铜和磺胺甲唑复合污染下人工湿地对禽畜养殖尾水的处理效果

为研究人工湿地同步去除养殖尾水中重金属和抗生素的效果, 文章以铜(Cu)和磺胺甲唑(Sulfamethoxazole, SMZ)为例, 设计了5组小试垂直流人工湿地模拟处理不同重金属-抗生素复合水平的养殖尾水(A: 空白; B: Cu 2 mg/L; C: Cu 2 mg/L, SMZ 5 mg/L; D: Cu 20 mg/L, SMZ 0.2 mg/L; E: Cu 20 mg/L, SMZ 5 mg/L), 探究复合污染下人工湿地处理效果的差异。结果显示, 复合污染下人工湿地对模拟禽畜养殖尾水中的N、P、化学需氧量(Chemical Oxygen Demands, COD)、Cu和SMZ仍具有较高的去除率和较为稳定的去除效果, 各组平均去除率均达到99%, 复合污染的影响主要体现在氨态氮(Ammonia Nitrogen, NH₃-N)和总氮(Total Nitrogen, TN)的去除上。添加不同浓度Cu和SMZ后, 各组NH₃-N平均去除率依次为81.75%、87.59%、79.50%、74.45%和65.41%, TN平均去除率依次为81.59%、87.63%、80.82%、74.15%和67.56%, C、D和E组植物地下部分干重分别较A组下降了 22.22%、30.58%和30.64%, 复合污染对植物产生毒害作用, 使微生物的群落结构产生变化, 一些在氮去除过程中具有重要作用的微生物比如Propionicicella和Bacillus丰度降低, 从而影响NH₃-N 和TN的去除。     

辐照提高人工湿地美人蕉抗寒性及其越冬效果研究

植物是人工湿地的重要组成部分, 但大多数湿地植物在低温环境下不能生存, 微生物活性受到抑制, 导致人工湿地低温应用受到限制。研究将辐照育种的手段应用于湿地植物, 以提高其抗寒性。研究采用25、45、60和80 Gy的γ射线对美人蕉(Canna indica L.)种子进行辐照, 剂量率为6 Gy/min, 待幼苗长出后进行阶段性降温培养, 并评价各组抗寒性。结果表明: 在低温下, 辐照幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于对照组。对照组丙二醛(MDA)在低温下大量积累, 且含量显著高于辐照组。在低温条件下, 幼苗脯氨酸、可溶性糖、蛋白质含量高于对照组。辐照组抗寒性得分高于对照组, 45 Gy组得分最高。随后将最佳辐照处理的美人蕉种植于人工湿地, 对其冬季净化效果进行评估, 评价指标包括: 总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)。结果发现, 45 Gy辐照组人工湿地的冬季TP去除率显著高于对照组(P<0.05)。由此可见, 辐照处理能够有效提高美人蕉的抗寒性, 并提高人工湿地冬季净化效果。     

武汉月湖水生植被重建的实践与启示

通过生物操纵、浮水植物和植物浮岛原位净化、岸边人工湿地净化和科学种植等措施,2－3年内,在长江中游地区、面积为0.66km2、水质为劣Ⅴ类的重富营养湖泊武汉月湖重建了以菹草和伊乐藻为优势种的沉水植物先锋群落,2005年春季的沉水植物盖度达到45％,提高了透明度。利用水位低、透明度相对高的冬季种植伊乐藻、菹草等适合冬春季生长的沉水植物是建立沉水植物先锋群落的一个有效途径。重污染水体过低的透明度是重建沉水植被的主要限制因子,在低水位或较高透明度时期,水生植物可以耐受相对较高的污染负荷,并且在有条件降低水位时,会大大提高重建沉水植被的成功率。重建并保持长期稳定的水生植被必须截污,并把营养盐浓度削减到一定范围内。水生植被重建初期是最脆弱的时期,水位、污染负荷等生态因子的较大波动很容易破坏植物群落,在这一时期要尽量保持关键因子的稳定,注意控制浮萍的扩张,使形成的生态系统逐步走向成熟。清除鱼类对提高水的透明度有重要作用,但必须伴随着水生植被的恢复或重建才能维持长久的良好效果。     

水产养殖水体附着生物对磺胺甲恶唑胁迫响应及其降解效应

研究通过模拟养殖水体,探究附着生物对磺胺甲恶唑(SMX)的胁迫响应及其对SMX的降解途径。结果表明,在5和10 mg/L SMX胁迫下,附着生物胞外聚合物(EPS)分泌较对照组增加31.3%和21.5%,抗氧化能力降低20.6%和31.8%,但生物量的积累没有显著差异。SMX使附着生物抗氧化系统受到损伤,并刺激其分泌更多胞外聚合物以提高耐受性。去除实验结果表明,附着生物会促进SMX的消减, 1 g/L附着生物在第14天对SMX的去除率为25.10%。主要降解中间产物有N4-乙酰基-磺胺甲恶唑(TP295)、对苯醌亚胺(TP107)、去砜基磺胺甲恶唑(TP189)和去氨基磺胺甲恶唑(TP238),键的断裂和苯环上氨基反应是SMX降解的两种主要途径。研究结果对评估SMX在养殖水体中的生态风险和利用附着生物去除SMX提供技术支撑。     

菖蒲过氧化物酶测定条件的研究

过氧化物酶是植物在低温等逆境条件下酶促防御系统的关键酶之一,其活性可以作为植物抗寒性的一个指标。以菖蒲为材料比较了反应体系、H2O2浓度、pH值及反应时间对过氧化物酶活性测定的影响。结果表明:过氧化物活性测定的较佳反应体系是3 mL;最佳H2O2浓度为0.1%;最佳磷酸缓冲液pH值为6.0;最佳反应时间为4min。该研究结果为人工湿地污水处理系统冬季植物的筛选与评价研究提供参考,对植物生理实验教学和相关科学研究有一定的参考价值。     

武汉东湖水生植物生态学研究 Ⅱ.后湖水生植被动态与水体性质

报道１９９１－１９９３年武汉东湖子湖后湖区水处植被和水体理化性质的调查结果。上前后湖水生植物较东湖其它湖区丰富,共记载了４７种,３年间水生植物生物量和水生植被分布面积变动剧烈。１９９１年水生植被分布面积约为该湖区面积的８．４％;１９９２年高达３８１ｈｍ＾２,覆盖面积达８０％;而１９９３年水生植被面积不到１％。经分析,认为目前影响后湖水生植被的扩要因子是草食性鱼类,只要停止放养     

蓝藻有机无机复混肥对几种作物的增效试验

研究了几种专用蓝藻有机无机复混肥,并对农作物进行了田间肥效试验。结果表明,施用蓝藻有机无机复混肥与普通N、P、K复合肥相比较,对烟草,西芹,韭菜,康乃馨等都有增产和改良土壤的效果。烟草试验表明,蓝藻复混肥的施用量以900kg/hm2效果最好,烟草产量、产值、上等烟比例分别比对照增加7.28%,5.04%,19.81%;西芹试验表明,施用蓝藻有机无机复混肥的各处理比对照高,其中以900kg/hm2和1200kg/hm2最高;其次是600kg/hm2;分别比对照高17.1%、16.3%和9.5%;而施用蓝藻有机无机复混肥900kg/hm2和1200kg/hm2,韭菜的株高、叶宽和产量比对照分别提高了12.21%和13.32%;康乃馨产花量则以施肥量为1200kg/hm2的最高,产花量为4865枝/100m2,比对照高11.6%。韭菜和土壤样品中未检测出藻毒素含量,表明使用蓝藻有机无机复混肥对植物和土壤是安全的。利用水华蓝藻生产有机无机复混肥,既解决了富营养化湖泊大量暴发的水华蓝藻的巨大生物量处置难题,又达到了改善环境、增加了经济和社会效益。       

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统缓解生物堵塞试验研究

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)利用电极表面富集的电化学活性菌(Electrochemically Active Bacteria,EAB)对生物堵塞的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)进行降解,并通过产电过程中形成的微弱电场来抑制微生物胞外多糖大量分泌,可在一定程度上控制人工湿地(Constructed Wetland,CW)的生物堵塞。为此,研究将阴极和阳极电极分别嵌入垂直流人工湿地的不同深度位置处,构建了人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)耦合系统。通过比较开路和闭路耦合系统的孔隙率、过水速率以及净化效果,评价CW-MFC系统的堵塞延缓能力。结果表明:相较开路系统,闭路系统的过滤速率增幅较大,孔隙率的降幅较小,在一定程度上缓解了堵塞。闭路系统对TN和NH4+-N的去除率显著高于开路系统。嵌入电极形成的CWMFC系统可原位缓解堵塞,有较好的应用潜力。     

三种挺水植物对CW-MFC耦合系统脱氮及产电性能的影响

为探究不同植物类型对人工湿地微生物燃料电池系统(CW-MFC)耦合系统脱氮和产电性能的影响及机制,分别以芦苇(reed)、千屈菜(Lythrum salicaria)和美人蕉(Canna indica)构建3组CW-MFC小试系统,依次标记为CM-R、CM-L及CM-C。结果显示:(1) CW-MFC耦合系统的输出电压和功率密度呈现CM-L>CMC>CM-R;(2) CM-R耦合系统的NH₄⁺-N和TN去除率[(76.8±9.9)%;(54.2±8.2)%]显著高于CM-L[(61.2±8.0)%;(43.1±6.5)%]高于CM-C[(58.9±9.5)%;(42.0±9.8)%], P<0.01;(3)植物生长速率整体表现为CM-R>CM-C>CM-L,并且千屈菜(CM-L)的叶片中MDA含量最高,代表其受损害程度可能较高;(4)地杆菌属(Geobacter)作为典型的产电菌属,在3个耦合系统中均具有较高丰度(4.45%—7.64%),并且其相对丰度大小与输出电压和功率密度大小变化趋势一致,此外, CM-R中...