富营养化水体中的溶源性浮游细菌分布与环境因子的关系

2006年5月—2007年1月期间,在夏冬两季分别对湖北省不同营养程度的淡水富营养化水体进行了采样,通过丝裂霉素C诱导后,对其进行溶源性浮游细菌的检测和环境因子的相关性分析.结果显示:在富营养化水体中,全年夏冬两季的可诱导率并无显著差异,但重富营养水体中的可诱导率(74%～78%),显著高于轻度富营养水体(21%～66%).可诱导率分别与TLI营养指数和COD极显著正相关(p<0.01).可诱导率与浮游生物总量并无相关性,水体总营养水平是决定富营养化水体中可诱导率的关键因素之一,季节变化(水温)也不是决定可诱导率的关键.

沸石的载铁改性及饮用水除氟试验研究

为避免使用含铝材料,采用新方法制得载铁改性斜发沸石,并通过一系列静态及动态试验对其除氟性能及影响因素进行了研究.结果表明:经过改性活化的斜发沸石滤料的除氟容量(DC)得到显著提高,静态达0.665 mg/g,动态达0.2 mg/g,分别约为原沸石除氟容量(0.03 mg/g)的20和7倍.载铁改性斜发沸石对F-的吸附符合Langmuir吸附等温模式,其最适pH为6~7,氟吸附速率快,再生稳定;同时其也能高效去除饮用水中的锰离子,除锰容量(MRC)达2.442 mg/g.对高氟地下水的处理效果证明,该滤料不仅降氟达到国家饮用水标准,而且具有再生简易、使用寿命长等特点.

黑臭水净化菌株的筛选及其水质改善能力

生活污水的过度排放引起的水体黑臭是一个亟待解决的环境问题.为建立黑臭水的微生物净化方法,从不同重污染水体或底泥中筛选获得了多种光合细菌,分析发现其中10种光合细菌(P1～P10)及其混合菌(Pm)对黑臭指标有改善效果.黑臭水厌氧光照净化试验结果表明,菌液投加量为1.0%,3d后光合细菌P1,P2,P3,P4,P8,P9和Pm对人工黑臭水CODCr,NH3-N,S2-,色阈值及臭阈值去除率分别为75.00%～82.00%,24.20%～27.97%,72.03%～87.89%,58.90%～69.08%和75.29%～87.89%,其中P9的效果最好.黑臭水兼性厌氧光照净化试验结果表明,菌液投加量为1.0%,3d后光合细菌P2,P3,P4,P8,P9和Pm对人工黑臭水中的CODCr,NH3-N,S2-,色阈值及臭阈值去除率分别为60.67%～79.92%,35.92%～40.16%,72.03%～82.93%,58.25%～66.55%和75.29%～85.09%,ρ(DO)由0.54mgL增至1.80～2.63mgL,其中P2和P9的效果最好.经鉴定P9为沼泽红假单胞菌.研究发现,在菌液投加量为0.1%,30℃,厌氧光照条件下P9可明显改善水的黑臭指标.

腐解黑藻生物量对高硝态氮水体氮素的影响

采用常见沉水植物黑藻为试验材料,引入太湖底泥并设定上覆水初始ρ(硝态氮)为15 mg/L,模拟初春沉水植物大规模腐烂时的温度,开展为期32 d的黑藻腐解试验研究.结果显示,黑藻腐解对水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和的影响呈U字型,试验条件下黑藻腐解生物量为2.0 g(相当于0.111 kg/m2)时,水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和最低.随着黑藻的腐解,释放进入水体的有机质和氮素增加,但同时也提高了水体中的ρ(TOC)/ρ(硝态氮)值,降低了Eh,提高了微生物的活性,因此有利于反硝化反应的发生.

藻类对造纸废水中COD的去除效率研究

实验比较了绿藻(栅藻、小球衣藻、莱因衣藻、普通小球藻、蛋白核小球藻、实球藻、空球藻),硅藻(小环藻、舟型藻),中型裸藻,纤细裸藻,牟氏角毛藻(海洋硅藻)对造纸废水COD的去除能力。结果表明,硅藻中的舟形藻和小环藻对造纸废水COD的去除效率最高,培养18d后,其去除率分别达到87.09%和88.18%。此外,还研究了不同初始藻浓度对COD去除率的影响,发现初始藻浓度为106cells/mL的去除率最佳,上述结果为进一步研究造纸废水的藻类处理工艺奠定了基础。

富营养化水体中浮游病毒与浮游植物生长的关系

于2005年4-12月对武汉东湖落雁岛和关桥2个池塘进行综合调查，考察浮游病毒丰度和叶绿素a含量的变化，以及水温、pH值、溶解氧量、总氮和总磷等环境因子的变化，分析浮游病毒与浮游植物、环境因子之间的相互关系嚣果表明，在营养水平较高的水体中，浮游病毒丰度相应较高，但与营养物浓度变化无显著的相关性．2个采样点浮游病毒的平均丰度分别为2．99×10^8，4．24×10^8VLPs/mL（峰值出现在9、10月份）。叶绿素a浓度的平均值分别为96．66，166．74μg／L．关桥采样点的浮游病毒丰度与前一个月的叶绿素a浓度呈显著相关（r=0．809，P〈0．01）其显著性水平高于与当月叶绿素a浓度的相关性（r=0.634，〈0．05），而浮游病毒丰度与后一个月的叶绿素a浓度不呈显著相关（P＞0．05）．

淡水湿地浮游病毒的空间分布

在2006年3～7月间,对湖北省内15个营养水平不同的湿地水体中浮游病毒的分布规律开展了大规模研究。采用荧光显微直接计数法测定了浮游病毒丰度,同时还测量水体透明度、水温、pH、总氮、总磷、COD、叶绿素a浓度及活菌数。结果显示,浮游病毒丰度不但与活菌数和叶绿素a浓度显著相关(P<0.05),而且也与COD和水温极显著相关(P<0.01),这一结果说明有机物浓度和水温分别是决定淡水湿地中浮游病毒空间和时间分布的重要因素。进一步的分析还表明在富营养化水体中,浮游病毒与活菌数的相关性(P<0.05)高于与叶绿素a浓度的相关性(P>0.05),说明噬菌体(而不是浮游植物病毒)是富营养化水体中浮游病毒的优势种类。

Na型斜发沸石去除水中铁锰及其再生方法研究

为建立一种简单、有效、应用性强的地下水除铁锰方法，研究了Na型斜发沸石除铁锰及其影响因素并建立了再生方法。研究表明Na型斜发沸石对Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）均表现出较强的吸附能力，对Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的最大饱和吸附量分别达4．00mg／g和3．50mg／g；且吸附速率快，吸附动力学较好地符合Lagergren一级吸附动力学模型。采用Langmuir吸附等温线能较好描述Bio—F吸附Fe（Ⅱ）（R^2=0．9814）及Mn（Ⅱ）（R^2=0．9899）的过程。该吸附剂在pH6—7范围内可保持90％以上吸附Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的能力。Na型斜发沸石可用15％的NaCl溶液再生，10次再生实验证明其吸附容量可保持100％，研究表明该方法用于高铁锰饮用水处理具有较强的应用价值．

高效降解生活污水中COD的根际微生物的分离筛选

采用平板划线法从人工湿地的芦苇、美人蕉的根际土壤中分离出若干细菌、真菌、放线菌菌株,在实验室条件下检测了这些菌株对灭菌生活污水和自然生活污水COD的去除效果,结果表明4株细菌、1株放线菌、1株真菌对灭菌生活污水和自然生活污水COD均具有较高的去除率。4株细菌在降解灭菌生活污水COD的去除率在48 h后依次为75.4%、78.7%、83.5%、69.8%;其在降解未灭菌生活污水COD的去除率在48 h后依次为43.4%、47.8%、50.7%、36.8%;真菌对灭菌和未灭菌生活污水COD的去除率在48 h后分别为60.2%、41.3%;放线菌对灭菌和自然生活污水COD 48 h后的去除率分别为57.8%、46.4%。这几株高效降解COD的湿地根际微生物具有潜在的应用价值。

MIEX-DOC~离子交换树脂的饮用水除砷研究

对新型阴离子交换树脂MIEX-DOC的除砷性能进行了研究,考察了该树脂除砷容量、对三价砷[As(Ⅲ)]和五价砷[As(Ⅴ)]的去除能力、不同离子和水体pH值对树脂除砷[包括As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]效率的影响。结果表明,MIEX-DOC树脂对人工配制高砷水(0.1mg.L-1)的除砷容量约为0.0051mg.mL-1;对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除能力相当;常见的共存离子对树脂除砷效率有抑制或促进影响;不同pH值下,MIEX-DOC树脂除砷效率不同,但对0.1mg.L-1的高砷水的除砷效率均达到50%以上。对农村高砷水的实地中试研究表明,当源水砷浓度约为0.1mg.L-1时,出水砷浓度低于0.05mg.L-1,达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的农村小型集中式供水和分散式供水水质指标。成本分析结果表明,采用国产MIEX-DOC净水设备的除砷效果与进口设备相当,但除砷成本较低(0.56元.t-1),在我国农村高砷饮用水处理中有一定应用潜力。

新型饮用水除氟材料Bio-F除氟机制研究

采用了SEM、BET、FT-IR、XRD等现代分析测试方法,研究了Bio-F的表面微观结构及吸附氟离子机制.结果表明,Bio-F吸附氟离子后比表面积由12.411m2.g-1减少为10.692m2.g-1,平均孔容减少了0.004cm3.g-1,最可几孔径分布在1.88nm左右.Bio-F吸附氟离子的过程包括离子交换和吸附作用,吸附方式包括物理吸附和化学吸附,离子交换时材料与氟离子结合可能形成Ca10(PO4)5CO3(OH)F.

富营养化水体中微囊藻、菌、病毒数量关系初步研究

通过测定铜绿微囊藻、菌、病毒的数量以及总磷、总氮的浓度变化,研究了富营养化水体中藻、菌、病毒之间的数量关系。结果表明:病毒和第二天的藻细胞数呈显著负相关(r=-0.655,P<0.01),其显著水平高于与当天藻细胞数的相关性(r=-0.578,P<0.05),菌和第二天的藻也具有显著负相关性(r=-0.500,P<0.05),回归分析表明,病毒的波动能够解释51.9%的藻细胞数的变化,菌的波动能够解释46.4%的藻细胞数的变化,藻细胞数与菌数的回归方程的确定系数低于藻细胞数与病毒数的确定系数。此外,藻和总磷存在极显著负相关性(r=-0.747,P<0.01),病毒和总磷之间存在极显著正相关(r=0.857,P<0.01)。上述结果说明,浮游病毒和浮游细菌丰度是影响藻类数量的重要因子,且富营养化水体中的浮游病毒可以通过裂解宿主细胞而加速了磷元素的循环。

湿地植物根际微生物处理生活污水的模型规模研究

在人工湿地模型中,研究了人为增加湿地植物根际微生物对生活污水中COD的降解效果:将2株从湿地分离的根际微生物扩增培养(分别用于模型1与模型2),与一定比例的生活污水混合后注入到湿地模型中,在停留12,24,36,48 h时分别测定污水中COD的去除率。结果表明,加菌模型对COD的去除率显著高于空白模型(P<0.05),且随着时间的延长,二者的差异性越大,至48 h时,空白模型和2个加菌模型(模型1和模型2)对自然污水COD的去除率分别为50.6%,73.0%,75.3%,对灭菌污水COD的去除率分别为52.2%,76.3%,80.1%。说明向人工湿地中添加植物根际微生物将大大提高湿地对生活污水中COD的去除率,具有进一步开发的价值。

PP类噬藻体的生态分布及系统进化研究

全国范围内采集富营养化水体,从5个省份分离出PP类噬藻体.设计了PCR引物GPA和GPB,扩增所分离的PP类噬藻体.对PCR产物测序后提交Genebank进行Blast,实验结果表明,分离的PP类噬藻体核酸与实验室PP相似性高达95%左右;氨基酸水平进化分析显示分离的PP类噬藻体与实验室PP亲源性也极高,证明它们是同一类病毒且分布广泛;并发现它们与噬藻体Pf-WMP3/4,脓肿分枝杆菌及其噬菌体,梭状芽胞杆菌及其噬菌体,茎瘤固氮根瘤菌和橙色滑柱菌的相关结构蛋白有一定的相似性.

洪湖养殖区水生植物种子库现状及水生植被恢复策略研究

洪湖大面积围网养殖对水生植被破坏严重,为探讨洪湖养殖区水生植被恢复策略,在一个典型的养殖区域内进行了水生植被常规调查、水质调查、种子库调查、自然恢复试验.研究结果表明:(1)鱼类密度过大是水生植被退化主要原因和水生植被恢复的主要限制因子,而水质不是关键的限制因子.(2)养殖区种子库水生植物14种,平均密度为467±345 ind/m2.(3)养殖区现场2种自然恢复试验分别有5种、14种水生植物得到恢复.研究结果表明在洪湖养殖区现有水质条件下,仅通过严格控制草食性鱼类的密度,水生植被即可自然恢复.

多环芳烃降解菌的筛选及其对天然水的净化效果分析

采用水-硅油双相体系筛选法,从武汉石化厂活性污泥中分离到一株能以多环芳烃(Polycyclic aromatichydrocarbons,PAHs)萘、菲、芴、芘、荧蒽为唯一碳源的高效降解菌株W3,16S rDNA序列分析表明W3属于假单胞菌属(Pseudomonas citronellolis)。在多环芳烃初始浓度为30 mg.L-1的无机盐-硅油培养液中培养5 d后,W3对萘、菲、芴、芘、荧蒽的降解率分别达到(94.00±2.83)%、(81.15±1.63)%、(87.65±4.71)%、(91.65±1.63)%和(87.20±2.12)%。用W3对湖水中的多环芳烃进行降解,结果表明,在投菌量为3%、细菌密度为3.15×106个.mL-1时,5 d后W3对萘、菲、芴、芘、荧蒽的降解率分别达到(34.07±7.07)%、(24.78±0.51)%、(56.95±5.06)%、(19.67±3.18)%、(35.10±5.22)%;当细菌密度为4.76×107个.mL-1时,5 d后W3对萘、菲、芴、芘、荧蒽的降解率分别达到(59.27±8.54)%、(44.35±10.79)%、(66.64±2.35)%、(26.40±6.36)%和(53.86±4.07)%。

人工湿地处理旅游景区酒店污水示范工程

提出了采用人工湿地处理洪湖蓝田生态园旅游区酒店污水的措施,并建立了示范工程。建成后,在日处理量为40m3/d的条件下,人工湿地对TN、TP和CODCr的去除率分别为81.39%、66.07%和53.66%。本工程经过4个月的正常运行,生态园酒店排出污水经过湿地处理后,水质有比较明显的改善。工程有机地将景观与人工湿地相结合,景观与当地旅游区特点相融合。

洱海流域沿岸带石质基质上周丛藻类群落研究

2009年12月-2010年1月调查了云南洱海流域中洱海、西湖和茈碧湖沿岸带周丛藻类群落的物种组成、生物量、群落多样性以及水体理化因子，并运用典范对应分析（CCA）探讨了影响周丛藻类群落结构的主要环境因子．结果表明洱海周丛藻类优势种属是刚毛藻属、等片藻属、暗丝藻，而西湖和茈碧湖均以硅藻为主．洱海的周丛藻类生物量大于西湖和茈碧湖，最高值出现在洱海白族小庙（EH31），Chl—a达到78．71ug／cm2．洱海的绿藻密度也高于西湖和茈碧湖．茈碧湖的周丛藻类多样性最高，Shannon—wiener指数均值为2．47；西湖次之。Shannon—wiener指数均值为2．34；而处于流域下游的洱海沿岸带周丛藻类的耐污种数目增加，多样性最低．CCA结果表明水体中的NH4＋及TP浓度是影响洱海流域物种分布的主要环境因子．

溶藻放线菌AN02的筛选及其培养条件的优化

探讨了开发利用土壤放线菌资源来进行水华防治的新途径。从土壤中分离到13株具有溶藻活性的放线菌菌株,经过进一步筛选得到AN02菌株,其胞外代谢产物对铜绿微囊藻具有较好的抑杀作用。研究了不同培养条件对AN02溶藻活性的影响,结果发现pH为7.5,28℃,培养6 d时的溶藻效果最好。此外,较强烈的振荡和充分的溶氧也有利于提高溶藻效果。

溶藻放线菌改性制剂对铜绿微囊藻的控藻能力研究

采用喷雾干燥法制备了一种溶藻放线菌粉剂,此粉剂按1∶10 000的质量比投加4 d后对铜绿微囊藻的溶藻效率可达90%,该粉剂经过壳聚糖改性处理后,在1∶20 000的质量投加比下,0.5 h即可絮凝去除90%的藻细胞,4 d后的溶藻效率仍可达80%。由于既能快速絮凝除藻,又能长效溶藻,使得改性溶藻放线菌粉剂具有更为广阔的应用前景。