不同N水平的富营养化水体中经济植物净化能力比较研究

为建立净化富营养化水体的生态工程，本试验选择水芹、水蕹菜、韭菜、葱、黄花菜、芹菜等6种经济植物，研究了各种植物的净化能力及其生物学特性。结果表明：每种经济植物对水体总氮、总磷均有一定的去除作用，特别是水芹和水蕹菜，其在试验的20d内，对总氮、总磷的去除百分率分别为89．5％，98．2％；同时还对6种经济植物引起水体总氮浓度下降与时间关系作回归分析，结果表明随着处理时间的延长，水体中总氮浓度呈负指数形式衰减。本文还对在植物处理过程中，水中Chla、BODs和COD的变化进行了观测。研究表明，在高N水平的富营养化水中除水芹和水蕹菜外，Chla、BOD。和COD随处理时间的延长而下降，但在韭菜和葱处理过程中，水中腥味加重。各项指标综合分析表明，在不同N水平的富营养化水体中，水蕹菜处理效果最好，水芹次之，黄花菜和芹菜居中，韭菜最差。     

河流水环境容量的估算和分配研究

在水污染物综合降解系数率定、分析和验证的基础上,估算不同设计条件下曹娥江上游主要支流的水环境容量,并给出了综合体现社会性、经济性和历史性的水环境容量分配方案。结果表明,河流中CODMn和NH4^＋-N的综合降解系数受到水温和流量的影响,而具有显著的时间变异性,变异范围分别为0.078～0.29/d和0.087～0.3/d,其中以冬季枯水期（11月,10月,12月,1月）的值最小。不同设计条件下,CODMn和NH4＋-N全年水环境容量分别为139.74～633.80 t和56.47～151.09 t。通过增加设计流量、降低水质目标、采用段末控制的方法均能不同程度地增加河流水环境容量,但加大污染治理力度、削减流域内各业的排污量,才是提高河流水质的根本方法。为保证社会、经济、水环境的协调发展,河段沿岸的部分排污企业需削减当前CODMn排放量的27.5%～70.5%,所有NH4＋-N排污企业需削减当前NH＋4-N排放量的12.6%～70%。这样的分配结果不但具有实际的可操作性,而且有利于促进排污权交易市场的形成。     

漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果研究

利用软隔离小区试验研究了凤眼莲(Eichhornia crassipes)、黄花水龙(Jussiaen repens L.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)、水鳖(Hydrocharis dubia(Bl.)Backer.)和四角菱(Trapaquadrispinosa Roxb.)5种不同漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果,研究结果表明,经过100天植物处理,5种飘浮植物对水体中总氮的去除率为黄花水龙(63)%>凤眼莲(57%)>水鳖(46%)>四角菱(42%)>空心莲子草(34%),对总磷的去除率为凤眼莲(52%)>黄花水龙(50%)>水鳖(45%)>四角菱(31%)>空心莲子草(22%),其中凤眼莲、黄花水龙处理围区的水质净化效果最好,水体中总氮和总磷的去除率也最高,这与植物自身吸收同化污染水体中氮素、磷素的能力大小及植物根系微生物的作用都有关。凤眼莲、黄花水龙在提高水体透明度方面表现最佳,试验围区在处理40天后水质透明度即可达到1 m以上,而空心莲子草、水鳖和四角菱的试验围区则需要处理60天以后透明度才能达到1 m以上。5种漂浮植物对富营养化景观水体都有较好的净化效果,且易于成活,容易管理,可在今后的水质净化中推广应用。     

土壤·河流和水库沉积物对磷吸附特性的研究

[目的]以赋石水库和上游河道沉积物以及流域内代表性土壤3组共9个样品为对象来研究上覆水体磷浓度和pH的变化对沉积物和土壤对磷吸附的影响。[方法]采用室内模拟与模型预测。[结果]3组样品对磷的吸附量均随浓度的升高而增加,并达到平衡状态,用Langmuir方程能较好地拟合磷等温吸附过程。磷最大吸附量大小顺序为土壤>水库沉积物>河道沉积物。水库和河道沉积物的吸附/解吸平衡浓度均大于其上浮水体TP浓度。它们向水体释放磷,起污染"源"的作用。样品对上覆水pH有较强的缓冲性。上覆水pH在3～11时,平衡溶液pH在微酸到微碱之间,在1和13时为强酸和强碱性。上覆水pH在3～9时,样品均吸附磷,但对各个样品的影响较小,在1.62和10.53时样品对磷的吸附量为0,低于1.62和高于10.53时沉积物释放磷,且释放量随酸性和碱性的增强而增加。[结论]通过加强水土保持力度,改善土壤质地,增强土壤抗蚀力和对营养物质的吸持力,达到控制水土流失和营养物质流失的目的,并最终起到改善流域内水体质量的目的。     

EM菌液处理富营养化水体的条件研究

研究了不同条件下EM菌液对富营养化水体的净化效果,结果表明:以COD为主要处理目标的水体中,EM菌液的最适条件为V(EM)∶V(污水)=1/1 000、连续曝气、T＞25℃;以脱氮为主要处理目标的水体中,其最适条件为V(EM)∶V(污水)=8/1 000、间歇曝气、T＞25℃、pH为中性偏碱;以除磷为主要处理目标的水体中,EM菌液最适条件为V(EM)∶V(污水)=8/1 000、间歇曝气、T＞25℃、pH为中性偏碱.考虑到整体性、经济性和实用性,EM菌处理富营养化水体的最佳条件为V(EM)∶V(污水)=1/1 000、间歇曝气、T＞25℃、pH为中性偏碱.     

野生型水稻及其低硅突变体中植硅体和植硅体碳的含量与分布特征

【目的】水稻是典型的富硅植物,植硅体沉积在水稻体内可封存有机碳。本文分析不同吸硅能力基因型水稻植硅体含量、形态、分布及其固碳特征,探究水稻植硅体固碳机理。【方法】盆栽试验在浙江大学玻璃房内进行。供试材料为水稻低硅突变体Lsi1和Lsi2及其野生型,所有施肥和管理措施一致。于成熟期,取水稻地上部茎、叶、鞘样品,常规方法测定硅、植硅体、植硅体碳含量。【结果】1)不同基因型水稻体内硅含量、植硅体含量、生物量干物质植硅体碳含量存在显著差异,均表现为突变体显著低于其野生型,大小依次为Lsi1野生型> Lsi2野生型> Lsi2突变体> Lsi1突变体,Lsi1和Lsi2突变体水稻植硅体碳含量显著高于其野生型,大小依次为Lsi1突变体> Lsi2突变体> Lsi2野生型> Lsi1野生型。2)野生型水稻硅与植硅体含量为鞘>叶>茎,而突变体水稻硅与植硅体含量为叶>鞘>茎,水稻叶片中的植硅体碳与生物量干物质植硅体碳含量最高,植硅体碳含量整体分布趋势为叶>茎>鞘,生物量干物质植硅体碳含量整体变化趋势为叶>鞘>茎。3)水稻植硅体含量与硅含量之间呈极显著正相关(P <0.01),高吸硅的水稻植硅体含量高,且形成的植硅体比表面积小,表明植硅体含量及其形态受其遗传特性的影响。植硅体含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著正相关(P <0.01),植硅体碳含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著负相关(P <0.01),表明生物量干物质植硅体碳含量除了受植硅体含量影响,还受植硅体所包裹的有机碳浓度影响。4) Lsi1及Lsi2野生型水稻生物量、植硅体储量、植硅体碳储量显著高于其突变体。【结论】具有高吸硅能力的野生型水稻与其突变体相比,生物量、硅、植硅体、生物量干物质植硅体碳含量增加,分布不同,虽然植硅体碳含量降低,但植硅体碳储量增加。Lsi1及Lsi2野生型水稻比低硅突变体水稻具有更高的固碳潜力。     

锌在超积累植物东南景天叶片细胞水平的吸收积累特征

利用同位素示踪技术研究锌在两种生态型东南景天叶片及叶片原生质体的吸收积累特征。结果表明,锌在东南景天叶片及叶片原生质体中的积累过程分为开始的快速吸收和随后的缓慢吸收两个阶段,超积累生态型东南景天吸收的65Zn明显高于非超积累生态型。两种生态型东南景天叶片及叶片原生质体吸收锌的浓度动力学均为平滑的非饱和曲线,可分为饱和部分和直线部分,其中饱和部分可以用Michaelis-Menten方程拟合。两种生态型东南景天的米氏常数（Km）差异不显著,而超积累生态型的最大吸收速率（Vmax）显著高于非超积累生态型。代谢抑制剂（CCCP）处理显著抑制了超积累生态型东南景天叶片原生质体对锌的吸收。研究表明,在超积累生态型东南景天叶片细胞膜上存在锌载体调控体系,能够促进锌跨叶细胞膜运输并储藏到液泡中,降低对细胞的毒害,是东南景天超积累锌的重要机制之一。     

pH和曝气对水生植物去除富营养化水体中氮磷等物质的影响

利用植物浮床系统,通过室内静态模拟试验,研究了pH和曝气对水生植物净化富营养化水体影响。试验结果表明,不同pH处理6 d后,植物系统在pH8.9下对TN,CODMn,BOD5的去除效果最好,TP的去除效果在pH6.7下最好,Chla的去除效果在pH5.0下最好。然而,无植物系统中,TN,TP的去除效果在pH8.9下最好,BOD5的去除效果在pH6.7下最好,CODMn,Chla的去除效果在pH5.0下最好。有无植物系统中,曝气处理6 d后对TN影响很大,但去除率明显小于不曝气处理(P<0.001),除在豆瓣菜系统中,曝气还对CODMn去除产生一定的影响,但对TP和Chla的去除无影响。本试验结果还表明,植物修复系统和无植物系统中,不同pH处理下,水体中NH4-N,NO3-N,NO2-N的去除效果均在pH8.9处理下最好,且在pH8.9 曝气联合作用下水体中NH4-N,NO3-N,NO2-N的去除率也最高。     

我国土壤-蔬菜作物系统重金属污染及其安全生产综合农艺调控技术

近年来,重金属污染耕地安全利用技术研究取得了突破进展,然而将这些关键技术与蔬菜传统高度集约化种植模式进行耦合的研究还比较少,大规模推广应用鲜见报道。因此,本文在查阅最新发表文献的基础上,梳理了我国土壤-蔬菜作物系统重金属污染状况,归纳了蔬菜作物重金属吸收积累特征,并总结了重金属污染蔬菜地安全生产综合农艺调控技术研究进展。当前,我国蔬菜地土壤重金属污染以中轻度为主,且区域分异明显。蔬菜作物重金属超标现象在全国各地时有发生,给蔬菜产业发展和人类健康带来了极大的危害。蔬菜作物对重金属的积累能力因种类、品种、部位而异,受基因型、土壤理化性质和外界环境条件的制约,因此调整种植布局、选用重金属低积累品种、合理轮间套作、施用土壤改良剂和钝化剂、优化水肥管理技术等农艺调控措施是目前中轻度重金属污染蔬菜地安全利用的重要技术途径。未来在进一步深入研究土壤-蔬菜系统重金属迁移转化规律的基础上,宜加强土壤-蔬菜地系统安全生产技术标准、传统种植模式与综合农艺调控措施耦合技术、长期定位试验及风险评价等方面的研究,以实现重金属中轻度污染蔬菜地的安全利用和农产品的安全生产。     

利用味精废液发酵枯草芽孢杆菌的培养基配方优化

以营养肉汤(nutrient broth,NB)培养基为对照,通过对比试验、正交试验和单因素试验,对以味精废液为主要营养源的摇瓶培养的枯草芽孢杆菌F-2培养基配方及培养条件进行优化,以提高F-2发酵液的活菌密度并实现味精废液的资源化利用.对比试验表明,用12.5g/L浓缩味精废液(concentrated monosodium glutamate wastewater,CMGW)培养的F-2菌悬液的D(600nm)值及活菌密度显著高于NB培养基,其培养F-2后的氨基酸含量显著降低.通过L_(16)(4~3×2~6)正交试验筛选出F-2的优化配方为CMGW 12.5g/L,牛肉膏1.0g/L,蛋白胨4.0g/L,MnSO_4·2H_2O 0.5g/L,H_3BO_30.02g/L,FeSO_4·7H_2O 0.1g/L,MgSO_4·7H_2O 0.5g/L.按此优化配方接种培养F-2菌株,其菌液的活菌密度分别是未经优化的CMGW培养基和NB培养基的2.9倍和6.3倍.通过单因素试验,筛选出基于该优化配方的F-2菌株适宜的初始pH范围为6.5~7.5,适宜的培养温度为30~35℃.以上结果显示,培养基CMGW对菌株F-2的发酵效果优于NB培养基,其优化配方的效果更佳.