生物法-人工湿地组合工艺处理小城镇混合污水研究

为适应小城镇污水处理高效、低耗、管理简单的要求,开展了生物法(水解酸化/生物接触氧化)-人工湿地组合工艺(A/BCO-CW)处理小城镇片区混合污水的研究。结果表明,A/BCO系统在停留时间为3～6 h条件下,对悬浮物和有机物有高的去除效率,COD、BOD5和TSS去除率分别达到63.1%、67.7%和66.2%,避免了人工湿地堵塞和提高处理效率,减少了所需湿地面积44%。全年运行结果表明,在0.30～0.59 m/d水力负荷率下,垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对COD、BOD5和TSS平均去除负荷达9.4、5.1和7.2 g/(m2.d)(42%、71.2%和85.2%);COD、BOD5去除速率常数为74.6±12.1 m/y、166±30.5 m/y,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内。A/BCO-人工湿地系统对COD、BOD5和TSS具有好的处理效果,出水水质能够稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的IV类水标准,2种处理方法有效组合起来,所开发的低成本、高效率、可持续运行的城镇废水处理组合系统,将会在实际应用尤其是高有机负荷污水处理中发挥良好效用。

微藻生物质产品和生物活性物质的研究与开发

本文综述了微藻在生物质产品及活性物质开发上的研究进展。部分微藻如节旋藻、小球藻、盐生杜氏藻和雨生红球藻等已用于商业化生产生物质产品。另外,从微藻中提炼的生物活性成分如β-胡萝卜素、虾青素、藻蓝蛋白、长链多不饱和脂肪酸和活性多糖等已应用于营养保健品和化妆品的生产。基于微藻种类的多样性和基因工程、代谢工程的快速发展,微藻天然产物具有很大的开发潜力。

粤东海域表层沉积物中生物硅和有机质水平分布研究

为了了解粤东海域沉积物生源要素分布及其与海域环境的关系,于2006年7月至2007年11月采集了柘林湾外至南澳岛以及汕头港附近海域10个采样点的春、夏、秋、冬4个季度的表层沉积物样品,分析了沉积物中生物硅（BSi）与有机质（OM）的含量。结果表明,研究海域沉积物中BSi和OM含量的变化范围分别为0.20%～0.67%和2.31%～11.14%,平均含量分别为0.43%和8.06%,且季度差异不明显。线性回归结果表明,OM与BSi含量具有明显的正相关关系,说明硅藻是该海域有机质的重要来源。柘林湾外海域BSi含量明显较高,显示出该海域较高的硅藻生产力;而汕头港海域较高的陆源输入导致沉积物中OM含量明显较高。

珠江广州段微生物和浮游植物群落与水质特征研究

2008年5至2010年4月对珠江广州段中大码头和鱼珠码头的环境理化因子、可培养细菌总数、大肠菌群、粪大肠菌群以及浮游植物进行了为期2年的逐月调查。调查期间,2站点总氮平均浓度分别为(7.02±4.18)mg/L和(8.03±5.02)mg/L,总磷平均浓度分别为(0.47±0.29)mg/L和(0.50±0.27)mg/L;可培养细菌总数丰度为103～105个/mL,大肠菌群及粪大肠菌群丰度均在102～103个/mL范围内;浮游植物细胞密度为(1.50～13.17)×106个/L,硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主要优势类群。浮游植物最高细胞密度出现在秋季,最低出现在夏季。2站点粪大肠菌群丰度超过地表水Ⅴ类标准,有机污染严重。以浮游植物作为评价指标,珠江广州段为富营养化水体,需加大对生活污水的治理力度。

水生植被恢复对东莞生态工业园区水质改善的影响研究

为促进工业园区水生态环境建设,以东莞生态产业园区水生态系统恢复为研究对象,研究了其建园初期水生植被恢复对重污染水体水质修复的影响,并应用因子分析法对水质与主要生态因子之间的相互关系进行了研究,探讨了水体修复效果与水生植被覆盖率的关系。结果表明:水生植被恢复可使园区生态岛群与月湖主要水质指标(总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数)从建设初期(2011年5月)的劣V类改善为II^III类(2012年),透明度提高约1倍,而下沙与大圳埔湿地也从劣V类(2011年5月)改善为IV^V类(2012年),透明度提高约50%。10项水质指标的因子分析表明,园区水质成因可归为综合营养因子(氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素、透明度、总磷和总氮)、温度因子(温度、电导率、硝态氮)和光合作用因子(溶解氧和p H),其中主导指标为氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素a、透明度和总磷等。三类因子分别客观反映了修复水体的水质变化特点:氮磷及有机物的含量越低则水体透明度越高,水质越优;温度升高有利于水质改善;藻类光合作用减弱,则水质变优。生态岛群、月湖、下沙、大圳埔湿地的水生植被覆盖率分别为43.8%、22%、4.3%、9.1%,此差异与水质修复效果相关。回归分析显示水质指标与水生植被覆盖率呈极显著的二项式关系(p<0.01),根据拟合方程计算得出污染物浓度最低、透明度最高、综合水质最优时的水生植被覆盖率变动范围为30%~35%。因此,生态岛群与月湖的水质改善效果优于大圳埔湿地,大圳埔湿地则又优于下沙湿地;下沙与大圳埔湿地可通过适当增加浮、挺水植物的面积比例,提高水体修复能力。文中所得最适水生植被覆盖率范围可为华南地区工业园区水生态初期修复提供一定的参考价值。

外源输入对大亚湾大鹏澳浮游生物影响的模拟研究

本文通过建立一个简单的浮游植物、浮游动物和营养盐动力学数值模型,根据大亚湾大鹏澳秋季一个月的连续观测资料,利用线性回归分析法来求得上述动力学数值模型的一些主要参数,结果表明,降雨及陆源输入是导致该海区营养盐增加的一个重要因子;根据上述参数进行的数值模拟结果与实测结果基本吻合,同时也表明,降雨及陆源输入对该海区浮游植物和浮游动物的分布规律影响较大。

遥感在近岸海域水体生物监测中的应用研究

随着遥感技术的日益发展,其在水环境监测方面得到了广泛的应用。利用遥感监测近岸海域环境,是遥感技术应用的一个重要组成部分,是国际上海洋调查的重要方法。本文从浮游植物和大型底栖动物,结合无机氮磷营养盐及叶绿素浓度,重点介绍了遥感监测技术在近岸海域水体生物监测应用的研究现状,并对目前遥感监测模型进行了探讨。加强与其他专业领域的交流与合作,遥感监测的研究工作也会得到长足发展。

培养基、光照强度和初始氮浓度对克里藻生长及生物活性代谢产物积累的影响

为利用克里藻JNU41高效生产油脂、亚油酸和叶黄素等重要代谢产物,对其进行培养条件的优化及代谢产物积累的评估。采用改良的BG-11(mBG-11)和BBM(mBBM)培养基,设置3组光照强度[单侧100μmol/(m^(2)·s)、单侧300μmol/(m^(2)·s)和双侧300μmol/(m^(2)·s)]和6种初始氮浓度(3、6、9、12、15、18 mmol/L)对克里藻JNU41进行培养,并测定其生长曲线、生化组成、总脂产率、脂肪酸组成及叶黄素含量。结果表明:克里藻JNU41在mBBM培养基、双侧光照强度300μmol/(m^(2)·s)、初始氮浓度6 mmol/L条件下,生物量和总脂产率最高,分别为8.38 g/L和281.71mg/(L·d);在mBG-11培养基、双侧光照强度300μmol/(m^(2)·s)、初始氮浓度3 mmol/L条件下,总脂和总脂肪酸含量最高,分别为55.12%和47.10%。克里藻JNU41主要脂肪酸组成为棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,其中亚油酸含量最高,亚油酸最高相对含量为65.87%。此外,克里藻JNU41还积累一定量叶黄素,最高含量可达1.64 mg/g。因此,克里藻JNU41是一株可用于生产多种高附加值产物的潜力藻株。

双酚A的内分泌干扰效应研究进展

双酚A(Bisphenol A,BPA)是一种危害生物体内分泌干扰效应的环境激素。近年来,随着工农业的不断发展,造纸行业、电子产品、食品包装等行业大量使用BPA,国内外主要河流、湖泊都不同程度受到了BPA的污染。BPA通过富集会影响人类激素的合成、释放、转运,进而影响人的生殖和发育。BPA的毒性效应主要包括内分泌干扰物、神经毒素、免疫毒素等方面,这些致毒效应甚至会增加细胞癌变、畸变的可能性。此外BPA毒性替代物、BPA与其他物质结合的产物都增加了BPA毒性的多样性,逐渐成为了危害人类生命安全的又一大隐患。通过研究BPA毒性效应以及近年来BPA的替代品,了解双酚A的致毒机理,为研究预防控制BPA污染对人类健康的影响提供参考依据。

克氏原螯虾热休克蛋白70基因表达的定量研究

根据实验室克隆的克氏原螯虾（Procambarus clarkii）HSP70（SCHSP70）的核酸序列，制备内部缺失42bp的核酸片段作为竞争性模板。采用竞争性RT-PCR的方法，定量测定克氏原螯虾组织的SCHSP70mRNA的袁达量。结果显示，SCHSP70有广泛的组织分布，但是在正常情况下表达量均较低。经2h热休克处理，7种组织的SCHSP70 mRNA的表达量均显著上升，表明该SCHSP70可能是一种热诱导型HSP70。心脏组织scHSP70在热激前后的表达量均较高，分别为1．12×10^5和4．80×10^5分子／ug总RNA。而血细胞中SCHSP70的表达在热激前后均处于最低水平，分别为0．191×10^4和1．61×10^4分子μg总RNA。在0～8h长时间的热休克实验中，心脏组织scHSP70的表达随着热休克时间的延长，呈现增强的趋势，提示心脏组织在虾类的应激反应中发挥了重要的作用。

农村废水农药污染的生态修复技术研究

针对农业型村落地表水体长期遭受混合农药污染,生态环境受损严重的情况,于2015年8月在广州市近郊建立了黑藻(Hydrilla verticillata)和苦草(Vallisneria natans)混种修复示范区,开展了沉水植物的构建对示范区7种农药(4种有机磷农药、2种有机氯农药和1种拟除虫菊酯类农药)污染控制、底栖动物恢复效果及常规水质指标浓度削减的研究,并采用风险商(RQ)法对水体中的农药进行生态风险评估。结果表明,示范区重建的半年内,水体中毒死蜱、氰戊菊酯、腐霉利、甲拌磷和乙草胺5种农药的平均去除率均大于75%,马拉硫磷和乐果的去除率约为50%。构建后,腐霉利由中等风险降为低风险,毒死蜱、乙草胺和乐果由高风险降为中等风险,其他3种农药的RQ值均显著下降(P<0.05)。综合质量浓度和生态风险控制效果,将甲拌磷和马拉硫磷列为重点控制农药品种。底栖动物的物种数、生物量及多样性较修复前均呈明显增加趋势,并与沉水植物生物量呈显著正相关(P<0.05)。水体各项常规水质指标质量浓度显著下降(P<0.01),水质基本上从地表水标准的劣Ⅴ类提高到Ⅲ~Ⅳ类。综上所述,沉水植物的构建可有效控制水体中混合农药的质量浓度,降低其对水体的生态风险,恢复底栖动物多样性,是修复广东农村地区混合农药污染水体的有效方法。

罗氏沼虾与克氏原螯虾血细胞的比较研究

对罗氏沼虾与克氏原螫虾血细胞的分类与组成进行了染色观察比较研究。根据染色后光镜下血细胞的核质比、颗粒的大小和数量等来对血细胞进行分类,罗氏沼虾与克氏原螯虾的血细胞均可分为透明细胞、半颗粒细胞和颗粒细胞三类;其血细胞浓度分别为1.02±0.21×10~7 Ind·ml^(-1)和0.85±0.15×10~7Ind·ml^(-1)。2种虾血细胞的颗粒形态存在显著差异;透明细胞、半颗粒细胞和颗粒细胞占血细胞总量的百分比在罗氏沼虾为21.3±6.3％,45.7±2.5％,33.0±6.8％:在克氏原螯虾为12.0±5.8％、49.5±5.1％和38.5±9.5％。

广州市流花湖表层底泥磷的形态与生物可利用性

应用经改进的Psenner连续提取法对广州市流花湖表层底泥中的磷进行了连续提取和测定。结果表明,流花湖底泥中总磷含量在1.28~2.15 mg/g,流花湖总磷含量最高在L2点,最低在L3点。湖泊表层底泥总磷主要由金属氧化物结合态磷、有机磷和钙结合态磷组成,可还原态磷和弱吸附态磷仅占很少部分。不同形态磷的含量顺序是金属氧化物结合态磷NaOH-P】有机磷Org-P】钙结合态磷HCl-P】可还原态磷BD-P】弱吸附态磷NH4Cl-P。底泥中生物可利用性磷的含量达0.76~1.00 mg/g,平均含量为0.91 mg/g,占总磷的45.47%~64.71%。说明流花湖底泥的磷有较好的生物可利用性,将为水体藻类大量繁殖提供潜在的有利条件,因此在湖泊治理恢复过程中,应该采样有效的措施来控制底泥磷的内源释放。

大镜山水库底泥磷释放模拟研究

通过模拟实验,研究了从耗氧到厌氧转变过程中期间大镜山水库底泥磷的释放特征。结果表明:两处底泥均表现为磷的释放,大坝区底泥释放速率高于库中区的底泥;两个点底泥的磷释放速率均先升高后缓慢降低,在第2周达到最大值;大坝区域底泥总磷和可溶性总磷释放的最大速率分别为6.64mg·m-2·d-1和1.37mg·m-2·d-1,库中区底泥的总磷和可溶性总磷的释放速率最大值分别3.24mg·m-2·d-1和0.62mg·m-2·d-1;底泥上覆水的氧化还原电位和pH均趋下降趋势,它们是影响底泥磷释放的重要影响因子。

经济微藻高密度培养技术及其生物资源化利用

经济微藻富含不饱和脂肪酸、蛋白质、碳水化合物等多种生物活性物质,可以应用于食品加工业、水产养殖业、医药与美容业、废水处理环保业和生物能源业等各行业。开发和利用微藻生物资源将是解决人类能源需求的重要途径,微藻产业化的发展进程与社会经济、生态环境和人类健康有密切的关系。微藻高密度培养是提高微藻生物质产量和活性代谢产物,发展生物质能源的关键环节。论文综述了微藻的社会经济价值,指出了其在能源、食品、水产等行业的重要作用;介绍了开放式培养和封闭式培养的两大类技术体系,比较分析了柱状光反应器、平板光反应器和管状光反应器的特点;概括了影响经济微藻生长和油脂含量的主要因素,包括光照、温度、p H、营养元素等,最后展望了经济微藻培养及其生物资源化利用的前景。

壬基酚对羊角月牙藻的毒性效应研究

为研究壬基酚(NP)对淡水微藻的毒性效应特点,选取模式生物羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)为受试对象,设置5个暴露处理浓度:0.1,0.3,0.6,0.9,1.2mg/L.观察并测定羊角月牙藻的生长情况、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量等指标,并通过植物光合效率仪测定叶绿素荧光诱导动力学参数,分析NP对光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响.结果表明,NP限制羊角月牙藻生长的96h EC50为0.979mg/L;NP处理浓度为0.3mg/L时,可以对羊角月牙藻生长产生抑制效应,与对照组相比,主要光合色素(叶绿素)含量下降,MDA含量显著增加,过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著上升,最大光能转化效率(Fv/Fm)显著下降,ABS/RC(单位反应中心吸收光能)显著上升,DI0/RC(单位反应中心耗散能量)、ET0/RC(单位反应中心捕获用于电子传递的能量)、TR0/RC(反应中心用于还原QA的能量)也随之升高;当处理浓度≥0.9mg/L后,CAT和SOD活性、TR0/RC显著下降,DI0/RC显著升高,表明PSⅡ受到损伤.由此可知,NP能够破坏膜系统完整性、诱发抗氧化系统响应并造成PSⅡ损伤,降低光能转化效率,对羊角月牙藻具有毒性效应,对水域生态系统具有潜在风险.

化感作用抑制有害藻类生长的研究进展

利用植物化感作用抑制有害藻类生长的方法具有生态安全性好、快速高效等优点,为有效控制有害藻类的爆发提供了新思路。论文从化感作用的概念、化感抑藻机理、陆生植物对藻类的化感抑制作用、水生植物对藻类的化感抑制作用等方面进行了论述,并对植物化感作用抑藻技术的研究方向进行了展望,提出对化感物质在环境中的降解特性、化感物质选择性抑藻机理及具有活性的化感物质的人工合成等方面需要做更深入的研究。

2种海洋微藻对氮浓度生长响应的研究

以中肋骨条藻和三角褐指藻为试验材料,探讨2种海洋微藻对氮浓度的生长适应性差异。结果发现2种海洋微藻的生长速率显著受氮浓度的影响。试验结束时,氮质量浓度为0.75、7.5、75 mg/L和150 mg/L时,中肋骨条藻的叶绿素荧光值分别为139.5、816.3、881.9μg/L和868.5μg/L;三角褐指藻的叶绿素荧光值分别为54.3、572.9、974.4μg/L和976.4μg/L,说明高质量浓度氮促进海洋微藻增殖,但超出一定的氮质量浓度范围,促进作用不明显。2种海洋微藻对氮质量浓度的生长响应存在显著差异,中肋骨条藻比三角褐指藻更忍耐低氮质量浓度的胁迫。结果证实氮营养在海洋微藻生长繁殖过程中的重要性,不同微藻对氮营养的生长适应性差异是决定微藻在海洋环境中占据优势程度的一个重要因素。

海产品中蛋白酶产生菌的选育及产酶条件研究

从海产品虾和蟹中分离出蛋白酶产生菌共37株 ,其中YM007菌株蛋白酶生产活力较高 ,为194.6U/mL。以YM007为出发菌株 ,通过物理和化学方法复合诱变 ,获得了YM079号菌株。对其产酶条件的研究结果表明 :它的最适产酶温度为35℃ ,最适生长pH为7.0 ,经过190r/min摇床培养36～40h,其产酶活力为240U/mL,比出发菌株的产酶活力提高了22%。该菌株经发酵的粗酶液最适作用pH为7.0,最适作用温度是45℃ 。

梅州市梅西水库浮游植物群落特征研究

2009年丰水期(7月)及枯水期(12月)分别对梅西水库5个样点的浮游植物进行采集.初步检测出浮游植物100种(含变型和变种),分属7门8纲17目34科60属;其中绿藻、硅藻、蓝藻分别为43、24和17种.丰水期优势种为史氏棒胶藻(Rhabdogloea smithii)、居氏腔球藻(Coelosphaerium kützingianum)、狭细贾丝藻(Jaaginema angustissimum)和弯头小尖头藻(Raphidiopsis curvata)等蓝藻;枯水期优势种为蓝藻门的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),硅藻门的尖针杆藻(Synedra acus)和绿藻门的小球藻(Chlorella vulgaris)、微小四角藻(Tetraedron minimum)、肾形藻(Nephrocytium agardhianum)、二角盘星藻大孔变种(Pediastrum duplex var.clathratum)、双对栅藻(Scenedesmus bijuga)和被甲栅藻博格变种双尾变型(Scenedesmus armatus var.boglariensis f.bicaudatus)等.浮游植物丰度和生物量均值分别为5.81×10~7L^(-1)和4.48 mg·L^(-1),其时空分布特征均为丰水期>枯水期,湖泊区>河流/过渡复合区.Margalef指数(D)、Shannon-Weaver指数(H)和Pielou均匀度指数(e)分别为1.92,1.79和0.53.D的时空分布特征为丰水期>枯水期,河流/过渡复合区>湖泊区;H'和e的时空分布特征为枯水期>丰水期,河流/过渡复合区>湖泊区.