三种高原常见沉水植物对不同浓度铵氮的生理响应机制研究

选取在高原湖泊中广泛分布([NH_4⁺] < 3mg/L)但在高浓度铵氮水体([NH_4⁺] > 15mg/L)中无法存活的苦草(Vallisneria natans)、大茨藻(Najas marina)和穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)3种沉水植物为研究对象。在实验室模拟条件下,比较研究了不同浓度铵氮(0、0.1、3、15和50mg/L)对3种沉水植物的影响,初步探讨了其在湖泊铵氮浓度升高和铵氮浓度更高的黑臭河道中退化的原因。结果表明,当水体铵氮浓度超过15mg/L时,植物体内叶绿素和蛋白含量呈下降趋势,而游离氨基酸的含量呈上升趋势,碳氮平衡被打破;植物叶绿素荧光显著降低,说明植物在浓度达到15mg/L时,无法正常进行光合作用。以上研究说明,当水体浓度达到15mg/L时,在湖泊中广泛分布的沉水植物物种无法存活,而碳氮平衡的破坏导致植物光合能力下降是影响其存活的主要因素。本研究从机理层面初步揭示了以上湖泊广布物种在高铵氮水体中消失的原因,为利用沉水植物修复高浓度铵氮污染水体提供理论指导。     

温度和光照对铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻共同培养的影响

为了解温度和光照对生物操纵和水生植被植物恢复的影响,将选择铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表,将其在含有11mg/L的氮浓度和不同磷浓度（0.2、0.5、1.0、1.5mg/L）的培养液中共培养,研究不同温度（15、20、25、30℃）和光照强度（1000、2200、3400、4500lx）对藻-溞-草三者共培养的影响。结果表明：温度对生物操纵和水生植被物恢复影响显著。温度为15℃时,磷浓度的改变对控藻效果的影响不大,但金鱼藻的增长率较其它温度时低,磷浓度在0.2～1.5mg/L时,金鱼藻的增长率均高于铜绿微囊藻;温度介于20～25℃时,大型溞的增长率比较大,生物操纵效果较好,且磷浓度为0.2mg/L的磷浓度时对金鱼藻的生长最有利,控藻效果较好;30℃时,大型溞增长率最较小,在此温度下,且当磷浓度达到1.5mg/L时,铜绿微囊藻出现正增长,此时不能有效控制铜绿微囊藻。光照强度介于1100～2200lx时,所有磷浓度下金鱼藻和大型溞的增长率都高于铜绿微囊藻,控藻效果明显;光照强度介于3400～4500lx时,磷浓度对生物操纵和水生植被恢复的影响要高于光照因素,且磷浓度在0.2～0.5mg/L时控藻效果好,更有利于恢复水生植被植物。     

高温条件下营养盐对江蓠生长与氮、磷去除效率的影响

以两种大型红藻菊花江蓠和脆江蓠为试验材料,开展为期30d的养殖试验,通过分析江蓠的生长和氮、磷变化特征,研究在25℃条件下不同质量浓度氮(磷)营养盐——1.65(0.23)mg/L、4.12(0.57)mg/L、8.24(1.14)mg/L、12.35(1.71)mg/L、16.5(2.28)mg/L对江蓠生长和去除效率的影响。试验结果表明,整个试验周期各组菊花江蓠相对生长速率无显著性差异(P0.05),分段研究发现,各组相对生长速率均有随时间的增加而下降的趋势;氮(磷)质量浓度超过8.24(1.14)mg/L各试验组的脆江蓠相对生长速率显著低于其他各组(P0.05),且在养殖超过10d后,表现为负增长,并随着营养盐质量浓度的升高出现负增长加快的趋势。各试验组氮、磷去除效率均显著高于对照组(P0.05),营养盐质量浓度相同的条件下,菊花江蓠对磷的去除效率显著高于脆江蓠(P0.05);两种江蓠对水体中氮、磷的去除时段均主要集中在0～10d。营养盐质量浓度对两种江蓠的氮、磷吸收速率产生显著的影响,吸收速率随氮、磷质量浓度的升高而增大。研究结果表明,在25℃及氮(磷)质量浓度小于8.24(1.14)mg/L时,菊花江蓠对水体中的氮、磷营养盐有很好的去除效果,且能维持正常生长。     

蕹菜和水鳖对泥质与沙质底养殖水体的净化效果研究

为解决淡水池塘集约化投饲养殖水体的营养物质富集问题,采用围隔试验方法,研究了蕹菜(Ipomoea aquatica)和水鳖(Hydrocharis dubia)两种植物对泥质和沙质两种底质养殖水体的净化效果。研究发现:泥质底水体的氨氮、亚硝酸盐氮和总磷(TP)自净去除率显著低于沙质底,而泥质底水体的高锰酸盐指数(CODMn)自净去除率显著高于沙质底(P<0.05);不同底质水体中,两种植物对水体氨氮、亚硝酸盐氮、总氮(TN)和CODMn的去除率显著高于相应对照组(P<0.05);12.5%与25.0%的水鳖处理对营养物质的去除率基本无显著差异(P>0.05),12.5%的蕹菜与水鳖处理组仅在泥质底水体中水鳖(MSBI)对氨氮的去除率显著小于蕹菜(MKC)以及MSBI对亚硝酸盐氮的去除率显著高于MKC(P<0.05);泥质底水体中植物处理对氨氮、亚硝酸盐氮、TN、TP和CODMn的最大去除率分别为60.07%、54.78%、52.68%、23.96%和47.32%,沙质底分别为72.43%、83.54%、57.20%、37.07%和40.75%;此外,试验末植物处理组水体的所测营养物质均存在一定程度的上升。沙质底水体中氨氮、亚硝酸盐氮和TP等营养物质波动较大且自净去除率高于泥质底;在泥质和沙质底水体中蕹菜和水鳖浮床均具有显著净化作用,本地种水鳖可作为生态浮床的潜力净水植物;浮床应用过程中应加强收割与收获等管理,以避免水体二次污染。     

利用人工湿地处理池塘养殖废水效果分析

构建表面流和水平潜流人工湿地系统处理水产养殖池塘排放的废水,以减少水产养殖废水对周围水域环境的污染.结果表明,经湿地净化处理后,养殖废水中总氮、总磷、CODMn、氨氮分别从2.32、0.50、14.88、0.61 mg/L降至0.98、0.18、9.72、0.30 mg/L,叶绿素a从369.6 μg/L降至61.78 μg/L,水质明显得到净化.湿地植物存活时组织氮、磷含量明显高于死亡时,湿地植物死亡时梭鱼草、黄菖蒲、小香蒲的组织氮含量分别仅为存活时的18.8%、26.8%、38.1%.湿地植物死亡时收割可去除氮、磷含量分别为11.68 g/m2和4.81 g/m2,再力花去除氮、磷能力最强.在湿地植物死亡前收割能够提高湿地植物吸收所贡献的净化率.     

着生藻碳氮计量特征对铜锈环棱螺生长的影响

氮负荷较高的富营养湖泊中,着生藻大量增加,而牧食者数量却逐渐减少,进而导致沉水植物衰退或消亡;为了探究氮浓度过高对螺类生长的影响,本文基于受控实验,探讨了不同水体氮浓度(1 mg/L,4 mg/L,7 mg/L)培养下的着生藻碳氮计量特征对铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)生长的影响效应。结果表明,4 mg/L处理组的着生藻和螺体内的碳和氮含量均高于1 mg/L和7 mg/L处理组,而碳氮比则低于这2个处理组;1 mg/L处理组的着生藻和螺体内的碳和氮含量最低,其碳氮比最高。着生藻氮含量与螺体内氮含量呈显著正相关关系(r=0.877,P0.001)。水体氮浓度为1 mg/L处理组的螺生长率和体长均高于4 mg/L和7 mg/L处理组,4 mg/L处理组的螺生长率和体长最低。研究结果显示,着生藻氮元素含量在一定范围内会随着水体氮浓度的增加而升高,着生藻氮含量与螺体内的氮含量变化一致,作为螺食物的着生藻氮含量增加时,螺体内氮含量也相应随之增加。环棱螺食物质量的下降与着生藻中化学元素含量的改变有关,这可能是螺生长受到抑制的重要原因。     

上海市淡水养殖水体中氮、磷的分布研究

为查明上海市淡水养殖水体中氮、磷分布现状,选取上海市典型的淡水养殖场进行引水和池塘水质监测。结果表明,上海市淡水养殖水体中总氮、总磷年均质量浓度分别为2.53 mg/L和0.294mg/L;引水和池塘水体中总氮平均质量浓度无显著差异(P0.05),池塘水中总磷平均质量浓度为0.370mg/L,显著高于引水;不同养殖品种池塘中氮、磷年均质量浓度有所差异,淡水鱼塘中总氮、总磷平均质量浓度最高,凡纳滨对虾塘次之,中华绒螯蟹塘最低;养殖生产使池塘水体中有机态氮、磷在总氮和总磷中的占比以及氨氮在无机氮中的占比较引水均有所增加;引水中总氮在春、冬季含量相对较高,总磷在夏、冬季含量较高。养殖过程中淡水鱼塘中氮、磷含量因有机质的累积在秋季养殖后期较高;凡纳滨对虾塘中氮、磷含量在5月养殖初期相对较高;中华绒螯蟹塘内氮含量因水草的净化作用随养殖进程逐渐降低;70%以上的引水样品水质综合污染指数高于1.0,淡水养殖的引水质量不容乐观。整体上,淡水鱼的养殖显著增加了水体的综合污染程度(P0.05),凡纳滨对虾和中华绒螯蟹的养殖对水体综合污染程度影响不显著(P0.05)。     

四种生态类型的水生维管束植物净化能力的研究

用四种不同生态类型的水生维管束植物分别研究其对水中有机物的吸收、有机氯农药的积累、亲巯元素(铜、铅、镉)的富集。试验结果表明水生维管束植物有较强的净化水体能力。特别是飘浮性植物凤眼莲、芜萍对以上几种污染物的吸收率高、耐污性强,且该植物生存的适应性广,并容易从水体中分离,是理想的净化品种。把这些植物应用到生态系统工程中,是一项投资少、设备要求简单,见效快的处理污水措施。     

葡萄糖添加对太湖水体浮游植物生长的影响

为探索葡萄糖(碳源)添加对浮游植物生长的影响,于2015年7月30日—8月6日用太湖梅梁湾水体进行了碳、氮、磷的营养盐添加试验。试验设置3个处理,每个处理均添加相同水平的氮、磷营养盐,而碳添加质量浓度分别为0 mg/L(对照组)、51 mg/L(低碳组)和102 mg/L(高碳组)。结果显示,对照组与低碳组的叶绿素a(Chl-a)均显著高于高碳组(P0.05),3个处理间总悬浮颗粒物(TSS)质量浓度没有显著差异(P0.05);整体上,第1~8天和第6~8天,高碳组的硝酸盐氮(NO_3~--N)、活性磷(SRP)质量浓度的降低速率均是最高的,低碳组次之,对照组最慢(P0.05)。研究表明,葡萄糖添加控制了浮游植物生长,促进了水体中无机氮、磷质量浓度降低;但在添加葡萄糖的处理中,无机氮、磷质量浓度降低速度的加快并没有得到更高的浮游植物浓度。     

高效絮凝脱氮除磷菌剂对黄尾鲴夏花培育池水质及生产效果的影响

为解决黄尾鲴夏花培育过程养殖水体中氮、磷等营养物质含量上升的问题，探讨了不同浓度的高效絮凝脱氮除磷菌剂对养殖水体氮、磷去除的效果。30d的水族缸养殖实验验证了当高效絮凝脱氮除磷菌剂的剂量为0.2 mg/L时，养殖水体氨氮的含量始终在0.15 mg/L以下；氨氮去除率可达90.5%～99%,亚硝酸盐氮的含量始终在0.08 mg/L以下，亚硝酸盐氮去除率可达93.8%～99%;总磷去除率可达72.8%～99%;生物絮团在第三天就能形成。此外，通过大田实验得到使用高效絮凝脱氮除磷菌剂培育黄尾鲴夏花成活率可达71.25%～72.5%,养殖效益每亩可达3862.5～3937.5元。表明高效絮凝脱氮除磷菌剂能显著提高耐低温黄尾鲴的苗种成活率和养殖经济效益。     

不同曝气策略对SBBR处理模拟水产养殖废水净化效率的影响

为研究不同曝气策略对序批式生物膜反应器(SBBR)净化模拟的罗非鱼工厂化养殖废水的影响,实验设计构建了5个形态结构相同的SBBR反应器,探究在两个既定溶解氧(DO)水平下(即曝气段DO=2或3 mg/L)不同曝停比(1h/5h、2h/4h、3h/3h、4h/2h、5h/1h)对其净化效率的影响。研究结果显示:不同曝停比工况下氮素去除途径主要为同步硝化反硝化。总氨氮的去除率随曝停比的增大呈升高趋势。在曝气段DO=2 mg/L工况下,总无机磷氮的去除率随曝停比的增加呈升高趋势,硝化过程是影响氮素去除的主要因素。而在曝气段DO=3 mg/L工况下,总无机磷氮的去除率随曝停比的增加呈先升高后降低的趋势,在曝停比为4/2时达到最高。实验工况下不同溶解氧水平对COD的去除无显著影响,但是不同曝停比对COD的去除却有显著影响。在曝气段DO=2 mg/L工况下,出水磷浓度随曝停比的增加呈先积累后去除趋势,且磷素的去除率随曝停比的增加而增加。而在曝气段DO=3 mg/L工况下,磷素去除率均为正值,且随曝停比的增加先升高后降低,在曝停比为4/2时达到最高。     

一种自行研制的养殖水原位净化装置的应用效果试验

基于硝化细菌、聚磷菌等微生物种群分布于自然水体中,且喜欢吸附在固体表面形成生物膜,吸收水中氨氮、亚硝酸盐氮、磷等营养成分进行繁殖和生长的生物学原理,研制了一个由支架浮力系统、微生物附着基、上升流系统、锁磷区和光伏发电系统5部分组成的圆柱形(半径75 cm、高100 cm)养殖水原位净化装置。试验结果显示:生物膜建成后,装置在1 mg/L、3 mg/L和5 mg/L氨氮质量浓度组的淡水(水温22~25℃)和海水(水温27~31℃)中,日消减氨氮量分别为304.587 g、283.748 g、314.753 g和247.274 g、261.756 g、282.721 g,日消减淡水和海水中总磷量分别为0.485 g、0.427 g、0.462 g和0.566 g、0.595 g、0.493 g,显示出较强的氨氮和总磷的消减能力。日氨氮消减量差异性,淡水3个质量浓度组间不显著(P>0.05),海水3个质量浓度组间显著(P<0.05)。日总磷消减量差异性,淡水3个质量浓度组间、海水3个质量浓度组间均不显著(P>0.05)。该装置具有较强的氨氮和磷的消减能力和使用方法简单、运行成本低等特点,可在水产养殖尾水净化处理中推广使用。     

极北海带对氮、磷吸收和砷、镉、铅吸附的研究

极北海带(Laminaria hyperborea)分布于大西洋东北海域,有很高的经济和生态价值,有望成为我国海藻资源增值的对象。本研究通过分析极北海带在不同温度下对N、P营养盐的吸收,以及对不同重金属离子的吸附,研究其对富营养化和重金属的去除能力。结果显示,1)温度为9℃~13℃时,极北海带对N、P的吸收率均最高,其中72 h后其对P的吸收率达到了95%~98%,对氨氮的吸收率为96%,对硝酸氮的吸收率约为42%,表明其对N、P有显著的去除作用。2)极北海带对As5+的富集量为168.33 mg/kg,藻体表面和内部As5+含量无显著差异,分别占藻体As5+总量的55%和45%,As5+处理6 d后极北海带的相对生长速率为–0.92%/d,极北海带生长不正常。极北海带对Cd2+的吸附量为15 mg/kg,且91%的Cd2+位于藻体表面,仅9%的Cd2+位于藻体内部,相对生长速率为5.78%/d,说明其对极北海带生长有抑制。极北海带对Pb2+的吸附量为320 mg/kg,其中96.5%的Pb2+被吸附于藻体表面,3.5%的Pb2+位于藻体内部,其相对生长速率为6.73%/d,表明Pb2+对极北海带的生长无显著影响。     

洞庭湖氮磷时空分布及形态组成特征

为探究洞庭湖水体营养盐形态结构与时空分布特征,分别于2014年8月(丰水期)和2015年1月(枯水期)在入湖河流、湖体、出湖口设置16个代表性断面采集水样,分析了氮、磷营养盐的特征指标。结果表明:1洞庭湖水体中,总氮(TN)含量为1.60~3.65 mg/L,平均值2.25 mg/L,总磷(TP)含量为0.060~0.359 mg/L,平均值0.138 mg/L;颗粒态总氮(TPN)含量为0.07~1.39 mg/L,平均值0.25 mg/L,颗粒态总磷(TPP)含量为0.003~0.172 mg/L,平均值0.05 mg/L;2时空分布上,水体中氮、磷含量整体表现为丰水期高于枯水期,出湖口最高,东洞庭湖高于西、南洞庭湖,入湖河流差异大的特征,颗粒态氮磷呈现自西向东呈逐渐增加趋势,与悬浮物(SS)的空间分布一致;3形态组成上,洞庭湖水体中氮磷以溶解态为主(TDN/TN为88.0%、TDP/TP为66.7%),三峡工程2003年蓄水前后,洞庭湖磷营养盐形态组成发生了大的变化,由以颗粒态磷为主(TDP/TP 20.0%~35.6%)转变为以溶解态为主,而氮营养盐形态组成基本未变;4营养结构上,洞庭湖大多数断面TN/TP在10~22,且氮、磷浓度远高于水体富营养的限制阈值,比较适宜藻类生长。相关分析显示,洞庭湖TN、TP、TDN、TDP均与Chl-a相关性不显著,因此认为洞庭湖氮、磷营养盐对藻类生长的限制作用不明显。     

滨海型盐碱地封闭循环水养鱼池塘水质变化的研究

2007年在天津市水产研究所淡水试验站开展了滨海型盐碱地封闭循环水养鱼池塘水质在整个养殖周期中变化规律的研究。结果表明:氨态氮的浓度随养殖的进行逐渐升高,在养殖后期达到了4mg/L左右;亚硝态氮的浓度随养殖的进行在0.04~0.20mg/L之间波动变化;活性磷含量在养殖中期高于养殖前期和后期,最高值为0.55mg/L,最低值为0.10mg/L;pH值在整个养殖过程中先升高再下降最后又升高,最高值为9.34,最低值为7.65。研究还发现,在整个养殖过程中,覆膜池塘的氨氮、亚硝态氮、活性磷含量和浮游植物种类及生物量都高于不覆膜池塘。     

泼洒石灰水对鱼蚌混养水体中浮游生物群落结构的影响

研究了泼洒石灰水后鱼蚌混养水体系统中浮游生物的演化规律.实验设计了三组Ca2浓度水平(6、18、45 mg/L),时间为2个月.结果发现:施加不同浓度石灰水后,池蝶蚌(Hyriopsis schlegeli养殖系统水体中浮游生物的数量、生物量和优势种群随时间出现变化.浮游植物总数的变化和Shannon-Wiener多样...     

氮、磷、铁对牟氏角毛藻生长速率的影响

通过单因子试验和正交试验方法研究N、P、Fe对牟氏角毛藻生长的影响。试验结果表明：在单因子试验中，N、P、Fe对牟氏角毛藻生长的影响显著，其中N因素的影响最为显著；在正交试验中，在N质量浓度为35mg/L和P质量浓度为1．5mg/L时，牟氏角毛藻生长最快，而此时受N的影响，Fe对牟氏角毛藻的生长影响不明显。     

滇池氮磷浓度变化对蓝、绿、硅藻年际变化的影响

为了探究滇池水体中藻类变化规律及营养盐对浮游藻类结构的影响,在滇池草海和外海共设10个采样点,于2013年5月至2015年4月,每月监测藻类变化及氮、磷含量。结果表明,草海在每年9月至来年2月,蓝藻、绿藻呈互为消长的变化趋势,硅藻生物量在8-10月和2-4月含量较高,变化范围5.81~44.80 mg/L;外海以蓝藻、绿藻为主,两种藻类在每年的11月至来年1月呈互为消长,而来年2种藻5-7月逐渐升高、10月开始又逐渐降低。草海和外海水体中的总磷均以在5-9月含量最高,变化范围分别为0.82~3.37 mg/L和0.20~0.51 mg/L;总氮全年变化剧烈,草海总氮为2.85~11.7 mg/L,外海总氮为1.05~4.89 mg/L。总体上看,草海的氮、磷含量高于外海,说明草海富营养化水平高于外海;而水体中绿藻生物量高于蓝藻成为绝对优势藻种,且绿藻生物量远远高于外海,表明高氮、磷水体中绿藻比蓝藻有更强的利用优势,致使在超富营养化水体中蓝藻不占优势。滇池水体中氮磷比较低的月份,水体中蓝藻和绿藻共存;在高氮磷比的时间段,绿藻生长占优势,说明滇池水体中绿藻比蓝藻更适合高氮磷比的环境。     

水芹对富营养化水体的净化效果研究

利用聚乙烯板作为浮床栽植水芹(Oenanthe javanica),观测其对4组不同富营养化程度水体的净化效果。结果表明,水芹对总磷(TP)有较好的去除效果,初始浓度越高去除率越低,去除率范围53.3%～84.0%;水芹对低于5mg/L的总氮(TN)有较好的去除效果,去除率也随初始浓度升高而降低,去除率范围36.1%～85.7%,如果总氮浓度过高(达到20mg/L左右),去除效果不明显。试验组氨氮(NH3-N)的浓度虽然有明显的降低,但与对照组比没有明显优势,水芹对亚硝酸盐氮(NO2--N)的去除作用不明显,硝化细菌对氨氮和亚硝酸盐氮的去除起主要作用,水芹通过降低水中总氮水平对氨氮和亚硝酸盐氮有一定间接的去除作用。在整个试验过程中,各组高锰酸盐指数(CODMn)维持在较低水平(<3mg/L),未观察到栽植水芹对高锰酸盐指数的降低作用。