水体浊度对菹草萌发及萌发苗光合荧光特性的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60NTU和90 NTU的混浊水体,将菹草(Potamogeton cripus)石芽分别种植于上述水体中,测定萌发率和萌发苗的株高、叶片数,并利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM)测定萌发苗的光合荧光特性。结果表明,水体浊度对石芽萌发率没有显著影响,但对萌发速率有一定影响;随着浊度的升高萌发苗株高和叶片数均显著降低(p<0.05);菹草萌发苗的有效荧光产量Yield也随水体浊度升高而降低,表明在高浊度水体中萌发苗天线色素吸收光子供给PSII反应中心的效率下降;高浊度导致萌发苗吸收光能用于光化学电子传递的份额(qP)减少,第23天时90NTU水体中的qP为对照的91.4%;水体浊度上升导致qN显著升高,表明在高浊度、低光照胁迫下,萌发苗接收的光能更多的以热的形式耗散掉了,以避免光系统PSⅡ受到过剩光能的伤害;浊度升高引起电子在光合链中的传递速率(ETR)显著下降,第23天时在30、60NTU和90NTU水体中ETR分别为对照的93.3%8、8.5%、75.8%,导致参与CO2固定的电子减少,光合作用降低。快速光响应曲线测定结果表明,萌发苗ETRmax和最小饱和光照强度随水体浊度的增加呈下降趋势,光响应能力随水体浊度的增加而显著下降,特别是在90NTU水体中萌发苗的光合作用能力下降显著。因此,在浅而混浊的水体中(水深70cm,浊度低于90NTU),菹草石芽均能萌发,但是,水体浊度对萌发苗光合作用、生长速率有一定抑制作用。

3种景观植物对城市河道污染水体的净化效果

以美人蕉、绿萝、马丽安3种景观植物为试材,制成生态浮床,研究3种植物以及无植物浮床对城市污染水体中氮、磷的净化效果,试验共持续46d.结果表明:3种植物在污染水体中能保持较强的生命力,试验结束时,其株高、根长及生物量均有显著增加,增长率表现为美人蕉>马丽安>绿萝;美人蕉、绿萝、马丽安对水体中TN的去除率分别为93.95%,90.25%和92.60%,远高于对照组的去除率(60.44%);3种植物对水体中NH4+-N的去除率分别为98.06%,95.07%和97.61%,其中美人蕉、绿萝组NH4+-N的主要去除途径为硝化反应,马丽安组NH4+-N去除主要是通过氨挥发以及硝化反应等,而对照组NH4+-N去除率(81.62%)较高的主要原因为氨的挥发;美人蕉、绿萝组ρ(NO3--N)呈先增加后减少的趋势,而马丽安和对照组ρ(NO3--N)增幅不大,各试验组ρ(NO3--N)变化与水体硝化、反硝化反应以及植物吸收有关;3种植物对水体中TP和CODMn均有明显的去除效果,去除率显著大于对照组.试验表明,3种植物对污染水体均有很好的净化效果和一定的景观价值,可作为城市河道污染水体治理的优良物种而推广使用.

水体浊度对菹草(Potamogeton cripus)幼苗生长发育的影响

用粒径小于100μm的泥沙配置浊度为30、60、90、120、150 NTU和180 NTU的混浊水体,将菹草(Potamogeton cripus)幼苗分别移栽于上述水体中,观测菹草幼苗在各浊度水体中的生长发育状况,并用水下饱和脉冲叶绿素荧光仪(DIVING-PAM)测定菹草幼苗光合作用PSII最大量子产量(Fv/Fm)、有效荧光产量(Yield)、光化学荧光淬灭系数(qP)、非光化学荧光淬灭系数(qN)等指标。结果表明,菹草幼苗对混浊水体有较强的耐受能力,在30、60NTU和90NTU的混浊水体中,水体浊度对菹草幼苗的存活、生长发育及光合结构PSII影响不显著(p>0.05)。当水体浊度≥120NTU时,在短期(<10d)胁迫下,水体浊度对于菹草幼苗的存活、生长发育无显著影响(p>0.05),但是,随着胁迫时间的延长(>10d),菹草幼苗虽能成活但生长发育明显受到抑制,幼苗叶片受光胁迫时,能通过增加热耗散(qN)保护其光合结构PSII免受伤害;而更长时间的胁迫(80d),在高浊度(120、150 NTU和180 NTU)水体中的菹草幼苗开始大量死亡,其Fv/Fm、Yield、qP值均显著低于对照(p<0.05),qN值的急剧下降,说明光合结构PSII开始受到破坏。

水网藻附着对亚洲苦草光合特性的影响

运用水下饱和脉冲荧光仪(Diving-PAM)测定附着了水网藻的亚洲苦草(Vallisneria asiatica)叶片的荧光参数和快速光响应曲线．在水网藻主要附着的苦草叶片上部,15 d后F_v/F_m显著下降,光系统(PS)的光化学效率显著降低;附着水网藻的叶片通过热的形式耗散掉的能量极显著增加(P＜0．01),有效荧光产量、光化学淬灭系数和相对光合电子传递速率(rETR)、Chl．a、类胡萝卜素(Car)、Chl．a/Chl．b和Car/Chl．a均显著降低;在快速光响应曲线中,当光照强度高于104μmol/ (m^2·s)后,随光照强度的增加,附着水网藻的苦草叶片的rETR显著低于对照,光合作用能力下降;且其饱和光强为248μmol/(m^2·s),显著低于对照叶片的685μmol/(m^2·s),表明水网藻附着苦草叶片后导致叶片光响应能力显著下降．

苦草(Vallisneria natans)生长期对沉积物磷形态及迁移的影响

模拟湖泊系统构建了"沉积物-水-苦草"(Vallisneria natans)系统,研究了在苦草生长期沉积物、水和苦草三相中磷含量的变化.结果表明:苦草在生长期,能显著降低沉积物中各形态磷的含量,沉积物总磷(TP)、NaOH提取磷(NaOH-P)、HCl提取磷(HCl-P)、无机磷(IP)和有机磷(OP)含量分别降低了65.71、39.06、11.65、52.86和11.28 mg/kg.苦草对沉积物磷中IP的吸收效率要大于OP,对NaOH-P的吸收效率要大于HCl-P.水中总磷浓度下降至0.04 mg/L.沉积物中氧化还原电位(Eh)显著升高,而pH呈下降趋势.沉积物TP、NaOH-P、HCl-P、IP和OP之间呈极显著正相关,沉积物各形态磷含量与Eh呈不同程度的负相关,与pH呈显著正相关,与苦草根系表面积呈显著负相关.实验结束时,苦草富集的磷为292.24 mg,沉积物、苦草和水中磷总量百分比分别为92.04%,7.85%和0.12%.实验结果表明:苦草在生长期通过对沉积物Eh升高和pH降低的方式影响沉积物中磷的含量,将沉积物和水中磷聚集于植物体内,以降低沉积物磷向上覆水释放的风险.苦草对沉积物各形态磷的吸收率排序为NaOH-P>HCl-P;IP>OP.

悬浮泥沙水体对穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L．)光合荧光特性的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60和90NTU(Nephelometric Turbidity Units)的混浊水体,将穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L．)成体植株分别种植于上述水体中,2个月后,利用水下饱和脉冲荧光仪(Diving-PAM)测定植株叶片的叶绿素荧光参数．结果表明,水体悬浮泥沙对狐尾藻成体植株F_v/F_m和F_o影响不显著,植株PSⅡ无显著损伤．用30μmol photon/(m^2·s)的光化光照射10s,在30和60NTU的混浊水体中植株△F_v/F_m、q^P和rETR与对照的差异不显著;在90NTU的水体中,q^P、rETR与对照的差异显著(P＜0．05);q^N值≤0．1,表明在低光化光照射下叶片的热耗散少,能量更多的参与了光化学反应．在悬浮泥沙水体中植株的rETR日变化幅度显著小于对照,植株的光合作用随水体浊度的增加显著降低．F_v/F_m日变化呈较为平缓的“V”形变化,植株受到的光抑制程度低;泥沙浊度≥60NTU时,F_v/F_m恢复变慢,但与对照差异不显著,rETR_(max)随泥沙浊度升高呈下降趋势,光合作用能力显著降低．结果表明穗花狐尾藻是一种较为耐受悬浮泥沙水体的沉水植物,悬浮泥沙对植株光合系统PSⅡ、抗光抑制能力无显著影响,但对光合作用能力影响显著(P＜0．05)．

腐殖酸对针铁矿吸附磷的影响机理

通过添加HA(Humic acid,腐殖酸),研究不同环境条件下HA对针铁矿吸附磷的影响.结果显示,加入HA能显著降低磷吸附量,pH为4.5时分别加入100和40 mg/L HA,磷的最大吸附量分别降低了26.6%和25.6%;pH为7.0时分别加入100和40mg/L HA,磷的最大吸附量分别降低了26.8%和23.1%.不同添加顺序试验结果表明:针铁矿对磷的吸附量大小顺序为后添加HA>同时添加HA和磷>先添加HA;无论是否添加HA,针铁矿对磷的吸附量都随着pH的升高而降低,相应的吸附等温线也都符合Langmuir吸附等温方程;总有机碳和红外光谱特征表明,HA和磷在针铁矿表面吸附点位形成竞争吸附,并且针铁矿表面的羟基在吸附磷和HA的过程中起到了一定的作用.

DSA电极电催化氧化降解四环素废水工艺优化

以盐酸四环素(TC·HCl)为研究对象,钛基钌铱涂层(IrO2-RuO2/Ti)为阳极,钛板为阴极,电催化氧化降解TC·HCl模拟废水,探讨了初始质量浓度、电流密度、pH、电解质硫酸钠浓度对电催化降解TC·HCl效率的影响。结果表明,电催化氧化可有效降解水中的TC·HCl。提高电流密度,降低TC·HCl初始质量浓度、电解质硫酸钠浓度,可增大TC·HCl去除率。反应的前90 min,pH对去除率无影响,反应90 min后降解效果出现明显差别,pH为3、7和12时,反应300 min去除率分别为92%、100%和72%。降解过程遵循一级反应动力学模型。通过综合各工艺参数下的去除率、能量消耗和电流效率,得出最佳工艺参数为:TC·HCl初始质量浓度300 mg/L、电流密度10 mA/cm2、硫酸钠浓度0.05 mol/L、pH=7,在该条件下反应180 min后TC·HCl去除率达94%。该实验结果为电化学处理制药工业废水提供了基础数据和科学参考。

水生高等植物季相交替群落对富营养化水体净化效果调查

为调查水生植物恢复演替过程中对水质净化作用,在富营养化湖泊内的围隔中,引种菹草、伊乐藻、野菱、水鳖,分别构建由菹草、伊乐藻、野菱、水鳖组成的(围区A)和由菹草、野菱组成的(围区E)季相交替水生植物群落,跟踪观测水生植物恢复生长情况。结果表明,由菹草、伊乐藻、野菱、水鳖所构建的季相交替的水生植物群落能在水质变化剧烈、藻类容易爆发的阶段(初春至夏末)持续有效的抑制浮游植物生长繁殖,对富营养化水体中的营养盐有较高的去除作用,并能有效缓解因前一种植物死亡给水质带来的不利影响,使水质保持相对稳定。

水体浊度对苦草光合荧光特性的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60、90 NTU(nephelometric turbidity units)的混浊水体,将苦草(Vallisneria natans)成株分别种植于上述水体中,利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM)测定植株最长叶片水下10 cm处ΔFv/Fm的光合日变化及快速光响应曲线(RLC)。结果表明,1个月后,水体浊度对苦草成体植株Fv/Fm和光合系统Ⅱ(PSⅡ)无显著影响,叶片ΔFv/F’m的日变化曲线呈“V”形;泥沙浊度≥60 NTU时,ΔFv/F’m降低幅度较小,光强降低时恢复较快,植株受光抑制的程度变小。快速光响应曲线结果显示,实验期间苦草开始衰老,光响应能力下降;随水体混浊度的升高,叶片光响应能力下降减慢。表明在浅(水深1.0 m)而浑浊的水体中,短时间内混浊水体对苦草成株叶片PSⅡ的影响较小。

电化学氧化降解磺胺嘧啶模拟废水的工艺优化

在无隔膜电解槽中,以NaCl为电解质,利用形稳阳极(DSA)产生的羟基自由基(·OH)和原位电生成的活性氯氧化降解磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)模拟废水。通过高效液相色谱分析SD及其产物含量变化,水杨酸捕集羟基自由基法测定·OH的浓度,探讨工艺参数对·OH、氯离子、余氯、总氯和总有机碳(TOC)去除率的影响。结果表明,反应10 min后SD去除率达100%,反应4 h后溶液TOC明显下降;反应4 h后,pH=3、4、8、8.5、10和12的反应体系中TOC去除率分别为29%、46%、55%、61%、52%和47%,峰值出现在pH=8.5时;提高电流密度、电解质NaCl浓度及降低SD初始质量浓度可增大TOC去除率。该实验最优工艺条件为:pH=8.5,外加NaCl 0.025 mol/L,电流密度20 mA/cm2,初始质量浓度100 mg/L SD,经4 h的电化学氧化降解,TOC去除率达到66%。

江滩湿地水生植物对水体氮、磷污染物去除效果分析

在镇江内江边选择面积为9 048 m2的水面建立中试试验区,分别引种挺水植物群落、浮叶植物群落、沉水植物群落,于2006年8月底引长江水进入实验区后对各植物群落进水与出水断面水体TN,TP浓度进行监测。结果表明:水体进入实验区时,TN浓度平均值为1.13 mg/L,输出时挺水植物群落、浮叶植物群落、沉水植物群落出水断面浓度平均值分别为0.67 mg/L,0.52 mg/L,0.43 mg/L,TN截留率依次为41%,21%,16%,不同植物群落对TN截留效果不同,其中挺水植物群落】浮叶植物群落】沉水植物群落。水生植物对水体TP去除效果显著,引长江水进入实验区时水体TP浓度平均值为0.19 mg/L,输出时挺水植物群落、浮叶植物群落、沉水植物群落出水断面TP浓度平均值分别为0.13 mg/L,0.09 mg/L,0.06 mg/L,各植物群落对TP截留率分别为31%,32%,31%。水生植物对水体TN,TP有明显去除效果,不同水生植物群落对防止水体富营养化起到积极作用。

刈割对生态浮床植物黑麦草光合作用及其对氮磷等净化效果的影响

以多花黑麦草为试材,通过水培实验方法,研究刈割强度对黑麦草生长、光合作用以及对污染水体氮、磷等去除效果的影响.结果表明,①刈割显著促进黑麦草新芽再生能力,刈割后5--13 d,C2（留茬2 cm）实验组新芽再生速率达2.78 cm.d^-1,远高于不刈割组（0.88 cm.d^-1）;刈割组株高、现存生物量以及生产量均大于不刈割组,且随刈割强度的增加,植物补偿指数显著变化,其中重度刈割（留茬高度≤5 cm）试验组新芽高度以及累积生物量分别为40.6--44.0 cm、31.6--37.2 g,均表现为超补偿作用,表明重度刈割有利于黑麦草生物量的累积;②刈割对黑麦草叶片叶绿素组成具有一定影响,其中C2组叶绿素a、叶绿素a/b最大,为1.85 mg.g^-1、3.18,C1（不刈割）组最小,为C2组的89.29%、90.13%;③刈割对黑麦草叶片叶绿素荧光参数有显著影响,随刈割强度的增加,PSⅡ的实际光能转化效率（ФPSⅡ）以及PSⅡ的非循环电子传递速率（ETR）均有所升高,其中C2组ФPSⅡ、ETR分别为C1组的1.13、1.09倍,表明刈割显著提高了叶片对光能的转化,使植物光合作用能力提高;④刈割显著提高了黑麦草系统对氮、磷等的去除效果,且刈割强度越大,浮床系统对TN、NH4^＋-N、TP、COD的去除率越好,其中C2组对TN、NH4^＋-N、TP、COD的去除率比C1组高1.07、1.20、1.05、1.44倍,远高于无植物系统的去除率;⑤留茬2--5 cm为黑麦草刈割最佳高度,此结论可为浮床植物科学管理提供重要依据.