迅猛发展的水产养殖业在带动经济发展的同时,也引发了一定的环境问题,如养殖废水任意排放,引起河流、湖泊、水库等水体富营养化.水生植物可通过植物根系的吸附、转化、富集等作用降低水中氮磷的浓度.目前已有一些利用铜钱草吸收氮磷营养盐进而改良水质的研究,但主要集中在对不同水质的氮磷吸收率方面.基于此,文章将研究铜钱草在不同浓度吲哚乙酸的作用下对氮、磷的去除效率和蛋白质生理指标的变化,以期为铜钱草作为废水处理植物的应用提供参考.

筛选高效反硝化聚磷菌,探究其脱氮除磷条件及对模拟废水的处理性能.纯培养技术分离反硝化聚磷菌;基于 16S rRNA基因序列分析和生理生化特征,完成菌株D4 的初步鉴定;通过单因素和响应面法优化脱氮除磷条件,并应用于食品模拟废水的生物脱氮除磷.反硝化聚磷细菌D4 为戈登氏菌(Gordonia sp.),脱氮除磷的最佳条件为乙酸钠(3.32 g/L)作碳源、接种量 5%、初始磷含量 18.61 mg/L、31.3℃、pH 7.9,该条件下菌株D4 对总磷、硝氮和氨氮的去除量分别为 14.18、39.67 和 69.71 mg/L,相应去除率为 84.50%、97.67%和 96.22%;应用于不同模拟废水的结果显示,菌株D4 对多种废水均具有良好的脱氮除磷效果,其中对豆制品废水中的氮磷去除效果最好,脱氮量和除磷量分别达 101.58 mg/L和 10.40 mg/L.戈登氏菌D4 具有较好的反硝化聚磷能力,是豆制品废水等高氮高磷类食品加工废水生物脱氮除磷的良好菌种资源.

林下植物是森林生态系统的重要组分,在调节森林养分循环中起重要作用.本研究以科尔沁沙地樟子松人工林为对象,研究了林下植被去除对土壤微生物量、参与碳氮磷矿化的6种水解酶活性以及有效氮磷含量的影响.结果表明,林下植被去除显著降低了夏季(8月份)所有酶活性以及土壤微生物量碳、微生物量磷和有效磷含量,而在春季(5月份)仅显著降低了土壤β-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性,对其他酶活性、微生物量以及有效氮磷含量无显著影响.结果表明,保留林下植被能有效促进樟子松人工林土壤微生物活性和土壤碳氮磷转化,维持植物生长期养分供应.

海水养殖尾水中总氮、总磷超标是引起沿海水体富营养化的主要原因,为研究碱蓬浮床对海水养殖尾水中氮磷的去除效果,该研究设计加入碱蓬(Suaeda salsa)浮床和不加浮床的两组对比实验,通过比较修复前后碱蓬株高、生物量、含水率、根长以及各部位氮、磷的含量变化,以及水体中总氮(TN)和总磷(TP)的去除效果,探究浮床中碱蓬对总氮和总磷的吸收及其生长特性,验证碱蓬浮床对海水养殖废水中氮、磷等的去除能力.结果表明:浮床中碱蓬株高、鲜重、干重、含水率、根长较修复前均有显著增加,说明浮床中盐生植物碱蓬能够适应含海水养殖尾水水培环境;经碱蓬浮床修复,水体中总氮、总磷均明显下降,其中碱蓬对海水养殖尾水中的总氮总磷去除贡献率分别为16.10%和78.15%,浮床中碱蓬会在叶片和根系中积累氮磷.

微藻在废水处理方面有着很好的开发潜能和极大的优势,其在去除氮、磷、富集重金属和降解有毒有机物质的同时,还能作为食品添加原料和养殖饲料等.重点针对微藻的特点及类型、水处理体系的优缺点、废水中的应用及氮磷的去除、重金属离子的富集和难降解有机物的降解机理进行了介绍,并阐述了微藻处理废水中存在的问题及展望了该领域今后的研究方向.

河流生态系统受到人类活动例如河岸带森林植被毁损和农业活动施肥等的干扰日益加剧,而这些活动使河流接收的光照增多、河流的氮磷营养盐浓度增加.微生物的反硝化作用是河流去除氮的有效途径.在汉江的一级支流金水河上游核心保护区内选取6条溪流开展野外控制实验,利用营养添加模拟河流中营养的增加,遮盖河面来模拟源头溪流的隐蔽状态,来研究河流沉积物中微生物的反硝化作用对光照和营养改变的响应,并利用高通量测序(MiSeq)技术研究在两种处理下河流沉积物中nirS型反硝化细菌的群落结构变化.结果显示:营养元素添加促进了沉积物的反硝化活性,河面遮盖抑制了沉积物的反硝化活性.营养添加和遮盖两种处理均降低了控制实验区域内脱氯单胞菌属(优势菌属)的相对丰度,同时也降低了该区域nirS型反硝化菌群落的Chao多样性.本研究初步证实了光照增加和河流的营养增加提高了河流沉积物反硝化活性,并为提高河流的脱氮能力提供科学依据.

探讨不同湿地植物对COD、总氮、总磷和铵态氮的去除能力,为生活污水净化的相关植物筛选提供依据.选择美人蕉(Canna indica)、香蒲(Typha latifolia)、再力花(Thalia dealbata)、菖蒲(Acorus calamus)、水葱(Scirpus validus)、千屈菜(Lythrum salicaria)和芦苇(Phragmites australis)共7 种常见湿地植物作为研究对象,通过建立人工湿地污水处理系统,考察不同植物在7 个月内对COD、总氮、总磷和铵态氮的去除率,同时考察7 种湿地植物的氮磷累积能力.结果显示,香蒲、芦苇和水葱具有较高的COD 去除率,水葱、千屈菜和芦苇具有较高的总氮去除率,香蒲、水葱和千屈菜对总磷的去除率较高,水葱、香蒲和千屈菜对铵态氮的去除率较高.7 种植物对COD 的去除率在4～8 月份呈逐渐上升趋势,此后开始下降;而对总氮的去除率则从4～8 月份整体呈上升趋势,8～10 月去除率稳定保持在较高水平;随着时间的延长,不同植物对总磷的去除率基本呈升高的趋势;不同植物对铵态氮的去除率在4～7 月期间显著上升,此后去除率均维持在较高水平.7 种湿地植物对氮的累积能力均显著高于磷.香蒲、水葱、芦苇和千屈菜对4 种污染物具有较好的去除能力.不同植物对4 种污染物的去除过程至少需要3 个月,并且均在7 和8 月份具有较高的去除能力.美人蕉和芦苇与其他湿地植物相比,具有更高的氮磷累积能力.

沉水植物作为湖泊、河流等生态系统的主要高等植物,在修复富营养化水体中的作用日益受到重视,合理利用沉水植物是去除富营养化水体氮磷的有效途径.沉水植物对水体氮磷的迁移转化影响包括生长和腐解两个阶段.文章综述了沉水植物生长对富营养化水体氮、磷的净化效果和净化机制,分析了沉水植物腐解对氮、磷迁移转化的持续影响,并提出了今后沉水植物净化氮、磷的研究方向,为沉水植物推广应用于修复富营养化水体提供理论基础.

为了解不同微藻对南美白对虾养殖尾水的净化作用, 通过室内微藻培养试验, 分析8株微藻在南美白对虾养殖尾水中的生长性能及不同时间内其对氮磷的去除效果.结果表明, 8株藻均能在南美白对虾养殖尾水中生长, 其中铜绿微囊藻、衣藻和蛋白核小球藻生长较好, 平均相对生长速率分别为0.309 3、0.246 9和0.215 5.8种藻对总氮 (TN) 、总磷 (TP) 的去除效果差异较大, 其中铜绿微囊藻、衣藻和蛋白核小球藻对TN去除效果较好, 培养结束时去除率分别达到74％、69％和60％;铜绿微囊藻和衣藻均具有较好的TP去除效果, 去除率达60％以上, 其次为蛋白核小球藻.不同藻类对不同形态氮的吸收存在较大差异, 铜绿微囊藻和衣藻具有较好的硝态氮去除效果, 去除率达到70％左右;衣藻对氨氮具有较快且持久的去除率, 去除率高达100％, 铜绿微囊藻和蛋白核小球藻稍慢, 而斜生栅藻、针杆藻和舟形藻最慢, 在培养16 d后, 去除率均达到90％以上;隐藻和蛋白核小球藻对亚硝态氮具有较好的去除效果, 培养至第8天时即达到80％的去除率, 且隐藻去除效果较持久.本研究获得了不同藻类对对虾养殖尾水的吸收利用特点, 可为南美白对虾养殖过程中藻相的定向培育及养殖尾水净化提供科学参考依据.

磷是评价水体富营养化的因子之一,也是植物生长必需营养元素,研究速生木本植物对富营养水体中磷的吸收具有重要意义.本研究以旱柳新无性系A42为对象,于2017年7-9月在温室大棚中进行浮床水培试验,研究了旱柳对不同磷营养水平水体(低磷0.1、0.2mg·L-1;中磷1.0、2.0 mg·L-1;高磷10.0 mg·L-1)的吸收和净化机制.结果表明:旱柳能有效净化水体中的磷营养(21 d达到79％以上),去除量与水体磷浓度呈正相关,但去除率随水体磷浓度增加呈先升高后降低趋势.旱柳可于7d内将磷浓度为0.1～1mg.L-1的富营养水体中磷浓度降低至富营养阈值(0.016～0.032 mg·L-1).旱柳富集同化的磷含量占水体磷总输入量的29.0％ ～ 66.9％,富集同化量与富集同化率分别与水体磷浓度呈正相关和负相关.旱柳在不同磷浓度水体中均能正常生长,根冠比随水体磷浓度下降而显著增加.氮、磷在旱柳体内积累均表现为茎＞叶＞根,旱柳的氮、磷转运系数均大于3,在高磷浓度水体中,氮磷营养在旱柳的茎部大量积累,氮、磷转运系数分别显著增加至4.53±0.24和4.92±0.62.表明旱柳在不同磷浓度富营养水体中均能正常生长且有良好的净化能力,能够通过富集转运磷营养至地上部来减少二次污染.实际应用中,对于低磷浓度水体,适合做短期净化;对于高磷浓度水体,适合做长期净化.