浮萍多样性对富营养化水体净化效果的影响

[目的]通过研究浮萍物种多样性对净化富营养化水体效果及其对浮萍生物质积累的影响,为未来利用浮萍混养组合修复富营养化水体及开发浮萍生物质提供理论依据.[方法]分别将青萍(Lemnaaequinoctialis LC33)、少根紫萍(Landoltiapunctata LC06)和多根紫萍(Spirodelapolyrhiza LC15)进行单独和混合培养,测量其对富营养化水体中氮、磷的去除率,同时分析混养组合的生物质含量.[结果]由少根紫萍和多根紫萍构成的混养组合对水体中硝氮(NO3--N)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除率最高,分别为97.05%、95.00%和97.64%;由3种浮萍构成的混养组合对水体中氨氮(NH4+-N)的去除率最高,达98.17%.由青萍和少根紫萍构成的混养组合及由少根紫萍和多根紫萍构成的混养组合具有更高的生物量增长率,由青萍和少根紫萍构成的混养组合可积累更多的淀粉,由少根紫萍和多根紫萍构成的混养组合可积累更多的粗蛋白.[结论]适当的浮萍混养搭配不仅可提高富营养化水体净化效果,还能促进生物质的积累.     

浮萍分布与水环境因子的相关性研究

以江苏、广东2省多点的浮萍及其生活水体为研究对象,调查浮萍种属分布、水质状况,并分析浮萍分布与水环境因子的相关性。经DNA barcoding鉴定,江苏采集的浮萍属于青萍、多根紫萍、少根紫萍、芜萍,而广东采集的浮萍均为青萍。通过对水体pH值、氨氮、硝氮、总磷、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)11种环境因子进行测定,发现青萍对pH值、氨氮、硝氮、总磷、Mn、Ni、Cu、Zn的耐受能力较其他浮萍强,而紫萍对Cr的耐受能力较好。通过相关性分析,发现水体环境的差异会造成浮萍分布的差异,而冗余分析(RDA)发现,氨氮、pH值与浮萍分布具有显著相关性,氨氮是影响浮萍分布最主要的环境因子。而广东采集的水体氨氮浓度过高,对氨氮耐受能力较弱的浮萍品种难以存活,这也是造成广东地区浮萍品种单一的原因之一。综上所述,本研究对选择浮萍品种处理水体具有一定的指导意义。     

温度对3种常见浮萍生长效应的研究

以上海地区常见的浮萍多根紫萍[Spirodela polyrrhiza(L.)Schleid]、少根紫萍[Spirodela oligorrhiza(kurz)Hegelm]和青萍(Lemna minor L.)为研究对象,研究温度对浮萍生长效应的影响。结果表明:在10—40℃下,3种浮萍均能生长繁殖。30℃时,多根紫萍、少根紫萍和青萍鲜重、株数和叶片数的相对生长率均达到最大值。浮萍的3种保护酶:过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的变化趋势与浮萍生物量变化趋势一致,均在30℃时生长状况最好,在10℃和40℃时,生长速度缓慢。通过对三种浮萍形态特征的观察发现,其变化情况与温度对浮萍生物量和保护酶的影响情况类似。     

富营养化水体中磷浓度对不同种类浮萍生长的影响

采用扬州地区常见的3种浮萍(紫背浮萍、青萍和少根紫萍),在模拟自然光照和一定温度的条件下,研究了在同一营养背景下不同磷浓度以及在不同营养背景下同一磷浓度,对水体中浮萍生长的影响效果。结果表明:营养背景浓度在1/5时,浮萍分裂的速度较快。在同一营养背景下,浮萍(青萍、少根紫萍)生长的个数随磷浓度升高先增加后减少。在一定营养背景下青萍的生长速度是最快的,即在适应环境生长方面,青萍较其他2种浮萍(紫背浮萍、少根浮萍)更具优势。     

pH对浮萍生长及其保护酶活性的影响

以上海地区常见的青萍(Lemna minor L.)、少根紫萍(Spirodela oligorrhiza Kurz.)和多根浮萍(Spirodela polyrrhiza L.)为研究对象,在以Hoagland’s E-Medium营养液进行实验室模拟培养的基础上,研究了pH对3种浮萍生长及其保护酶的影响。结果表明:在初始pH为4—11时,3种浮萍均能耐受,最适pH均为4—5;在pH为4—5和10—11时,浮萍体内3种保护酶——过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化歧化酶(SOD)有更高的活性,对浮萍的生长有一定的促进作用。     

温度和pH对刺参养殖池塘沉积物营养盐释放的影响

对刺参养殖池塘沉积物采用实验室静态模拟培养法,调控温度和初始p H,定时测定上覆水中营养盐及上覆水中溶解氧(DO)的含量,并计算各营养盐的表观释放速率、累积释放量以及沉积物营养盐的释放率。结果表明,温度对沉积物氮、磷的释放有极显著影响(P0.01),总氮和总磷最大表观释放速率变化范围分别是50~80 mg/(m2·d)和7~11 mg/(m2·d);5℃的总氮、总磷最大表观释放速率低于20℃和15℃,而最大累积释放量却高于20℃和15℃,但时间延迟12 h。p H对沉积物氮、磷释放的影响极显著(P0.01),总氮和总磷出现最大表观释放速率时酸碱条件顺序为p H 9.0p H 6.5p H 7.0p H 7.5p H8.5p H 8.22,铵态氮达到最大累积释放量时酸碱条件顺序为p H 6.5p H 9.0p H 8.5p H 7.5p H 7.0p H 8.22;p H对沉积物营养盐释放率的影响极显著(P0.01)。总氮和铵态氮释放率的变化范围分别为40%~60%和30%~42%,总磷和活性磷释放率的变化范围分别为32%~54%和24%~41%;在不同温度、p H条件下,总氮和铵态氮累积释放量之间以及总磷和活性磷累积释放量之间有显著的相关性(P0.05)。     

生长条件对耐高氮磷青萍淀粉和蛋白质积累的影响

以1株耐高浓度氮磷青萍5508(Lemna aequinoctialis 5508)为研究对象,考察不同生长条件对其相对生长率、淀粉和蛋白质积累的影响。结果表明,温度、初始密度、p H值、总氮及总磷含量对青萍的生物量积累、淀粉和蛋白质含量有显著影响。正交试验结果表明,相对生长率在温度25℃、初始密度30%、p H值5.5、总氮含量100 mg/L、总磷含量20 mg/L的条件下达到最优;淀粉含量在温度15℃、初始密度70%、p H值9.5、总氮含量150 mg/L、总磷含量为5 mg/L的条件下达到最优;蛋白质含量在温度15℃、初始密度10%、p H值3.5、总氮含量200 mg/L、总磷含量20 mg/L的条件下达到最优。这些研究结果为进一步利用青萍进行淀粉、蛋白质生产提供了一定的指导。此外,氨基酸组成及含量分析表明,青萍氨基酸结构合理,赖氨酸含量丰富,接近世界卫生组织(World Health Organization,简称WHO)/联合国粮食与农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,简称FAO)推荐的理想蛋白质氨基酸模式,具有用作蛋白或饲料原料的潜力。     

不同水深条件下的青萍除氮效果试验

以长江三角洲地区的浮萍优化种质——青萍为试验材料,研究不同水深条件下青萍的除氮效果与氮素在不同水层中的浓度变化情况。结果表明,随着水深的增加,下层水体处于厌氧状态,厌氧产酸作用使得水体pH值随试验时间的增加而降低;水越浅,硝态氮浓度的平均下降速率越快,且去除率越高;总氮浓度与硝态氮浓度的下降规律大致相同。综合试验结果可知,从同一水深处理下各水体不同水层硝态氮、总氮浓度的变化情况看,水体中硝态氮、总氮浓度随着深度的增加均呈现出较稳定的变化趋势。     

不同磷浓度下浮萍生长和去除磷效率研究

以少根紫萍、稀脉浮萍和紫萍为供试材料,以霍格兰氏营养液为培养液,考察了夏季气象条件下3种浮萍在培养液中鲜重的增加和去除磷效率的情况。结果表明:浮萍在磷浓度为0.1~46.5 mg/L的水体中均可生长。浮萍生长的最适磷浓度范围为0.1~15.5 mg/L,其中磷浓度在3.1 mg/L左右的情况下,浮萍长势最佳。相对于稀脉浮萍和少根紫萍,紫萍表现出一定的磷去除优势,尤其是在高磷浓度条件下紫萍磷去除的优势更为明显。     

疏浚及水生植被重建对太湖西五里湖表层沉积物中磷、氮含量及形态分布的影响

以太湖西五里湖为研究对象，研究了环保疏浚区、环保疏浚并水生植被重建示范区、退渔还湖区及对照区沉积物中磷、氮的含量及其不同形态的分布特征，同时分析了水质状况。结果表明，沉积物中总磷平均含量为486.54mg·kg^-1，低于治理工程实施前，其中铁磷和钙磷的含量较高，闭蓄态磷、铝磷次之，不稳定性磷含量最低。总氮平均含量为1018mg·kg^-1，铵态氮含量变化趋势与总氮一致，硝态氮含量较低。环保疏浚区总磷、总氮含量相对较高，疏浚的长期效果需要进一步研究，而环保疏浚并水生植被重建示范区沉积物中不同形态磷、氮含量均比环保疏浚区低，水体透明度高，水质恢复较好。在减少外源污染的前提下，对湖区底泥进行环保疏浚并开展水生植被恢复工程有可能是控制湖泊富营养化的有效途径。     

滇池水体氮的时空变化与藻类生长的关系

水体氮的时空变化及其与藻类生长的关系对研究水体富营养化具有十分重要的作用。采用GPS定位,对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳5个代表性位点断面水体总氮、铵态氮、硝态氮及叶绿素a含量进行了为期1a的监测和动态研究,全面分析了不同区域、不同层次、不同时期滇池水体各形态氮的时空变化特征及其对藻类生长的影响。结果表明,全湖各采样点水体总氮、铵态氮、硝态氮的平均浓度分别是2.14、0.11、0.20mg·L-1,全年分别在0.66～6.44mg·L-1、0～0.74mg·L-1、0～0.94mg·L-1之间变化。各区域水体总氮的浓度以海埂和斗南最高,铵态氮和硝态氮的变化幅度较大。全湖水体总氮和铵态氮与叶绿素a呈显著正相关,硝态氮与叶绿素a呈负相关趋势;滇池不同区域水体总氮与叶绿素a呈显著正相关,海埂和罗家村位点水体铵态氮与叶绿素a呈显著正相关,海埂位点水体硝态氮与叶绿素a呈显著负相关,其他区域则无显著相关性;水体总氮、铵态氮、硝态氮对藻类生长的影响呈现显著的区域性和水层差异。     

青萍对富营养化水体氮、磷的去除效果

以网箱内优势植物青萍为研究对象,研究其在不同浓度富营养化水体中对N、P的去除效果。结果表明,在总氮(TN)、总磷(TP)初始浓度分别为6.13~18.72 mg/L和0.40~1.57 mg/L的3种富营养化水体中,经12 d净化,TN、TP浓度分别降至2.94~7.00 mg/L和0.17~0.47 mg/L;青萍对N、P的吸收量分别为62.24~171.13 mg和16.35~51.62 mg;青萍对水体N去除的贡献率分别为65.74%、54.17%、51.27%,青萍对水体P去除的贡献率分别为88.32%、83.06%、78.79%。青萍对水体氮、磷具有较好的去除效果,在富营养化水体中种植青萍可起到改善水质的作用。     

不同氮磷浓度对浮萍生长的影响

本文以常见的浮萍(青萍)为研究对象,采用正交试验的方式研究了氮磷浓度对浮萍生长的影响。结果表明,浮萍对不同浓度的氮、磷需要一定的适应时间,较高浓度及特定氮、磷比有利于浮萍的大量生长。研究结果可以为污染水体的净化提供参考。     

不同形态氮源对玉米幼苗生长及根际环境的影响

为合理调控氮素营养,减少氮素损失及不良环境效应,以玉米为材料,通过盆栽试验方法,研究了不同氮源处理的玉米幼苗生长、养分吸收和土壤微生物、酶活性、养分状况,以及植物根际环境因素之间的相互作用。结果表明,施用氮肥处理的根际土壤,脲酶活性平均提高2.36μg/(g·d),细菌数量提高4%~60%,硝态氮提高137.47~174.10 mg/kg,p H值平均下降0.12~0.14;根际土壤中的玉米幼苗根冠比下降0.01~0.05,氮吸收量提高86%~193%。铵态氮、有机态氮处理的玉米幼苗磷吸收量分别比对照提高20.36%和15.57%,钾吸收量提高153%和141%。与非根际土壤相比,根际土壤脲酶活性平均提高1.74μg/(g·d),细菌数量提高1.4~3.8倍,速效磷含量平均提高14.38 mg/kg,速效钾含量平均降低31.53 mg/kg。根际土壤的磷酸酶活性与株高和地上部干重、铵态氮含量与氮吸收量、细菌数量与钾吸收量、脲酶活性与速效钾含量呈显著正相关;硝态氮含量与速效磷含量、p H值与铵态氮含量呈显著负相关。说明施用氮肥降低玉米幼苗根冠比,提高氮吸收量,提高根际土壤脲酶活性、细菌数量、硝态氮含量,降低p H值。不同形态氮源对土壤磷酸酶活性、铵态氮含量无显著影响。根际土壤脲酶活性、细菌数量、速效磷含量高于非根际土壤,速效钾含量低于非根际土壤,细菌的根际效应较大。根际土壤的磷酸酶活性、铵态氮含量、细菌数量显著影响植株生长和养分吸收量。不同形态氮源中,铵态氮和有机态氮有利于根际土壤性状改善和玉米生长,促进玉米对磷和钾的吸收。     

云南高原湖泊流域种植业面源污染物的流失特征分析

种植业面源污染己经成为我国水环境质量安全的重大影响因素,近些年来的研究表明,农药化肥中的氮、磷元素的流失使种植业面源污染更加严重。本文通过流失系数法和空间叠加分析,对2015年云南三大高原湖泊（抚仙湖、星云湖和杞麓湖）流域种植业总氮、总磷、铵态氮、硝态氮的流失量和流失强度及其空间分布特征进行分析研究。结果表明：三大流域内种植业总氮流失量最大,其次为铵态氮、硝态氮、总磷,流失强度分别为2.73~22.07、0.003~3.52、0.01~2.25、0.05~1.36 kg·hm^-2;总氮、总磷流失范围主要集中在杞麓湖的西南部,星云湖西部和南部。铵态氮、硝态氮流失主要集中在杞麓湖的南部,星云湖南部和北部;氮磷元素的流失主要来源于经济作物和水稻。本研究根据研究结果分别制定分区、分级、分阶段防治计划,以期为控制研究区种植业面源污染提供科学依据。     

洞庭湖区不同养殖池塘的水质对比

[目的]对比洞庭湖区不同养殖池塘的水质状况。[方法]以珍珠养殖池塘、四大家鱼苗种养殖池塘、四大家鱼成鱼养殖池塘、大水面、藕池、浮萍池等养殖池塘和进水沟为研究对象,分别测定各水体中COD、氨氮、亚硝酸氮、总氮、总磷、可溶性磷的含量,并进行对比分析。[结果]藕池中的COD含量显著高于其他水体(P0.05),苗种池和进水沟的COD含量差异不显著(P0.05),7大水体中珍珠养殖池的COD最低;苗种池中的氨氮含量显著高于其他水体(P0.05),大水面、进水沟和珍珠养殖池的氨氮含量差异不显著(P0.05),其中以珍珠养殖池的氨氮含量最低。成鱼池中的亚硝酸盐氮含量显著高于其他水体(P0.05),珍珠养殖池和浮萍池中的氨氮含量差异不显著(P0.05),其中珍珠养殖池的亚硝酸盐氮含量最低。大水面中的总氮含量显著高于其他水体(P0.05),进水沟和浮萍池中的总氮含量差异不显著(P0.05),其中珍珠养殖池的总氮含量最低。大水面中的总磷含量与进水沟差异不显著(P0.05),但显著高于其他水体(P0.05),浮萍池与藕池中的总磷含量差异不显著(P0.05),其中珍珠养殖池的总磷含量最低。大水面中的可溶性磷含量显著高于其他水体(P0.05),进水沟和成鱼池的可溶性磷含量差异不显著(P0.05),浮萍池和苗种池的可溶性磷含量差异不显著(P0.05),其中珍珠养殖池的可溶性磷含量最低。[结论]该研究结果可为养殖池塘水质的调控与管理以及合理、可持续的渔业开发提供参考依据。     

水产养殖模式对池塘水环境和环境负荷量的影响

为了改善养殖环境,减少排污,研究和分析了6种池塘养殖模式下水体理化指标、底质养分状况、尾水排污量、环境负荷量、氮磷利用率和鱼获物净增产量的变化,明确不同养殖模式对养殖环境负荷的影响。结果表明:单养梭鱼(T3)水体总氮、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、化学需氧量(CODMn)及悬浮物含量都最大,且极显著大于混养模式。单养模式氮磷利用率显著低于混养模式,但环境负荷量显著大于混养模式。60%异育银鲫+30%梭鱼+10%鲢、鳙(T5)是最优养殖模式,其底泥中有机质、总氮、总磷含量最低,其尾水排放氮、磷、CODMn量最小。T5的氮、磷环境负荷量最小,分别为51.81 kg/t、12.84 kg/t,饲料的氮、磷利用率最高,分别为30.09%、19.15%,饵料系数最小,净增产量最大,是环境、经济较优的养殖模式。     

3种水生植物对不同形态氮·磷吸收的研究

[目的]探讨水蓼、浮萍和黑藻在水体氮、磷去除中的应用价值。[方法]在室内培养条件下,比较这3种水生植物对不同形态和浓度氮、磷的吸收效果。[结果]3种植物发挥最大N、P吸收效果的水体N、P浓度分别为1和5 mg/L。经10 d的培养,3种水生植物对铵态氮和硝态氮的去除率均达50%以上,其中浮萍对铵态氮的去除率高达63.6%;3种水生植物对磷的去除以正磷酸盐最佳,焦磷酸盐次之,偏磷酸盐最差。浮萍对这3种形态磷的去除效果均最好,去除率分别为94.7%、85.6%和70.9%。[结论]浮萍可以作为一种净化植物,可以有效地降低水中铵态氮和不同形态磷浓度。     

不同生长阶段凤眼莲净化不同程度富营养化水体的效果研究

通过模拟实验,比较不同生长阶段凤眼莲对不同程度富营养化水体氮、磷去除效果,研究植株吸收氮、磷能力对去除水体营养盐的贡献,以及对底泥营养盐含量的影响。结果发现随着富营养化水体初始氮浓度增加,不同生长阶段凤眼莲吸收氮量占水体可溶性总氮(TDN)去除量的比例呈现明显下降趋势,但不同生长阶段凤眼莲吸收作用在净化不同浓度氮的效率和贡献方面存在一定差异。在低浓度富营养化水体中,三个生长阶段凤眼莲对水体TDN、TDP去除效果和效率的影响无显著差异。在净化中、高浓度水体氮时(TDN浓度约为7、13 mg·L-1),生长初期凤眼莲对水体TDN在实验前期的净化效率明显高于生长后期,而生长中期净化效率最慢,但在实验中、后期各生长阶段凤眼莲净化速率趋于一致。在中等氮浓度水体中(TDN浓度约为7 mg·L-1),凤眼莲吸收氮量占水体氮损失量百分比为生长后期生长中期生长初期。种植凤眼莲水体中底泥总氮、总磷含量均显著降低;凤眼莲对磷吸收量高出水体可溶性总磷(TDP)损失量,不同生长阶段凤眼莲吸收作用对消减水体磷的贡献无显著差异。综合分析说明生长初期凤眼莲通过主动吸收净化高浓度水体氮的速率最快、贡献最高,而通过凤眼莲根系调节的生物脱氮途径理论上较弱,凤眼莲不仅能够快速去除上覆水体中的磷,而且能够吸收底泥中的磷。     

浮萍污水脱氮处理的研究进展及应用展望

浮萍具有易生长、广分布、富集氮等特点,被广泛地应用于水治理中进行污水脱氮处理。本文对浮萍脱氮作用的相关机制、影响因子及局限性进行了综述。浮萍脱氮的作用途径可分为直接吸收和间接影响2种,其中间接影响主要包括调控氨挥发和水体硝化/反硝化反应。浮萍脱氮作用的影响因子包括水体总氮量、水流条件、光强、温度、酸碱度及有机质含量等。