湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)对镉的富集特征及生理响应

以人工湿地修复镉污染水体时,植物在镉离子的沉淀、吸收和积累等过程中起着关键作用,但当前报道的镉富集植物种类较少,湿地植物对镉胁迫的生长及生理响应缺乏系统研究,限制了湿地植物在镉污染水体修复中的应用。笔者以常见湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)为对象,设置了4个镉处理浓度(0、0.5、1和2 mg·L~(-1)),研究了水蓼对镉的富集特征以及生长和生理响应。水蓼根、茎和叶的镉含量(以干重计)随镉处理浓度的增加而升高,处理30 d时,在2 mg·L~(-1)处理下分别达到134、47和48 mg·kg~(-1)。处理30 d时,在1 mg·L~(-1)的镉处理下,水蓼的地上部及地下部富集系数和转运系数最高,地上部和地下部富集系数分别为45.6和111.7,转运系数为0.41。在处理15 d时,水蓼生物量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性在2 mg·L~(-1)处理下显著降低。在处理30 d时,水蓼的总生物量在不同镉浓度下无显著差异,但丙二醛(MDA)含量、SOD和过氧化氢酶(CAT)活性在0.5～2 mg·L~(-1)镉处理下均显著升高,叶绿素含量下降。这些结果表明,水蓼可以通过提高抗氧化酶活性等机理抵抗镉胁迫产生的氧化伤害,并且水蓼对镉的富集和转运系数较高,具有在镉污染水体修复中应用的潜力。     

4种人工湿地填料对磷的吸附特性分析

采用等温吸附、吸附动力学、填料饱和吸附后磷素释放实验,研究了紫色土、河沙、页岩、石灰岩对磷的吸附特征,结果表明Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能很好地拟合各填料对磷的吸附特征,各填料对磷的最大吸附量大小顺序依次为石灰岩(666.67 mg/kg)河沙(500.00 mg/kg)页岩(434.78 mg/kg)紫色土(416.67 mg/kg);从反应速率来看,吸附过程都可分为快、中、慢3个阶段;相对一级动力学方程、双常数方程而言,Elovich方程对4种填料的吸附动力学特征拟合最好,决定系数R~2在0.831～0.966之间;从磷的解吸率来看,各填料释磷大小顺序依次为河沙(4.257%)页岩(3.803%)石灰岩(3.638%)紫色土(2.134%)。综合考察得出,石灰岩更适合作为人工湿地污水除磷的填料。     

聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳技术研究梯田式人工湿地微生物群落动态变化

采用聚合酶链反应(PCR)—变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对梯田式人工湿地(TTCW)和复合垂直流式人工湿地(IVCW)生活污水处理系统内的微生物群落结构的动态变化及其对生活污水处理效果的影响进行了对比研究。结果表明:(1)TTCW和IVCW对生活污水均具有较好处理效果,其COD去除率平均分别为76.2%和72.6%、TP去除率平均分别为90.7%和85.6%、NH4+-N去除率平均分别为65.2%和58.8%;TTCW增氧作用明显。(2)2种人工湿地内均存在丰富的微生物群落,并均存在共有的微生物种群;在湿地沿程不同位置均存在一定数量的优势种群。(3)TTCW强化了大气复氧能力,使得湿地内DO较相同深度的IVCW的高。TTCW具有较强的污染物去除能力,特别是具有高效的脱氮除磷能力。这种能力可能主要是TTCW中微生物群落结构的变化所致。     

湖南省城市声环境质量状况与变化分析

本文以2000~2009年湖南省主要城市声环境质量监测数据为基础,统计分析了10年来湖南省城市声环境质量状况与变化趋势。结果表明,2000~2009年湖南省城市声环境质量虽然得到逐年改善,但是2009年监测的城市主次干道中,有25.96%的路段等效声级超过70dB(A);所监测的约2880个城市区域噪声测点中,有36.42%的测点等效声级超过55dB(A)的标准限值;长沙、株洲、湘潭和岳阳等城市4类功能区夜间噪声超标现象较为普遍,湖南省城市环境噪声污染治理值得重视。     

河道原位处理技术研究进展

原位修复是一种可靠、卓有成效的河道水体净化修复技术,具有治理费用低和最大程度降解污染的特点,适合于污染严重、流量较小的河流水体。本文概述了河道曝气法、生物接触氧化、河流湿地处理和生态浮床等河道原位处理技术的原理、发展及应用情况,其中河道曝气和生物接触氧化起步早,技术较为成熟,为早期污染水体治理贡献很大,相对河流湿地处理和人工浮床起步晚,但成本低,耗资少,处理效率又高,具有很大的发展空间。这些工艺都是经济、有效以及符合可持续发展要求的生物生态技术,在国内外发展比较迅速,但在进一步改进的前提下,其应用前景将十分广阔。     

基于淹水特征的分时段湿地生态系统管理——以南洞庭湖万子湖为例

利用2013年遥感影像和地形图制作地势图,将万子湖湿地洲滩分为27 m以下、27~28、28~29、29~30、30 m以上共5级地势阶梯。利用1983~2013年万子湖逐日平均水位数据分析不同地势阶梯洲滩在春汛期、洪水期、退水期、枯水期等4个时段的淹水特征,结合生物特性和人为干扰分析,确定万子湖湿地生态系统管理的边界范围和策略。研究表明:4个时段中的生态系统管理边界分别为29、31、29、28 m地势阶梯分界线,3个重点时段和管理区域为:春汛期,管理目标是产卵亲鱼保护,28 m以下洲滩是重点管理区域;退水期,管理目标是保障鱼类洄游,28 m以下洲滩和湖槽洄游通道是重点管理区域;枯水期,管理目标是洲滩上鱼类产卵场、幼鱼索饵场和越冬候鸟栖息地的恢复与保护,28 m以下洲滩是重点管理区域。而生态系统管理重点则是去除过度人为干扰(包括洲滩过度开发、过度捕捞),恢复湿地生态系统整体性功能,应坚决停止重点区域内滩涂水面的养殖承包、引淤抬洲、洲滩植树等系列干扰性活动。     

k-C＊模型的人工湿地模拟研究

采用自由表面流人工湿地,对广东省中山市某小区对应段的河涌进行生态修复改造。基于k-C＊模型的计算结果表明,在对现有河涌的面积的利用下,TP和NH4＋-N的去除效果受到限制。采用多因素正交实验对模型的计算结果进行实验验证和分析,研究了4种植物、4种基质,分别在2、4、6和8 d水力停留时间（HRT）下对TP和NH4＋-N的去除效果,得到影响TP和NH4＋-N去除效果的因素主次顺序分别为基质→植物→HRT和基质→HRT→植物;各因素的最佳水平条件分别为：风车草、颗粒活性炭、4 d（HRT）。在最佳水平条件下进行实验,结果表明,TP和NH4＋-N的浓度均可达到出水排放标准浓度指标。k-C＊模型的计算值总是比实验值偏高,但两者之间的误差在一个数量级范围内。     

填埋垃圾中TOC含量的测定方法优化

垃圾的TOC含量是评价垃圾矿质腐殖化机理研究的重要指标,以本课题组模拟垃圾填埋系统中的垃圾样品为研究对象,以土壤TOC测定方法为基础,通过单因素实验和正交实验(L25(56))对垃圾样品的TOC的测定方法进行优化。结果表明,TOC测定优化条件为:风干样品(0.1±0.0005)g,Ag2SO40.075 g,0.4 mol/L(1/6K2Cr2O7)-H2SO4溶液(含1/2H2SO412.6 mol/L)10 mL,180℃的砂浴加热45 min。此条件下,RSD小于3.23%,表明该方法精密度高,可行性强。     

基于层次分析法的坦塘垃圾填埋场适宜性评价

垃圾填埋场场址的适宜性评价是生活垃圾填埋场建设和运营的前提和基础。以湖南省永州市坦塘垃圾填埋场为例,在分析研究区的地质与水文地质条件的基础上,确定了填埋场适宜性的影响因素为填埋场规模、运输条件、环境条件、建场条件和地质条件,具体包括填埋场面积及容量、综合路况条件、对地表水体污染的可能性、地形平坦程度以及场地是否处在岩溶区等条件,明确了局部地区岩溶发育是制约其适宜性的主要因素。结合垃圾填埋场的建设情况和相关规范、标准,采用层次分析法对坦塘垃圾填埋场进行适宜性评价。评价结果表明,坦塘垃圾填埋场是一个适宜场地,评价结果与实际情况相符。