养殖水体NO_(2)^(-)-N降解复合菌剂制备及特性研究

随着我国水产养殖规模也逐年上升,养殖水体中氮化合物累积问题日益严重。为实现我国水产行业的安全生产,本文筛选出一种NO_(2)^(-)-N降解菌,并与光合菌、乳酸菌进行复配以此制备复合菌剂。通过单因素试验分析温度、pH值、亚硝酸盐初始浓度、菌种接种量等对NO_(2)^(-)-N降解的影响,确定不同影响因素下复合菌剂的最佳降解效果和生长状态。研究结果表明,从活性淤泥中筛选带1株具有高效NO_(2)^(-)-N氧化性质的菌株A3,并与光合细菌(Rhodopseudomonas palustris)、乳酸菌(Lactobacillus acidophilus)按照32∶2∶1混合,该比例降解效率最高。复合菌剂在40℃,pH值为9.0、pH值为6.0的条件下,OD600值稳定在0.2~0.4,对NO_(2)^(-)-N的降解率保持在50%左右。复合菌剂在25℃,pH值为7.5的条件下长势最好,降解率最高;复合菌剂的降解率随初始NO_(2)^(-)-N浓度的升高而降低,OD600值变化不明显,表明复合菌剂与A3菌株对NO_(2)^(-)-N有很强的耐受性,能够在0.1~8.0 g/L的条件下维持降解活性,保持一定的降解速率。

螯合剂和有机酸对商陆修复镉砷污染农田的影响

基于利用植物提高Cd和As复合污染农田修复效率的目标,通过大田试验方法探究了乙二胺四乙酸(EDTA)、皂素(SAP)、柠檬酸(CA)和苹果酸(MA)对商陆萃取农田土壤Cd和As的影响。结果表明,施用4种不同螯合剂和有机酸对商陆的生长没有产生不利影响,且可以显著影响商陆对土壤Cd和As的吸收积累。与对照组相比,EDTA、SAP、CA和MA处理60 d后导致商陆叶片Cd含量分别提高116.4%、55.0%、81.5%和109.9%,商陆地上部Cd积累量提高40.4%~106.0%,商陆地上部As积累量提高15.8%~55.1%。商陆各器官Cd和As的富集系数和转运系数也受螯合剂和有机酸施用的影响。施用EDTA、SAP、CA和MA均对商陆根际土壤Cd和As含量产生显著影响,SAP处理对降低商陆根际土壤Cd含量的影响最显著,而MA处理对降低商陆根际土壤As含量的影响最显著。研究表明,EDTA、SAP、CA和MA均可提高商陆萃取农田土壤Cd和As的效率,尤其是EDTA和MA的效果更好。

铁锰改性海泡石的表征及其对锑污染土壤的修复效果

在对天然海泡石进行铁锰改性并表征的基础上,通过盆栽试验,设3个分别添加0.5%、1.0%和2.5%天然海泡石的处理,3个分别添加0.5%、1.0%和2.5%铁锰改性海泡石的处理和1个空白对照(CK),共7个处理,探究天然海泡石和铁锰改性海泡石对土壤pH、锑(Sb)的形态及Sb在土壤–小白菜中迁移规律的影响。结果表明:海泡石经铁锰改性后呈现孔洞状结构,比表面积增加18.11%,Fe、Mn质量百分比大幅增加,且Fe、Mn以非晶体形式存在;与CK相比,添加天然和铁锰改性海泡石均提高了土壤pH,其中添加2.5%铁锰改性海泡石的影响最大;添加铁锰改性海泡石增加了土壤晶型铁铝结合态Sb和残渣态Sb的百分比,降低土壤非专性吸附态Sb和专性吸附态Sb、无定形铁锰氧化物和非晶型铁铝结合态Sb的百分比,与添加天然海泡石相比,添加铁锰改性海泡石后的土壤非专性吸附态Sb百分比下降了2.48%~43.31%;添加天然和铁锰改性海泡石后,土壤Sb迁移受阻,能显著降低小白菜各部位Sb质量分数和富集系数,根和茎叶Sb的质量分数分别下降6.83%~44.26%、19.51%~59.23%,其中,添加2.5%铁锰改性海泡石降Sb效果最佳,在相同施加量时,添加铁锰改性海泡石的降Sb效果相较于添加天然海泡石的更佳。可见,铁锰改性海泡石对锑污染土壤具有较好的阻控效果。

种植模式对南方旱地重金属含量及其迁移规律的影响

以玉米和大豆为试验材料,研究了单种、套种对土壤重金属含量及迁移转化规律的影响。试验结果表明,试验区土壤中Pb、Cd和Zn含量均超过土壤环境质量二级标准(GB 1518—2008)。套种时,非根系和根系土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Fe和Mn含量呈下降趋势,但与单种无显著性差异,种植模式对土壤重金属形态影响显著不同,且根系土壤与非根系土壤差异显著。根系土壤和非根系土壤中Zn、Cu、Fe和Mn以残渣态为主,占50%以上,而Pb以铁锰结合态为主,非根系土壤中铁锰结合态Pb的比例约为40%,而根系土壤约为50%。根系土壤中可交换态和碳酸盐结合态Cd的比例分别占土壤中Cd总量的14.01%~15.82%和9.56%~9.90%,与根系土壤相比,非根系土壤中可交换态Cd和碳酸盐结合态Cd的比例分别高0.63~0.85倍和1.38~1.48倍。研究还发现,大豆和玉米对Pb、Zn、Cu、Cd、Fe和Mn吸收富集能力显著不同,且种植模式对植物吸收富集重金属能力也有显著性影响。在试验区土壤中种植大豆和玉米,重金属在土壤-植物系统中的迁移率都比较高,从而使作物可食部分重金属含量较高,大豆中Pb和Cd含量分别超标48.0~53.5倍和24.8~30.8倍,玉米中Pb和Cd含量分别超标47.2~51.8倍和9.7~15.8。所有试验结果显示,在试验区种植粮食作物存在较大的健康风险,且水改旱不能实现试验区土壤重金属污染治理的目的。

有益微生物群在水产养殖中的应用及发展前景

病害一直是影响水产养殖发展的重要原因 ,多年来 ,人们主要采用药物来防治病害 ,但药物防治带来一系列严重后果 ,主要是产生耐药性 ,造成水体二次污染。因此探索新的病害防治途径势在必行。以有益微生物群来防治水产养殖动物病害是当前研究的热点之一 ,它以无毒、无副作用和无污染等优点而显示出广阔的前景。从有益微生物群的应用现状、种类及应用几个方面综述有益微生物群的研究与应用。

基于卓越计划的新型实验实践教学体系构建——以湖南农业大学环境工程专业为例

根据环境工程专业当前实验、实践课程体系存在的问题,基于卓越工程师培养计划,构建环境工程专业实验、实践教学新体系。新体系包括6门实验实践课程,即污染物监测与分析、电工及金工综合大实验、环境工程综合大实验、环境规划及工艺设计、环境工程教学实习和毕业综合实习。构建的实验、实践教学新体系,不仅可以有效地解决环境工程专业当前课程体系存在的问题,而且能节约实验仪器设备和场所,还能有效地提高学生的动手能力和创新能力,是实现卓越计划和专业综合改革的主要途径。

养殖水体内生态环境的演变

近几年来 ,由于外界污染和养殖自身污染的影响 ,使水质不断恶化 ,水生经济动物疾病频繁发生 ,严重阻碍了水产养殖业的发展 .因此 ,如何解决水体恶化已成为发展水产养殖业急需解决的问题 .通过对养殖水体内生态系统的结构、特点及生态环境的特点、演变规律作一归纳 ,以求为选择有效的方法防治水体恶化提供参考 。

饵料对幼海马生长的影响

在人工养殖条件下 ,幼海马对投喂的饵料具有选择性 ,不同的饵料对幼海马生长和成活影响很大。幼海马在不同生长阶段摄食不同的饵料 ,随着幼海马体长增加 ,捕食对象也逐渐增大。根据幼海马胃内含物的检出率和占胃率发现 ,刚出生的幼海马适宜饵料为轮虫和单细胞藻类 ,随后最适饵料逐渐变为枝角类、桡足类。当幼海马能摄食枝角类和桡足类后 ,生长速度加快 ,这两类饵料生物在幼海马胃内总占胃率与生长速度的关系式为 :y =8.9343lnx- 18.6 6 2 8(r=0 .90 2 1,r0 .0 5=0 .8780 ,r>r0 .0 5)。

公共选修课存在的问题与对策研究

以湖南农业大学为例,结合公共选修课的教学实际,探讨目前公共选修课教学中存在的问题,深入分析其产生原因,并提出改进方法,以期促进公共选修课教学质量的提高。

环境工程专业实验实践课程体系探究——以湖南农业大学环境工程专业为例

环境工程专业是实践性、实用性、社会性很强的综合性专业,对实验实践教学要求较高。文章对湖南农业大学环境工程专业当前实验实践课程体系现状进行深入分析,剖析湖南农业大学环境工程专业实验实践教学中存在的主要问题,并针对这些主要问题提出相应对策,为实现卓越计划和专业综合改革建立新型实验实践教学体系提供理论依据。

氧化亚铁硫杆菌QBS-01和赤泥对水稻中镉含量及分布规律的影响

通过室内盆栽试验,分析了施用氧化亚铁硫杆菌QBS-01和赤泥对水稻体内镉含量及分布规律的影响,探索利用氧化亚铁硫杆菌QBS-01及赤泥治理稻米Cd污染的可行性。结果表明,添加氧化亚铁硫杆菌QBS-01和赤泥后,水稻株高及产量增加,根、茎、叶、谷壳和糙米中Cd含量显著降低,Cd含量降低幅度由高到低依次为赤泥+氧化亚铁硫杆菌QBS-01配施处理>赤泥单施处理>氧化亚铁硫杆菌QBS-01单施处理,降低幅度最大的处理为R2T2。单施赤泥时,随着添加量增加,稻米Cd含量先降低后升高;氧化亚铁硫杆菌QBS-01单施及其与赤泥配施时,随着添加量增加,稻米Cd含量无显著变化。虽然添加赤泥和氧化亚铁硫杆菌QBS-01能显著降低糙米Cd含量,但由于土壤中重金属污染严重,糙米中Cd含量仍超过国家限量标准。可见,在重度Cd污染土壤中,利用赤泥、氧化亚铁硫杆菌QBS-01及其配施很难实现稻米安全生产的目的。

T4转基因番木瓜遗传性和果实品质分析

对T4代转基因番木瓜进行了分子生物学和果实品质分析,结果表明,筛选获得的转基因番木瓜均为转番木瓜环斑病毒(PRV)复制酶突变体基因(RP),且对PRV抗性达到了高抗或免疫,RP基因在转基因植物中能稳定遗传至后代并在RNA水平上表达.在田间种植时,转基因木瓜的生长状况普遍好于普通番木瓜,尤其在生长后期(10月以后),普通番木瓜100%发病(大规模种植时),而大部分(约91.8%)转基因植株生长良好,果实较多且表面光洁、基本上无环斑.与非转基因亲本相比,T4代转基因番木瓜的果实长度增加2.6%～5%,果实直径变小0.6%～1.5%,果肉厚度增加了12%～15%,因而果实形状与亲本相近或更好,且信用价值更高.转基因番木瓜果实中水分、蛋白质、氮、脂肪、还原性糖、维生素A、维生素C和类胡萝卜素的含量与对照都无显著性差异,即转基因番木瓜与亲本具有实质等同性,这表明转入的外源基因对番木瓜果实品质没有不良影响.

镉胁迫对水稻生长发育的影响及伤流液与稻米镉含量的相关性研究

立足于我国水稻受镉污染的实际情况,研究镉胁迫对水稻生长发育的影响,并探讨伤流液镉含量与稻米镉含量之间的关系,为镉污染地区稻米安全生产提供数据支持和科学指导。采用营养液培育试验方法,选择中嘉早17和泰优390两个水稻品种,设置CK(0μg·L^(-1))、Cd10(10μg·L^(-1))、Cd50(50μg·L^(-1))、Cd200(200μg·L^(-1))、Cd500(500μg·L^(-1))和Cd1000(1 000μg·L^(-1)) 6个Cd浓度处理,分析不同浓度镉胁迫对水稻生长发育的影响以及各部位镉含量与糙米镉含量的相关性。结果表明,与CK相比,ρ(Cd)≤10μg·L^(-1)处理对水稻生长有促进作用,但未达显著水平(P>0. 05),当ρ(Cd)>10μg·L^(-1)时有抑制作用,Cd浓度越高,抑制作用越明显。水稻各部位镉含量随着镉胁迫浓度的增大而增大,伤流液中镉含量增加幅度与各部位变化趋于一致。伤流液镉含量与糙米镉含量之间存在极显著正相关(P<0. 01),且在分蘖期伤流液镉含量能较好地用于预测水稻镉毒害程度。

转基因番木瓜的抗病性及分子鉴定

对T1代转番木瓜环斑病毒(PRV)复制酶(RP)突变体基因的两个番木瓜株系,进行了抗病性和分子生物学分析。结果表明,转基因番木瓜对PRV抗性达到高抗或免疫,目的基因RP遗传至转基因后代并在RNA水平表达,PCR可检测到CaMV35S启动子序列、标记基因NPTII。

稻米镉关键积累时期研究

探明水稻不同生育期镉积累特征对于稻米安全生产具有重要的科学价值与现实意义,本研究采用水培试验方法,于水稻不同生育期分阶段添加外源镉,分析水稻不同生育期低浓度镉(50μg·L^(-1))胁迫下水稻每个生育期、主要部位镉含量及其内在关联。抽穗期阶段镉胁迫对水稻籽粒镉积累速率影响最为明显,最高达到3.41μg·蔸^(-1)·d^(-1)。孕穗期和抽穗期阶段镉胁迫对稻米镉积累量贡献率较高,中嘉早17号分别为40.51%、31.66%,湘晚籼13号分别为37.97%、35.46%。研究表明,孕穗期、抽穗期是控制镉米形成的关键时期,本结果可为镉超标稻田的安全生产及阻控米镉积累提供支持和科学指导。

耐镉细菌的分离及其对土壤中镉的形态影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从Cd污染土壤中筛选和分离出一株对Cd2+吸附率高的菌株B9,并分析B9对土壤Cd形态的影响,探究其在Cd污染土壤修复中应用的可行性。16S r RNA序列分析结果表明,B9与食酸代尔福特菌(Delftia acidovorans,登录号NC010002)的16S r RNA序列具有99%的同源性,结合形态和生理生化指标,将其鉴定为代尔福特菌。研究结果表明,B9在pH=8、温度为35℃、培养时间为48 h时,对Cd2+的吸附效果最好,且Cd2+浓度低于10 mg·L^(-1)时,吸附率均在60%以上。接种B9可促进污染土壤中的Cd从弱酸可溶态向可还原态和残渣态转化。添加3 m L(接种量为1.44×1011cfus)和10 m L(接种量为4.8×1011cfus)B9菌悬液处理能使弱酸可溶态Cd含量分别减少22.17%和25.06%,可还原态Cd含量分别增加9.66%和12.17%,对可氧化态Cd含量无明显影响,残渣态Cd2+含量分别增加13.55%和13.61%。研究结果可为Cd污染土壤微生物修复方法及菌株B9的实际应用提供数据参考与理论支持。

“质量工程”背景下的环境工程微生物学实验教学改革探索

传统的环境工程微生物学实验在教学内容方面多是一些操作性和验证性的实验,在教学手段上多采用灌输式被动教学,这些教学内容和教学方式极大的抑制了学生的自主创新能力。作者结合自己的教学改革实践,以培养学生的自主创新兴趣和能力为目标,对环境工程微生物学实验进行了一系列教学改革尝试,并取得了良好的结果。在总结教学改革实践的基础上,从优化实验教学内容和改进教学方法两个方面进行系统阐述。

施锰方式对水稻吸收积累镉的影响研究

该试验选取重金属重度污染稻田进行大田试验,研究3种锰肥(硫酸锰、螯合锰、碳酸锰)及其施用方式(基施T_(Mn)、叶面喷施_(YMn)、基施+叶面喷施T_(Mn)+Y_(Mn))对水稻(Y两优1号)吸收转运镉的影响。研究表明,锰肥能够显著降低稻米中Cd的含量,不同施用方式降Cd效果不同,其中T_(Mn)+Y_(Mn)处理效果最好,T_(Mn)、Y_(Mn)次之。与空白相比,T_(Mn)+Y_(Mn)谷壳和糙米中Cd含量分别降低31.48%~41.20%和24.77%~34.86%,T_(Mn)谷壳和糙米中Cd的含量分别降低10.19%~15.74%和3.67%~12.48%,Y_(Mn)谷壳和糙米中Cd的含量分别降低6.02%~15.28%和5.50%~11.01%。结果表明,无论是组合施用锰肥,还是单施锰肥,都能降低糙米中Cd含量,对治理稻米Cd污染有很好的潜力。

土壤pH对土壤镉形态及稻米镉积累的影响

通过盆栽试验,探究土壤pH对土壤镉形态、土壤养分、水稻各部位镉含量的影响及作用机理。结果表明:土壤pH可改变土壤镉的生物有效性、水稻各部位镉含量和根表铁膜铁含量,但对土壤全N、全P、全K和有机质含量影响较小;土壤pH 4~9时,土壤pH与可交换态镉、可还原态镉、残渣态镉含量呈极显著线性相关(P<0.01),与水稻根、茎、叶镉含量呈极显著线性负相关(P<0.01),与糙米镉含量呈显著线性负相关(P<0.05),与根表铁膜铁含量呈极显著正相关(P<0.01),但与土壤全N、全P、全K和有机质含量均无显著相关性;利用碱性土壤改良剂提高土壤pH,可以有效地防控稻米镉污染,但添加量对污染治理效果影响较大,且应考虑品种的适应性和酸性降水的影响。根据试验分析结果获得的回归方程,推测稻米镉污染治理的最佳土壤pH范围为6.49~7.34。

镉在水生植物中的富集与亚细胞分布及其化学形态特征

以7种水生植物(长苞香蒲、水生美人蕉、黑藻、粉绿狐尾藻、花叶芦竹、香根鸢尾、水葫芦)为研究材料,构建生物塘系统,通过差速离心法和五步提取法,提取植物各亚细胞组分和不同化学形态的镉,并用原子吸收分光光度法测定镉含量,分析镉在水生植物体中富集特征,揭示植物对镉的耐性机制。结果表明:(1)水生植物根中镉富集量大于茎和叶;3种类型水生植物富集镉能力表现为沉水植物(粉绿狐尾藻、黑藻)>浮水植物(水葫芦)>挺水植物(长苞香蒲、水生美人蕉、花叶芦竹、香根鸢尾)。(2)镉在黑藻、水葫芦和花叶芦竹中的亚细胞分布量均呈现为细胞壁>可溶组分>原生质体>线粒体,所占比例分别为37.16%~50.86%、20.69%~31.21%、10.81%~23.83%、8.15%~19.83%。(3)赋存化学形态表现为以氯化钠提取态、醋酸提取态为主,所占比例分别为29.37%~56.27%和15.06%~36.19%。研究发现,粉绿狐尾藻、水葫芦、水生美人蕉和花叶芦竹4种植物为富集镉较好的植物,而黑藻、香根鸢尾和长苞香蒲3种植物的镉富集能力相对较弱;镉主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在于植物根的细胞壁和液泡中,以减弱镉对根细胞器和植物地上部分的毒害。