富营养化浅水湖泊稳态转换理论与生态恢复探讨

从清水稳态与浊水稳态转换的过程、稳态阈值、稳态恢复力等方面介绍了浅水湖泊的稳态转换理论,总结了浊水稳态与清水稳态恢复力的影响因素,以及清水稳态与浊水稳态相互转换的驱动力,分析了富营养化引起的植物群落演替和稳态转换的过程.根据稳态转换理论和太湖五里湖的生态恢复实践,提出以改善生境条件为稳态转换驱动力进行生态恢复,并阐述了降低营养盐浓度、提高水体透明度、清除某些鱼类、改善基底、调节水位、软围隔消浪等生境改善措施.      

Comparative study of degradation of toluene and methyl isobutyl ketone (MIBK) in aqueous solution by pulsed corona discharge plasma

Effectiveness of pulsed power plasma for the degradation of two toxic volatile organic compounds (VOCs), toluene and methyl isobutyl ketone (MIBK), in aqueous solution was evaluated. The plasma degradation of MIBK has been studied for the first time. The influence of initial concentration of target compound, solution pH and scavengers on percentage degradation was evaluated. 100% removal of 200 mg/L of toluene and MIBK was achieved both in liquid and gaseous phases after 12 and 16 min of plasma treatment, respectively. The first order rate constant of toluene and MIBK degradation (for 200 mg/L each) was 0.421 and 0.319 min^?1 respectively when they were treated individually, and these values decreased slightly during degradation of their mixture. MIBK degradation was slower than toluene and it might be due to semi volatile and hydrophilic nature of MIBK. The effect of initial concentration of toluene and MIBK showed different degradation patterns. Highest degradation of both the compounds was obtained in neutral pH and in absence of scavengers. ?OH radical was the major reactive species involved in their degradation. Their degradation in real environmental matrices showed that removal reduced significantly in secondary effluent due to scavenging of reactive species by various ions and organic matter. The total number of degradation intermediates identified in case of toluene and MIBK was 11 and 14 respectively and formate was the one recalcitrant byproduct generated. The degradation pathway of toluene and MIBK involving reactions of reactive oxygen and nitrogen species and reductive species is proposed.     

沉水植物腐解对水体水质的影响

在玻璃温室大棚内,模拟太湖的水、土、植物情况,研究了苦草在衰亡腐解过程中营养盐的释放规律以及对水体水质的影响,并初步探讨了其影响机理. 在初始生物量为689g/m2的条件下,苦草衰亡与腐烂分解对水体水质的影响呈2个阶段. 第1阶段为10月—翌年2月寒冷的秋、冬季节,表现为降解释放过程,但这一过程向水体及底泥中释放的碳、氮、磷较少,大部分碳、氮、磷仍保留在苦草残体中,水体pH及ρ(DO)也没有明显的变化. 第2阶段为3—4月天气回暖后,苦草残体的腐解速率急剧加快,向水体及底泥释放大量营养盐;3月水体TOC、TN、TP总量较2月分别增长了216.64%、60.96%、144.40%,底泥中TOC、TN、TP总量分别增长了31.20%、9.41%、19.99%;pH增长了6.27%,ρ(DO)降低了91.5%. 沉水植物腐解过程中各营养盐的赋存形态不断发生转化,并在水-底泥-植物三者间进行迁移.      

沉水植物生长期对沉积物和上覆水之间磷迁移的影响

分别在春季培养黑藻(Hydrilla verticillata)和苦草(Vallisneria natans),在冬季培养菹草(Potamogeton crispus),跟踪监测在沉水植物影响下环境因子的变化,及上覆水和沉积物各形态磷的浓度变化,以探讨沉水植物对磷在沉积物和上覆水中迁移转化的规律.结果表明,不同季节实验条件下沉水植物均能不同程度降低上覆水中各形态磷的浓度.在植物生长期上覆水磷浓度保持在相对较低的水平,黑藻、苦草和菹草组上覆水中总磷(TP)的浓度分别保持在0.03～0.05、0.04～0.12和0.02～0.11 mg.L-1.沉水植物组沉积物中各形态磷的浓度均呈现不同程度的降低,黑藻、苦草和菹草组沉积物TP的含量最大降低幅度分别为35.34、60.67和25.92 mg.kg-1.植物组上覆水溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)和pH均显著提高(DO 10.0～14.0mg.L-1;Eh 185～240 mV;pH 8.0～11.0),沉积物中Eh(-140～-23 mV)也明显提高,并使得沉积中pH保持在中性范围内(7.2～8.0).沉水植物通过提高上覆水中的DO、Eh和pH及沉积物Eh的方式影响上覆水和沉积物之间磷的迁移转化.     

镉对河南华溪蟹肝胰腺线粒体自由基代谢的影响

为了探明镉对线粒体自由基代谢的毒性机理,采用急性毒性实验方法,研究了不同浓度镉(Cd2+)对河南华溪蟹(Sinopotamon henanen肝胰腺组织线粒体抗超氧阴离子(O2.-)能力、抑制羟自由基(.OH)产生能力、过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)含量及一氧化氮合成(NOS)活力的影响.具体实验设置5个Cd2+浓度组(7.25、14.50、29.00、58.00和116.00mg.L-1),分别在24、48、72和96h时对自由基代的相关指标进行测定.结果显示,Cd2+对线粒体自由基代谢的影响表现出时间和浓度效应关系.随着Cd2+浓度的增加和处理时间的延长O2.-能力、抑制.OH产生能力逐渐降低,但H2O2含量逐渐增高,NO含量和NOS活力的变化基本趋于一致,即随着Cd2+浓度的增加和处理间的延长先上升后下降.因此,线粒体中抗O2.-和抑制.OH产生能力、H2O2和NO含量及NOS活力可以作为重金属污染水生生物毒性效应指示物.     

不同光照条件对8种沉水植物生长的影响

通过研究太湖流域主要沉水植物苦草、密刺苦草、黑藻、穗花狐尾藻、蓖齿眼子菜、微齿眼子菜、马来眼子菜和金鱼藻在3种不同光照条件(100%自然光、55%自然光和15%自然光)下的生长状况,探讨沉水植物对光照条件的适应性。结果表明,苦草、黑藻在55%自然光中相对生长速率最大,金鱼藻随着光照减弱,相对生长速率增加,其余6种植物则与金鱼藻相反。黑藻和穗花狐尾藻在15%自然光条件下分株数显著减少,最大株高明显增大,马来眼子菜最大株高显著减少。在不同光照组条件下8种沉水植物中叶绿素含量及可溶性糖含量基本无明显差异,但淀粉含量变化趋势不稳定。     

淹没式MBR处理啤酒废水的净化效能

在投加营养物质 ,保持COD∶TN∶TP =10 0∶5∶1的条件下 ,淹没式MBR对合成啤酒废水中的COD、NH 4 N有着较好的去除效果 ,系统稳定时COD与NH 4 N的平均去除率均在 90 %以上 ,而且MBR工艺对进水有机负荷的冲击具有较强的短时适应能力 ,当COD污泥负荷率由 0 2 7g/ (g·d)突然增加至 0 5 4 g/ (g·d)时 ,出水COD浓度未出现明显的波动 .通过GC/MS分析得出 ,膜组件出水中剩余的有机物主要为高分子量的烷烃类 ,膜组件对于保证系统的最终出水水质起到了关键的作用 .当反应器中的污泥处于增长期时 ,在生物同化作用与同步硝化 反硝化共同作用下 ,使得TN具有 4 0 %左右的去除效果 ,当污泥浓度处于稳定期时 ,TN去除率下降为 30 %左右 ,主要是同步硝化 反硝化的结果 .当污泥处于增长期时 ,通过生物同化作用对TP具有一定的去除效果 ,而当污泥浓度稳定后 ,对TP基本没有去除效果 ,甚至有时出现负去除率现象     

2,4-二氯苯酚诱导鲫鱼肝脏自由基的产生和脂质过氧化

以α-苯基-N-叔丁基甲亚胺-N-氧化物(α-phenyl-N-tert-butylnitrone,PBN)为自旋捕获剂,利用电子顺磁共振(electronparamagnetic resonance,EPR)研究了2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)腹腔注射24h后,引起鲫鱼(Carassius auratus)幼体肝脏内自由基含量变化.结果表明,不同剂量2,4-DCP(0.025,0.05,0.5,5,25 mg/kg)腹腔注射24h后可引起鲫鱼肝脏内自由基信号明显增强,与对照组相比具有显著性差异(p＜0.05).自由基的产生与2,4-DCP注射剂量呈较好的剂量-效应关系,回归方程为:y=1189ln(x)+9220,r²=0.9856.EPR波谱的3组双重峰分裂谱线为典型的PBN捕获羟自由基形成PBN/'OH的EPR波谱,经谱图解析表明,PBN捕获自由基形成加合物的超精细分裂常数aN=13.7 Gauss,aH=1.8Gauss,g因子为2.0058.与文献报道的PBN捕获羟自由基的特征参数一致.研究发现,2,4-DCP腹腔注射引起鲫鱼肝脏丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量明显增加,与对照组相比有显著性差异(p＜0.05),并对2,4-DCP诱导鲫鱼肝脏自由基的产生与脂质过氧化的机理进行了探讨.     

降解偶氮染料AO7的研究：动力学及反应途径

紫外光分解过硫酸盐(S2O2-8)是一种新型的高级氧化技术,可以产生强氧化性的硫酸根自由基(SO-4).以偶氮染料AO7为目标污染物,重点研究了反应体系氧化剂K2S2O8浓度、溶液初始pH值和无机阴离子(H2PO-4、HCO-3、NO-3和Cl-)对反应体系的影响.结果表明,AO7的降解遵循准一级动力学,当AO7初始浓度为0.14 mmol/L时,最佳的氧化剂K2S2O8与污染物AO7的摩尔比为20.pH值对UV/K2S2O8体系降解AO7的反应速率影响较大,增大pH有利于SO-4转化为·OH.溶液中的无机离子对反应体系有一定的抑制作用.采用GC/MS分析了UV/K2S2O8体系降解AO7的主要中间产物(萘酚、1,2-苯并吡喃酮、邻苯二甲酸),并根据中间产物的分析推测了降解途径.     

高级氧化法氧化含邻硝基甲苯废水过程的动力学

研究了水溶液中邻硝基甲苯在有O3或O3／H2O2情况下的氧化反应过程，并建立了动力学模型。在293K、pH值3－10条件下对反应进行测定。实验结果表明，臭氧衰减速率对于O3来说反应级数为1，而对于邻硝基甲苯来说则随pH值变化和H2O3的有无而变化，实验结果与理论预测相吻合。