大型海藻龙须菜对锥状斯氏藻的光合生物控制机制

为了探究大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)的光合生物控制机理，在锥状斯氏藻的培养体中加入不同浓度的龙须菜海水浸提液，通过生物量、表观放氧速率和呼吸速率、光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心能量变化，以及反应中心、放氧侧和电子传递链活性变化，来揭示大型海藻龙须菜对锥状斯氏藻的光合抑藻机理.结果表明：共培养3 d的实验中，添加0.6 g·L^-1龙须菜海水提取液对锥状斯氏藻的生长有显著促进作用，与对照组相比，藻体密度提高了15.5%；添加1.2、2.4和4.8 g·L^-1龙须菜海水提取液对锥状斯氏藻生长则有显著抑制作用，藻体密度分别下降了26.8%、95.1%和91.4%，化感物质对锥状斯氏藻的生长有低促高抑的效果；添加龙须菜海水浸提液能显著抑制锥状斯氏藻最大光合放氧速率和显著增加其暗呼吸作用，呈现出剂量效应，抑制效果随培养时间而减弱.龙须菜中的化感物质能破坏锥状斯氏藻PSⅡ反应中心，使得反应中心数量减少，造成反应中心潜在活力(F_v/F     

不同氨氮填加量下沉水植物对沉积物DOM荧光特性的影响

采用三维荧光光谱技术,模拟研究了不同氨氮添加量(0,100,200和400 mg/kg)下沉水植物对湖泊沉积物DOM(溶解性有机质)荧光特性的影响.结果表明:不同氨氮添加量下,沉水植物的存在明显增强沉积物DOM荧光强度,其中对类蛋白质和类氨基酸组分荧光强度影响较大(荧光强度分别增大了20%～77%和27%～56%);而对类腐殖酸和类富里酸组分影响相对较小(荧光强度分别增大了5%～25%和21%～29%). 添加氨氮可增强沉水植物对沉积物DOM荧光强度影响的程度,当添加量为100 mg/kg时,沉水植物生长最旺盛,沉积物DOM中类蛋白质和类氨基酸组分荧光强度增幅最大(分别约77%和56%);即外源氨氮通过增加沉积物蛋白质和氨基酸含量增强了沉积物有机氮的生物有效性;而在其他添加量下,DOM各荧光组分强度增幅不大,即适当添加外源氨氮,可通过促进沉水植物生长增加沉积物中蛋白质和氨基酸等含量,从而提高沉积物有机氮的生物有效性.      

溶解性有机物在土壤含水层处理系统中的变化

通过实验室模拟土壤含水层处理(SAT)的土壤柱系统研究了二级处理出水中溶解性有机物(DOM)的荧光特性在SAT系统中的变化.利用XAD树脂将二级处理出水中的DOM分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A),疏水性中性有机物(HPO-N),过渡亲水性有机酸(TPI-A),过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,TPI-N中的类芳香族蛋白质荧光物质在SAT系统中优先去除.经过SAT系统处理后,类芳香族蛋白质荧光物质和类溶解性微生物代谢产物荧光物质在HPO-A,HPO-N,TPI-A和HPI中的相对含量升高.各组分中带有3~5个稠合苯环的荧光物质,以及激发波长/发射波长(λex/λem)=390~410nm/456~476nm的类腐殖酸荧光物质在SAT系统中的去除率低于相应组分中以溶解性有机碳(DOC)表征的整体有机物的去除率.不同组分中的其他荧光物质在SAT系统中去除行为不同.     

应用新型调制荧光成像系统(Imaging-PAM)原位评估底泥毒性的方法

应用新型调制叶绿素荧光成像系统Imaging-PAM,通过最大叶绿素荧光量子产量(Fv/Fm)、实际荧光量子产量(YⅡ)指标的测定原位评估了友谊河底泥对斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)的毒性效应.数据显示,在友谊河底泥悬浮液中,栅藻的Fv/Fm和YⅡ值在12h前快速上升,12h后呈现出时间-效应型曲线,72h时Fv/Fm和YⅡ分别下降至对照的44%和35%,Fv/Fm和YⅡ的半抑制时间分别为57h和45h.同时,通过对友谊河底泥样品中重金属含量的检测,计算地积累指数(Igeo),得出友谊河底泥中的Hg、Zn和Cu分别为严重污染,重污染和偏重污染水平,这可能是影响藻类光合作用的主要污染物.本研究为进行底泥毒性评估提供了新的原位分析方法。     

钻井液及其组分对中肋骨条藻的毒性效应（Toxic Effects of Water-Based Drilling Fluid and Its Components on Skeletonema costatum）

为探讨钻井液及其组分的毒性效应,采用荧光技术研究了一种水基钻井液WBF及其7种主要组分(HXJ、PAC141、KPAM、PolyAL、XC、PolyA、Mud)对海洋微藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的毒性作用,以未加入WBF或其组分的中肋骨条藻的叶绿素荧光强度为参照,计算得到钻井液及其组分对中肋骨条藻不同时间的EC50值.结果表明:WBF的7种单组分中,PolyA对中肋骨条藻的96h EC50=2×103mg·L-1,为有毒组分,PolyAL的96h EC50=3×104mg·L-1,为低毒组分,其余5种组分无毒;WBF的有毒和低毒组分复配时其毒性与作用时间有关,PolyA与PolyAL在24h之内表现为协同作用,之后主要表现为拮抗作用;WBF的毒性主要取决于其有毒组分,而低毒和无毒组分对钻井液的毒性有协同增强作用.     

气溶胶中苯并[k]荧蒽的恒能量同步荧光测量条件优化

采用正交实验研究光电倍增管(PMT)工作电压、激发单色器狭缝带宽(EX slit)和发射单色器狭缝带宽(EM slit)等对恒能量同步荧光测量技术的精密度、灵敏度、检出限及半峰宽度的影响机理,筛选和优化气溶胶中苯并[k]荧蒽的最佳测量条件.结果表明,3个因素对精密度、灵敏度、检出限均有显著影响,但只有EX slit带宽对半峰宽度有显著影响.PMT的工作电压越高,精密度越低,灵敏度越高,而它对检出限的影响较为复杂,当PMT工作电压为800V时,检出限可达到最低值;EX slit带宽越大,精密度越高,灵敏度越低,检出限越低,半峰宽度越大;EM slit带宽越大,精密度越低,灵敏度越高,检出限越低.模拟实验优化后的最佳测试条件为PMT工作电压800V、EX slit带宽2.5nm以及EM slit带宽5nm,.此时的最低检测限为0.086ng/mL,能适合于在线检测的技术要求.在环境实际气溶胶样品苯并[k]荧蒽含量的测量时,该方法与HPLC-FLD的测量值差异较小,两者的差值范围为1.73~10.70%,具有很好的可比性.     

三维荧光光谱结合荧光区域指数分析方法评估堆肥腐熟度

评估堆肥腐熟度是确保堆肥产品质量的重要保证. 采用三维荧光光谱结合荧光区域指数分析方法快速评估菜粕和稻糠堆肥过程中的腐熟度. 结果表明:菜粕和稻糠堆肥可在16 d内完成一次发酵,其中第7～14天为高温期(>50 ℃,共8 d);随后,堆体进入降温期,第16天降至32 ℃. 堆肥初期(第0～6天)DOC(溶解性有机碳)、DON(溶解性有机氮)质量浓度和EC(电导率)先稳定在一个较低的水平;在堆肥高温期(第7～14天),ρ(DOC)、 ρ(DON)和EC则分别迅速升至10.47 mg/L、7.52 mg/L和5.76 mS/cm. 堆肥腐熟度相关指标〔即ρ(DOC)、 ρ(DON)和EC〕与FRI(荧光区域指数)方法中P_Ⅲ,n、P_Ⅴ,n、P_Ⅴ,n/P_Ⅲ,n指标的变化趋势一致,并且具有极显著相关性(R>0.942,P<0.01);而与P_Ⅰ,n变化趋势相反,也具有显著的相关性(R<-0.871,P<0.05). 因此,P_Ⅲ,n、P_Ⅴ,n、P_Ⅴ,n/P_Ⅲ,n与P_Ⅰ,n可以用于表征堆肥腐熟度.      

MUCT短程硝化和反硝化除磷系统中Candidatus Accu- mulibacter的代谢活性和菌群结构

采用实现亚硝酸型硝化的MUCT工艺处理低C/N实际生活污水,在短程硝化的基础上实现反硝化除磷.研究短程硝化建立与破坏过程中,亚硝酸盐积累率的变化对系统除磷性能及Candidatus Accumulibacter菌群结构的影响.结果表明:MUCT除磷以反硝化除磷为主,平均反硝化除磷率高达88%.磷去除率与亚硝酸盐积累率具有很好的正相关性.短程硝化阶段磷的平均去除率比全程硝化阶段高30%以上,证明了亚硝酸盐更适合作为低C/N比污水反硝化除磷的电子受体.以多聚磷酸盐激酶基因(ppk1)作为遗传标记,采用实时荧光定量PCR方法考察不同亚硝酸盐积累率下Accumulibacter的丰度、各主要进化分支的菌群结构和相对丰度.当系统处于全程硝化状态时,存在少量以硝酸盐为电子受体的Acc-I型反硝化聚磷菌,低于总Accumulibacter的5%;当系统进入短程硝化状态后,Acc-I逐渐消失.运行期间以亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化除磷的Acc-IID始终是优势聚磷菌,达到总Accumulibacter的92%以上,甚至接近100%,保证了亚硝酸型反硝化除磷的稳定运行,亚硝酸盐浓度是影响其丰度变化的重要因素.     

滇池典型陆生和水生植物溶解性有机质组分的光谱分析

应用紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱与三维荧光光谱,对采自滇池外海及湖滨农田的2种典型陆生植物(玉米、紫茎泽兰)和5种水生植物(芦苇、水红花、水葫芦、眼子菜、茭草)所提取的DOM(溶解性有机质)组分进行了光谱分析. 结果表明,陆生与水生植物DOM的紫外-可见光谱曲线基本类似,吸光度均随波长的增加而降低. 陆生植物DOM的SUVA₂₅₄(单位溶解性有机碳浓度下波长254 nm处吸收系数)值大于水生植物,表明滇池外源输入的DOM腐殖化程度大于内源. 植物叶中DOM的A₂₅₀/A₃₆₅(A₂₅₀、A₃₆₅分别为波长250和365 nm处的紫外吸光度比值)小于茎,表明叶中DOM的芳香性和分子量都大于茎. 陆生与水生植物DOM均有相似的红外特征峰带,其中—COO-、—CH₂、—CO、—OH、—NH₂的特征峰明显,表明它们是构成陆生和水生植物DOM的主要官能团. 三维荧光光谱分析表明,陆生植物茎的DOM中含有类富里酸物质,而叶的DOM中含有类腐殖酸物质. 水生植物除了水葫芦叶的DOM中含有类腐殖酸物质外,其他样品无论茎、叶都含有类富里酸物质. 除水葫芦叶外,同种植物茎的DOM中存在类色氨酸物质,而叶中不存在.      

外加葡萄糖对洱海沉积物溶解性有机质光谱特征影响

利用三维荧光光谱(3DEEM)技术,研究了外加葡萄糖对洱海沉积物中DOM(溶解性有机质)释放和转化的影响以及DOM的光谱特征变化. 培养试验设4个处理(C₁、C₂、C₃、C₄),ρ(葡萄糖)分别为0、50、100和200mg/L. 结果表明:①洱海沉积物DOM出现了6种荧光峰,分别代表类蛋白荧光物质和类富里酸荧光物质,并且荧光峰位置在1~8d呈“蓝移”现象,8~17d呈“红移”现象. ②紫外区与可见区类富里酸(峰A和峰M)随培养时间延长逐渐升高,其中C₄处理的峰A荧光强度小于C₁处理;在培养初期C₄处理的峰M荧光强度小于C₁处理,培养后期则相反. ③随着培养时间延长,上覆水中类蛋白荧光强度呈“单峰”曲线变化,其峰值均出现在培养后第8天,在整个培养过程中,类蛋白荧光强度均表现为C₄处理>C₁处理. 外加葡萄糖可促进洱海沉积物DOM转化,使部分微生物难利用的DOM转化为易被微生物利用的类酪氨酸、类色氨酸等类蛋白物质.