浮萍放养体系中氮的平衡与浮萍体内氮的亚细胞分布研究

采用15N示踪技术研究了浮萍放养体系中氮的平衡与浮萍体内氮的亚细胞分布.结果表明,两个不同氮浓度处理浮萍的含氮量分别为3592.0和3366.0 mg/kg FW、标记氮的吸收量分别为每瓶0.2919和0.3031 mg,差异不大,可能与处理浓度较高,已能满足浮萍对氮的需求有关.两个处理未能回收的15N量也比较接近,分别为每瓶0.8921和0.8206 mg,由于溶液pH控制在5.5左右,氨挥发作用十分有限,可以认为是由硝化-反硝化作用所致.研究还发现,浮萍吸收的外源15N标记铵态氮主要分布在可溶性组分中,即细胞质液和液泡溶液中,以可溶性蛋白质(包括酶)、多肽和游离氨基酸等形态存在,这有利于浮萍的资源化利用.

浮萍生长及其除磷效率的影响因素的研究

磷是藻类增殖的限制因子，是引起水体富营养化的关键营养物质。有效除磷，能在很大程度上减轻水体的富营养化。利用浮萍科植物吸收转化污水中的营养物质引起了越来越多研究者的关注，但对浮萍科植物除磷效果的影响因素的研究相对较少。以少根紫萍（Spirodela oligorrhiza）为供试材料，以完全培养液为处理对象，研究了培养液pH、少根紫萍初始放养密度对其生长及除磷效率的影响。结果表明：少根紫萍能够耐受的最低pH在4左右，在pH=5～9能正常生长，在pH=6～8具有较高的TP去除率，最高去除率可达84．1％；少根紫萍的相对增长率随其初始放养密度的增加而降低，但其鲜重增长量、平均增长速率、TP去除率及平均TP去除速率均随着初始放养密度的增加而增加。

Cr^(6+)和乙草胺对少根紫萍的毒性效应

采用水培实验方法,研究了重金属Cr6+和除草剂乙草胺对少根紫萍(SpirodelaoligorrhizaL.)生长的单一毒性和联合毒性效应。结果表明,Cr6+和乙草胺对少根紫萍96h生长抑制的IC50分别为15.4和6.95mg·L-1,在质量浓度1∶1的情况下,Cr6+与乙草胺共存对少根紫萍96h的IC50为3.14mg·L-1,二者为协同作用。随着Cr6+和乙草胺处理浓度的增加,少根紫萍叶绿素a浓度下降,复合污染对叶绿素a的影响明显大于单一污染,也表现为协同作用。另外,还对少根紫萍生长抑制实验进行了探讨,建议使用植物个体数和重复间的偏差作为衡量实验质量的指标。

镉和乙草胺对少根紫萍的毒性效应

联合毒性实验在水环境污染评价中非常重要。本文以少根紫萍(SpirodelaOligorrhiza)为研究对象,研究了重金属Cd和除草剂乙草胺对少根紫萍生长的单一毒性和联合毒性效应。实验结果表明:Cd、乙草胺及对少根紫萍的96h-IC50分别为4.77mg/L和6.95mg/L,在浓度1∶1的情况下,Cd与乙草胺共存对少根紫萍的96h-IC50为1.41mg/L,采用Marking相加指数法求得相加指数AI为1.00,大于零,为协同作用。同时,随着Cd、乙草胺处理浓度的增加,少根紫萍叶绿素a的浓度下降,其中Cd对叶绿素a的影响大于乙草胺,复合污染对叶绿素a的影响明显大于单一污染,也表现为协同作用。另外,本文还对少根紫萍生长抑制试验进行了探讨,建议使用植物体数和重复间的偏差作为衡量试验质量的指标。

Cd^(2+)、乙草胺单一及其复合污染对少根紫萍生理生化特性的影响

为进一步了解重金属和农药复合污染对水生植物产生毒害作用的机制,以少根紫萍叶片叶绿素质量比、过氧化物酶活性(POD)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、丙二醛(MDA)含量为指标,通过水培试验研究了少根紫萍在镉、乙草胺污染胁迫4 d后的生理生化响应,并探讨了镉、乙草胺单一与复合污染对少根紫萍叶片的毒性效应及其致毒机制。结果表明,单一镉污染时,随镉质量浓度的增加,叶绿素质量比显著降低。叶绿素质量比对镉污染响应敏感,有潜力作为水体镉毒性效应的监测指标。随着镉质量浓度的增加,少根紫萍叶片SOD、POD酶活性表现为先增加后降低的趋势;MDA含量随镉质量浓度的增加而显著增加。乙草胺单一处理对少根紫萍各项指标的影响与镉相似,但均小于镉对少根紫萍的影响。镉-乙草胺复合污染时,叶绿素质量比变化趋势与单一处理相同,并低于相应的单一镉、乙草胺处理;但同一镉质量浓度下不同乙草胺质量浓度处理组间叶绿素质量比差异不显著,Cd2+对叶绿素的破坏占主导。镉-乙草胺复合污染处理时,SOD、POD活性仍表现为先增加后下降趋势,但与镉单一处理时比较有降低现象;MDA含量仍随质量浓度的增加而增加,且高于单一处理。镉-乙草胺复合污染的毒性效应高于单一污染的毒性效应,表现为协同作用。

水体中氮含量对紫背浮萍生长的影响

考察水体不同氮含量条件下,紫萍的生长特性及其体内蛋白质和碳水化合物累积情况,分析水中氮元素与紫萍体内碳氮磷元素累积的相关性,并进行了紫萍酒精发酵的初步试验。氮浓度采用了1、3、5、7、10 mg/L,氮源分硝基氮和氨基氮两种。试验初步获得了水中氮磷与紫萍体内蛋白质和碳水化合物累积的关系,确定了获取高蛋白质含量和高碳含量紫萍的相关培养条件;酒精发酵效率达94.92%,为紫萍治理废水并应用于能源和饲料行业开拓思路。

铜、镉、汞单一及其复合污染对少根紫萍的毒害研究

通过实验室水培试验研究不同浓度处理水平下Cu、Cd、Hg单一及其复合污染对少根紫萍叶绿素及脯氨酸浓度的影响。经观察分析,培养4天后,各处理组均呈现出不同程度的受害症状。同一浓度处理水平下,单一重金属污染对少根紫萍叶绿素的生态毒性效应为Cd>Cu>Hg。复合污染中Cu+Cd和Hg+Cu+Cd对叶绿素的影响则表现为协同作用;Cd+Hg复合浓度≤6.0+4.0mg/L时表现为拮抗作用,复合浓度>6.0+4.0mg/L时表现为协同作用;Cu+Hg复合浓度≤0.4+4.0mg/L时表现为协同作用;复合浓度>0.4+4.0mg/L时表现为拮抗作用。随处理浓度的递增,脯氨酸含量均表现出一显著抗性峰,而后下降。

浮萍吸收不同形态氮的动力学特性研究

吸收试验结果表明,浮萍(Spirodela oligorrhiza)吸收铵态氮和硝态氮的动力学特性可用M ichaelis-M enten方程来描述。浮萍对铵态氮的亲和力大于对硝态氮的亲和力,证实了浮萍“优先吸收净化铵态氮”的观点。研究还发现,浮萍吸收硝态氮的最大速率大于吸收铵态氮的最大速率,基于浮萍吸收不同形态氮的动力学特性,提出了构建物理作用(增氧工艺)—微生物(硝化作用)—植物(浮萍)复合污水净化体系的见解。