4种沉水植物对富营养化水体氮磷的去除能力

沉水植物常用于水质净化与生态修复工程.本实验通过室内模拟与测定,分析比较4种常见沉水植物在6个种植密度梯度(0.5g·L^-1～3g·L^-1)下对世博后滩公园生态水系氮、磷污染物的去除率.30d模拟实验结果表明,4种沉水植物对水体中过量氮、磷均有较高的去除率,在种植密度为3g·L^-1时,轮叶黑藻(HydriHa verticillata)对TN去除率最高达到6%,马来眼子菜(Potamogeton malaianus)对TP的去除率最高为88%.在种植密度为0.5g·L^-1～3g·L^-1的范围内时,各沉水植物实验组随种植密度的增大,对氮、磷的去除率升高.     

景观水体周丛生纤毛虫群落结构及其与环境因子的关系

为了解载玻片法获取的周丛生纤毛虫群落可否用于监测景观水体,于2015年利用载玻片采样法对上海东南角的一处景观水体的周丛生纤毛虫的群落结构进行了周年调查,并对其与环境因子之间的相关性进行了研究。共检出12目51种周丛生纤毛虫。周丛生纤毛虫的年平均密度为127.29个/cm~2,2月密度最低,为24.27个/cm~2,5月密度最高,为248.57个/cm~2;其群落结构应对水体环境的变化呈现显著的季节性变动。多元统计分析表明,总磷浓度和水温(T)均是影响周丛生纤毛虫群落结构的主要环境因子。作为周丛生纤毛虫最主要的类群,缘毛目纤毛虫的密度与透明度(SD)和电导率(Spc)呈显著正相关,与T呈极显著正相关;丁丁目、毛口目和侧口目纤毛虫的密度与SD呈显著负相关,其中丁丁目纤毛虫的密度与T呈极显著负相关;此外,丁丁目纤毛虫的密度与总氮(TN)浓度呈极显著正相关。冗余分析显示,优势种钟形钟虫、钟虫sp.2、聚缩虫sp.1、亨氏累枝虫、沟钟虫和螅状独缩虫的密度与环境因子具有较好相关性。研究表明,载玻片法采集的周丛生纤毛虫能很好的反映水质变化,该方法可以作为景观水体水质监测方法的一个补充。     

根系去除改变了毛竹林土壤酶活性对氮磷添加的响应

亚热带是我国氮和磷沉降的热点地区,森林生态系统碳（C）、氮（N）、磷（P）循环对N和P沉降的响应受到广泛关注。根系作为森林土壤碳和养分持续供给的重要来源,其输入变化在N和P沉降下通过影响土壤酶活性进而调控土壤碳和养分循环过程。以毛竹林为研究对象,选择硝酸铵和磷酸二氢钠分别进行N和P添加,共设置4个处理：对照、N添加、P添加和N+P添加,并结合壕沟处理,探究毛竹林土壤C、N、P循环相关酶活性对氮磷添加和根系去除的响应,并分析它们与土壤和细根化学性质之间的关系。结果表明：土壤C、N循环相关酶活性整体上对根系去除的响应比氮磷添加更敏感,这主要是因为根系去除显著降低土壤全氮和铵态氮含量,但短期氮磷添加并未显著改变调控土壤酶活性分异的土壤有机碳、全氮和铵态氮含量。与C、N循环相关酶活性不同,土壤P循环相关酶对根系去除和磷添加处理均呈现负响应,这可能是因为阻断根系P吸收和补充土壤P元素降低了微生物的P开采作用。但研究区土壤微生物仍受到P限制作用,这是因为在P缺乏毛竹林生态系统,根系比微生物具有更强的P吸收利用能力。研究结果强调了不同功能土壤酶活性对土壤养分添加和根系输入变化响应的敏感性差异,为预测低P毛竹林生态系统土壤C和养分循环提供依据。     

凋落物添加和模拟氮磷沉降对红松凋落物木质素降解和碳释放的影响

通过对阔叶红松林和红松人工林2种林型凋落物处理（分别为不添加凋落物（原样组）、添加凋落物（双倍组）和去除凋落物（去除组）等3个处理）与模拟氮磷沉降（分别为对照CK （0 g N m^-2 a^-1、0 g P m^-2 a^-1）、低浓度氮磷（5 g N m^-2 a^-1、5 g P m^-2 a^-1）、中浓度氮磷（15 g N m^-2 a^-1、10g P m^-2 a^-1）和高浓度氮磷（30 g N m^-2 a^-1、20 g P m^-2 a^-1）等4个强度）原位培养试验,研究凋落物质量的增加与氮磷沉降及两种处理的耦合作用对碳（C）和木质素分解释放的影响。结果表明：凋落物添加在试验前期（6月）抑制人工林L层的C释放,促进H层的C释放;试验后期（10月）促进人工林L层C释放,而抑制H层的C释放。凋落物添加在前期（6月）是促进天然林L层C释放的,但在后期（10月）产生抑制作用。与L层相反,凋落物添加持续促进天然林H层的C释放。低、中浓度氮磷沉降显著促进了红松人工林和阔叶红松林L、H层C释放和木质素降解,但高浓度的氮磷添加会抑制C释放和木质素的降解,两种处理之间无交互作用。     

利用Chlorella vulgaris C9-JN2010去除蓝藻-猪粪沼液废水中氮磷的研究

利用普通小球藻Chlorella vugaris C9-JN2010处理蓝藻-猪粪沼液废水,以实现废水无害化利用。实验考察了氮磷比和沼液浓度对小球藻生长及处理废水效果的影响,结果表明:在氮磷比(20:1)和沼液浓度(5%)条件下培养小球藻,藻细胞生长和废水处理效果最佳,最高细胞干重及生产强度分别为900.1 mg·L~(-1)和85.1 mg·L~(-1)·d~(-1),废水中总氮、总磷、氨氮的去除率分别为84.6%、95.9%和90.5%,对应去除强度分别为5.43 mg·L~(-1)·d~(-1)、0.30 mg·L~(-1)·d~(-1)和4.75 mg·L~(-1)·d~(-1)。利用小球藻可较彻底的去除蓝藻-猪粪沼液废水中氮、磷等营养,达到污水处理效果。     

温度和氮磷浓度对平裂藻和栅藻生长及竞争的影响

为了解温度及氮磷浓度对平裂藻和栅藻生长及竞争的影响,分别在18、25和35℃条件下,以BG11培养基为基础,设置了不同的氮磷浓度组,进行了2种藻的单独培养试验和混合培养试验,结果表明:在纯培养条件下,低营养浓度组(磷浓度分别为0.1和0.5 mg/L)平裂藻在3种温度下基本停止生长,高营养盐浓度组(磷浓度分别为1.0和1.5 mg/L)除18℃1.0 mg/L组停止生长外,其余均能正常生长增殖,且细胞最大密度表现为25℃ 18℃ 35℃, 1.5和1.0 mg/L浓度组细胞生长差异不显著。栅藻在纯培养条件下,细胞密度总体表现为随着营养盐浓度升高而增加的趋势,细胞最大密度表现为18℃ 25℃ 35℃。在混合培养试验中,除35℃、1.5 mg/L组平裂藻对栅藻的竞争抑制参数大于栅藻对平裂藻的竞争抑制参数外,其余试验组均表现为栅藻受平裂藻影响较小。在混合培养体系中, 0.1 mg/L组平裂藻仍基本停止生长, 0.5 mg/L组受栅藻的刺激作用,生长优于纯培养体系。1.0和1.5 mg/L组均受栅藻的抑制作用,且浓度越高抑制作用越强。       

氮磷浓度对藻-溞-草间相互作用的影响

为了解氮磷浓度对生物操纵效果的影响, 以小球藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表, 建立了它们之间相互作用的水生微宇宙模型。研究了在25℃、2000—3000 lx 的温度和光照下, 不同氮磷浓度对三者生长的影响。结果表明: 两者共培养时, 在高氮(10.5 mg/L)条件下, 磷浓度小于0.1 mg/L 对大型溞繁殖和金鱼藻的生长有利; 磷浓度介于0.1—2 mg/L 时小球藻呈大暴发趋势, 而金鱼藻的生长则明显受抑制。在低氮(0.5 mg/L)条件下, 磷浓度不大于0.5 mg/L, 大型溞对小球藻有较好的抑制作用, 金鱼藻与小球藻无显著互抑现象; 磷浓度增大为2 mg/L 时, 小球藻对金鱼藻生长产生明显抑制。在0.05—2 mg/L 的磷浓度范围及高氮和低氮条件下三者共培养时, 大型溞数量及金鱼藻生物量均不同程度的升高,且小球藻数量得到了有效抑制, 以磷浓度为0.1—0.5 mg/L 时效果最佳; N/P 比值对藻、溞、草间的相互作用有重要影响, 在藻-溞系统中, 大型沉水植物的加入可以大大提高控藻效果, 减小N/P 比值波动带来的不利影响。与低氮情况相比, 高氮条件对金鱼藻、大型溞及小球藻的增长均存在一定抑制作用。磷浓度为0.5 mg/L时的水体氮磷去除效果好于其他磷浓度梯度。       

不同剂量恩诺沙星对连续培养系统中肠道菌群的影响

目的 研究不同残留剂量恩诺沙星对连续培养系统中肠道菌群数量的影响.方法 建立4套连续培养系统,接种正常人粪便于发酵罐中,连续培养肠道菌群23 d;第23天发酵罐中分别泵入含恩诺沙星剂量为0、1.25、12.5和125 mg/L的培养基,连续加药7 d,第31天停止加药.加药前10 d和加药过程中每隔2 d从4个发酵罐中取样并进行活菌计数.结果 活菌计数结果表明,空白组菌群数量稳定,说明4套连续培养系统运行稳定;低剂量组(1.25 mg/L)恩诺沙星使双歧杆菌下降3个数量级,对其他菌基本无影响;中剂量组(12.5 mg/L)中除拟杆菌外数量均有所下降,厌氧总菌、乳酸菌和肠杆菌停药前数量恢复到加药前水平,需氧总菌、双歧杆菌和肠球菌数量下降后不能恢复原初水平;高剂量组(125 mg/L)中所计数细菌数量均发生变化,需氧总菌、乳酸菌、双歧杆菌、肠球菌和拟杆菌数量下降且停药前不能恢复原初水平,厌氧总菌和肠杆菌数量先降后升,最终计数结果比加药前数量增加.结论 中国现行规定恩诺沙星的日允许摄入量(ADI)可能对人体肠道菌群造成影响.     

固定化培养中氮磷浓度对钝顶螺旋藻生长及其代谢产物和叶绿素荧光参数的影响

该研究以钝顶螺旋藻为实验对象,探究培养基中不同氮浓度(5、15、30、45 mmol·L^-1)和磷浓度(0.5、1.5、3.0、4.5 mmol·L^-1)对固定化生物膜培养模式下螺旋藻生长及其代谢产物和叶绿素荧光参数的影响,为生产实际中规模化高效培养螺旋藻提供理论依据。结果表明：(1)随着氮、磷浓度的升高,螺旋藻的生物量密度和产率先增高后降低,并在30 mmol·L^-1氮和3.0 mmol·L^-1磷处理时达到最大值;低氮、低磷条件会影响螺旋藻的藻体结构,表现为单细胞藻丝变短,螺旋变少,导致生物膜细胞密度降低。(2)与生物量变化趋势一致,螺旋藻光合色素含量随着培养基中氮、磷浓度的增加呈先升后降的变化趋势,且均在30 mmol·L^-1氮或者3.0 mmol·L^-1磷条件下达到最大值。(3)培养基中磷浓度固定时,螺旋藻的PSⅡ反应中心最大光能转化效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)随着氮浓度增加而增大,氮的缺乏会...     

凋落物和根系去除对滨海沙地土壤微生物群落组成和功能的影响

通过在亚热带滨海防护林湿地松、尾巨桉、纹荚相思和木麻黄人工林中设置去除凋落物、去除根系和对照处理,分析改变地上、地下碳输入对沙地人工林土壤微生物生物量、群落结构和功能的影响.2015年9月,在处理设置一年后采集各处理样方0～10 cm土壤样品,分别采用磷脂脂肪酸分析方法和微孔板酶检测技术对土壤样品的微生物群落组成和6种酶活性进行测定.结果表明: 碳输入处理对土壤微生物生物量的影响因树种而异,并主要取决于凋落物和根系的质量.在尾巨桉林中,去除根系使得脂肪酸总量、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌和放线菌生物量分别显著减少了31%、30%、32%、36%和26%,去除凋落物使得革兰氏阳性细菌、真菌和放线菌生物量显著减少了24%、27%和24%,而其他树种处理对微生物生物量无显著影响.碳输入处理对土壤微生物群落结构的影响主要表现为真菌丰度下降而放线菌丰度上升.不同树种的土壤酶活性对处理的响应表现不一致:湿地松、纹荚相思和木麻黄林分去除凋落物显著降低土壤中纤维素水解酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶和乙酰氨基葡萄糖苷酶活性,去除根系仅分别降低和提高了湿地松和纹荚相思林β-葡萄糖苷酶的活性;湿地松、木麻黄人工林去除凋落物显著降低了多酚氧化酶和过氧化物酶活性;去除根系对所有树种土壤氧化酶活性影响不显著.不同树种的凋落物、根系特性是影响土壤微生物群落组成和酶活性的重要因子,碳输入处理造成的土壤温度、水分等微环境的改变也是土壤微生物性质变化的重要驱动力.     

不同耕作模式下稻田水中氮磷动态特征及减排潜力

通过微区模拟稻田试验, 研究了夏季施肥免耕、浅耕和深耕3种耕作模式下不同滞水时间稻田排水中氮磷的动态特征及总氮、总磷流失潜能。结果表明:(1)3个耕作处理5 d后的稻田滞排水中TN、NH⁺₄-N、TP和DP 均处于较低的浓度水平, 免耕的田面水中NO^-₃-N浓度较低。(2)不同耕作模式滞水5 d后TN的绝对流失量均处于较低水平。深耕处理的稻田水中TN的流失潜能相对较小。不同耕作模式处理后氮素的相对流失形态与潜能以TN为主。(3)浅耕处理田面水中TP绝对流失量和相对流失潜能最少。不同耕作模式滞水5 d后排水可显著减少田面水中TP流失。不同耕作模式处理田面水中磷素流失形态随时间呈TP与DP交替变化。因此, 从减少田面水中氮磷的绝对流失量出发, 夏季浅耕不失为最佳清洁耕作模式;同时滞水5 d后排水能有效减少田面水中氮磷的流失量, 减少稻田排水对面源污染的影响。     

普通小球藻对养殖污水脱氮除磷的效果研究

随着我国养殖业的不断发展,养殖污水排放量的日益增加,养殖污水的高氮、磷含量导致水体富营养化问题日趋严重。小球藻是光能自养生物,能有效同化氮、磷,使污水中的氮、磷减少。本研究通过在实验室模拟不同氮、磷含量的养殖污水环境,分析小球藻对氮、磷的去除效果;在此基础上,用小球藻处理某养殖场污水;并联合膨润土与小球藻,探究两者脱氮除磷的协同作用能力及膨润土对小球藻细胞沉降的效果。结果表明,小球藻对模拟污水的氨氮去除率可达80%,对磷酸根的最高去除率接近100%;对养殖污水中的氮、磷也有一定的去除效果;但养殖污水成分复杂,小球藻的生长被抑制。膨润土与小球藻的结合,能够提高污水中的氮磷去除率并帮助藻细胞快速沉降,为污水处理后藻细胞的收集处理提供了有效方法。     

Responses to internal nitrogen and phosphorus concentrations of two Taraxacum microspecies of contrasting mineral ecology: critical N and P concentrations of whole plants

Of the two Taraxacum microspecies used. Taraxacum sellandii Dahlst. usually occurs in grasslands with a high nutrient level; Taraxacum nordstedtii Dahlst. is generally restricted to undisturbed and mineral-poor habitats. Growth response curves for internal N and P were established, based on relative yield of (whole) plant tissue water and (whole plant) internal mineral concentration on a tissue water basis. Critical nutrient concentrations of N and P were determined from the response curves derived. For both macroelements, T. nordstedtii showed lower critical nutrient concentrations. The difference in critical N concentrations coincided with differences in internal NO₃^-₃ concentrations between the microspecies. Finally, we discuss the use of tissue water as a (whole) plant growth parameter and internal mineral concentration on tissue water basis as a parameter describing the mineral status.     

不同土地利用类型下氮、磷在土壤剖面中的分布特征

在北京市东南郊大兴区采取了44处0～20cm,20～40cm,40～60cm,60～80cm,80～100cm5个不同深度的土壤剖面样品。按土地利用类型,采样点可分为农田、菜地、果园、林地、草地。土壤剖面中,由表层向深层,pH值升高,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮降低,且在20～40cm处有较大变化。表层土壤受土地利用影响,不同土地利用类型的土壤性质差别较大,尤以菜地土壤,pH为8.01低于其他类型土壤的平均值8.27,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮都高于其他类型的土壤,分别是其他类型土壤的110%～198%,355%～1629%,162%～224%,724%～1540%,130%～248%,速效磷和硝态氮远高于其他土壤。深层土壤性质差异不大,各项土壤性质差异随深度而变小,但菜地80～100cm处,硝态氮含量为18.8mgkg-1,是同深度其他类型土壤的175%～389%。土壤中硝态氮的积累情况,菜地>农田、果园、林地>草地。磷的积累与氮不同,速效磷在0～20cm大量积累,不同类型的土壤,速效磷积累差异显著,在40～60cm处,菜地速效磷含量是其他利用类型土壤的161%～602%;在80～100cm处,不同利用类型的土壤中速效磷无显著性差异。这一情况表明,菜地的过量施用氮、磷肥导致了土壤中的磷和氮大量积累,并以速效磷、硝态氮的形态向下淋溶并在深层土壤中积累。硝态氮在80～100cm的积累仍相当严重,有继续向下淋溶的可能,速效磷的淋溶在80～100cm处已较为微弱,其淋溶过程主要在0～60cm处。对速效磷和硝态氮的累积进行多元线性回归分析,发现速效磷与全磷含量有着良好的线性相关性,而与有机质和全氮含量关系不大。硝态氮则受土壤中pH、有机质和全氮3因素的共同影响。     

红壤小流域不同利用方式氮磷流失特征研究

从红壤小流域坡地资源合理利用和保护的角度研究了不同利用方式土壤氮、磷流失的特征,结果表明：恢复保护性植被的试验区3,由于其水土流失量最低,氮、磷流失量最小。侵蚀严重的试验区5,由于水土失量最大,磷的流失量最大,但其有效磷、水溶性磷及氮素流失量低于不注重水土资源保持经营利用的试验区1、注重水土保持措施的试验区2和试验区4。由于采用了水土保持综合农林措施,有效地减轻了水土流失,试验区2和试验区4的土壤氮、磷流失量明显小于试验区1土壤氮、磷流失量,红壤小流域不同利用方式中水土保持综合措施能有效地控制土壤养分流失。2000年不同试验区土壤氮、磷的流失主要集中于5、6及8月份,其流失量占全年氮、磷流失量的90％以上,这与当地的降雨季节性分配特征有关。土壤氮、磷的坡面流失方式为推移质流失和径流流失,磷的流失形态主要为泥砂结合态,约占总磷流失量的70％以上。除试验区3以外,其它试验区泥沙结合态氮素的流失量大于水溶态氮素流失量。     

车桑子幼苗生物量分配与叶性状对氮磷浓度的响应差异

调整叶性状和生物量分配格局是植物适应环境变化的主要途径, 研究车桑子(Dodonaea viscosa)幼苗生物量分配与叶性状对氮磷浓度的响应对认识车桑子在氮磷浓度变化下的适应策略具有重要意义。该研究通过砂培法, 测定不同氮浓度(3、5、15、30 mmol·L^-1)与不同磷浓度(0.25、0.5、1、2 mmol·L^-1)下车桑子幼苗的生长、生物量分配、叶性状的响应特征及其相互关系。结果表明: 高浓度氮(30 mmol·L^-1)促进了车桑子幼苗生长、叶片氮含量和生物量积累, 其余氮添加条件(3、5、15 mmol·L^-1)下车桑子幼苗各性状无显著差异, 但相比高氮水平, 其生物量积累和叶片氮含量显著降低, 根冠比和氮利用效率显著增加。随着磷添加浓度的增加, 车桑子幼苗生物量显著增加, 低磷条件(0.25、0.5 mmol·L^-1)限制了车桑子幼苗生长和生物量积累, 其根冠比和磷利用效率均没有发生显著变化, 但比叶面积和叶/茎生物量比例显著增加, 叶干物质含量显著降低。氮处理下, 叶片氮含量与根冠比显著负相关; 磷处理下, 叶片氮含量与比叶面积显著正相关。同时, 氮处理下, 车桑子幼苗株高、基径、总生物量等生长性状均与根冠比显著负相关, 与叶片氮含量显著正相关, 表明根冠比和叶片氮含量的调整在车桑子适应氮限制中发挥重要作用; 而磷处理下, 株高、基径、总生物量与比叶面积显著负相关, 与叶干物质含量显著正相关, 表明叶片结构性状的调整在车桑子适应低磷环境中具有重要意义。该研究表明, 车桑子幼苗生物量分配和叶性状及性状间的权衡策略对氮、磷的响应具有明显差异性, 在今后的研究中, 应关注氮和磷对植物性状影响的差异性。     

Carbon,nitrogen and phosphorus removal mechanisms of aerobic granules

Aerobic granules are the potential tools to develop modern wastewater treatment technologies with improved nutrient removal efficiency. These granules have several promising advantages over conventional activated sludge-based wastewater treatment processes. This technology has the potential of reducing the infrastructure and operation costs of wastewater treatment by 25%, energy requirement by 30%, and space requirement by 75%. The nutrient removal mechanisms of aerobic granules are slightly different from that of the activated sludge. For instance, unlike activated sludge process, according to some reports, as high as 70% of the total phosphorus removed by aerobic granules were attributed to precipitation within the granules. Similarly, aerobic granule-based technology reduces the total amount of sludge produced during wastewater treatment. However, the reason behind this observation is unknown and it needs further explanations based on carbon and nitrogen removal mechanisms. Thus, as a part of the present review, a set of new hypotheses have been proposed to explain the peculiar nutrient removal mechanisms of the aerobic granules.     

钾对外生菌根真菌的分泌作用及氮、磷、钾含量的影响

用无钾、低钾、中钾和高钾的液体培养基培养外生菌根真菌14～21d,随着钾离子浓度的降低,外生菌根真菌分泌H^ 和草酸的速率提高。由于H^ 能取代2：1型粘粒矿物品层和晶格内的钾,草酸能络合矿物中的Fe,Al离子,促进Al-O八面体风化,推测菌根真菌和菌根活化土壤无效钾的能力在低钾时较强,在高钾时较弱。在外生菌根真菌分泌的H^ 中,草酸电离可能不是它们的主要来源,而是一些目前尚未知道的有机酸。此外,液体培养基中的钾离子不同程度地影响外生菌根真菌体内的氮、磷、钾含量,看来环境中的钾离子供应影响了真菌菌丝对养分的吸收。     

Siltation of stone-surface periphyton in rivers by clay-sized particles from low concentrations in suspention

The observation that deposits of fine sediment are found on stream beds only in areas of slower water velocity promotes a common misunderstanding of the depositional behaviour of fine suspensoids in flowing water and a disregard for the potential for siltation effects on the biota on the surface of stones in fast flowing water. A model for deposition from turbulent water, whereby particles are lost from suspension where water currents are slowed by boundary friction, provides an explanation for silt infiltration into epilithic periphyton. Theoretically calculated deposition rates of clay sized mineral particles at low suspended concentrations (2 to 5 g m^–3) were found to account for observed rates of silt accumulation in epilithic periphyton in a braided river in the South Island of New Zealand. At concentrations between 1 and 10 g m^–3 of suspended mineral silt during normal flow, silt accumulation in epilithic periphyton accounted for about 50% of its dry weight. This caused a reduction in the mean organic content of the periphyton to 22% of the dry weight compared to 52% in a reference stream where the concentration of suspended mineral particles was less than 1.0 g m^–3 during non-freshet flow. This reduction in proportional organic content is discussed in terms of diminished food value of the periphyton and potential interactions between periphyton and invertebrate consumers.