组合型生态浮床系统脱氮效果的周年变化

构建集挺水植物、沉水植物和微生物于一体的组合型生态浮床系统,并对其技术工艺周年运行效果进行探究。分析了组合型生态浮床对水中氨氮(NH_4~+-N)与总氮(TN)的去除动力学,不同介质对水体净化的贡献率及削减模型。实验结果表明,组合型生态浮床脱氮效果明显,其中浮床上层贡献率15.6%±1.2%,中层37.6%±2.2%,下层23.8%±1.8%,说明浮床系统中层介质对氨氮与总氮的降解能力占主导地位。实验组NH_4~+-N最高去除率为93.0%±3.4%,TN最高去除率达94.2%±0.9%,而上中下层兼具有的池5去除效果最显著(P0.10)。由各实验组消解NH_4~+-N和TN的去除动力学曲线得出其削减模型及不同程度的衰减指数曲线。初步探索了组合型生态浮床脱氮效果的周年变化,为其进一步推广应用提供了技术支撑。     

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.     

不同氮、磷配施对春玉米养分吸收和产量的影响

[目的]研究不同氮、磷配施对春玉米养分吸收特性及产量的影响,为氮、磷肥的合理施用提供依据.[方法]采用氮、磷不同配比施肥试验,研究玉米不同生育期干物质积累、养分吸收及产量与施肥量之间的关系,确定北疆春玉米合理的氮、磷肥配施量.[结果]玉米对氮、磷素的吸收量均在灌浆期达到高峰,吸收百分比例分别占39.4;～55.3;和41.4; ～ 50.3;,增施氮、磷肥均促进拔节期和吐丝期氮、磷素的吸收量.养分吸收比例随玉米生长而下降,N∶P2O5拔节期为1∶0.16,乳熟期变化为1∶0.84.[结论]适宜的氮、磷肥配比能有效促进玉米各生育阶段的干物质积累、养分吸收及产量的增加,其中高氮处理增加效果更显著.每100kg玉米籽粒,所吸收的N、P2O5、K2O养分平均值分别为2.92、1.02和0.13 kg,养分吸收比例为1∶0.35∶0.04.综合来看,处理N300P150为该研究区域玉米适宜的氮磷肥配施方式.     

不同植物篱系统对坡耕地农田径流污染物的去除效果

采用人工模拟实验,探讨了四种植物篱系统在不同坡度（5°、10°和20°）、不同污染物进水浓度（低、中、高）下对坡耕地农田径流污染物TN、TP、NH3-N、TOC、COD的去除效果。植物篱系统分别是红叶石楠+小叶女贞+黑麦草（T1）、红叶石楠+小叶女贞（T2）、小叶女贞+黑麦草（T3）、红叶石楠+黑麦草（T4）。结果表明：植物篱系统对污染物的去除率均随坡度的增加而下降,TP、NH3-N、COD尤为明显,当坡度由5°增加到20°时,TP的去除率由52.25%~76.75%降至33.68%~60.34%,NH3-N的去除率由36.84%~68.33%降至34.30%~45.46%,COD的去除率由13.26%~38.69%降至3.15%~26.74%。除NH3-N外,随污染物进水浓度的升高,植物篱对污染物的去除效果越明显,TP的去除率可由33.33%~60.11%升至57.06%~81.44%,TOC的去除率可由-0.84%~2.92%升至9.64%~17.69%, COD的去除率可由-14.75%~11.25%升至20.62%~42.33%。植物篱系统对TN、TP、NH3-N、TOC、COD的去除效果显著优于裸土（对照系统）,在不同坡度下去除率最高分别能由12.81%升至47.02%、34.29%升至76.75%、18.27%升至68.33%、-0.93%升至11.52%、2.31%升至38.69%,在不同污染物进水浓度下分别能由15.57%升至53.05%、37.93%升至81.44%、17.60%升至64.05%、2.92%升至17.69%、-33.40%升至11.25%。总体而言,植物篱系统平均去除效果依次为T1>T4>T3>T2,即红叶石楠+小叶女贞+黑麦草去除效果最佳,这与三种植物的地表覆盖率高、根系发达以及在功能上相互取长补短、协同固定污染物有关。     

融合Strep-tag Ⅱ标签灵杆菌核酸酶的重组表达与催化特性分析

灵杆菌(Serratia marcescens)核酸酶高效的核酸去除能力与较强的稳定性使其在生物医药领域有广泛的应用,而如何高效去除反应体系中添加的微量核酸酶成为了重要的生产问题.为建立反应后核酸酶的快速去除系统,本研究构建了融合Strep-tagⅡ标签的灵杆菌非特异核酸酶(Strep-tag Ⅱfused non-specific nuclease,SNU),并对融合蛋白的催化特性以及去除效果进行分析.依据灵杆菌核酸酶基因序列,设计融合Strep-tagⅡ编码序列的引物克隆目标基因并构建融合表达载体pLLP-OmpA+snu,并将测序正确的重组质粒转化宿主菌大肠杆菌(Escherichia coli) BL21并进行诱导表达.融合Strep-tag Ⅱ的核酸酶以包涵体形式过量表达,通过优化包涵体纯化条件获得高纯度包涵体.经包涵体复性可获得高活性的融合蛋白,复性率大于60％.复性蛋白经二乙氨基乙基(diethylaminoethyl,DEAE)-琼脂糖凝胶(sepharose)阴离子交换层析进一步纯化获得了高纯度的融合蛋白.融合蛋白的纯化效率可以达到18.695 mg/L.活性检测表明该融合蛋白能够高效降解DNA与RNA,其最适温度为37℃,最适pH为8.0,比活力达到1.53×105 U/mg.500 mmol/L以下尿素对酶活性几乎没有影响,而高于50 mmol/L MgC12、大于2 mmol/L乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)则会对活性产生一定的抑制作用.不同二价金属离子对酶活性影响的分析表明,Mg2+和Mn2+对重组核酸酶活性有明显的促进作用,Zn2+、Cu2+和Ca2+则没有促进作用,而Co2+、Ni2+和Fe2+对重组核酸酶的活性促进不显著.通过链霉亲和素(Streptavidin)-Sepharose CL 6B能够实现融合Strep-tagⅡ标签的核酸酶的高效去除.融合Strep-tagⅡ标签的灵杆菌非特异核酸酶的重组表达、包涵体纯化-复性体系以及去除系统的建立为灵杆菌非特异核酸酶的实践应用提供了基础资料.     

人工降雨条件下不同粒径泥沙中氮磷流失特征分析

针对香溪河流域农业面源污染严重以及坡耕地传统耕作模式造成的氮磷流失等问题,选取库区典型石灰性土壤进行人工模拟降雨试验,研究地表径流和不同粒径泥沙中氮磷等养分流失特征。结果表明:地表径流中不同形态氮素养分的流失过程,均表现为降雨初期出现浓度峰值,之后随降雨的进行迅速降低,TP输出浓度先有一个较小幅度的下降过程,之后随产流时间的延长而增加,最后趋于稳定;流失泥沙颗粒组成表现为粘粒(2μm)与细砂粒(20~200μm)含量随降雨过程进行有一定增加,而粉粒(2~20μm)和石砾(2000μm)含量却有所降低,粗砂粒(200~2 000μm)含量则几乎不变;不同粒径径流泥沙中各养分流失浓度最大的均为粒径2μm粘粒,粒径200μm的颗粒各养分流失贡献率均高达70%以上,表明水土流失导致土壤中大量细小颗粒与养分流失,其中流失泥沙携带的养分含量与细小颗粒含量呈明显的正相关。     

三种水生植物对养殖废水中氨氮的净化效果

为了解3种常见水生植物对养殖废水中氨氮(NH_3-N)的去除能力,通过模拟试验研究了芦苇(Phragmites australis)、水葫芦(Eichhornia crassipes)、蕹菜(Ipomoea aquatica)对养殖废水中氨氮的净化效果。结果表明,3种供试水生植物对养殖废水中氨氮的净化能力大小为芦苇-水葫芦组合芦苇-蕹菜组合水葫芦蕹菜芦苇。在处理15 d后,供试的3种水生植物对养殖废水中氨氮的净化效率为44.0%~76.5%,而对照组为36%~45%,供试水生植物对养殖废水中氨氮有较强的净化能力。     

低温下水芹对生活污水中氨氮、正磷酸盐的去除效果

通过设置3组不同浓度(100%、75%、50%)的生活污水,考察水芹(Oenanthe javanica)对污水中氨氮与正磷酸盐的去除效果。结果表明,在9~12℃的低温下,培养6 d时水芹对3种不同浓度污水中的氨氮和正磷酸盐的去除率分别为47.86%、59.34%、55.56%和44.42%、41.74%、32.95%。表明低温下水芹对生活污水中氨氮和正磷酸盐均有较好的去除效果。     

吉林省西部羊草磷含量与土壤磷含量的关系

吉林省西部土地退化严重,磷元素从1980年的0.067%减少至2001年的0.032%,植物中的磷也不断减少。为阐明土壤中磷含量的降低是否是植物磷减少、氮磷比值偏高的直接原因,选取吉林省西部天然草地为研究对象,通过测定土壤的全磷、有效磷,羊草氮、磷的含量,着重分析土壤磷与植物磷间的关系。结果表明:与世界背景值比较吉林省西部土壤有效磷含量低于世界平均水平,高于国内平均水平,羊草中的磷与土壤有效磷具有同样的背景值特征。pH8.50、pH≥8.50时土壤全磷含量与植物磷含量、氮磷比值均不相关;pH8.50时土壤有效磷含量与植物磷含量、氮磷比值显著相关,pH≥8.50时与植物磷含量、氮磷比值均不相关。鉴于此,羊草在适宜生长环境下,土壤有效磷与植物磷相关;羊草在不适宜生长环境下,植物的代谢机制受到pH限制,与土壤有效磷含量不具有相关性。     

人工湿地对污水中污染物去除效率的试验研究

我国水污染现象比较严重,人工湿地因运行费用相对较低,维护方便,对污水中污染物质的处理效果较好等原因,受到了大力推广和应用。基于此,在北京市朝阳区平房乡的平房京城森林公园雨洪利用工程,选取香蒲、浮萍、苦草、轮叶黑藻等北京地区常见湿地植物,研究不同时段人工湿地对污水中总氮、氨氮、硝氮等的去除效果,以期为人工湿地的推广应用提供技术依据。