3种水质调控方式下参池沉积物酶活性的比较研究

2015年10月至2016年9月对自然纳潮、微孔曝气、养水机3种水质调控方式下海参池塘沉积物中淀粉酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、脱氢酶的活性进行了跟踪比较研究。研究结果显示,3种水质调控方式下池塘沉积物中的淀粉酶活性年变化为0.126~0.880 mg/g,年均值(0.410±0.180) mg/g,蛋白酶活性年变化为0.024~0.472 mg/g,年均值(0.190±0.103) mg/g,碱性磷酸酶活性年变化为0.068~1.042 mg/g,年均值(0.340±0.196) mg/g,脱氢酶活性年变化为12.092~52.794 mL/g,年均值(26.980±8.295) mL/g。3种水质调控方式下池塘沉积物中蛋白酶、碱性磷酸酶及脱氢酶活性均在自然纳潮池塘中均值最高,变化幅度最大;淀粉酶活性均值则在自然纳潮池塘中最低,养水机池塘最高,这与养水机池塘有机质最低,自然纳潮池塘最高,养水机池塘沉积物的细菌多样性最高,真菌数量最多有关。表明养水机能够快速去除沉积物中氮、磷有机化合物,有利于池塘的正常物质循环。本研究从沉积物酶活性的角度,探讨了养水机的作用效果与其他两种水质调控方式产生差异的机理。     

仿刺参养殖池塘三氮一磷及硫化物周年变化特征分析

通过检测仿刺参养殖池塘表层与底层的三氮一磷及硫化物,研究仿刺参养殖池塘水质的周年变化。结果表明,各项指标变化范围:表层氨氮含量为0.107~0.412 mg/L,底层氨氮含量为0.096~0.469 mg/L,冬季较其他季节低;表层硝酸盐氮含量为0.252~0.688 mg/L,底层硝酸盐氮含量为0.232~0.681 mg/L,冬季较其他季节高;表层亚硝酸盐氮含量为0.003~0.041 mg/L,底层亚硝酸盐氮含量为0.001~0.045 mg/L,夏季较其他季节高;表层磷酸盐含量为0.015~0.048 mg/L,底层磷酸盐含量为0.011~0.038 mg/L,夏季较其他季节高;表层硫化物含量为0.008~0.019μg/m L,底层硫化物含量为0.009~0.019μg/m L,夏季较其他季节高。     

3种水质调控方式下刺参池塘初级生产力的周年变化

通过对自然纳潮、微孔曝气、养水机池塘不同水层初级生产力及其相关参数的研究,分析养水机对初级生产力的影响。结果表明,3种水质调控方式池塘,初级生产力年均值、P/R值均以养水机池塘最高,微孔曝气池塘次之,自然纳潮池塘最低。养水机池塘、微孔曝气池塘、自然纳潮池塘的初级生产力年均值分别为(6.22±0.54)、(5.37±0.60)、(4.69±0.53) gO_2/(m~2·d)。3种水质调控方式下,养水机池塘30～50 cm水层和50～100cm水层初级生产力差异不显著,而微孔曝气池塘和自然纳潮池塘这两水层之间初级生产力差异显著,且养水机池塘50～100 cm的水层初级生产力显著高于微孔曝气和自然纳潮池塘。研究表明,养水机能显著提高刺参池塘50 cm以下水层的初级生产力,缩小上层和下层初级生产力之间的差距,从而提高池塘水体总初级生产力,为刺参饵料和池塘物质快速循环提供基本保障。     

渭河宝鸡市区段沉积物的粒度特征分析

利用沉积物的粒度特征可以有效地揭示河流的沉积环境和水动力条件。选取了渭河干流宝鸡市区段、清姜河、金陵河和千河4个河床沉积物的76个样品进行了粒度测量。结果表明:渭河干流,清姜河和千河沉积物主要以砂为主,金陵河以黏土为主。渭河干流、清姜河、金陵河和千河沉积物平均粒径分别为3.89Φ、3.71Φ、3.79Φ和3.56Φ,分选系数较好,偏度总体上为负偏,个别样品为正态,金陵河以正偏为主,峰度都以较窄和极窄为主,表明沉积物优势粒级突出。通过分析渭河干流与支流河床沉积物的粒度特征,揭示了渭河干流宝鸡市区段及其主要支流均属于间歇性河流,物源以上游携带和沿岸侵蚀为主,两岸支流存在部分供给;根据渭河干流宝鸡市区段的粒度特征将其划分为两段,第一段宝鸡峡到神龙大桥,第二段神龙大桥至千河入渭口。     

不同因素影响下层状土壤水分入渗特征及水力学参数估计

层状土壤是自然界常见的土体结构,其水分运移规律不同于均质土;大气降水、灌溉水等水分的入渗是土壤水文过程的一个重要环节,同时它也与地下水补给、污染物运移等过程紧密相关。土壤初始含水量、土体构型及供水强度等因素均会影响水分的入渗过程。为探究积水深度、土体构型、初始含水量三种因素对层状土壤水分运移的影响,通过室内积水入渗试验对湿润锋、累积入渗量、土壤剖面压力水头进行观测,并利用Hydrus-1D模型反演水力参数并对相应条件下的水分运移规律进行模拟和分析。结果表明,层状土壤中湿润锋随时间的推进方式由非线性过渡至线性,入渗率逐渐减小。三种因素作用下,层状土壤水分运移特征有明显差异:积水深度、土壤初始含水量增加时,湿润锋运移速率和入渗率均增大,且各观测点压力水头升高加快,土壤不饱和程度降低;上砂壤下粉砂壤构型较上粉砂壤下砂壤构型而言,整体湿润锋推进速率和入渗率较大,出流快,且入渗后期界面处的压力水头高于其他观测点。且结果表明,反演的水力学参数较拟合实测的参数更适用于层状土壤入渗的模拟和预测。该研究旨在揭示和掌握层状土壤水分运移规律和影响因素的作用机制,并进一步为农田灌溉措施的合理制定提供科学依据。     

常规阳离子存在时Mg-Al-CO3 LDH对土壤中Cd吸附迁移的影响

层状双氢氧化物(Layered double hydroxide, LDH)是土壤中常见的矿物组分,而Na~+、K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)更是土壤溶液中的主要阳离子,它们共存条件下对重金属污染物在土壤中的行为过程影响如何是一个需要探讨的科学问题。通过批量静态吸附实验、动力学实验和室内土柱迁移实验,研究不同阳离子与Mg-Al-CO_3 LDH共存时对重金属Cd在土壤中吸附迁移的影响。运用伪二级动力学模型、Elovich模型及内扩散模型对吸附动力学数据进行拟合,并对Mg-Al-CO_3 LDH吸附Cd前后的样品进行红外光谱分析及X射线衍射分析,以探究其吸附机理。结果表明:Mg-Al-CO_3 LDH的存在使土壤pH升高,且Mg-Al-CO_3 LDH含有大量CO_3~(2-),使得土壤对Cd的吸附能力增强;阳离子类型不同时,无论土壤中是否含有LDH,其对Cd的吸附量均表现为阳离子价态越高,吸附量越小。伪二级动力学模型拟合效果非常好,R~2均接近于1,说明土壤对Cd的吸附能力与吸附位点有关;内扩散模型拟合结果揭示土壤对Cd~(2+)吸附的速率受液膜扩散、颗粒间扩散、化学反应等综合作用的控制。不同阳离子类型对Cd在土壤中吸附迁移的影响不同,Cd迁移能力表现为随背景阳离子价态升高迁移能力增强;Mg-Al-CO_3 LDH的存在抑制了Cd的迁移。红外光谱及X射线衍射分析表明,Mg-Al-CO_3 LDH对Cd~(2+)的吸附机理主要为Cd~(2+)与Mg-Al-CO_3 LDH上的CO_3~(2-)反应生成CdCO_3沉淀。Mg-Al-CO_3 LDH对不同阳离子的吸附机制不同,影响着重金属Cd在土壤中的吸附迁移过程。     

隐孢子虫LAMP检测方法的建立及其在牦牛中的应用

为了探索和建立隐孢子虫LAMP检测方法,以便能快速、简便检测牦牛隐孢子虫的感染情况,基于GenBank中牦牛源隐孢子虫18SrRNA基因序列,设计1组LAMP引物,优化并建立LAMP反应体系。对所建立的LAMP方法进行特异性、重复性、敏感性试验,并用该方法对牦牛的临床样本进行检测。结果显示,建立的LAMP方法特异性、重复性良好,其敏感性是套式PCR的8倍。LAMP方法与套式PCR临床检出率对比,符合率100%。表明成功建立了隐孢子虫的LAMP检测方法,该方法特异性和灵敏性良好,可以应用于牦牛粪便临床样本的检测。     

Cd/Cu/Pb对磺胺嘧啶在土壤中吸附迁移的影响

通过室内批平衡实验和土柱出流实验,探讨了不同浓度镉(Cd)及相同浓度的Cd、铜(Cu)、铅(Pb)对磺胺嘧啶在土壤中吸附、迁移的影响,并分别用Freundlich、Langmuir、Linear方程及Hydrus-1D中的单点和两点吸附模型模拟其在土壤中的吸附、运移过程。结果表明:当Cd浓度为10.0mg·kg~(-1)时促进磺胺嘧啶的吸附;Cd浓度为1.0、300.0mg·kg~(-1)时抑制磺胺嘧啶吸附;Cd浓度为100.0 mg·kg~(-1)时对磺胺嘧啶的吸附无影响;300 mg·kg~(-1)的Cd、Cu、Pb存在时,磺胺嘧啶吸附量大小顺序为:CdCuPb。土柱出流实验中,当Cd浓度为10.0mg·kg~(-1)时,磺胺嘧啶在土柱中的迁移速度最慢,其他浓度对迁移影响不明显;Cd、Cu、Pb相比较而言,Cu存在时磺胺嘧啶的迁移最快,Cd存在时迁移最慢。在对静态吸附特征的拟合过程中,Linear方程拟合效果最好,决定系数R~2均在0.98以上;Hydrus-1D模拟时,两点模型可更好地拟合磺胺嘧啶的运移特征,R~20.907,均方根误差RMSE0.051,瞬时吸附f所占分数较高,说明磺胺嘧啶在迁移过程中存在较大程度的瞬时吸附。     

3种水质调控方式下春季参池环境及刺参肠道的细菌群落结构

为研究养水机在调控刺参Apostichopus japonicus池塘水质中的作用,通过16S rDNA高通量测序方法研究了养水机(功率750 W)、自然纳潮、微孔曝气3种水质调控方式下春季刺参池塘环境及刺参肠道菌群结构。结果表明:参池水样、沉积物和刺参肠道中共含有变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes、疣微菌门Verrucomicrobia、厚壁菌门Firmicutes、浮霉菌门Planctomycetes、放线菌门Actinocteria、蓝细菌门Cyanobacteria、绿弯菌门Chloroflexi、酸杆菌门Acidobacteria、芽单胞菌门Gemmatimonadetes;仅微孔曝气参池水样中第一优势菌为拟杆菌门(61.9%),微孔曝气参池沉积物、刺参肠道及其他参池水样、沉积物、刺参肠道中第一优势菌均为变形菌门(≥55.9%);养水机参池水样和沉积物中Simpson优势度指数最低,Chao1、ACE、Shannon指数均最高,该池刺参肠道中ACE、Shannon指数均最高。研究表明,养水机有利于池塘环境中的细菌多样性和刺参肠道细菌多样性。