn、Pb、Cd总量的剖面分布状况影响不显著,而对土壤Mn的剖面分布状况影响显著,常规平作、水旱轮作及免耕冬水均导致表层土壤Mn向下层淋失.5种耕作方式下土壤Fe、Cu、Zn、Pb和Cd的有效量均随土层深度的增加呈降低趋势,而常规平作、免耕冬水、垄作免耕及厢作免耕土壤Mn有效量则表现出随土层深度的增加而增高的趋势.5种耕作方式下,表层土壤Fe、Mn有效量以水旱轮作最高,Zn、Pb有效量以常规平作最高,而Cu有效量受耕作方式的影响不显著.相关分析结果表明,表层土壤有效Fe与pH呈极显著的负相关关系,与有机质呈显著的负相关关系,有效Mn与pH和有机质均呈极显著的负相关关系,有效Zn与总Zn呈显著正相关关系.水旱轮作、垄作免耕及厢作免耕条件下水稻根部Fe、Mn含量,茎叶Fe、Mn、Cu、Cd含量,糙米Cu含量均高于常规平作和免耕冬水,水旱轮作能明显降低Cd向糙米的迁移系数,对降低糙米Cd含量有明显的效果,且水旱轮作条件下糙米Cd含量低于国家食品卫生标准.水稻根部Fe含量与pH呈极显著负相关关系,与有效Fe呈极显著正相关关系,根部Mn含量与pH呈极显著负相关关系,与有效Mn呈极显著正相关关系,茎叶中Mn含量与pH呈显著的负相关关系,与总Mn及有效Mn呈显著的正相关关系,茎叶和糙米Cu含量与pH均呈极显著的负相关关系,糙米中Zn含量与pH呈显著负相关关系,与CEC呈极显著正相关关系.结果表明,耕作方式主要通过影响土壤pH而影响土壤重金属的有效量及水稻重金属的含量,水旱轮作可提高表层土壤Fe、Mn活性,降低土壤Zn、Pb和Cd活性,并能在一定程度上降低糙米Pb、Cd含量,但也应注意长期的水旱轮作可能会导致表层土壤Mn过度向下层淋溶.     

降解纤维素产甲烷的四菌复合系

自然环境中通常是微生物群落协同完成纤维素的降解,构建可降解纤维素的混菌体系是认识微生物相互作用的关键.利用富集培养法,结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹检测技术以及厌氧滚管技术,建立了一种筛选简单降解纤维素产甲烷复合菌系的方法.利用此方法从青藏高原若尔盖高寒湿地分离到一个由4株菌构成的降解纤维素产甲烷的稳定菌系.结果表明,该复合菌系由纤维素水解菌Clostridium glycolicum、非纤维素水解菌Trichococcus flocculiformis和Parabacteroides merdae、产甲烷古菌Methanobacterium subterraneum等具有不同功能的4种菌株组成,且在这4株菌的共同作用下可将纤维素直接转化为CH4.该简单复合系的获得为今后纤维素转化甲烷复合菌系的代谢控制和遗传改造提供了一个平台.