人工湿地处理滨海养殖水效果及机理

滨海养殖废水对河口及近海水质有影响,造成潜在水华和赤潮问题。利用具有生态化、高处理效果的人工湿地处理滨海养殖水。研究不同浓度盐胁迫下人工湿地对各污染物处理效果,确定最耐受盐胁迫浓度。利用污染物去除效率、微生物数量、微生物代谢功能及微生物群落对碳源利用的主成分分析阐述净化机理。研究表明:(1)人工湿地可有效处理滨海养殖水,当HRT=3 d时,人工湿地COD和NH_3-N去除效果佳,出水可达地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ类水标准。(2)在不同盐胁迫浓度条件下,人工湿地正常运行的最耐受盐胁迫浓度为1%,COD和NH_3-N去除效果改善明显(P0.05),分别为93.3%和77.12%。(3)人工湿地净化滨海养殖水的主要路径是硝化-反硝化作用,硝化/反硝化细菌在1%盐浓度胁迫下仍可正常发挥作用,盐度耐受力较好,且在盐度影响下微生物利用碳源类型趋于多样化。人工湿地可作为滨海养殖水的生态化处理技术,缓解滨海水域的潜在富营养化问题。     

负载型纳米零价铁(nZVI)强化垂直流人工湿地反硝化作用研究

通过在垂直流人工湿地缺氧反硝化区添加负载型纳米零价铁(n ZVI),分析不同负载型n ZVI投加量对反硝化的影响,研究不同进水C/N条件下负载型nZVI参与反硝化的效果。结果表明:投加负载型nZVI 4 g的人工湿地装置对硝氮去除效果最佳,当C/N为6、HRT=1 d、进水NO_3~--N为50 mg·L~(-1)时,其NO_3~--N去除率比未添加负载型n ZVI的人工湿地装置提高15%;随负载型n ZVI投加量的增加,人工湿地装置出水pH值和NH_4~+-N、NO_2~--N的浓度增加;在进水C/N为0、2、4、6的人工湿地装置中,其对NO_3~--N的去除率随C/N升高而升高;统计分析表明,进水C/N与负载型n ZVI投加量对人工湿地反硝化都具有显著影响,且两者具有协同作用,碳源的存在可以促进负载型nZVI参与人工湿地反硝化。     

水生态环境中不同建材基质附着藻类的生物学特征

[目的]开展不同附着藻类生物学特征的试验,分析水质指标与藻类生物学特征的关系,为筛选科学合理的附着基质,丰富附着藻类着生提供科学支持。[方法]通过模拟试验,分析3种不同建材基质(花岗岩、聚乙烯网、木板)附着藻类的生物学特征,筛选出效果好且易于资源化利用的附着基质类型。[结果]花岗岩和木板基质的附着藻类群落更加稳定,生物学特征更优,功能性藻类种类更多,更有利于发挥附着藻类在水环境中的生态效应。[结论]综合考虑可利用程度和操作的难易程度,花岗岩基质是3种基质中最合适的基质。     

盐度和水淹对海三棱藨草种子萌发及幼苗生长的影响

研究海三棱藨草(Scirpus mariqueter)种子和幼苗在盐度和水淹时长作用下的生存机制,为长江口滨海湿地生态修复提供重要的科学依据。通过模拟潮汐控制不同水淹时长(8、10、12、14 h/d)和盐度(0、5、10、15)进行实验,分析其对发芽率、发芽指数、叶绿素、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)等生长生理指标的影响。结果表明:盐度对海三棱藨草种子发芽率、发芽指数和海三棱藨草幼苗MDA影响最大;盐度和水淹时长的交互作用对海三棱藨草幼苗叶绿素和SOD影响最大。在盐度为0、水淹时长为12 h/d时发芽率最高;盐度15是海三棱藨草种子萌发的临界盐度;盐度为10、水淹时长12 h/d分株数最高;叶绿素在0盐度和12 h水淹时长交互处理下最高;SOD总活性在盐度为10、8 h/d水淹时长处理下最高;盐度为10、12 h/d水淹时长处理下MDA含量最低。这说明海三棱藨草在中等盐度(5、10)和中等水淹时长(10、12 h/d)时适应性最强。     

不同壳聚糖改性黏土对小球藻的絮凝效应及絮凝条件优选

微藻个体微小,不易采收,为其开发利用带来了很大困难。利用酸性壳聚糖对3种不同类型的黏土矿物(膨润土、硅藻土、沸石)进行改性,制备无公害复合絮凝剂,探究其对小球藻(C.pyrenoidosa)的絮凝效果,并考察了复合絮凝剂的浓度、静置时间、藻液p H值和壳聚糖与黏土矿物的比例对絮凝率的影响。结果表明:复合絮凝剂的絮凝效果明显高于壳聚糖。其中壳聚糖改性硅藻土对小球藻的絮凝效果最佳,其最佳絮凝条件为p H值为8,壳聚糖和硅藻土的配比为1∶6,浓度为0.2 g/L,沉降120 min。在该条件下,小球藻的絮凝采收率可达到约96.16%。复合絮凝剂无毒环保,不会造成二次污染影响微藻生物质后续加工利用,是一种环境友好,安全健康的微藻絮凝剂,具有良好的应用前景。     

基于遥感生态指数的上海南汇东滩海岸带湿地生态格局变化评价

海岸带湿地作为海陆系统的交错地带,生态功能日益凸显。然而,近年来沿海发达城市为满足经济的高速发展,大规模围垦开发严重挤压了海岸带区域的生态空间。以上海南汇东滩湿地为研究对象,取2000、2006、2012和2018年共4期的Landsat遥感影像,借助遥感生态指数(remote sensing based ecological index,RSEI)对研究区生态格局进行客观、定量、可视化的监测与评价。结果表明:(1)2000、2006、2012和2018年RSEI指数均值分别为0.295、0.227、0.405和0.489,进一步分级处理后,发现研究区生态环境质量主体由"较差"上升为"良好","优"与"较优"等级均有所增加,湿地生态环境质量略向好的方向发展;(2)对2000—2018年间RSEI指数进行差值变化检测,研究区内生态环境状况"变差"、"不变"、"变好"的面积占比分别为12.41%、53.32%和34.27%,以"不变"为主;(3)RSEI可以较好地反映2000—2006与2012—2018年间人类活动造成的海岸带生态频繁变化的现象,具体表现在RSEI指数明显减小与增大,该结果显示RSEI指数对南汇东滩湿地生态分析具有一定适用性。通过生态格局变化的可视化表达,可以较好揭示城市海岸带湿地生态演化进程,避免生态风险,实现城市可持续发展和科学管理。     

低温条件下海水暂养装置脱氮系统的构建及其应用效果

[目的]设计一种可有效降低海水暂养循环系统中氮浓度的新型脱氮技术工艺,提高鲜活海产品的暂养存活率,以确保健康安全海产品的流通及满足人们的膳食需求.[方法]针对暂养水体温度低、碳氮比低及溶解氧高等特点,采用农业废弃物玉米芯作为碳源和生物膜载体,通过驯化低温脱氮菌(硝化菌和反硝化菌)并结合人工强化挂膜方式建立同步硝化反硝化脱氮系统.[结果]经低温、高盐驯化富集培养的硝化菌富集液和反硝化菌富集液均以变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主,但在纲水平上,硝化菌富集液中以γ-变形菌纲(Gammaproteo-bacteria)和α-变形杆菌纲(Alphaproteobacteria)为主,其相对丰度分别为83.50%和12.90%,而在反硝化菌富集液中γ-变形菌纲为主要纲,其相对丰度为91.30%.通过电镜扫描发现,置于脱氮反应器内的玉米芯表层有微生物膜覆盖,其表层孔隙数量明显减少;玉米芯还作为固相碳源,促使反硝化过程持续进行.玉米芯脱氮反应器装置运行60 d内,出水口水样的总氮、氨氮和硝氮去除率均随时间推移呈先升高后降低的变化趋势,最高去除率分别达(63.46±0.55)%、(62.79±0.52)%和(65.00±0.63)%.[结论]以玉米芯为碳源和生物膜载体、利用人工强化挂膜构建的玉米芯脱氮反应器装置能同步实现硝化反硝化过程,脱氮效果佳且可保证系统长期运行,还具有构建工艺简单、体积小及成本低等特点,适用于大部分海产品低温暂养系统.     

环境胁迫对福寿螺肝胰脏抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

福寿螺（Pomacea canaliculate）是全球性的入侵物种，对入侵地的生物多样性、农业生产、人居环境及人体健康造成了重大危害，温度、盐度、溶解氧等环境因子影响福寿螺的生存、生长与繁殖。本文研究广州、上海、成都三地的福寿螺在不同温度、不同盐度、不同溶解氧环境胁迫下，肝胰脏超氧化物歧化酶（SOD）活性及丙二醛（MDA）含量的变化情况，阐明环境胁迫对福寿螺生理的影响机理。实验结果表明：在温度、溶解氧、盐度单因子胁迫下，福寿螺肝胰脏的SOD活性、MDA含量均呈先上升后下降的变化趋势，且在24 h~48 h达到最大值，在72 h时恢复到初始水平。在温度-盐度复合胁迫下，福寿螺肝胰脏SOD活性及MDA含量高于单因素胁迫，温度和盐度表现出协同作用。单因素或复合胁迫下，福寿螺肝胰脏SOD活性及MDA含量存在地区差异。     

低温对大型海藻型微生物脱盐电池处理海产品暂养水的影响

为处理海产品低温暂养水,实现系统同步产电脱盐及收获能源藻类,构建三室生物阴极大型海藻新型微生物脱盐燃料电池(Microbial Desalination Cell, MDC),研究不同温度条件下,大型海藻型MDC处理海产品暂养水的产电、脱盐、COD降解和脱氮,以及藻类生长。结果表明：在产电性能方面：外电阻1 000 Ω负载下,8 ℃和25 ℃电压峰值无明显差异,单个产电周期电压稳定时间差异较大,分别为36 h和84 h；在脱盐方面：低温条件下,通过延长反应器运行时间可提高其脱盐效果；在COD降解和脱氮方面,低温条件下COD、NH_4⁺-N和NO_3^--N的去除率均能达到60%以上；在藻类生长方面：低温下浒苔生长较慢,净增长量较低,但仍可保持正常生长,F_v/F_m在0.4~0.5之间。这为海产品低温暂养水的处理与回收利用提供了技术支撑。