硝化细菌对海水水族箱硝化功能建立过程的影响

氨和亚硝酸盐对海水观赏鱼具有很强的毒害作用,是海水水族箱的主要去除目标。研究考察投加硝化细菌对海水水族箱硝化功能建立的影响。结果表明,投加硝化细菌制剂可以明显缩短硝化功能建立的时间。投加菌剂的实验组水族箱可在9 d时间将40 mg/L氨氮降低到检测不出,亚硝酸氮在第七天出现峰值(37.4 mg/L),亚硝酸氮在第十五天降低到检测不出。不投加菌剂的对照组将40 mg/L氨氮降低到检测不出需要25 d,亚硝酸氮在第二十五天出现峰值(36.6 mg/L),亚硝酸氮在第四十三天降低到检测不出。即实验组完成硝化功能建立需要15 d,而对照组则需要43 d。投加硝化细菌制剂后,海水水族箱内氨氧化细菌、亚硝酸盐硝化细菌可在短时间内形成优势,使氨氮、亚硝酸氮维持在较低浓度水平,缩短硝化系统建立的时间;在不投加菌剂的情况下,氨氧化细菌虽然可在一定时间内形成优势,使氨氮浓度降低,但由于亚硝酸氧化细菌生长更为缓慢,水族箱中亚硝酸积累问题严重。     

复合硝化菌制剂对水质改良的应用效果

室内静态水体中0.25mg/L复合硝化菌制剂使用后,7d内氨氮平均降解率为34.84%,亚硝酸盐氮的平均降解率为19.05%。0.5mg/L组氨氮平均降解率为45.05%,亚硝酸盐的平均降解率为41.79%。1.0mg/L组的氨氮平均降解率为55.26%,亚硝酸盐氮平均降解率为51.20%。氨氮和亚硝酸盐氮的最大的降解峰值出现6d之间。而养殖池塘中,0.5mg/L复合硝化菌制剂后,5d内氨氮的降解率为13.61%～28.03%,7d内亚硝酸盐氮的降解率为9.30%～25.58%。0.2mg/L复合硝化菌制剂使用后,6d内氨氮的降解为23.40%～34.75%,7d内亚硝酸盐氮的降解率为16.33%～36.13%。试验结果表明,复合硝化菌制剂在养殖池塘中使用后,有降解速度快、降解能力强、维持时间长等特点,适宜于作为净化和调控养殖水质的渔用微生物制剂使用。     

碳源对海水水族箱脱氮系统运行效果的影响

研究不同碳源对海水水族箱脱氮系统运行效果的影响,从而为系统高效运行提供依据。结果表明,当初始硝酸盐浓度为100 mg/L时,分别以乙醇、乙酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖作为唯一碳源,海水水族箱中硝酸盐去除效果达到99%所需时间分别为8 d9、d1、0 d和11 d。以葡萄糖和柠檬酸钠为唯一碳源时,水族箱中亚硝酸盐呈现出先积累再消耗的变化规律,亚硝酸盐峰值浓度分别为16.7 mg/L和17.6 mg/L,并分别在13d和11 d降解到0.1 mg/L以下;而分别以乙醇和乙酸钠作为唯一碳源时,水族箱中亚硝酸盐氮浓度均维持在0.1 mg/L以下。以乙醇作为唯一碳源时,水族箱中DO迅速下降,8 d时稳定在2 mg/L左右,分别投加其他3种碳源时,水族箱中DO始终维持在6 mg/L以上。除柠檬酸钠外,投加碳源后水族箱中浊度和pH未出现明显变化。     

添加不同菌剂海水水族箱硝化功能建立过程的比较研究

分别选取自制硝化细菌、德彩、喜瑞和科迪4种硝化细菌制剂,研究其对海水水族箱硝化功能建立过程的影响。结果表明:添加不同硝化细菌海水水族箱硝化功能建立过程明显不同,自制硝化细菌制剂组海水水族箱氨氮在5 d达到峰值,11 d降至最低;德彩、喜瑞和科迪组则分别在15 d、13 d和17 d达到峰值,30 d、36 d和30 d降至最低;自制硝化细菌制剂组海水水族箱中亚硝酸盐在21 d达到峰值,在40 d降低至检测不出;德彩硝化细菌、喜瑞硝化细菌和科迪硝化细菌组亚硝酸盐分别在46 d、59 d、68 d到达峰值,德彩、喜瑞组亚硝酸盐分别在69 d、75 d降至检测不出,而科迪组亚硝酸盐直至实验结束仍维持在较高浓度(80 mg/L)。     

非离子氨氮和亚硝酸盐氮对暗纹东方鲀稚鱼的急性毒性试验

在水温21~23℃,pH 8.2~8.5,溶解氧6.00~7.50mg/L的条件下,采用半静水法研究了非离子氨氮和亚硝酸盐氮对全长(1.6±0.2)cm、体质量为(0.11±0.05)g的暗纹东方鲀稚鱼的急性毒性效应。试验结果表明,暗纹东方鲀稚鱼受到非离子氨氮和亚硝酸盐氮胁迫后,先后出现鱼体体色变白、扭曲、侧游、失去平衡、昏迷等中毒症状。随着非离子氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度的提高和胁迫时间的延长,暗纹东方鲀稚鱼死亡率逐渐升高,存在明显的剂量效应和时间效应关系。非离子氨氮和亚硝酸盐氮对暗纹东方鲀稚鱼96h半致死质量浓度分别为0.46mg/L(95%置信限0.34~0.64mg/L)和290.12mg/L(95%置信限255.16~329.87mg/L),安全质量浓度分别为0.046 mg/L和29.01mg/L。非离子氨氮和亚硝酸盐氮对暗纹东方鲀稚鱼具有一定毒性,且非离子氨氮毒性大于亚硝酸盐氮毒性。     

三种因素对海水生物流化床启动期间营养盐去除及amoA基因表达的影响

在实验室规模下,以旋转式生物流化床(CB-FSB)为研究对象,研究了初始总氨氮(TAN)、水温及滤料膨胀率3种条件下,海水生物流化床生物过滤功能启动期间TAN和亚硝酸盐氮(NO-2-N)去除及amoA基因数量的变化。结果显示:生物流化床生物过滤功能启动所需时间随着水温的升高而缩短,在水温为15℃、20℃和25℃时,启动所需时间分别为27 d、25 d和23 d;初始TAN质量浓度的升高也会缩短生物流化床生物过滤功能启动所需要的时间,在初始TAN质量浓度为1 mg/L、2 mg/L、4 mg/L时,启动所需时间分别为24 d、22 d和21 d;在膨胀率为100%和150%时,启动所需时间无明显差别,分别为21 d和20 d,明显好于膨胀率为50%时启动所需时间27 d;amoA基因的数量变化与TAN去除率的变化有一定的相关性,并随着初始TAN浓度的升高而增多,在4 mg/L时数量最多,达到2.76×10~7copies/g。     

不同基质构建海水养殖系统硝化功能的比较分析

为比较不同基质构建海水养殖系统硝化功能的强弱,选取纤维毛球、陶粒、螺旋式生物绳等7种基质,其中陶粒、流化床填料、纤维毛球采取不同放置方式,共建立14个模拟海水养殖系统,比较不同基质硝化功能建立过程以及同种基质不同放置方式对氨氮和亚硝氮的去除效果。结果表明,单位体积珊瑚骨的氨氧化活性和亚硝酸盐氧化活性高于其他载体,在氨氮初始浓度20 mg/L条件下,氨氮和亚硝氮降解至检测不出分别需要3 d和11 d,而纤维毛球、陶粒、螺旋式生物绳、流化床填料、丝带内芯悬浮球、海绵内芯悬浮球硝化系统的建立分别需要18、26、30、25、27和22 d。纤维毛球100目筛绢悬挂、陶粒网兜悬挂、流化床填料100目筛绢悬挂优于其他放置方式,其中纤维毛球100目筛绢悬挂硝化功能建立时间为18 d,效果最优,流化床填料100目筛绢悬挂、陶粒网兜悬挂硝化系统建立分别需要21、24 d。     

一株光合细菌的分离筛选及其对无机氮的去除能力

通过对海洋环境污泥进行富集培养及分离筛选得到一株光合细菌,通过16S rDNA全序列分析,结合菌株形态和结构,鉴定其为Ectothiorhodospira magna。研究表明菌株在盐度30‰、28℃、DO 8 mg/L的条件下,对初始浓度分别为280、84、98 mg/L的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮经过10 d处理的去除率分别为81.83%、46.21%、86.79%。在氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮共存的环境下,菌株首先利用氨氮,之后将亚硝酸盐氮转化成硝酸盐氮。     

低温海水硝化细菌富集培养过程及影响因素

多数硝化细菌的适宜温度是28℃左右,低于15℃硝化活性会基本丧失。为解决这一问题,通过构建低温海水硝化细菌富集培养装置,在11~14℃、pH值7.0~7.8、溶解氧4.0~4.5mg/L条件下,经过150d富集培养得到AOB硝化强度为21mg(NH_3-N)/(L·d),NOB硝化强度为93mg(NO_2~--N)/(L·d)的富集培养物。对富集培养物研究表明,当温度为15℃时,pH值为8.0、初始氨氮浓度为30mg/L条件下氨氧化活性较强;当温度为15℃时,pH值为7.0、初始亚硝氮浓度为80mg/L的条件下亚硝酸盐氧化活性较强。     

不同基质构建海水水族箱硝化功能建立过程的比较研究

选择陶粒、白砂、菲律宾砂、珊瑚砂、纤维球5种基质(填料)构建海水水族箱,比较研究不同海水水族箱硝化功能的建立过程。结果表明,不同水族箱硝化功能建立过程存在明显差异,其中,以菲律宾砂为基质(填料)的海水水族箱硝化功能建立时间最短,需要20 d,珊瑚砂、白砂、陶粒、纤维球水族箱分别需要31d、34 d、41 d和141 d,无基质(填料)对照组水族箱至实验结束硝化功能仍未建立完成。不同水族箱在氨氧化细菌成熟阶段差别较小,但在亚硝酸盐氧化细菌成熟阶段差异较为明显。     

不同浓度NH_3对富营养化湖泊水体硝化作用的影响

通过室内培养试验,研究了不同浓度非离子态氨（NH3）条件下富营养化湖泊——太湖梅粱湾水体硝化作用的2个过程,即氨氧化和亚硝酸盐氧化的发生情况。结果表明,在试验设计的NH3浓度范围内,颗粒态氨氧化和自由态氨氧化速率都随着NH3浓度的升高而显著增加,同时在高浓度NH3（0.65和0.85mg/L）下,颗粒态氨氧化速率在总氨氧化速率中所占比例也显著增加。而亚硝酸盐氧化过程的发生却具有明显的阶段性,当NH3浓度从0.05增加到0.15mg/L时,自由态亚硝酸盐氧化速率有一定的降低,但是颗粒态亚硝酸盐氧化速率却显著增加,导致总亚硝酸盐氧化速率也显著上升;当NH3浓度从0.15增加到0.85mg/L,自由态亚硝酸盐氧化速率随着NH3浓度的升高而进一步降低,同时颗粒态亚硝酸盐氧化速率也随着NH3浓度的增加开始显著降低,导致总亚硝酸盐氧化速率急剧降低。     

生物—电氧化法去除海水养殖循环水污染物

为提高海水养殖循环水处理效率,降低处理成本,本研究采用曝气生物滤器与电化学阳极氧化组合工艺,考察了不同阳极电势、进水氨氮和亚硝酸盐浓度下系统对氨氮及亚硝酸盐等污染物的去除效果,研究了微生物与工作电极之间的相互作用,并分析了电化学反应能耗。在水力停留时间为45 min、1.4 V阳极电压、进水氨氮和亚硝酸盐浓度分别为4.5和1.3 mg/L条件下,生物—电氧化法对氨氮去除率达88.8%,高出对照组7.6%,出水氨氮和亚硝酸盐浓度分别为0.5和0.9 mg/L,COD去除率为88.2%,高出对照组19.4%,平均能耗0.040 kWh/m~3,电极表面微生物生长对阳极电氧化过程有促进作用,微生物功能预测显示实验组硝化功能占比为0.03%,对照组为0.07%。研究表明,生物—电氧化法对海水养殖循环水的污染物有良好的去除效果,具有一定的发展应用潜力。     

NH3-N浓度对太湖竺山湾水体及沉积物中硝化作用的影响

通过模拟培养试验,比较不同浓度非离子态氨(NH3-N)条件下,富营养化湖泊———太湖竺山湾水体及沉积物中硝化作用2个过程,即氨氧化和亚硝酸盐氧化的发生情况。结果表明,在试验设置的NH3-N浓度范围内,水体和沉积物中氨氧化速率都随着NH3-N浓度的升高显著增加(LSD检验,P<0.05),亚硝酸盐氧化速率却呈阶段性变化。水体中NH3-N浓度大于0.35 mg/L时,亚硝酸盐氧化速率开始显著降低(LSD检验,P<0.05),而氨氧化速率与亚硝酸盐氧化速率的比值从NH3-N浓度为0.15 mg/L开始随着NH3-N浓度的升高而显著增加,说明水体中亚硝酸盐氧化过程在NH3-N浓度为0.15 mg/L时已受到部分抑制;沉积物中亚硝酸盐氧化速率在NH3-N浓度大于0.65 mg/L时开始降低(LSD检验,P>0.05),而氨氧化速率与亚硝酸盐氧化速率的比值从NH3-N浓度为0.35 mg/L开始随着NH3-N浓度的升高而显著增加,说明沉积物中亚硝酸盐氧化过程在NH3-N浓度为0.35 mg/L时已受到部分抑制。太湖竺山湾水体中的NH3-N浓度为0.19 mg/L,已达到对亚硝酸盐氧化过程的抑制范围;沉积物间隙水中NH3-N浓度为0.16 mg/L,还未对亚硝酸盐氧化过程产生抑制效果。     

高温季节鳜及饵料鱼池塘水质调查研究

于高温多雨季节对广东省清远市鳜（Siniperca chuatsi）养殖基地的6个鳜及饵料鱼养殖池塘发病、用药情况及水质进行调查分析。结果表明,单独施用抑菌类药物,鳜出血病容易复发,而同时施用增强动物免疫力与减少应激行为药物及抑菌类药物,鳜出血病不易复发。鳜及饵料鱼塘发病期间,水中氨氮（NH4＋-N）质量浓度始终高于1.0 mg.L-1,亚硝酸盐氮（NO2--N）质量浓度高于0.18 mg.L-1,氮磷比（N/P）也有偏高的情况发生,而所调查的6个池塘硝酸盐氮（NO3--N）质量浓度均随养殖时间延长而逐渐下降。NH4＋-N与NO2--N质量浓度过高可能预示鳜的细菌性疾病即将发生。可按实际情况种植浮萍等植物吸收过量NH4＋-N;开增氧机保持水中高溶解氧（DO）以降低NO2--N质量浓度或投放减少动物应激行为的药物。N/P过高可适当释放磷肥以调节水质。     

4种环境源性胁迫对异育银鲫血浆生化指标的影响

以异育银鲫(Carassius auratus gibelio)幼苗[(136.70±7.98)g]为实验对象,监测4种环境源性胁迫(高pH 9.2、低溶氧2 mg·L~(-1)、高亚氮2 mg·L~(-1)和高氨氮4 mg·L~(-1))下第3、7、10、15天血浆内皮质醇(COR)、葡萄糖(GLU)、I型干扰素(IFN)、白细胞介素-2(IL-2)、超氧化物歧化酶(SOD)、免疫球蛋白M(Ig M)、补体3(C3)以及丙二醛(MDA)的变化规律。结果显示:COR经高pH、高亚氮和高氨氮胁迫时显著升高,而SOD显著降低,Ig M经高亚氮和高氨氮胁迫时亦显著升高,表明COR、SOD和Ig M可能是广源性的胁迫状态指示指标,COR和Ig M的升高以及SOD活力的降低指示异育银鲫可能处于被胁迫状态。GLU、IFN和C3只经高氨氮胁迫时显著升高,且响应幅度剧烈,表明GLU、IFN和C3可能是灵敏且狭源性的应激指示指标,高水平指示机体可能处于氨氮应激状态。IFN和MDA经高亚氮和高氨氮胁迫时,表现出不同的响应趋势:氨氮胁迫时IFN和MDA显著升高,但亚氮胁迫时则显著降低,表明IFN和MDA响应模式可能具有特异性,不适合指示综合应激状态。     

不同溶氧水平下氨氮和亚硝酸盐对黄颡鱼的急性毒性研究

在高溶氧(10.77±0.40)mg/L、中溶氧(6.89±0.33)mg/L和低溶氧(3.45±0.54)mg/L水平下,研究了氨氮和亚硝酸盐对黄颡鱼急性毒性效应。结果显示:高溶氧水平下,氨氮和亚硝酸盐对黄颡鱼的96 h-LC50值(95%可信区间)分别为148.1 mg/L(125.03～172.37 mg/L)、206.52 mg/L(164.25～246.23 mg/L);在中等溶氧水平下,氨氮和亚硝酸盐对黄颡鱼的96 h-LC50值(95%可信区间)分别为106.69 mg/L(89.92～123.70 mg/L)、145.77 mg/L(116.77～174.77 mg/L);而低溶氧水平下,氨氮和亚硝酸盐对黄颡鱼的96 h-LC50值(95%可信区间)分别为68.03 mg/L(58.32～77.89 mg/L)、81.33 mg/L(64.76～96.70 mg/L)。结果表明,在3种溶氧条件下,氨氮对黄颡鱼的毒性明显大于亚硝酸盐对黄颡鱼的毒性,因而氨氮对黄颡鱼的毒性成为其养殖过程中的重要影响因子。     

三种微生物制剂对有机物废水中氨氮及亚硝酸盐的影响

实验采用复合净水菌、复合芽孢杆菌、光合细菌与空白对照比较了三种微生物制剂对有机物废水中氨氮及亚硝酸盐的处理效果。结果显示：清除氨氮方面：利用微生态制剂微生物制剂净化7d,三种微生物制剂对有机物污染水体中氨氮的清除率均极显著大于对照组（P〈0.01）,处理组之间复合芽孢杆菌的氨氮降解率56.58%,显著大于降解率分别为42.64%和44.02%的复合净水菌和光合细菌组（0.01〈P〈0.05）。清除亚硝酸盐方面：三种微生物制剂对亚硝酸的降解率均极显著大于对照组（P〈0.01）,而复合芽孢杆菌对亚硝酸的降解率68.84%,显著大于复合净水菌47.70%及光合细菌组37.17%（0.01〈P〈0.05）。结果表明：三种微生物制剂对有机物污染的水体中的氨氮及亚硝酸盐均具有降解效果,其中复合芽孢杆菌对于降低水体中氨氮和亚硝酸盐效果最佳。