Reuse of heavy metal-accumulating Cynondon dactylon in remediation of water contaminated by heavy metals

Phytoremediation technology is regarded as a simple and efficient way to remove heavy metals from contaminated soil. A reasonable disposal of metal hyperaccumulators is always and resource-saving. The a major issue in waste reuse heavy metal-accumulating Cynondon dactylon （L.） was investigated where heavy metals were desorbed by a facile acid-treatment. The result indicated that more than 90% of heavy metals （Zn, Pb and Cu） was extracted from Cynondon daetylon with 0.2 mmol· L^-1 HCl. The plant residue was used to adsorb heavy metals ions. The adsorption fitted the Langmuir isotherm model with the saturation adsorption capacity of 9.5 mg·g^-1 Zn^2＋, 36.2 mg·g^-1 Pb2＋ and 12.9 mg·g^-1 Cu^2＋, and the surface eomplexation and the backfilling of heavy metal imprinting cavities existed simultaneously during the adsorption. The treatment of wastewaters indicated that the plant residue exhibited a high removal rate of 97% for Cu. Also, the material could be recycled. The method offers a new disposal approach for heavy metal hyperaccumulator.     

添加生态型植物碳源对人工湿地脱氮除磷效果的研究

目前多采用直接投放的方式在人工湿地系统中加入植物碳源,但植物碳源在初期会释放过量的有机物,造成系统出水中COD、TN偏高.为解决这一问题,选用经碱处理、热处理和简单处理3种不同方式预处理过的玉米芯植物,通过静态释放试验,探究玉米芯对有机碳、氮、磷的潜在释放能力,并在此基础上利用玉米芯制备生态型植物碳源,作为人工湿地外加...     

基于模拟植物生长算法的快线公共车辆优化调度研究

公共车辆的运营优化调度能够很好的减少城市交通拥堵,缓解交通压力,保证多方面的利益。对乘客高峰期快线公共车辆的调度进行了研究。首先运用了三元组α/β/γ方法对问题进行了描述,将乘客高峰期快线车辆的调度描述为一类以最小化制造期和平均等待时间为目标,具有先入先出原则和机器适用限制的流水车间动态调度问题。并在此基础上建立了相应的数学模型;接着,运用模拟植物生长算法进行了算法设计;最后,用实际数据进行了数值仿真,结果证明该研究具有较高的理论及现实价值。     

红树植物凋落叶分解对土壤可溶性有机质的影响

研究红树林湿地土壤可溶性有机质（DOM）的来源、性质及其归宿对于揭示 DOM 在红树林湿地生物地球化学循环中的作用具有重要意义。采集了木榄（Bruguiera gymnoihiza）、秋茄（Kandelia candel）和桐花树（Aegiceras corniculatum）3种红树植物的新近落叶进行室内48 d分解实验,探讨了凋落叶分解过程对土壤可溶性有机碳（DOC）和可溶性总氮（TDN）含量、C/N比（DOC/TDN）及紫外-可见（UV-Vis）光谱特征（A280、A240/A420和A250/A365比值）的影响。在48 d分解期间,3种红树植物凋落叶的输入均明显增加了土壤DOC的含量,其变化在分解第6 d最为显著,各凋落叶添加组比对照组平均增加了149%（秋茄）~196%（桐花树）,随后各凋落叶添加组土壤DOC含量呈下降趋势。与土壤DOC的变化不同,凋落叶输入后土壤TDN的变化与对照组的差异不明显,但木榄和桐花树添加组的C/N比在分解初期（第6天）显著高于对照组（P<0.05）。凋落叶的输入亦在不同程度上增大了土壤DOM的A280值,降低了DOM的A240/A420和A250/A365比值。与土壤DOC的变化相似,凋落叶输入使DOM的UV-Vis光谱特征在分解初期（第6天）的变化最明显,其中桐花树凋落叶的影响最大,秋茄凋落叶的影响最小。结果表明：凋落叶输入使培养初期土壤DOM的含量和性质发生明显改变,DOM中大分子及芳香类组分增多、团聚化程度增加,DOM 的生物可降解性变小。然而,随着分解的进行,不同凋落叶处理组之间土壤DOM的变化差异性逐渐缩小,并在分解后期与对照组趋近。     

污染土壤中菲的修复技术研究进展

菲是多环芳烃中的代表性物质,具有"三致"效应,而且菲的蒸汽压小,辛醇-水分配系数高,生物可利用性低,是一种持久性有机污染物。随着化石燃料的大量使用,受菲污染的土壤越来越多,研究菲的修复技术对污染土壤的再利用具有重要意义。结合目前国内外研究进展,综述了污染土壤中菲的修复方法,包括物理修复、化学修复和生物修复。针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、实例应用和优缺点,重点论述了植物修复和微生物修复方法的降解机理和应用,分析了微生物性质,包括氧、营养物、温度、土壤理化性质、共存污染物等环境因素对生物降解的影响。由于溶解性的菲有较好的迁移转化能力,因此表面活性剂的助溶作用适用于各种修复方法,选择合适的表面活性剂可以提高修复效果。在各种修复技术中,物理修复是通过物理技术实现菲的解吸与富集,无污染,但是去除率低;化学修复是使用氧化剂将菲氧化分解成无毒易降解的小分子物质或通过添加化学淋洗剂增加菲的溶解性,提高迁移转化能力,用时短,但是引入其他试剂,容易造成二次污染;植物修复是通过植物的提取、降解和固定等过程实现菲的修复,尤其是植物的根际环境为微生物的生长提供有利的条件;微生物修复以菲可作为微生物生长的碳源为基础,在分解酶的作用下实现菲的降解,但是生物修复周期长,可利用的生物少,而且可能生成毒性更高的中间代谢产物。因此,寻找合适的修复物种,采用基因技术提高生物的修复能力或多法联用、取长补短可提高修复效率。最后,在共降解理论的基础上,结合重金属和有机污染物共存时,一种物质的存在对另一种物质的降解有促进作用,提出了协同降解的概念,寻求对多种污染物有协同降解或共降解作用的修复方法是今后发展的主要方向。     

不同区域气候条件影响下的纳帕海湿地植物叶绿素荧光特性

采用原位移地技术,研究了不同区域气候条件影响下,纳帕海4种常见湿地植物的株高、茎粗、生物量等生长特性,以及叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、叶绿素a/b值、光化学量子效率（Fv/Fm）、电子传递速率（ETR）、实际光化学量子效率（Phips2）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系数（NPQ）等生理生化指标,分析探讨了湿地植物对不同区域气候条件的响应差异和适应策略。研究发现气候条件的改变对湿地植物的生长、叶绿素含量及荧光参数产生重要影响。随着温度的上升,水葱Scirpus tabernaemontani和茭草两种广布种Zizania caduciflora均表现出良好的适应性,生物量、叶绿素含量、Fv/Fm、ETR、Phips2、qP值不同程度升高,生长状况良好。刘氏荸荠Heleocharis liouana也表现出较好的适应性,当气温上升到一定程度后,虽然Fv/Fm、ETR、Phips2、qP值降低,但其通过调节叶绿素含量、热耗散来减轻伤害,气候变化对其生长的影响较小。而北温带分布型的黑三棱Rhizoma scirpi yagarae对气候变化的适应性较差,当温度上升到一定程度后, Fv/Fm、ETR、Phips2、qP、NPQ都出现大幅下降,生长停滞,生物量下降,对温度上升极为敏感。可以推测,随着全球变暖,像黑三棱这样的物种,其生存将面临极大的威胁,而高原湿地生态功也将能受到损害。     

仿生植物附着微生物膜对污染水体氮素迁移转化效能分析

通过室外及室内控制试验,研究5种常见填料作为原材料制成的仿生植物对污染水体氮素的去除性能,结果表明,仿生植物原材料的差异将直接影响其附着生物膜特性,其附着生物膜量、硝化强度、反硝化强度以及硝化细菌、反硝化细菌均表现为：软性填料﹥组合填料﹥悬浮填料﹥立体弹性填料﹥半软性填料。水深对仿生植物附着生物膜亦有不同程度的影响,其中生物膜量随水深的增加并未表现出明显的分层效应,而生物膜硝化作用强度、硝化细菌随水深的增加逐渐降低,但生物膜反硝化作用强度、反硝化细菌则随水深的增加则呈现出逐渐增加的趋势。5种不同材质的仿生植物对水体TN、NH4＋-N、NO3--N具有较好的去除效果,去除率表现为：软性填料﹥组合填料﹥悬浮填料﹥立体弹性填料﹥半软性填料﹥对照系统。同时,仿生植物种植密度也影响其对水体氮素的去除效果,表现为CK〈7株·m-3〈13株·m-3〈20株·m-3,研究结果将为仿生植物的野外实际应用及我国城市重污染河道水质原位修复提供技术支持。     

Pb胁迫对金丝草体内Pb化学形态及细胞分布的影响

采用室内模拟Pb胁迫水培试验,利用化学试剂逐步提取和电镜观察的方法,研究Pb胁迫下金丝草(Pogo-natherum crinitum)体内Pb的化学形态及细胞区室化作用。结果表明,Pb在金丝草根和叶中主要以HCl提取态存在,所占比例平均在30%以上,最大比例分别达46.84%和61.49%,其次为HAc提取态和NaCl提取态,残渣态和去离子水提取态所占比例较小,说明金丝草体内Pb化学形态除HCl提取态外主要以磷酸盐结合态、蛋白质结合态或吸附态等迁移活性较弱的化合态存在,从而减小Pb的毒害作用。电镜观察发现,Pb胁迫下金丝草根和叶中大部分Pb被束缚在细胞壁上,这与其化学存在形态结果一致。但金丝草根系仍可将大量Pb转移到地上部分,对Pb具有强转运能力。