台湾海峡上升流区浮游植物对营养盐添加的响应

2006年6月在台湾海峡近岸上升流区通过表层水体营养盐添加的现场培养实验,研究该海区营养盐限制情况及其浮游植物水华产生的主要影响因素.对营养盐,叶绿素a浓度和浮游植物细胞丰度进行了测定,结果表明,实验中不存在明显的硅限制;氮磷营养盐均存在明显的限制,且氮限制情况更为严重.营养盐添加后,冰河拟星杆藻(Asterionellopsis glacialis)等硅藻迅速生长成为优势藻种,其对氮磷的利用机制有所不同.对氮营养盐采取吸收后迅速同化利用,相较于硝酸盐的补充,氨氮补充条件下优势硅藻更易迅速生长并迅速死亡;对磷营养盐的利用则由于体内磷库的存在,采用迅速吸收后贮存在体内慢慢消耗的利用机制.氮营养盐的补充是上升流期间浮游植物水华产生的主要因素.     

维生素E对青鱼幼鱼生长、免疫及抗氨氮胁迫能力的影响

以初始体质量(7.270.40) g的青鱼为研究对象, 采用维生素E(VE)有效含量分别为14.36(对照组)、25.14、37.66、62.97、113.92和210.45 mg/kg 6种等氮等能的实验饲料, 饲养青鱼幼鱼8周后, 根据生长情况选取对照组、62.97和210.45 mg/kg VE组进行24h氨氮胁迫(20 mg/L), 研究VE对青鱼幼鱼生长、免疫及抗氨氮胁迫能力的影响。结果表明: 以特定生长率为指标, 折线模型分析表明青鱼有效维生素E需要量为45.00 mg/kg。肌肉、肝脏和血清VE含量与饲料中VE含量呈明显正相关, 当饲料VE含量超过113.92 mg/kg时, 肌肉和肝脏VE含量均达到饱和。VE对鳃丝Na+/K+-ATP酶活性(NKA)和血清皮质醇(COR)无显著影响, 但随着饲料VE含量的升高, 过氧化氢酶(CAT)和总超氧化物歧化酶活性(T-SOD)呈上升趋势, 丙二醛含量(MDA)呈下降趋势。氨氮胁迫对各处理组肌肉VE含量和血清CAT活性无影响, 但肝脏VE含量均显著降低(P0.05), 且62.97和210.4 5 mg/kg VE组血清VE水平有所升高。在胁迫后, 对照组血清T-SOD、鳃丝NKA活性显著降低, 皮质醇含量显著增加(P0.05)。与对照组相比, 62.97和210.45 mg/kg VE组T-SOD、NKA活性和皮质醇含量在胁迫前后无显著变化。各处理组MDA含量在胁迫后虽均显著升高, 但210.45 mg/kg VE组在胁迫后MDA含量仍显著低于对照组(P0.05)。以上结果说明, 青鱼幼鱼获得最大生长的有效维生素E需求量为45.00 mg/kg, 且较高VE能有效提高青鱼机体免疫力, 缓解氨氮胁迫对青鱼机体的负面影响。       

新型固定化硝化细菌和好氧反硝化细菌处理氨氮废水

以改性沸石、聚乙烯醇、海藻酸钠作为固定化载体材料,硼酸和氯化钙作为交联剂,采用吸附-包埋-交联法将硝化细菌和好氧反硝化细菌复合固定化制备成微生物小球.通过复合菌配比实验,考察其对氨氮的去除率以及亚硝酸盐和硝酸盐的累积量;对制成的固定化小球做四因素三水平的正交实验,考察不同条件下对氨氮的去除率.结果表明,硝化细菌和好氧反硝化细菌配比为3:2时,氨氮去除率最高达82.32%,亚硝酸盐和硝酸盐的累积量为0.032mg·L^-1和0.053 mg·L^-1;通过正交实验,确定沸石投加量为2g·100mL^-1、温度为30℃、pH值为7.5、振荡速度为130r·min^-1时,对氨氮达到最好的去除效果,去除率达90.31%,此法制得的小球机械性能和吸水性能良好.     

脱氮菌株的诱变育种及其脱氮条件的优化

以一株具有脱氮功能的玫瑰色微球菌(Micrococcus roseus)为出发菌株,经紫外线(UV)、硫酸二乙酯(DES)、氯化锂(LiCl)诱变剂反复诱变处理,并通过纳氏试剂法初筛和氨氮滴定法复筛,得到一株脱氮能力较强的菌株Mc32,脱氮率比出发菌株提高了36.8 %.采用正交设计实验优化Mc32菌株的脱氮条件,优化后的菌株脱氮率达到74 %,多次传代实验表明该菌株遗传稳定性较好.     

氨氮对脊尾白虾幼体存活生长及体内RNA/DNA比值的影响

以脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)糠虾幼体为实验材料,用氯化铵模拟水体中氨氮进行毒性试验.结果表明,氨氮对糠虾幼体24、48、72和96 h的半致死浓度(LC50)分别为27.51、23.15、19.46和10.28 mg/L.糠虾幼体体内毒性蓄积程度随实验时间逐步增强.在6 d的糠虾幼体蜕壳...     

Acinetobacter sp. Y1的氨氮去除性能及其关键酶活性

【目的】研究Acinetobacter sp.Y1的氨氮(NH_4~+-N)去除性能及其关键酶的提取与酶活性。【方法】以柠檬酸钠为碳源,硫酸铵为氮源,研究菌株Y1的NH_4~+-N去除性能;采用正交实验优化超声波破碎法提取粗酶的条件,SDS-PAGE分析比较渗透压休克法和超声波破碎法获得的粗酶;检测关键酶——羟胺氧化还原酶(HAO)、亚硝酸盐还原酶(NIR)、硝酸盐还原酶(NAR)的酶活性。【结果】24 h内菌株Y1的菌密度(OD600)可达1.280,对NH_4~+-N、总氮(TN)和COD的降解率分别达到98%、94%和92%,硝化过程中羟胺、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮不积累,反硝化产生N2;超声波破碎法提取粗酶的最佳工作条件为:破碎功率50 W,工作与间歇时间分别为4 s和7 s,OD600为1.250,总工作时间20 min,关键酶HAO、NIR和NAR的比活力分别为0.011、0.002和0.018 U/mg;渗透压休克法得到的HAO比活力是0.067 U/mg。【结论】Acinetobacter sp.Y1能同时高效去除NH_4~+-N、TN和COD。优化超声波破碎法提取粗酶的条件,检测到HAO、NIR和NAR的酶活性,且渗透压休克法比超声波破碎法更适合用来提取HAO。     

在无有机碳源和缺氧条件下自养菌和异养菌脱氨氮作用*

在无有机碳源和缺氧条件下,应用15N示踪考察4株具有氨氧化作用的菌株在膜反应器中的氨氧化产气情况。当溶氧浓度(DO)<0.5mg/L的缺氧条件下,自养菌Nitro-som onas sp.单株培养,能将6.3%的氨氮转化为氮气,¹⁵N₂产生量占氨氮消耗量的21.86%。自养菌株与异养菌株混合培养,可将30.86%的氨氮转化为氮气,¹⁵N₂产生量占氨氮消耗量的80.38%。在无有机碳的条件下,自养菌和异养菌     

基于在线生物监测系统的氨氮胁迫下斑马鱼行为响应

研究基于四级阻抗技术的在线生物监测系统, 参照国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)中对 Ⅰ 类和 Ⅳ 类地表水氨氮质量标准的限值分类, 探究 0.15和1.5 mg/L氨氮胁迫下 15d 内斑马鱼(Danio rerio)行为响应, 为环境胁迫下斑马鱼的行为响应提供数据支撑。实验采用斑马鱼游动强度和速率综合行为强度来反映其行为变化, 对实验数据进行 SPSS 差异性分析、自相关分析(Autocorrelation)和自组织神经网络(Self-organization mapping net, SOM)分析。研究结果: (1)在对照组中, 行为强度数据平均值为0.69±0.13, 光周期行为强度数据(0.73±0.13)高于暗周期(0.66±0.14; P<0.01), 且光暗周期差异值为10.61%; 在氨氮胁迫组(NH₃-N, 0.15和 1.5 mg/L)实验中, 斑马鱼行为强度平均值分别为0.68±0.09和0.64±0.09, 差异值分别为 7.6%和 18.64%, 与对照组相同, 光周期行为强度明显高于暗周期(P<0.01), 证明斑马鱼的昼夜节律性。(2)在氨氮胁迫下斑马鱼行为响应最显著的特点是行为活动遭到抑制。低浓度胁迫轻微抑制, 高浓度胁迫严重抑制。在有效氨氮浓度下, 浓度越高, 抑制作用越明显(P<0.001)。(3)斑马鱼行为响应具有显著的昼夜节律现象。Autocorrelation 中正负相关峰值交替性出现, 总体表现出较为良好的对称性和以 24h 循环的周期性, 通过SOM 分析, 大部分行为强度数据与光暗周期时间分布相匹配, 说明斑马鱼的昼夜节律现象。研究表明斑马鱼行为响应具有明显的昼夜节律现象, 光周期行为强度高于暗周期, 周期为 24h 左右; 在氨氮胁迫下斑马鱼行为强度遭到抑制, 在有效氨氮浓度下浓度越高, 抑制作用越明显, 出现时间节点延迟和聚类分析异常的现象。研究使用第三代在线生物行为监测系统, 其灵敏性和精确度显著提高, 能够实时准确反映氨氮胁迫下斑马鱼的行为响应变化, 也表明在线生物监测技术在水生生物行为学研究中发挥着不可或缺的作用。     

α-酮戊二酸对氨氮胁迫下草鱼鳃Na+/K+-ATP酶活性及血液生化指标的影响

试验旨在研究饲粮添加α-酮戊二酸(α-ketoglutarate, α-KG)对氨氮胁迫下草鱼(Ctenopharyngodon idellus)鳃Na+/K+-ATP酶活性及血液生化指标的影响。选取初始体重为(24.79±0.11) g的健康草鱼, 随机分为3个处理组(对照组, 养于曝气后氨氮浓度为1.51 mg/L的自来水中并饲喂基础饲粮; 氨氮组, 养于氨氮浓度为18.37 mg/L的水中并饲喂基础饲粮; α-KG组, 养于氨氮浓度为18.37 mg/L的水中并饲喂添加0.75% α-KG的饲粮)。每处理组设3个重复, 每个重复30尾鱼, 养殖试验为期42d, 分别于第1、第14、第28和第42天采样。结果表明:在饲料中添加α-KG能够有效缓解氨氮胁迫导致的草鱼血浆氨含量(1d)、谷草转氨酶(Aspartate transaminase, AST)活性(14d)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)活性(28d)的显著升高和鳃Na+/K+-ATP酶活性(28d)、血浆谷丙转氨酶(Alanine aminotransaminase, ALT)(28d和42d)活性、血浆尿素(UREA)含量(28d)的显著降低, 显著增加氨氮胁迫下草鱼血浆球蛋白(Globulin, GLB)含量(28d)。即饲粮α-KG的适量添加能够有效缓解草鱼氨氮胁迫所致的血氨含量升高, 维持氨氮胁迫下草鱼鳃Na+/K+-ATP酶、血浆谷丙转氨酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶的活性和血浆球蛋白、尿素含量的稳定, 从而有利于草鱼缓解氨氮胁迫。     

不同浓度氨氮对轮叶黑藻的生理影响

在实验室条件下,比较研究了不同浓度（0.5、1、2、4、8、16mg/L）的氨氮（NH4＋-N）对沉水植物黑藻（Hydrilla verticillata）的生理生化影响,测定了黑藻生物量、叶绿素、可溶性糖、蛋白质含量和过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷氨酰氨合成酶（GS）的活性变化。实验结果表明低浓度的氨氮（0.5、1、2mg/L）对轮叶黑藻的生长稍有促进作用,但培养液中氨氮浓度超过4mg/L时,黑藻的相对生长率（R）明显下降,当浓度达到16mg/L时,黑藻在20多天内全部死亡。在低浓度氨氮条件下,黑藻叶绿素和可溶性糖含量随氨氮浓度增加呈上升趋势,当培养液中氨氮浓度超过4mg/L时,叶绿素和可溶性糖含量在第24、32、40天取样时较对照组明显降低。低浓度氨氮处理组（0.5、1、2mg/L）的蛋白质含量先下降后又上升,而对照组的蛋白质含量一直在上升,高浓度氨氮处理组（8、16mg/L）的蛋白质含量则呈明显下降趋势。POD、SOD和GS活性变化趋势基本一致,在高浓度氨氮条件下增加显著,并表现为先上升再下降的格局,在第16天或第24天达到最大值。研究结果提示在富营养化条件下氨氮氨氮条件下增加显著,并表现为先上升再下降的格局,在第16天或第24天达到最大值。研究结果提示在富营养化条件下氨氮浓度的升高将影响其生理功能,过高浓度的氨氮对轮叶黑藻是一种逆境胁迫,可抑制其生长甚至导致植物死亡。轮叶黑藻对氨氮浓度变化虽有一定耐性,但耐性会随时间延长而变弱。