植物塘+人工湿地系统对灌溉水净化及稻米镉的阻控效果

为了降低灌溉水中Cd向农田中输入,减轻农田重金属Cd污染,降低稻米中Cd含量。本试验选取梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻为材料,构建3级植物塘+人工湿地系统,研究其对湖南典型矿区Cd超标灌溉水(全量Cd浓度均值≈6.65μg·L~(-1))净化效果及稻米Cd阻控效果,并分析灌溉水进出水浓度与干湿沉降通量对系统净化效果的影响及净化系统中湿地植物的吸附能力。结果表明:梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻3种水生植物对灌溉水中Cd具有较好的去除能力,经系统净化后灌溉水中全量和可溶态Cd平均去除率分别高达70%和91%,可有效降低湿地系统中重金属Cd浓度并阻止灌溉水中Cd向稻田迁移。湿地进水Cd浓度易随降雨产生波动,但湿地系统对Cd的去除效果不受影响。降雨量与Cd湿沉降通量呈线性正相关,与Cd干沉降通量呈线性负相关。监测期间(2017年4月16日—2017年9月17日)该3级净化系统Cd输入总量为428.46 g,其中干沉降沉降量为20.52 g,湿沉降沉降量为57.60 g,系统有效截留Cd占输入总量的87.94%,干湿沉降作为外源Cd输入源之一,对净化系统的运行效果影响不显著。在湿地正常运行情况下,净化后灌溉区水稻根部、茎鞘、叶片、谷壳和糙米中的Cd含量与未净化灌溉区水稻相比分别下降了5.96、3.83、2.42、0.40 mg·kg~(-1)和0.12 mg·kg~(-1)。研究结果可为典型矿区Cd污染灌溉水净化、降低农田重金属输入量与粮食安全生产提供科学参考和数据支持。     

植物塘人工湿地系统对灌溉水Cd的生态拦截效果

为拦截灌溉水Cd,设计实施了水平潜流与表面流两种工艺组合的植物塘人工湿地系统,在水稻生育期净化处理灌溉水,结合田间水稻种植小区试验,于2017年1月至2018年12月逐月采集水样,同时多次采集水稻和土壤样品,监测分析样品Cd含量,探讨人工湿地系统对灌溉水中Cd的净化效率及对米Cd累积的影响。结果表明:连续两年监测,人工湿地系统进水Cd浓度范围为0.034～0.644μg/L,平均浓度为0.232μg/L,经过植物塘人工湿地系统处理后出水Cd浓度范围为0.001～0.189μg/L,平均浓度为0.059μg/L。一级、二级和三级人工湿地系统对灌溉水中Cd的去除率分别为50.21%、14.06%和7.81%,人工湿地系统总去除率达72.06%;与未净化灌溉水相比,经人工湿地系统净化处理后灌溉的水稻糙米Cd含量下降了10.50%～24.51%。研究表明,植物塘人工湿地系统能有效拦截去除灌溉水中的Cd,减少该途径对稻田土壤Cd输入通量,并降低糙米中Cd累积量。本结果可为典型稻田重金属污染灌溉水的净化及湿地植物的选择、减少稻田重金属输入和粮食安全生产提供理论依据和参考。     

三级模拟人工湿地对镉钨复合污染废水净化研究

为探究水培条件下，模拟人工湿地对镉（Cd）、钨（W）复合污染废水的净化效果及机理，本研究通过预实验筛选出的三种常见水生植物：再力花（Thalia dealbata Fraser）、旱伞草（Cyperus alternifolius L.）、铜钱草（Hydrocotyle vulgaris L.）搭建水培模式的三级模拟人工湿地，设3个处理，分别为单独种植处理（T1）、两两搭配种植处理（T2）、3种搭配种植处理（T3），对初始浓度为25 μg·L^-1Cd、75 μg·L^-1W的复合废水进行动态试验的研究。结果显示： T1、T2、T3三级模拟人工湿地的平均出水Cd浓度分别为3.30、3.20、2.75 μg·L^-1，平均去除率分别为87.01%、87.41%、89.18%；平均出水W浓度分别为24.02、20.14、26.75 μg·L^-1，平均去除率分别为68.24%、73.36%、64.62%，模拟人工湿地系统对Cd、W复合废水净化效果良好。T3处理共输入Cd约375 mg，系统截留333.75mg，其中植物富集截留102.66 mg，沉积物吸附截留231.09 mg；输入W约1 125 mg，系统截留723.75 mg，其中植物富集截留375.02mg，沉积物吸附截留348.73 mg。3种植物对Cd和W的富集效果良好，同种植物富集浓度沿出水方向降低，即第一级湿地＞第二级湿地>第三级湿地。沉积物在系统中对两种重金属都有较大的吸附量，通过SEM电镜扫描其形态以及FTIR红外光谱图分析得知沉积物表面存在大量凹凸不平的吸附位点，存在主要吸附官能团：—OH、—COOH、C＝C、C—O—C，揭示了沉积物对Cd、W吸附的部分机理。三级模拟人工湿地对废水中Cd、W净化效果良好，可以为钨矿区污染灌溉水中Cd、W的净化提供技术支撑。     

不同植物组合人工湿地中磷去向特征研究

人工湿地技术是农业面源污染治理的重要技术措施，而磷的去除是污水治理的主要难点。以亚热带丘陵区为研究区域，以农村养殖废水、生活污水及农田排水混合形成复合污水为治理对象，通过野外小区试验，研究了浮水植物绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）与挺水植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）、水生美人蕉（Canna glauca）、梭鱼草（Pontederia cordata）所构建的浮水植物+不同挺水植物种植模式人工湿地，以探讨不同植物组合模式对人工湿地磷的处理效果与去除途径的影响特征。3—9月结果表明：植物组合湿地对于农村污水中磷素具有显著的处理效果，以无机磷的去除为主。湿地进水总磷（TP）浓度为2.16~5.93 mg·L^-1，各植物组合出水TP浓度为0.34~0.48 mg·L^-1，低于城镇污水排放一级A标准（0.5 mg·L^-1），以绿狐尾藻+梭鱼草湿地的除磷效果最好；不同组合模式人工湿地总磷负荷变化范围为45.50~47.13 g·m^-2·a^-1，绿狐尾藻+梭鱼草组合湿地达47.13 g·m^-2·a^-1，显著高于对照湿地中的39.62 g·m^-2·a^-1；底泥吸附与沉淀是植物组合湿地磷素去除的主要途径，其占湿地除磷总量的72.44%~75.62%。水生植物TP积累量9.65~12.51 g·m^-2·a^-1，占湿地除磷总量的21.00%~26.54%；试验中，植物组合人工湿地比绿狐尾藻湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少1.71%~4.89%，增加植物吸收比例0.97%~6.28%。较对照湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少18.11%~21.29%。植物组合有利于延缓底泥吸附饱和时间和提高植物对磷的吸收率。     

香蒲-表面流湿地系统净化灌溉水过程中镉的分布和累积

以室外人工湿地系统进行农田灌溉水净化试验,分析Cd在表面流人工湿地中的分布和累积规律,旨在为利用人工湿地净化灌溉水中镉提供理论依据。结果表明:湿地平均水力停留时间为1.62 d,湿地对Cd的平均去除率为68.88%。香蒲地下根茎Cd含量较高,最高可达127.39 mg·kg~(-1),地上茎叶Cd含量较低,最高为14.65 mg·kg~(-1),其富集系数与转运系数范围分别为6.58~41.26、0.037~0.107,说明香蒲具有净化灌溉水中Cd的潜力,Cd主要积累在地下部分。Cd在香蒲与底泥中的含量随水流沿程的延长呈递减趋势,且随着时间的推移逐渐增加。底泥中各点位Cd形态所占比例平均值大小依次为B2B1B3B4,其潜在有效性较大。     

水生植物对灌溉水中镉去除作用的筛选及机制研究

灌溉水中悬浮态的镉被认为是湖南省农田镉污染的主要来源，通过比较紫背浮萍、美人蕉、狐尾藻和水葫芦4种典型南方水生植物对悬浮态镉去除的效果，筛选出效果更好的水葫芦和狐尾藻，进一步收集植物根部悬浮物、体系底泥，分析其镉含量并开展机制研究。结果表明，4种水生植物中狐尾藻镉去除效果最佳，去除效率为94.42%。植物对镉的去除主要通过助沉降和吸附，其中沉降部分所占比例最高，根系复杂的水生生物在去除灌溉水中镉的方面显示出良好的性能，狐尾藻沉降部分的镉含量占81%左右。     

瓦埠湖陡涧河湿地生态系统构建设计

陡涧河生态湿地设计思路:采用应用范围广的"垂直流人工湿地+表面流人工湿地"的组合工艺,另外,考虑进水需进行水质水量的调节和去除悬浮物,在工艺前加上稳定塘;选择钢渣、活性炭作为吸附填料,选择沙石等作为基质填料;选择芦苇(Phragmites australis)、花叶芦荻(Arundo donax)、千屈菜(Lythrum salicaria)、香蒲(Typha orientalis)、再力花(Thalia dealbata)、美人蕉(Canna indica)和风车草(Cyperus alternifolius)为湿地植物。在进水口设进水总闸,将稳定塘布置在鱼塘上,出水口布置在塘区下游最窄处,并将其一部分坝体建成漫水坝,另外段建成高于水面的河堤。     

生态沟-湿地系统对农田排水氮磷的去除效应

为探讨生态拦截系统对农田尾水氮、磷的去除效应及其应用前景,在太湖水源地陆域保护区原位构建生态沟-湿地系统对涵盖施肥期的农田尾水进行了拦截净化。结果表明,生态沟-湿地系统可对TN、NH_4+-N、TP平均浓度分别为23.45、19.87 mg·L-1和0.341 mg·L-1的高浓度农田尾水有效净化,出流最低TN、NH_4+-N分别可达地表Ⅴ类水和Ⅳ类水标准,出流TP稳定达到地表Ⅲ类水标准。生态沟对农田排水TN、NH_4+-N、TP平均去除率分别为49.95%、48.55%和53.22%,尾水进入人工湿地后得到再次净化,去除率分别为18.4%、9.43%和23.35%,系统总体去除率分别为59.6%、51.69%和60.92%。研究表明,生态沟末端配置人工湿地能有效提高氮、磷去除效率,系统具有一定的环境经济效益和可移植性,为太湖东部同类型农田排水的生态拦截提供案例参考。     

土壤-植物系统对径流污染物截留的影响因子分析

通过比较3种土壤-植物系统,分析确定了植被条件、污染物浓度、进水流量和坡度对地表径流污染物去除率的影响。研究结果表明：植被条件、进水浓度、进水流量和坡度对污染物去除率的影响因污染物的存在状态和性质不同而变化;颗粒态污染物SS、PP和CODMn的截留特征受4种因素的影响显著,“土壤-紫花苜蓿”和“土壤-高羊茅”系统的污染物去除率显著优于对照系统,并随进水浓度、进水流量和坡度增加而降低;溶解态污染物NO-3-N、NH+4-N和TDP的净化效果受植被条件和进水浓度的影响显著,“土壤-高羊茅”系统的污染物去除率显著优于“土壤-紫花苜蓿”和对照系统,NO-3-N去除率在中等浓度时最高,NH+4-N和TDP去除率随浓度增加而显著增加,NO-3-N去除率受进水流量影响显著,随进水流量增加而降低,NH+4-N去除率受坡度影响显著,随坡度的增加而降低。研究得出在构建土壤-植物系统的实践中,应根据上游污染源区污染状况及受纳水体水质要求设计净化系统,并选种地表密集生长的植被及适当降低系统坡度来提高土壤-植物系统的环境功能。     

悬浮底泥六氯苯吸附-解吸行为研究

为调查河流系统中六氯苯(HCB)在悬浮底泥与水体间的迁移规律,采集大沽排污河12个站位的表层沉积物样品进行吸附-解吸规律的研究.首先进行了沉积物中HCB解吸释放实验研究,结果表明:HCB释放规律符合快、慢2段1级动力学模型,快速和慢速释放部分所占的质量分率f1,f2分别为34.1%和65.9%;快速和慢速释放速率常数k1d,k2d分别为0.125 3 h-1和8.0×10-4h-1.进而.根据HCB解吸规律建立了水系中污染物在悬浮底泥与水体间的吸附-解吸动力学模型,经过吸附-解吸动力学分析,揭示出HCB在不同环境介质间的迁移过程.悬浮颗粒物浓度是HCB吸附-解吸时间响应的重要影响因素.悬浮底泥浓度为0.05 g·L-1时,500 h水体中溶解相HCB浓度仍在增大.而悬浮底泥浓度为2.5 g·L-1时,10 h后各相浓度变化就已经不明显.模型分析结果可解释许多文献报道同一种有机污染物吸附一解吸平衡时间从几小时到几个月的巨大差异.     

沉水植物对养殖池塘底泥中重金属的生物有效性

为探究苦草、黑藻、菹草等沉水植物修复对养殖池塘底泥中重金属的去除效果及其生物有效性,对沉水植物修复前后底泥中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、Cr的总量和赋存形态进行测定。结果表明,沉水植物修复可以有效去除底泥中重金属污染并降低生态风险,其中对底泥中Cu、Pb、Cd、Hg的去除率较高,但对Cr的去除率较低。不同季节生长的沉水植物对不同重金属的修复效果不同。聚类分析显示,苦草、黑藻等春夏季生长沉水植物对Cd、As、Cu、Zn、Pb的去除效果较好,而菹草等越冬沉水植物对Cr的去除作用较好。形态分析显示,底泥中生物有效态含量和迁移率(MF)较高的Cu和Cd在沉水植物修复后底泥中生物有效态含量和迁移率相比其他元素显著增加。此外,相关性分析显示,底泥中重金属的去除率与其生物有效态含量和迁移率均呈现极显著正相关(P0.01)。因此,底泥中重金属的生物有效态含量和迁移率可以有效表征沉水植物对底泥中复合重金属污染的去除效果。     

植物Ca2+信号的研究进展

在植物的生长发育过程中,为了适应环境,调节自身代谢和生长,需要对各种外界环境刺激以及植物内部生理信息做出反应,因此,植物产生了自己的信号系统。Ca2 作为一种信号分子在植物细胞信号系统中起着举足轻重的作用。针对国内外对植物Ca2 信号的研究情况,综述了Ca2 信号的产生、Ca2 信号参与的各种植物生理过程、Ca2 信号的检测以及其研究的最新进展。     

盐胁迫下植物Na+/H+逆向转运蛋白研究进展

盐胁迫下Na 使植物体内的离子平衡受到破坏,为了维持细胞的渗透平衡,植物主要通过Na /H 逆向转运蛋白外排Na 和液泡区隔化Na 来减少Na 的毒害,提高自身的耐盐性.对植物Na /H 逆向转运蛋白的基本特征、与植物耐盐性的关系以及分子生物学研究等方面进行了概述,并对今后的研究方向进行了展望.     

池塘圈养模式研究进展

池塘养殖是我国水产养殖最主要的生产方式。针对传统散养池塘养殖废弃物过度积累、养殖水环境劣化等关键瓶颈问题,提出了能时时清除养殖固形废弃物、实现清洁养殖的圈养模式。该模式自成体系,包含圈养桶、圈养平台和尾水分离与处理等养殖装备,以及圈养池塘水体净化能力提升措施等,是一种养殖尾水零排放、节水、节地、节约饲料和人力成本、高产、高效的绿色健康养殖方式。圈养平台集成机械化、信息化、智能化等技术装备后,可构建具有中国特色的工厂化池塘绿色高效养殖模式。本文系统介绍了圈养模式提出的缘由、设施结构组成、实际圈养效果及养殖废弃物收集与处理效率、圈养综合效益等,展望了圈养模式发展趋势,以期为今后圈养模式研究和应用推广提供思路和参考。     

池塘养殖加料车设计

针对目前池塘养殖中投饵机大部分加料都是依靠人力完成,劳动强度大,在陡峭斜岸上对投饵船进行加料困难的现状,设计一种无动力出料的节能定量加料车。加料车使用旋转下料阀进行定量下料,使用剪叉式升降平台调整加料高度。通过设计位于下料阀出料口的球形限位旋转连接件调整加料管的倾角实现无动力出料。基于圆柱凸轮设计新型伸缩加料管。加料车通过车体的移动、剪叉式升降平台的升降、加料管倾角和长度的调整实现定向、定距、定点的饲料添加。制作加料车样机,以投饵船和固定式投饵机为加料目标进行加料试验,试验结果表明加料车对不同规格饲料具有通用性,1.2 m的伸缩长度和1.5 m的升降高度能满足投饵船和固定式投饵机的加料需求,调整灵活,加料速度为6.2 kg/min。设计的加料车使用灵活,能代替人工给投饵船和固定式投饵机加料,减轻人工劳动强度,提高养殖过程的机械化水平,为进一步实现自动化和智能化打下基础。     

池塘起鱼单轨输送机设计

为解决池塘活鱼收获过程中人工起鱼强度大、工作效率低的问题,设计了一种池塘起鱼单轨输送机。该单轨输送机由蜗轮蜗杆和皮带实现驱动;单轨依池塘地形架设,适应了高落差的运输需求;机架上设计有卡槽,防止运行时单轨输送机侧翻和脱离固定轨道。以人工操控单轨输送机为研究对象,控制系统采用无线遥控技术实现单轨输送车遥控输送。试验表明,该单轨输送车上坡可载重量120 kg,爬坡角度在30°~40°,上坡行走速度为0.4~0.8 m/s,3名工作人员40 min可将4 800 kg的鱼从池塘运输到活鱼车上,与传统8人作业1 h相比,劳动力减少了一半,工作时间缩短了33%,工作安全可靠,适合池塘起鱼作业。     

池塘养殖疾病诊断模型研究

利用BP 神经网络方法建立池塘养殖疾病诊断模型,并进行验证。以养殖种类尧养殖阶段尧病原体尧感染 部位尧水温尧地域作为输入因素,将疾病种类作为输出单元,通过模型训练,利用模型进行预测,预测结果误差在允许 范围之内。 学研究院淡水渔业研究中心）项目（2013JBFM13）     

土池养殖美国青蛙技术

2001年富川县在朝东、富阳两镇推广土池养殖美国青蛙高产技术，总面积为12866．7m^2，养殖户共26户。两镇全年总投放幼蛙9．5万只(规格为10～12g／只)，年底成蛙总产量达到10808kg，平均每m^2产0．84kg，总产值172928元，每100m^2产值1344元；总利润62288元，每m^2利润4．84元，经济效益和社会效益显著。