The effects of seston food quality on planktonic food web patterns

In planktonic food webs, the conversion rate of plant material to herbivore biomass is determined by a variety of factors such as seston biochemical/elemental composition, phytoplankton cell morphology, and colony architecture. Despite the overwhelming heterogeneity characterizing the plant–animal interface, plankton population models usually misrepresent the food quality constraints imposed on zooplankton growth. In this study, we reformulate the zooplankton grazing term to include seston food quality effects on zooplankton assimilation efficiency and examine its ramifications on system stability. Using different phytoplankton parameterizations with regards to growth strategies, light requirements, sinking rates, and food quality, we examined the dynamics induced in planktonic systems under varying zooplankton mortality/fish predation, light conditions, nutrient availability, and detritus food quality levels. In general, our analysis suggests that high food quality tends to stabilize the planktonic systems, whereas unforced oscillations (limit cycles) emerge with lower seston food quality. For a given phytoplankton specification and resource availability, the amplitude of the plankton oscillations is primarily modulated from zooplankton mortality and secondarily from the nutritional quality of the alternative food source (i.e., detritus). When the phytoplankton community is parameterized as a cyanobacterium-like species, conditions of high nutrient availability combined with high zooplankton mortality led to phytoplankton biomass accumulation, whereas a diatom-like parameterization resulted in relatively low phytoplankton to zooplankton biomass ratios highlighting the notion that high phytoplankton food quality allows the zooplankton community to sustain relatively high biomass and to suppress phytoplankton biomass to low levels. During nutrient and light enrichment conditions, both phytoplankton and detritus food quality determine the extent of the limit cycle region, whereas high algal food quality increases system resilience by shifting the oscillatory region towards lower light attenuation levels. Detritus food quality seems to regulate the amplitude of the dynamic oscillations following enrichment, when algal food quality is low. These results highlight the profitability of the alternative food sources for the grazer as an important predictor for the dynamic behavior of primary producer–grazer interactions in nature.     

氨基酸对烷烃降解菌GS3C降解性能的影响

从广州石油化工总厂污水处理站旁的油泥混合物中分离筛选得到一株烷烃降解菌GS3C,从生理生化及16S rDNA基因扩增测序等方面进行了鉴定,并在振荡好氧培养条件下研究该菌的降解性能及酵母浸膏、碳源、氮源、维生素、水解酪蛋白等营养物对其降解的影响,同时考察不同氨基酸对降解的影响. 结果表明,该菌的16S rDNA基因扩增序列与Burkholderia cepacia的同源性为97%,初步断定该菌株属于洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia),酵母浸膏能促进其对正十六烷的降解,其主要因素为氨基酸对降解的促进作用. 谷氨酸、脯氨酸、赖氨酸、缬氨酸及亮氨酸的混合物对降解菌GS3C的代谢促进作用最好,其中赖氨酸与脯氨酸为关键的2种氨基酸.      

鼠李糖脂对硅藻生长的影响及其选择性抑藻作用

以尖刺拟菱形藻[Pseudo-nitzschiapungens(PS0201-01)]、双突角毛藻(ChaetocerosDidymus)、柔弱角毛藻(Chaertocerosdebilis)、旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)和新月菱形藻(Nitzschiaclosterium)5种硅藻为研究对象,探讨了铜绿假单胞菌产鼠李糖脂类生物表面活性剂对海洋硅藻生长的影响.结果表明,当鼠李糖脂的浓度从0.5mg/L至10.0mg/L逐渐递增时,对5种硅藻的生长表现出了不同程度的抑制作用.通过各海洋硅藻脂肪酸组成的差异分析了鼠李糖脂对不同硅藻生长抑制作用具有差异的原因.结果表明,这种差异性与各海洋硅藻生物膜的脂肪酸组成不同相关,海洋硅藻的各种多不饱和脂肪酸的含量越低,相对应的96h-EC50值越低,鼠李糖脂对其生长抑制作用越强,反之亦然.进一步探讨了鼠李糖脂抑藻效果与分属不同门类的多种海洋微藻的脂肪酸组成的关系,确证了鼠李糖脂的选择性抑藻作用与不同海洋微藻生物膜的脂肪酸组成不同相关.     

高铁酸钾氧化去除弱碱性地下水中低浓度石油类污染物实验研究

研究一般地下水弱碱性水溶液中,高铁酸钾对低浓度石油烃类污染物的氧化去除率.采用0#柴油模拟石油类污染物试验水样,氧化反应在200mL烧杯中模拟完全混合状态完成.实验分析浓度分别为5.02mg/L、2.05mg/L、1.01mg/L和0.52mg/L4个水样石油类污染物氧化去除率.实验研究显示,石油类污染浓度与高铁酸钾浓...     

岩溶地下河水中多环芳烃、脂肪酸分布特征及来源分析

为探究重庆青木关岩溶地下河水中多环芳烃(PAHs)和脂肪酸的含量组成、分布特征、来源及污染水平,2013年雨季和旱季分别于地下河中进行水样采集,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对水样中PAHs和脂肪酸的组分进行定量分析.结果表明,青木关地下河水中PAHs和脂肪酸的含量范围分别为77.3~702 ng·L~(-1)和3 302~45 254 ng·L~(-1).组成上,PAHs以2~3环为主,其比例高于90%,脂肪酸碳数范围为C10~C28,以饱和直链脂肪酸为主,其次为单不饱和脂肪酸.分布特征上,雨季:地下河水中各采样点PAHs的含量差异较小,脂肪酸的含量在入口、出露处和出口呈现依次降低的趋势,其中出露处和出口脂肪酸的含量较为接近;旱季:地下河水中PAHs含量在入口、出露处和出口呈现先降后升的趋势,脂肪酸含量在各采样点较为接近.总体上,地下河水中PAHs和脂肪酸的含量都表现为雨季显著高于旱季.来源分析表明,青木关地下河水中PAHs主要来源于该河流域煤和木材、农作物秸秆等生物质的燃烧;脂肪酸主要来自该河流域内硅藻、绿藻等水生藻类和细菌,其中以水生藻类的贡献占主导.地下河水受到PAHs中轻度污染,相对于旱季,雨季污染更严重.     

土壤-青菜系统中铅污染对土壤微生物活性及多样性的影响

采用盆栽方法研究了青菜种植条件下2种不同类型的人为铅污染土(黄松田土和黄红壤)中不同处理对土壤微生物生物量、生理生态参数以及群落结构的影响.结果表明,2种土壤在外源铅含量为100和300 mg·kg-1时,土壤微生物生物量有微小增加,而高浓度铅污染使土壤微生物生物量显著降低.在高浓度铅污染土壤中,微生物生理生态参数发生明显变化,微生物生物量碳/土壤有机质碳(Cmic/Corg)逐渐下降,代谢熵(qco2)明显上升,表明土壤微生物群落处于胁迫状态.结果还显示,铅污染对土壤微生物的影响与不同的管理方式(青菜种植情况)以及土壤中有机质、粘粒含量等有关,在种植青菜、有机质和粘粒含量高的土壤中,土壤微生物各项参数变化要小.对21种磷脂脂肪酸(PLFA)的图谱进行分析,结果表明,受铅污染土壤的微生物群落结构组成伴随着功能参数的变化而发生了改变;随着铅污染程度的增强,指示真菌和放线菌类的脂肪酸增加,而革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌脂肪酸比值下降.     

微生物对饮用水典型消毒副产物前体物的降解效能及其群落特征

相对于CF（氯仿）等C-DBPs（含碳消毒副产物）,DCAN（二氯乙腈）等N-DBPs（含氮消毒副产物）具有更高的毒性.控制DBPs（消毒副产物）的前体物是抑制DBPs产生的最有效方法之一.为考察微生物降解DBPs前体物对生成DBPs的影响,分别选取C-DBPs和N-DBPs的典型代表物CF和DCAN及其相应的典型前体物Tyr（酪氨酸）和Asp（天冬氨酸）为研究对象,采用微生物培养前体物的方式,探究微生物对典型前体物Tyr和Asp的降解效果及其对生成CF和DCAN的控制效果.结果表明:①Tyr和Asp两种前体物经微生物降解后,DOC（溶解性有机碳）的去除率分别为94.0%和85.6%,DON（溶解性有机氮）的去除率分别为69.0%和81.0%.②在前体物经微生物降解后的水样中,氯化或氯胺化消毒后生成CF和DCAN的量较降解前均大大减少.以Tyr为前体物,水样经微生物降解、氯化消毒后生成CF和DCAN的量分别降低了56.1%和89.5%,氯胺化消毒后生成CF的量降低了68.5%;以Asp为前体物,水样经微生物降解、氯化消毒后生成DCAN的量最高可降低99.9%,经微生物降解、氯胺化消毒后生成的CF可降低50.7%.③对水样中微生物菌群分析发现,在门水平上的菌群主要有变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,在属水平上的菌属主要有伯克氏菌属（Burkholderia-paraburkholderia）、半角藻属（Haliangium）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、沉积小杆菌属（Sediminibacterium）、norank_f_Chitinophagaceae和动胶菌属（Zoogloea）.研究显示,微生物降解对DBPs典型前体物Tyr和Asp的去除,以及对生成CF和DCAN的控制具有较大的潜力,变形菌和放线菌在降解DBPs前体物中起到了重要作用.      

生物降解与吸附作用协同去除卤乙酸生成势

评价了生物强化活性炭(BAC)的生物降解与吸附作用协同对消毒副产物前体物质(DBPFP)的控制效果.控制 BAC 的空床接触时间(EBCT)为 20min 时,BAC 对卤乙酸生成势(HAAFP)的去除率达到 59%,而相同条件下,普通颗粒炭(GAC)对其去除率只有 27%.BAC 工艺中微生物数量和微生物活性均明显高于 GAC 工艺.通过微生物降解作用和活性炭吸附作用的协同,BAC 对 HAAFP 的去除率与 EBCT 具有明显的线性相关性(R²=0.9069).BAC 出水中指标 UV254与 HAAFP 也表现出一定的线性相关性(R²=0.7702).     

黄山PM10中二元羧酸类化合物的季节变化特征及其来源

为研究黄山大气PM_(10)中二元羧酸类化合物的季节变化特征,分别于2015年夏季、冬季在黄山山顶采集PM_(10)样品,并分析二元羧酸、酮羧酸和α-二羰基化合物.结果表明,无论在夏季还是冬季,草酸(HOOC—COOH,C_2)均是浓度最高的二元羧酸,其次是丙二酸(HOOC—CH_2—COOH,C_3)、丁二酸[HOOC—(CH_2)_2—COOH,C_4],这与其它高海拔地区的分子组成是相似的.大部分二元羧酸的浓度呈冬低夏高的季节变化特征,但是冬季己二酸(C_6)和邻苯二甲酸(Ph)的浓度约高于夏季的2倍,表明冬季黄山大气受周边地区所排放的人为污染物的影响更大.作为二元羧酸的重要前体物,乙二醛(Gly)与甲基乙二醛(mGly)的浓度呈冬高夏低的季节变化特征,表明夏季黄山气溶胶的氧化性比冬季强.主成分分析(PCA)结果表明,黄山冬季SOA主要来自人为源的长距离传输,而夏季SOA主要是当地生物源经二次氧化形成.气溶胶无机模型(AIM)的计算结果表明,黄山夏季的C_2主要是经酸催化反应二次形成的.     

北京市饮用水中溴酸盐、卤代乙酸及高氯酸盐研究

调查了北京市饮用水厂源水及出厂水中消毒副产物溴酸盐、卤代乙酸及典型污染物高氯酸盐的污染现状,研究了其来源及环境影响因素.结果表明,北京市饮用水中基本不含溴酸盐;含有5种卤代乙酸和高氯酸盐.饮用水加氯消毒是产生卤代乙酸的主要原因.在所调查水厂出厂水中卤代乙酸的平均浓度为42.1～149.5μg/L;其中含氯卤代乙酸占总量的90%以上.5种卤代乙酸的含量顺序为三氯乙酸>二氯乙酸>氯溴乙酸>二溴乙酸>一溴二氯乙酸.饮用水中卤代乙酸受季节影响较大,9月份浓度最高,4月份浓度最低.高氯酸盐主要存在于以地下水为源水的水厂中,受地下水污染影响较大.各水厂出厂水中高氯酸盐含量为0.1～6.8μg/L.饮用水中高氯酸盐在11月份含量最高,7月份含量最低.