复合生态沟渠对池塘养殖尾水和稻田退水的净化效果

[目的] 研究复合生态沟渠系统中的水质沿程变化以及其净化效果，以期为稻渔共作循环水养殖模式的合理构建和绿色发展提供科学参考。 [方法] 通过构建一种由不同类型生态沟渠联通耦合的复合生态沟渠系统，于2020年和2021年对沿程水体进行采样监测，研究复合生态沟渠对池塘养殖尾水和稻田退水的净化效果。 [结果] 2020年池塘养殖尾水磷酸盐去除率为96.21%，亚硝酸盐氮去除率为91.27%，氨氮去除率为94.75%。2021年池塘养殖尾水磷酸盐去除率为68.96%，亚硝酸盐氮去除率为61.36%，氨氮去除率为51.92%；稻田退水净化后达到《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》的Ⅳ类标准。 [结论] 复合生态沟渠应用于池塘养殖尾水和稻田退水的净化和循环利用，效果显著，具有广阔的前景。     

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。     

10种水生观赏植物对不同富营养化水体的净化效果研究

通过温室静态试验研究了路易斯安娜鸢尾等10种水生观赏植物在中浓度和高浓度富营养化水体环境下的生长状况及对不同富营养化水体TN、TP和COD的去除能力。结果表明,无论中浓度还是高浓度富营养化水体环境下10种水生观赏植物中泽苔草、水芋、水生美人蕉、再力花长势均非常旺盛,而菖蒲、千屈菜和马蔺长势相对最弱,鲜重增加量最低。水芋、水生美人蕉、泽苔草和再力花对TN的去除能力较强,其在高浓度富营养化水体生长30d时对TN的去除率依次为97.85%,97.79%,96.12%,95.74%;千屈菜和菖蒲对TN的去除能力较弱,试验结束时其对高浓度富营养化水体TN去除率为77.43%和63.16%。不同植物对TP的去除能力存在差异,泽苔草对TP去除能力最强,试验结束时其对高浓度富营养水体TP去除率达99.17%,达国家Ⅰ类水质TP标准;其次为再力花和水芋,在高浓度富营养水体生长30d时TP去除率分别为98.65%和98.66%,达国家Ⅱ类水质TP标准;菖蒲、千屈菜和马蔺对TP去除能力最弱。此外,不同植物对降低水体COD也有一定作用,但是水体自净化也能够达到较好的降低COD的效果。从不同植物对水体N、P积累量来看,泽苔草在中、高2种浓度富营养化水体下单株植物净化能力居于10种植物之首,而路易斯安娜鸢尾尽管对N、P的去除能力居中,但其是10种植物中唯一的四季常绿观赏水生花卉植物,一年四季均可修复水体,具有较大的应用潜力。     

沉水植物对再生水景观水体水质变化的影响和净化效果

为揭示沉水植物对以再生水作为水源的景观水体富营养化变化趋势的影响和对水体水质的维持和改善作用,对西安市一个再生水景观水体开展了不同区域和不同季节的水质监测试验,并采用室外玻璃缸装置研究伊乐藻和轮叶黑藻对再生水中氮、磷等营养盐的去除效果。结果表明:有沉水植物生长的区域氨氮、总氮浓度明显低于主湖区,且水质能够维持在低富营养化状态。伊乐藻和轮叶黑藻对再生水水质具有良好的改善作用,且伊乐藻优于轮叶黑藻。伊乐藻对再生水中CODCr、氮、磷的去除率分别为38.55%～57.54%,43.13%～51.81%和61.76%～77.45%,可使水体中叶绿素a含量维持在20μg/L左右,对藻类具有较好的抑制作用,可作为西北地区再生水景观水体水质修复的先锋植物。     

生态沟渠对小流域农田排水中氮磷的拦截效果研究

农田养分大量流失已成为农业面源污染的主要来源之一,研究自然降雨排水条件下生态沟渠对稻作区小流域农田排水中氮(N)、磷(P)的拦截效应具有重要意义。以流入湘北津市市毛里湖区的生态沟渠为研究对象,连续2年系统研究多级植物组合截留后N、P的沿程变化规律及拦截效率。结果表明:生态沟渠对稻作区小流域农田排水中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N和TP均有一定的拦截净化作用。2016年和2017年生态沟渠对农田排水中TN平均拦截率分别为58.49%、47.61%,对NH_4~+-N平均拦截率分别为77.29%、69.72%,对NO_3~--N平均拦截率分别为58.77%、47.79%,对TP平均拦截率分别为67.07%、54.47%。总体认为,生态沟渠能有效拦截农田排水中N、P,减轻周围环境受纳水体的污染负荷。     

五种水生植物生物量及其对生态沟渠氮、磷吸收效果的研究

为明确水生植物对农田排水沟渠中氮、磷吸收效果的影响,本研究以生态沟渠中水生美人蕉、铜钱草、黑三棱、狐尾藻和灯心草为试验植物,对5种水生植物的生物量以及吸收、累积的氮、磷量进行测定。结果表明:不同水生植物生物量有差异,平均总生物量在1.10～2.43kg/m2之间,其中以水生美人蕉的生物量最大,达2.43kg/m2。5种水生植物地上部分的氮、磷浓度分别在8.41～20.67g/kg和1.41～3.40g/kg之间,狐尾藻氮、磷浓度最高;而地下部分的氮、磷浓度分别在4.41～10.47g/kg及1.08～1.90g/kg之间,不同水生植物间差异显著,以狐尾藻氮浓度和铜钱草磷浓度为最高;地上部分氮、磷累积量的变化范围分别7.40～28.23g/m2和1.13～4.49g/m2,其中以水生美人蕉对氮的累积量为最大,狐尾藻对磷的累积量为最大。5种水生植物地上部分氮、磷累积量均高于地下部分。地上部分收割后,5种水生植物单次可带走氮、磷分别在7.40～28.23g/m2和1.13～4.49g/m2,水生美人蕉带走的氮最多;全年可带走的总氮和总磷量分别为20.34～109.12g/m2a和3.41～17.95g/m2a,狐尾藻带走的最多。水生植物地上部分通过收割的方法可有效去除沟渠中的氮磷,还能解决水生植物的二次污染问题。     

白车轴草对冬季富营养化水体总磷净化效果研究

冬季是大多数水生植物处于衰亡的时期,植物资源匮乏,不利于植物对富营养化水体的周年净化,因此筛选适合于水生的旱生植物来修复富营养化水体是生态修复的发展方向。采用水盆浮板栽培技术,首次研究了白车轴草(Tri-folium repens Linn.)在冬季对成都犀池富营养化人工湖泊中主要元素磷的净化效果及动态过程,并与凤眼莲(Eichhorniacrassipes Solms.)的净化效果进行了对比。结果表明,浮板白车轴草在试验期间生长良好,对富营养化水体中总磷具有非常明显的净化效果,当投放量为1.25 g/L时,对总磷的去除率48 d内可达80%,并且重复性好,对总磷的去除过程拟合曲线符合三次方程。与凤眼莲相比较,白车轴草在冬季更易存活且对磷的净化效果更佳。     

养殖水体污染对养殖生物的影响及水体的修复

报道了中、外养殖水体污染、治理的现状，分析了我国养殖水体污染的原因，阐述了养殖水体污染对养殖生物健康的影响及未来水产养殖的发展方向；探讨了养殖水体污染的修复方法。     

关于沟渠生态拦截氮磷的研究

为研究沟渠拦截氮磷的效果,在不同时间对沟渠不同断面水体进行了监测。结果显示,河水自然净化和水生植物拦截净化作用,都会降低沟渠水中的氮磷含量,并且全氮、全磷含量的降低幅度一般要高于铵态氮、硝态氮以及可溶磷的变化幅度;相对河水自然净化而言,水生植物拦截净化能力明显更强,几种形态养分含量的降低幅度在5.7%～32.9%之间,明显高于降低幅度在0.30%～6.6%之间的河水自然净化。结果还显示,在降雨结束以后,沟渠水中全氮、铵态氮含量都呈现先增加后降低的变化趋势,全磷、可溶磷、硝态氮含量总体呈现波动渐增的变化趋势。     

基质级配方式对生态介质箱修复黑臭水体的效果比较

利用人工静态模拟试验,研究基质级配方式对自主设计的生态介质箱对黑臭水体的净化效果及其对水生植物的N、P积累能力和生长的影响。结果表明,随着处理时间的延长,各组对污染物的去除率逐渐升高,其中正级配组和反级配组对TP、TN和NH_4~+—N的去除效果均优于单一的植物组和基质组;正级配组对水体中TP的去除效果优于反级配组,其去除率达到66.9%,且正级配组中的植物对TP的积累量大于反级配组与植物组;而反级配组更有益于对TN和NH_4~+—N的去除,其去除率分别达到69.1%与87.4%,且反级配组中的植物对TN的积累量大于正级配组与植物组;生态介质箱中的植物因素对脱氮除磷的贡献率较低,N、P的去除主要通过非植物因素(基质和微生物);除空白组外,各组对COD_(Mn)的去除无显著差异,说明基质与植物对COD_(Mn)的直接去除作用不明显,更多地依靠于基质与植物载体上附着的微生物的作用;含有环境吸附材料基质的试验组(正级配组、反级配组和基质组)能使水体pH上升,可有效调节酸性水体;水生植物苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)直接植入底泥(植物组)的方式更适于植物生长。因此,可通过替换级配方式来满足不同N、P污染程度水体的修复效果。     

鳖甲胶原蛋白酶解物的分离纯化及体外抗氧化性研究

为建立中华鳖背甲中胶原蛋白酶解物(CH)的制备条件,并明确其体外抗氧化活性,本研究采用单因素试验探讨鳖甲胶原蛋白酶解物的分离条件。结果表明,其最佳提取工艺参数:胃蛋白酶添加量4 000 U·g^-1、pH值2.5、酶解温度35℃。通过透析纯化后获得体外抗氧化活性最好的组分为分子量<50 kDa的样品。该样品经Sephadex G-75凝胶色谱分离纯化得到2个组分,其中GP-2组分对O₂^-·、OH·和DPPH·3种自由基清除能力最强;之后对GP-2组分进行离子交换层析分离同样获得2个组分,其中P1组分体外抗氧化活性高于GP-2,其对DPPH·、OH·、O₂^-·清除率分别为81.67%、65.45%和6.78%。经SDS-PAGE电泳确定P1组分的分子量约40 kDa。本研究结果为鳖甲的开发利用及鳖源新型抗氧化物质的研发提供了一定的理论基础。     

工厂化养殖稚幼中华鳖的环保型温室构建与性能试验

为了满足稚幼中华鳖工厂化养殖的需求,响应减少CO2排放的政策,设计建造了符合其生活习性的环保型温室.该温室使用地源热泵空调系统控温,底部排污系统排出残饵和排泄物,养殖池内配置网片隐蔽巢供稚幼鳖栖息,采用微孔增氧装置和微生物制剂调控水体中溶解氧、氨氮和亚硝态氮含量.结果表明通过使用地源热泵空调,1栋占地780m2的温室在10个月的生产期内减少使用燃煤约35t,减少CO2排放约84.01t.养殖水体中溶解氧质量浓度5.83~7.68mg/L,氨氮和亚硝态氮质量浓度分别在0.39~0.83mg/L和0.14~0.16mg/L范围内.经过约10个月的养殖(放养质量约为3.5g,密度为50只/m2),平均质量为581g,存活率86.2%,饲料转化率1.18,特定生长率1.77,1栋温室年利润为157870元.综上,该工厂化养殖稚幼鳖的环保型温室能为其提供舒适的生活环境,表现出良好的经济效益和社会效益,有很大的推广价值和实际意义.     

不同运行期排水沟渠中氮的净化效应实验研究

以模拟排水沟渠静态实验为基础,以典型非点源溶质氨氮和硝氮为例,分析了不同运行期排水沟渠中氨氮和硝氮浓度的变化过程与影响机制。结果表明:不同运行期排水沟渠对水体中氨氮、硝氮均具有较强的净化效应,并表现出"快速净化,波动平衡"的特点,其中氨氮浓度的下降速度快于硝氮,氨氮"波动平衡"的浓度范围(≤2 mg·L-1)低于硝氮(≤3 mg·L-1);实验初始阶段,运行期的不同对沟渠中氨氮和硝氮的净化速率有较大的影响,初始阶段的净化速率表现为:多年沟渠7月龄沟渠1月龄沟渠,除不同运行期非生态沟渠中硝氮的净化速率有显著性差异外,其余阶段均无显著性差异;不同运行期生态沟渠和非生态沟渠中氨氮浓度的变化过程,除7月龄沟渠的"波动平衡"阶段有显著性差异(P=0.030.05)外,其余均无显著性差异;硝氮浓度的变化过程,1月龄和7月龄沟渠在实验初期和"波动平衡"阶段均有显著性差异,多年沟渠的净化趋势相似,无显著性差异。综上所述,本实验初步证明了增长沟渠运行期能够增强沟渠对氮素的净化能力,这对进一步探究排水沟渠的发育过程和生态沟渠的合理化设计与管理具有一定的借鉴意义。     

电子鼻结合HS-SPME-GC-MS分析辐照对甲鱼预制菜挥发性风味成分的影响

为了探究辐照对甲鱼预制菜挥发性风味成分的影响,采用0、4.7、7.1、9.9 kGy剂量⁶⁰Co-γ射线辐照处理甲鱼预制菜,通过感官评定并利用电子鼻结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析辐照前后挥发性风味成分的变化。结果表明,5 kGy以内剂量辐照对甲鱼预制菜的感官品质无明显影响,高于5 kGy会影响其气味和滋味,进而可能产生异味。辐照对甲鱼预制菜特征气味引起的差异主要表现在传感器响应值较高的芳香成分和有机硫化物、氮氧化合物、甲烷、醇类和醛酮类物质,利用主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)能够有效区分经不同剂量辐照处理的甲鱼预制菜。4.7 kGy组与对照组气味差异较小,7.1、9.9 kGy组与对照组差异相对较大。不同剂量辐照后甲鱼预制菜挥发性成分的种类增加,醛类、酸类相对含量降低,烃类、芳香族类、酮类、酯类相对含量升高,醇类、含氮含硫及杂环类相对含量先降低后升高。相对气味活度值(ROAV)分析结果表明,壬醛、癸醛、辛醛、己醛、庚醛、1-辛烯-3-醇和2-戊基呋喃是甲鱼预制菜的关键风味成分,苯甲醛、苯乙醛、(E,E)-2, 4-癸二烯醛对其风味具有重要修饰作用。辐照后辛醛、己醛、1-辛烯-3-醇对甲鱼预制菜总体风味的贡献率降低,庚醛、2-戊基呋喃的贡献率先降低后增加,苯乙醛的贡献率增加并成为关键风味成分。因此,建议采用不超过5 kGy剂量的⁶⁰Co-γ射线辐照处理甲鱼预制菜,在杀菌的同时最大限度保持其原有风味。本研究结果为辐照技术在甲鱼预制菜杀菌保鲜中的应用提供了科学依据。     

蚯蚓和基质种类对人工湿地植物根系特征及净化效果的影响

选择4种常见的人工湿地基质（沙、沙＋土、有机质＋沙、有机质＋沙＋土）,研究加入蚯蚓后不同基质对黄菖蒲最长根长、根体积和基质总孔隙度及其净化CODMn能力的影响。结果表明,不同基质上黄菖蒲的最长根长、根体积存在差异,以有机质＋沙基质上黄菖蒲的最长根长、根体积最大,而沙子基质上黄菖蒲的最长根长、根体积最小,两处理间存在显著差异（P〈0.01）。加入蚯蚓能增加黄菖蒲的最长根长、根系体积、总孔隙度和CODMn的去除率。相关分析显示,黄菖蒲的最长根长、根体积与总孔隙度呈显著正相关（P〈0.01）,且根系体积、最长根长与CODMn去除率也呈显著正相关（P〈0.01）。     

Ferti-irrigation Effect of Paper Mill Effluent on Agronomical Practices of Phaseolus vulgaris (L.) in Two Seasons

The potential of agrobased paper mill effluent (PME) as ferti-irrigant was assessed. Ferti-irrigation responses to 5, 10, 25, 50, 75, and 100% of PME doses on Phaseolus vulgaris L., cv. Annapurna, in the rainy and summer seasons were investigated. The fertigant concentrations produced changes in electrical conductivity (EC), pH, organic carbon (OC), sodium (Na⁺), potassium (K⁺), calcium (Ca²⁺), magnesium (Mg²⁺), total Kjeldahl nitrogen (TKN), phosphate (PO₄^3–), sulfate (SO₄^2–), iron (Fe²⁺), cadmium (Cd), chromium (Cr), copper (Cu), manganese (Mn), and zinc (Zn) of the soil in both seasons. The agronomic performances of P. vulgaris increased from 5 to 25% in both seasons compared to controls. The accumulation of metals increased in soil and P. vulgaris from 5 to 100% PME concentrations in both seasons. The contamination factor (Cf) of various metals was in order of Cr > Mn > Cu > Cd > Zn for soil and Mn > Zn > Cu > Cd > Cr for P. vulgaris in both seasons after fertigation with PME. Therefore, PME can be used to improve the soil fertility and yield of P. vulgaris after appropriate dilution.     

污水灌溉对草坪土壤与植株氮含量影响的试验研究

污水灌溉是污水资源化利用的一个重要途径。该研究以草坪草的污水灌溉为例，选用了高羊茅、黑麦、早熟禾等3种典型的冷季型草坪草为主要试验草种，以地下滴灌和渗灌为2种灌水方式，以城市居民小区的生活污水经过沙过滤和沉淀处理的出水和自来水为2种灌溉水源，共设12个试验处理，进行了污水灌溉和清水(自来水)灌溉的田间对比试验研究，探讨了污水灌溉对土壤与植株氮含量的影响。实验结果表明，污水灌溉使草坪草根系层(0～30 cm土层)土壤中的全氮、速效氮和铵态氮的含量低于清水灌溉；与此相反，污水灌溉可使草坪草根系层及其以下土层硝态氮明显高于清水灌溉。污水灌溉也导致草坪草的植株中全氮的含量比清水灌溉平均高48%。两种污水灌溉方式下，土壤全氮、速效氮和铵态氮的含量差异不明显。但与滴灌相比，污水渗灌的土壤硝态氮的含量高于污水滴灌的情况，尤其是15～30 cm和30～45 cm土层，二者硝态氮含量差异显著。     

菜心氮磷钾施肥效应研究

通过三个3个不同养分水平土壤上菜心氮、磷、钾"3414"田间试验,所获得的3种肥料效应方程,求取最佳施肥量。结果显示:(1)净收入最多的处理,3个试验均基本是中等水平或1水平的处理,说明试验设计水平合理。(2)3个点肥料试验的一元二次效应方程中,均是N效应的显著度最高、P效应的显著度次之、K效应的显著度最差;二元二次效应方程中只有NP效应的显著度是3个试验均较高的,NK效应则只有2个试验的显著度相对较高而PK效应则仅有1个试验的显著度相对较高;3个试验的三元二次效应方程中只有2个试验的显著;但这属于显著的2个当中又有1个的N、P、K全是负效应。(3)氮、钾肥理论最佳施肥量的高或低,基本与试验地土壤碱解氮和速效钾含量水平相吻合;磷肥的理论最佳施用量和试验中产量较高处理的施用量不与试验地土壤速效磷含量水平相吻合,而与土壤pH值有关。     

玉米调亏灌溉的后效性

以玉米为试验材料,根据山西省洪洞县2年大田试验结果,研究了玉米苗期调亏处理对后期生理性状及需水规律的影响。结果表明玉米苗期调亏处理能延缓后期叶片和根系衰老,保持较高的光合速率、蒸腾速率和根系活力。复水后拔节期及抽雄期叶片光合速率、蒸腾速率和作物需水量均比对照有所下降,而在灌浆期较高。作物总需水量减少