凤眼莲对不同富营养化程度水体的净化效果研究

为研究凤眼莲(Eichhornia crassipes)对不同富营养化程度水体的净化修复效果,按照地表水环境质量标准Ⅲ类水至劣Ⅴ类水配制5种不同浓度梯度的废水进行水培试验,考察凤眼莲对不同初始浓度废水中COD_(cr)、TN和TP的净化效果。当废水COD_(cr)、TN、TP初始浓度分别为25.720～136.040、1.263～32.011、0.942～4.111 mg/L时,凤眼莲对COD_(cr)、TN和TP的净化处理效果良好,去除率随初始浓度升高而呈增加趋势,最高可分别达到80%、97%和98%,表明凤眼莲对不同浓度的富营养化水体都具有较好的修复效果,尤其适于净化修复劣Ⅴ类水质水体。     

双氧水协同凤眼莲去除富营养化水体中高浓度蓝藻的效果

为了实现蓝藻治理与富营养化水体氮、磷等污染物高效削减的双重目标,以暴发蓝藻的城市富营养化河道水体为分析对象,通过模拟试验,研究H₂O₂与凤眼莲协同去除水体中高质量浓度蓝藻的效果。H₂O₂除藻质量浓度阈值探索试验结果显示,15 mg/L H₂O₂处理4 h后,蓝藻的光合活性下降了75%,24 h内其活性无明显恢复。H₂O₂与凤眼莲协同试验结果表明,在处理后的前72 h,单一H₂O₂处理的除藻效果最好,在处理后72 h至处理后96 h, H₂O₂+凤眼莲处理的除藻效果最好,单一凤眼莲处理在试验后96 h内无明显除藻效果。研究还发现,单一H₂O₂处理的水体NO₂^--N、NH₄⁺-N、PO₄     

不同生活型水生植物改善滇池草海水体的效果

为了比较3种不同生活型水生植物对滇池草海富营养化水体改善效果,选取漂浮植物水葫芦、沉水植物轮叶黑藻和挺水植物香蒲为材料进行模拟试验。结果发现,在初始生物量相同的情况下,水生植物组对水体初始TN、TP、NH4＋－N、CODMn、Chl－a的去除率分别为10．97、0．93、2．23、14．12、0．51mg／L,显著高于对照组,其中水葫芦对水体这5个参数的去除率分别达86．87％、94．62％、97．31％、44．62％、100．00％,轮叶黑藻的去除率分别为78．58％、77.42％、97．31％、29．60％、98．04％,香蒲的去除率分别为82．41％、92．47％、94．62％、43．91％、98．04％;3种水生植物均引起底泥中氮、磷的释放,而且生长迅速的水葫芦吸收带走系统的氮量、磷量分别为轮叶黑藻的1．2倍、1．3倍,分别为香蒲的1．5倍、2．0倍。以上结果表明,3种水生植物对富营养化水体水质均有显著的净化效果,其中水葫芦效果最佳,轮叶黑藻最差。     

不同生长阶段凤眼莲净化不同程度富营养化水体的效果研究

通过模拟实验,比较不同生长阶段凤眼莲对不同程度富营养化水体氮、磷去除效果,研究植株吸收氮、磷能力对去除水体营养盐的贡献,以及对底泥营养盐含量的影响。结果发现随着富营养化水体初始氮浓度增加,不同生长阶段凤眼莲吸收氮量占水体可溶性总氮(TDN)去除量的比例呈现明显下降趋势,但不同生长阶段凤眼莲吸收作用在净化不同浓度氮的效率和贡献方面存在一定差异。在低浓度富营养化水体中,三个生长阶段凤眼莲对水体TDN、TDP去除效果和效率的影响无显著差异。在净化中、高浓度水体氮时(TDN浓度约为7、13 mg·L-1),生长初期凤眼莲对水体TDN在实验前期的净化效率明显高于生长后期,而生长中期净化效率最慢,但在实验中、后期各生长阶段凤眼莲净化速率趋于一致。在中等氮浓度水体中(TDN浓度约为7 mg·L-1),凤眼莲吸收氮量占水体氮损失量百分比为生长后期生长中期生长初期。种植凤眼莲水体中底泥总氮、总磷含量均显著降低;凤眼莲对磷吸收量高出水体可溶性总磷(TDP)损失量,不同生长阶段凤眼莲吸收作用对消减水体磷的贡献无显著差异。综合分析说明生长初期凤眼莲通过主动吸收净化高浓度水体氮的速率最快、贡献最高,而通过凤眼莲根系调节的生物脱氮途径理论上较弱,凤眼莲不仅能够快速去除上覆水体中的磷,而且能够吸收底泥中的磷。     

凤眼莲及底泥对富营养化水体反硝化脱氮特征的影响研究

利用改进的漂浮箱法,通过直接测定水体释放的N2O、N2,在模拟实验中研究种养及未种养漂浮植物凤眼莲条件下富营养化水体硝化、反硝化脱氮释放N2、N2O特征及其对消减水体氮的贡献。结果表明,种养或未种养凤眼莲的富营养化水体硝化、反硝化脱氮的产物以N2为主,硝化、反硝化脱氮释放N2O而脱除的氮仅占水体TN损失量的0.01%±0.003%。在实验设定的水体富营养化条件下（NH+4-N浓度6.0~7.2 mg·L-1、NO-3-N浓度0.81~5.14 mg·L-1 、TN浓度为8.9~12.07 mg·L-1）,种养凤眼莲的富营养化水体（无底泥）以向大气界面累积释放N2形式损失的氮量（N2-N量,以N计）为（1 609.1±303.4）~（2 265.2±262.6）mg,占水体氮损失量的63.2%±17.0%,凤眼莲吸收的N仅占水体TN损失量的（23.7±3.1）%~（28.7±4.8）%,并不是净化水体氮的唯一途径。未种养凤眼莲的富营养化水体（无底泥）向大气界面累积释放N2形式损失的氮占整个水体N损失量的（40.7±8.6）%~（43.6±0.8）%,是富营养化水体自净脱氮的主要途径。施加底泥进一步促进了水体通过反硝化脱氮释放N2而损失的氮量。凤眼莲与底泥对促进反硝化脱氮过程具有良好的交互作用（P<0.01）。种养凤眼莲的富营养化水体向大气界面释放N2的浓度显著（P<0.05）高于相应处理下未种养凤眼莲的对照水体,说明凤眼莲可能对水体反硝化脱氮过程有促进作用。     

不同水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较

通过设置3种不同浓度的富营养化水体净化试验,研究了菖蒲、香蒲、鸢尾生长状况及对3种不同富营养化水体中氮和磷的去除效果。结果表明,鸢尾和香蒲在3种浓度的富营养化水体中均能生长,菖蒲在高浓度水体中生长受到影响,这3种植物对不同浓度的富营养化水体中的氮、磷的去除率不同,鸢尾对3种不同富营养化程度水体的总氮的去除率分别为69%、88.8%、69.9%,菖蒲为66.5%、82.2%、54.2%,香蒲为64.1%、77%、74.3%;对水体总磷的去除率鸢尾为70%、87.7%、77.5%,菖蒲为54%、80%、55.8%,香蒲为44%、60.5%、61.6%。试验表明,3种植物均能显著改善富营养化水体的水质。各项指标综合分析可见,3种植物中鸢尾对富营养化水体的净化效果最好,香蒲对水体的净化效果最差,尤其是对水体中磷的去除。     

不同水力负荷下凤眼莲对富营养化水体氮磷去除的表观贡献

采用人工模拟方法,研究比较了不同水力负荷条件下风眼莲(Eichhornia crassipes)对富营养化水体氮、磷的吸收能力和去除作用.结果表明,当水力负荷为0.14～1.00 m3/(m2·d),进水总氮、总磷平均浓度分别为4.85 mg/L和0.50 mg/L时,凤眼莲的生物量累积增加31.56～42.89 kg...     

凤眼莲根系分泌氧和有机碳规律及其对水体氮转化影响的研究

通过模拟实验,研究凤眼莲不同苗龄根系分泌氧及有机碳的规律,在此基础上分析凤眼莲根系分泌氧和有机碳对富营养化水体溶解氧、有机碳及无机氮(NH+4和NO-3)转化的影响。研究结果表明凤眼莲根系具有较强的泌氧及分泌有机碳的能力,小、中、大三个苗龄凤眼莲根系泌氧速率分别达56.19、93.15、106.32μmolO2·h-1,根系分泌有机碳的速率分别达0.25、0.60、0.92 mg·L-1·h-1。不同苗龄凤眼莲根系泌氧及有机碳的速率随苗龄的增加显著升高,而其相对应的单位根系泌氧和有机碳的能力随苗龄的增加呈降低趋势。水体中无机氮的去除率随着凤眼莲苗龄的增加而增加,这除了与凤眼莲的吸收作用有关外,还因为其泌氧和分泌有机碳的总量增加加强了硝化和硝化-反硝化过程的潜力,从而高效并快速地净化水体中外源氮负荷。     

水葫芦去除不同富营养化水体中氮、磷能力的比较

采用人工模拟试验方法,在2007年11月至2008年10月期间比较研究了水葫芦(Eichhornia crassipes)对4种不同程度富营养化水体氮、磷的净化效果和去除能力.结果显示,水葫芦在4种富营养化水体中均可正常生长,全年的平均生物量增长率为0.096～0.262 kg/(m2·d),且明显受温度的影响.经过21 d的净化,水葫芦对4种富营养化水体氮、磷均表现出良好的净化效果.4种富营养化水体的TN(总氮)、NH+4-N(铵态氨)、IP(总磷)平均浓度分别由初始的206～20.08 mg/L、Q 27～10.98 mg/L和Q 14～1.43 mg/L降至0.27～8.87 mg/L、0.06～0.71 mg/L和0.03～0.47 mg/L.水葫芦对TN的平均去除率随初始TN浓度的增加而降低,对TP的去除率则相反;水葫芦对4种不同程度富营养化水体的TN、NH+4 -N、TP的平均去除率分别为55.82%～86.55%、78.15%～93.54%和76.01%～92.53%.水葫芦对TN、NH+4 -N、TP的单位面积负荷去除速率则均随水体初始氮、磷浓度的增加而升高,平均分别为84.69～533.70 mg/(m2·d)、12.94～478.70 mg(m2·d)和5.01～63.06 mg/(m2·d).     

凤眼莲和梭鱼草对水体净化能力的初步研究

[目的]为梭鱼草的水体景观应用提供理论依据。[方法]以凤眼莲和梭鱼草为研究对象,采用3个污染程度水体种植2种植物,测定COD和NH3-N指标的变化,研究凤眼莲和梭鱼草对水体的净化效果。[结果]2种水生植物都能够降低水体COD含量,净化水体。[结论]在类似水体2的水体景观绿化中,梭鱼草的净化效果和观赏价值均高于凤眼莲,应优先选用。     

滇池凤眼莲生长对水生植物的影响

[目的]探讨入侵植物凤眼莲生长对滇池水生植物的影响。[方法]通过测定不同月份滇池浮游植物、沉水植物（篦齿眼子菜）的叶绿素含量,结合凤眼莲根培养液对铜绿微囊藻的化感作用,探讨凤眼莲生长对滇池水生植物的影响。[结果]滇池凤眼莲生长降低了浮游植物及沉水植物（篦齿眼子菜）的叶绿素含量,对二者的生长有一定的抑制作用;凤眼莲根培养液明显抑制了铜绿微囊藻的生长。[结论]该研究为滇池凤眼莲生态安全防控提供了科学依据。     

大薸对奶厅废水主要污染物的去除效果研究

为探索低成本高效率的奶厅废水处理新技术,本研究以大薸（Pistia stratiotes）为研究对象,选择某奶牛养殖场奶厅废水原水、厌氧处理后和好氧处理后的废水开展室内试验,重点研究大薸对奶厅废水中主要胁迫盐分的耐受浓度阈值,以及大薸对奶厅废水中基础养分（TN、TP、COD等）和阴离子盐（SO₄^2-、Cl^-等）的去除效果。结果表明：当奶厅废水的电导率未超过2 193~2 527 μS·cm^-1时,大薸对奶厅废水中的盐分具有耐受性。但当奶厅废水中两种主要阴离子盐SO₄^2-和Cl^-含量分别超过5 mmol·L^-1和15~25mmol·L^-1时,大薸抗氧化酶活性受到抑制。在净化三类奶厅废水的过程中,大薸对水体COD的削减作用最为明显,减少了65.51%~86.75%,TN、NH₄⁺-N和TP含量分别降低了69.46%~87.52%、64.00%~96.59%和30.73%~66.02%,而SO₄^2-和Cl^-分别被大薸吸收了16.37%~18.04%和22.02%~35.83%。此外,大薸处理时间为23 d时,对奶厅废水原水和厌氧处理后的废水中多种污染物的去除效果最好。奶厅废水经厌氧处理后,大薸对多种污染物的削减作用更为明显,对水体中TN、NH₄⁺-N、TOC、SO₄^2-和Cl^-的去除效果较原水分别提升了9.60%、42.83%、40.94%、2.00%和13.81%。研究表明,大薸对奶厅废水中盐分具有耐受性,且奶厅废水经厌氧处理后大薸可以更为有效地降低其中主要污染物含量。     

氮营养对两种红树植物根际去除柴油污染的影响

采用温室沙培试验4个月,研究了在不同氮营养水平下红树植物秋茄(Kandelia candle)和桐花树(Aegiceras corniculatum)对柴油污染的修复作用,并探讨了氮营养对秋茄和桐花树在柴油污染暴露情况下的生长影响,以及对柴油污染去除效果的影响.结果表明,柴油污染对红树植物秋茄和桐花树的生长具抑制作用,柴油浓度越高抑制越明显,且对根部的抑制作用比对地上部显著,增加氮营养水平可以促进红树植物对高浓度柴油污染的耐受性.在各种污染水平下,柴油中总石油烃在秋茄和桐花树的非根际区去除率为72%~80%,在根际区则高达90%以上.相同污染水平下,增加氮营养水平可有效促进秋茄和桐花树根际对柴油的生物去除效率.     

镉胁迫下大薸生长的变化及镉积累、分布特征

为探究镉胁迫对大薸（Pistia stratiotes）生长的影响及其体内镉积累与分布特征,用不同镉浓度（0、10、25、50、75、100 μmol·L^-1）的营养液处理大薸18 d,测定植株生物量、生长形态及其体内镉含量,并分析叶片中镉的亚细胞分布和化学形态。结果表明：随着镉浓度的增加,大薸生物量、冠径、叶片数、分株数和镉富集系数均呈降低趋势,地上部镉含量和镉转移系数呈上升趋势,地下部镉含量、总镉含量、单株富集量呈先上升后降低的趋势。在各处理下,大薸地下部镉含量均大于地上部。当镉浓度>10 μmol·L^-1时,大薸叶片细胞壁组分镉的占比最大（42.61%~46.91%）,其次是细胞器组分（27.04%~39.72%）和可溶性组分（17.68%~26.06%）。细胞壁和可溶性组分镉的占比随着镉浓度的增加呈上升趋势,细胞器组分则呈下降趋势。大薸叶片中镉主要以醋酸提取态为主（35.00%~59.06%）,其次是氯化钠提取态（16.72%~26.45%）和水提取态（7.77%~33.22%）。研究表明：大薸通过根系固持、细胞壁固定和液泡区室化避免严重镉胁迫损伤,通过醋酸提取态贮藏降低镉毒性和移动性;10~100 μmol·L^-1镉处理18 d后,大薸可维持较高的镉富集量和较低的生物量,在进行镉污染水体生态修复的同时避免因其快速生长而引起水体二次污染。     

大薸对污水中污染物净化作用和效果分析

大薸被广泛应用于污水处理,是一种高效脱氮除磷和吸收重金属的水生植物。本文主要采用文献调研方法,系统总结大薸对污水中污染物的净化作用,重点讨论和分析了大薸对多种污染物的去除效果、影响因素及净水机制。结果表明,大薸具有较强的营养传输能力、固碳增汇能力和多种污染物吸收能力,将其生物特性与系统环境整体及内部微生物的作用相结合,合理施用大薸对多类污水的治理均有较好的应用价值。此外,本文对大薸在除盐和抗生素方面的应用研究及建立水中养分的吸收转运模型等提出展望,旨在为大薸在污水净化中的应用提供指导。     

大薸对规模化奶牛场污水的耐受性和净化效果

为考察大薸对高浓度畜禽污水净化的可行性,通过室内模拟大薸处理奶牛场污水试验,明确大薸在不同类型污水中的生长状况和生理响应,研究大薸对氮、磷和有机物等的净化效果,并通过高通量测序分析微生物群落变化,揭示微生物群落与常规污染物去除之间的关系。结果显示,大薸能够耐受的污水浓度[以化学需氧量（COD_Cr）计]为0~2 000 mg·L^-1原水、0~750 mg·L^-1厌氧池和氧化塘污水。当大薸受到高浓度污水胁迫时,叶绿素含量明显减少,过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性明显升高。在耐受范围内,大薸对奶牛场3种污水具有良好的净化效果：0~10 d内对污染物去除较快,10~20 d内去除率上升缓慢;大薸对原水中总氮、氨氮、总磷和CODCr的去除率分别为84.7%~92.7%、90.6%~96.7%、30.0%~93.1%、67.3%~77.2%,而对厌氧池和氧化塘污水的净化效果略差。从微生物角度分析得出,奶牛场污水微生物以变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为主,且大薸处理组内的微生物群落结构与无植物对照组明显不同,其中蓝藻菌门相对丰度差异最为明显。微生物群落与水体多项指标显著相关（P<0.05）,说明微生物在污染物去除中起重要作用。本研究结果验证了大薸处理高浓度畜禽污水的可行性,为奶牛场污水处理提供了理论基础和技术支撑。     

三种微生物对铀胁迫下凤眼莲荧光生理及铀累积特性的影响

为探究微生物对植物修复铀(U)污染效果的影响,获得更好的放射性重金属生物修复模式。通过大棚水培实验,研究了3种微生物(枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和黑曲霉)在不同U浓度下(0、5、15、25 mg·L~(-1))对凤眼莲生物量、荧光生理特性及U富集特征的影响。结果表明:在U胁迫下,3种微生物对凤眼莲均有促生作用。在U浓度为25 mg·L~(-1)时,枯草芽孢杆菌可使凤眼莲根系干质量增长34.8%,胶质芽孢杆菌使凤眼莲茎叶干质量增长60.5%。黑曲霉对凤眼莲的3种抗氧化酶活性有抑制作用,而枯草芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌则对它们有促进作用。在实验浓度下,3种微生物对凤眼莲的最大光化学效率(FV/Fm)的影响均有明显提高,但是,光合性能指数(PIabs)与可变荧光强度(Vj)仅在5、15 mg·L~(-1)下有明显上升。实验条件下,3种微生物对凤眼莲富集U均有明显影响,在U浓度为25 mg·L~(-1)的条件下,胶质芽孢杆菌可使凤眼莲根系U富集浓度提高36.6%,枯草芽孢杆菌可使凤眼莲茎叶富集浓度提高14.1%,并且3种微生物对凤眼莲植株的U富集量及富集浓度均有促进作用,其中胶质芽孢杆菌对U富集量提高最为明显(51.8%)。枯草芽孢杆菌能明显提高凤眼莲的转移系数(TF),最高为1.192,黑曲霉则对生物富集系数(BCF)提升明显,最高为272.8。在植物根系接种微生物可能会对植物修复过程产生影响,凤眼莲根系接种枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌或黑曲霉可以提高凤眼莲的生物量和U富集能力。     

水浮莲对水稻竞争效应、产量与土壤养分的影响

为了解入侵植物水浮莲在稻田生产中的扩散规律和对水稻农业性状的影响,通过田间水稻田实验,按照de Wit 取代试验方法和添加系列设计方法研究水浮莲与水稻(云稻2 号)混种对植株形态和生物量影响、种间竞争效应、水稻产量以及对土壤养分的影响。结果表明,混种条件下水浮莲母株株高、分蘖数、生物量和开花株数均受到水稻的明显抑制,受到的抑制率显著高于其对水稻的抑制率。水浮莲的种间竞争大于种内竞争(RY 小于1.0)而水稻的种内竞争大于种间竞争(RY 大于1.0),水浮莲混种比例大于和等于1:1 时(RYT大于1.0)与水稻不存在竞争作用,而小于1:1时(RYT 小于1.0)其存在着竞争作用,水浮莲对水稻的竞争力(CB 小于0)小于水稻。混种条件下水稻有效穗数和产量有明显提高,增产比例为3.54%-13.38%。生长过程中水浮莲对土壤钾、磷元素消耗大于水稻,而有机质和氮元素消耗小于水稻;混种条件下水稻明显降低水浮莲对土壤养分消耗,且二者在土壤养分上没有竞争关系。所有这些表明,入侵稻田的水浮莲与水稻生长过程中其形态、生物量等方面都处于劣势,而且一定的水浮莲密度有利于抑制水浮莲对土壤养分的消耗和促进水稻生长繁殖及其产量的提高,因此为满足饲料利用和环境净化,建议在正常耕作稻田中可对水浮莲进行适当的应用。