武汉严东湖浮游植物粒径组成及与水质因子相关性研究

2010年8和12月在严东湖选择3个不同营养水平的位点进行浮游植物粒径组成和水质情况的调查。结果表明,严东湖1、2、3号点总叶绿素α含量夏季分别为4.22、3.13、127.96 mg/m3;冬季分别为2.32、7.82、44.95 mg/m3。夏季营养水平较低的严东湖1号点微微型浮游植物叶绿素α所占比例较高,而在营养水平较高的严东湖2和3号点其微型浮游植物叶绿素α所占比例较高;冬季各湖区均以小型浮游植物叶绿素α为主。叶绿素α与水质间相关关系分析表明,总叶绿素α与TN和TP显著正相关,小型浮游植物叶绿素α与各种形态氮元素以及总溶解性固体、电导率显著正相关,微型浮游植物叶绿素α与总磷、无机磷显著正相关。     

东湖主要湖区浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系

[目的]了解东湖浮游植物的分布特征,为今后东湖的水资源开发与水环境保护提供生物学依据。[方法]2010年对武汉东湖4个主要子湖的浮游植物和环境因子进行每月调查。[结果]共检出浮游植物7门123种（绿藻58种,硅藻26种,蓝藻16种,裸藻14种,其他9种）,4个子湖中蓝藻、绿藻和硅藻的数量之和占总数量的98%以上,为东湖的优势藻门;东湖不同子湖的Shannon-W iener多样性指数均在1～3,属中污水质,湖泊水质为牛巢湖〉汤菱湖〉郭郑湖〉后湖;CCA排序分析表明东湖水体中浮游植物的空间分布主要受硝态氮和氨氮的影响,说明东湖是一个氮营养盐限制型湖泊;对比郭郑湖2010年与20世纪80年代的生物和理化指标,发现水体中硝态氮、氨氮含量和蓝绿藻的现存量都有显著提高。[结论]近年来,东湖从磷限制转变为氮限制型湖泊,富营养化正在日益加剧。     

微生物促生剂在沉积物修复中的作用机理及应用现状

水生态系统中沉积物是各类污染物质的汇集库,在外源污染陆续得到有效控制的基础上,亟需对内源污染特别是沉积物污染进行有效去除。在沉积物修复方法中,微生物促生剂技术由于具有安全环保、持续时间长、成本低等优点而受到重视。综述了微生物促生剂的概念及其修复沉积物的作用机理,主要是通过增加沉积物中环境污染物的生物利用性使其可被生物降解,调整土著微生物的群落组成使其向有利于降解污染物的方向发展;并归纳了微生物促生剂的应用现状,除直接投加微生物促生剂外,还包括微生物促生剂配方研制、微生物促生剂缓释技术研发、微生物促生剂与其他方法的联合使用等,梳理了微生物促生剂应用优势和存在的问题,对微生物促生剂在沉积物修复领域的发展趋势进行了展望。     

生物膜-人工湿地组合工艺处理城镇生活污水的研究

采用以天然植物中空纤维作为填料的生物质-生物膜反应器(BBFR)串联复合垂直流人工湿地(IVCW)的组合工艺处理系统,研究了5种不同的运行工况,即不同的停留时间、水力及污染负荷条件下对城镇生活污水的处理效果.结果表明,5种工况下组合系统的出水均能达到一级排放标准,COD、TN和TP的平均去除率分别达到89.86%、93.5%和74.78%.各工况条件下因为装置控制参数和稳定程度的不同,各运行阶段下的净化效果也有一定的差异.通过探讨BBFR和IVCW的最佳耦合模式,即系统处理效果达到最佳时的运行参数,实现了BBFR和IVCW二者间的优势互补.     

不同营养源对人工湿地基质生物膜培养液pH值的影响

采用恒温摇床培养方法,研究了不同营养源(处理1:尿素+乙酸钠;处理2:亚硝酸钠+乙酸钠;处理3:硝酸钾+乙酸钠;处理4:碳酸氢铵;处理5:硫酸铵+碳酸氢钠;处理6:磷酸二氢钾+碳酸氢钠)对复合垂直流人工湿地基质生物膜培养液pH值的影响,探讨了pH值变化过程中生物膜脱氢酶活性和多糖含量的变化规律.结果表明,处理1、4以及5中培养液pH值先下降然后再上升,但下降和上升的幅度不同.处理2、3以及6中培养液pH值添加碳源前在7.30～7.40之间缓慢变化,添加碳源后均上升至9.00左右.在培养液pH值变化的过程中,生物膜脱氢酶活性和多糖含量也发生改变.处理1、2、3中生物膜脱氢酶活性均在pH值上升的过程中达到最高值,而处理4、5、6中脱氢酶活性随pH值的变化呈下降趋势.对于所设6个处理,除处理4中多糖含量在整个试验过程中基本不变外,其余5个处理中多糖含量均在pH值上升过程中一直增加.     

人工湿地氧化还原特征及其与微生物活性相关性

在水力负荷为800 mm/d的运行条件下,研究了复合垂直流人工湿地中试系统不同功能层面的氧化还原特征、好氧微生物数量、基质的耗氧速率及氧化还原酶类活性的分布特点。结果表明:各功能层面的氧化还原电位、好氧微生物数量、耗氧速率表层最高,并且随着基质深度的增加逐渐降低。除过氧化物酶外,氧化酶活性表现为表层高于中下层;而硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等活性变化趋势则相反。同时,氧化还原电位与基质中细菌、真菌、放线菌的数量、耗氧速率等存在显著正相关关系;氧化还原电位与多酚氧化酶、过氧化氢酶、脱氢酶等氧化酶活性也存在显著正相关,而与下行流池的硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等还原酶类存在显著负相关关系。     

基于STELLA的循环水养殖系统池塘总氨氮动态模拟

通过对影响循环水养殖系统养殖池塘中总氨氮动态的各种因素及其因果关系的分析,得出了养殖池塘中总氨氮的理论模型.在理论模型基础上,使用STELLA系统动力学模拟软件建立了循环水养殖实验系统中池塘水体总氨氮的系统动力学模型.通过将系统设计和运行的相关参数代人到该模型中,对养殖过程中池塘中总氨氮的动态变化进行了模拟运算,模拟结果与实测值基本吻合,说明该模型对实验系统的模拟具有一定的可信度,可为循环水养殖系统的设计和运行优化提供依据.     

底质类型与正反扦插对轮叶黑藻生长生理的影响

底质是沉水植物扎根生长并稳定繁衍的基本条件,不同类型底质物化特性存在差异。为了探究沉水植物大规模引植过程中产生形态学顶端颠倒现象对其恢复生长的影响,通过室内水族缸模拟实验和杭州西湖茅家埠湖区原位盆栽实验,研究不同类型底质(湖泥、湖泥+沙子、沙子、黄土)和正反向扦插对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生长形态及生理指标的影响。结果显示,不同底质类型对黑藻生物量积累、分蘖数等形态指标影响显著(P<0.05),湖泥中黑藻生长最佳,其增加生物量(6.27 g)、分蘖数(19.8枝)在4种底质中最大;其次为黄土(5.14 g和18.8枝),其能促进植株和根系伸长;叶绿素、蛋白含量、超氧化物歧化酶活性及丙二醛测定结果进一步印证以上结果。各种底质中,反向扦插处理的黑藻分蘖数和根数较正向扦插均有显著减少,尤其是黄土底质中,反向比正向扦插分别减少10.2枝和22.8根,生物量降低2.961 g,但不影响最终形态学上端的形成。西湖茅家埠原位实验表明,在含水率和营养较低的底质中,盆栽黑藻长势相对优于含水率和营养较高底质中的黑藻,且同一底质盆栽于原位时比异位时更有利于生物量积累。建议恢复沉水植被时可以适当改良底质,尤其是物理特性,种植时需区分植物形态学的上下端。研究结果可为不同类型底质的浅水湖泊沉水植物群落恢复提供参考。     

人工湿地堵塞监测方法的研究进展

人工湿地堵塞是目前国内外研究的热点问题,精确、高效的监测方法对提升湿地运行管理及净化能力等有重要意义。总结前人研究成果,比较分析目前人工湿地堵塞常见和可能的监测方法,对人工湿地堵塞监测方法和装置设备的研究方向及重点进行了展望,以期为堵塞湿地的长期监测提供参考。根据湿地内部水力学分析、基质或堵塞物物理化学性质将监测方法分为原位法和异位法。原位法中基于水力传导率测定的下降水头法和恒定水头法应用广泛;示踪剂技术较为简明直观,常用作堵塞湿地水流模型的建立;时域反射探针、探地雷达以及核磁共振传感器等新型原位探针技术对湿地内部造成的干扰较小,在湿地堵塞物定性定量方面具有良好发展前景;基于湿地内部电阻效应的微生物燃料电池法是目前研究的热点;基于基质孔隙率和堵塞物成分和性质的异位测定法还有较大提升空间;新兴的以蚯蚓为主的生物监测和根区微生物监测同样值得探索。     

氧调控下人工湿地微生物群落结构变化研究

运用磷脂脂肪酸(PLFAs)技术研究了氧调控下复合垂直流人工湿地(IVCW)微生物群落结构及活性变化,结果表明,不曝气IVCW基质表层以好氧微生物为优势种群,但绝大部分微生物都集中在0～20cm基质层,系统的净化空间受到限制;氧调控下微生物群落向基质纵深发展,表征好氧微生物的单不饱和脂肪酸的含量显著增加,曝气系统下行池表层各类群微生物的生物量为不曝气系统的2～6倍,表征微生物活性的PLFAs总不饱和度水平也明显升高;革兰氏阴性细菌成为曝气IVCW基质微生物群落的优势种群,群落具有更高的活性和专一性,提高了污染物的去除效果。因此,进一步研究微生物的这种适应机制可以为优化湿地系统提供一定的理论基础。