水生植物化感抑藻作用机制研究进展

富营养化引起的藻华问题是当前许多水体面临的重大环境问题。化感抑藻现象的发现为这一问题的解决提供了一种新思路。目前,已发现很多水生植物具有化感抑藻效应,通过恢复受污染水体的水生植被群落来进行水体修复的工程案例逐渐增多,但对水生植物抑藻机制的研究还不够深入,化感作用机理的揭示对于藻生理生态研究和水华的控制有重要意义。文章主要从生理生化的角度介绍最近几年水生植物及其化感物质的抑藻机制研究进展,指出化感物质可能的抑藻机制,包括:化感物质对细胞膜,呼吸作用和光合系统Ⅱ(PSⅡ)造成影响,化感胁迫后胞内活性氧(ROS)水平升高而导致藻氧化胁迫,NO作为化感作用的信号分子,介导藻细胞的程序性死亡。不同化感物质作用靶点的探寻,化感物质在胞内转化途径,化感物质介导信号分子调控网络以及化感物质诱导的程序性死亡的研究将会是今后化感抑藻机理研究的重要方面。     

人工湿地生物堵塞研究进展

人工湿地生物堵塞是指由于微生物代谢过程中分泌大量胞外聚合物与水体中的有机物形成高含水量、低密度的胶状淤泥而堵塞基质床的现象。文章在综述生物堵塞形成过程及机理的基础上进一步分析讨论了生物堵塞的主要影响因素(废水特性、基质特性和级配、湿地植物搭配、运行方式)和生物堵塞原位缓解缓堵解堵技术(停床轮休、原位化学解堵、原位生物解堵),最后总结了当前尚未解决的关键问题,对今后生物堵塞的研究及防堵解堵技术进行了展望。     

不同氮磷营养条件下铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）对正磷酸盐的蓄积效果

铜绿微囊藻是中国湖泊、水库及其它水域生态系统发生、形成富营养化危害的主要藻类。采用了直接显色法对单细胞铜绿微囊藻（〖WTBX〗Microcystis aeruginosa〖WTBZ〗）蓄积正磷酸盐的浓度进行测定，并与传统测定方法进行比较。直接显色法测定的磷浓度值减去溶液中可溶性磷浓度值即得到铜绿微囊藻蓄积的磷浓度值。对用不同处理方式处理过的铜绿微囊藻藻液进行过滤显色和直接显色测定，结果表明聚磷酸盐(正磷酸盐)在铜绿微囊藻体内不是游离存在，而很可能是与细胞内某一活性部分结合。在确立测定方法的基础上，研究了以修改了的MⅢ培养基为基本培养条件，改变氮磷浓度对产毒铜绿微囊藻（FACHB942）蓄积正磷酸盐效果的影响。结果显示，①氮磷比不变时，随着起始磷浓度的增加，铜绿微囊藻对正磷酸盐蓄积量也逐渐增加，成明显正相关；②氮浓度不变时，铜绿微囊藻对正磷酸盐的蓄积效果与磷浓度正相关；③而同一磷浓度下，铜绿微囊藻对正磷酸盐的蓄积效果与氮浓度负相关，但氮浓度超过21 mg/L时，氮浓度对于铜绿微囊藻蓄积磷的效果影响变得不规则。     

氧调控下复合垂直流人工湿地脱氮研究

溶解氧是人工湿地脱氮的重要限制性因子,调控湿地内氧状态分布是提高其脱氮效果的关键所在.为此,研究了夏、冬季时氧凋控下复合垂直流人工湿地(IVCW)中氧状态的变化规律、脱氮效果及净化机制.结果表明,氧调控下IVCW中氧状态改善明显,夏、冬季时好氧Ⅰ区范围(以深度表示)分别从22 cm、17 cm扩大至53 cm、44 c...     

复合垂直流构建湿地净化污水机制研究 I微生物类群和基质酶

构建湿地是20世纪70年代才蓬勃兴起的一种处理污水的方式,由于其造价和运行费用低,净化效果稳定,越来越引起各国的兴趣和高度重视.现已广泛应用于城市生活污水、工业污水和农业污水的控制,有着十分广阔的应用前景.虽然关于构建湿地净化污水的研究已有不少报道,但关于湿地基质中的微生物类群和基质酶在污水净化中的作用仍不清楚.通过对生长在复合垂直流构建湿地和天然环境条件下菰和石菖蒲根区微生物类群数量及其根区基质酶活性的测定发现:同种植物在复合垂直流构建湿地根区微生物的数量比天然条件下的要高,特别是硝化细菌和反硝化细菌的数量,最高可达3个数量级以上;同时复合垂直流构建湿地中不同植物根区的酶活性有较大差别,这为研究复合垂直流构建湿地净化污水的机理和以酶活性强弱作为净化效果的评价指标提供了科学资料,为进一步研究提供了一条新思路.     

反应器理论在复合垂直流构建湿地水流流态研究中的应用

运用反应器理论研究了一种新型的复合垂直流构建湿地系统(IVCW)的水流流态,由示踪剂试验得到水流停留时间分布(RTD),从而确定了IVCW在水力负荷为200～800mm/d时,停留时间为19～35h,并由RTD曲线的特征值确定IVCW的水流流态介于理想推流与完全混合流之间,同时应用离散流模型,不仅较好地模拟了IVCW的实际水流流态,还得到了水流的Peclect准数在11～19之间.通过有植物与无植物系统的对照发现植物根系有利于IVCW的水流流态接近理想推流状态.     

MFC处理人工湿地生物堵塞物及同步产电研究

为探究MFC（microbial fuel cells,微生物燃料电池）对人工湿地（constructed wetland,CW）堵塞物EPS（extracellular polymeric substances,胞外聚合物）组分的处理效果和产电性能,构建双室MFC,设置闭路组（closed circuit MFC,MFC-C）和开路组（open circuit MFC,MFC-O）对EPS中的主要组分〔PN（protein,蛋白质）和PS（polysaccharide,多糖）〕及人工湿地堵塞物进行处理,分析底物类型、底物浓度和外阻（R_ex）对MFC系统产电性能的影响及系统对底物的处理效果.结果表明:①MFC系统的产电性能受底物类型、底物浓度及R_ex的影响较大,底物浓度增加1.5倍（由200 mg/L增至500 mg/L）时,MFC系统最大电压（V_max）增加5.8%（PN）,最大功率密度（P_max）分别增加188.30%（PN）和124.21%（PS）;保持底物类型和底物浓度不变,R_ex增加9倍（由100 Ω增至1 000 Ω）时,MFC的V_max分别增加110.26%（PN）和92.81%（PS）,P_max分别增加109.19%（PN）和7.51%（PS）.②PN可全部被阳极微生物利用,但同时阳极微生物会分泌PS,底物浓度增加1.5倍时,出水中ρ（PS）分别增加107.85%（MFC-C）和78.55%（MFC-O）;R_ex增加9倍时,ρ（PS）分别增加415.85%（MFC-C）和294.29%（MFC-O）;底物为PN时,出水中ρ（PS）均表现为MFC-C < MFC-O,说明MFC形成的微弱电场在一定程度上可抑制PS的分泌.③人工湿地堵塞物可作为MFC的底物,随着投加量的增加（除堵塞物投加量为0.500 g/L外）,V_max（约750 mV）变化不大,但电压稳定时间随投加量的增加而略有延长;堵塞物投加量为6.667 g/L时,MFC的P_max为12.25 mW/m2,内阻（R_int）为1 112.5 Ω,MFC产电性能下降.研究显示,人工湿地堵塞物EPS可以作为MFC的阳极底物并同步实现能源回收.      

人工湿地系统中微生物的研究进展

微生物在人工湿地系统净化污水过程中发挥着重要作用。文章介绍了人工湿地系统中微生物的研究进展,重点讨论了人工湿地对病原微生物的去除以及系统基质中微生物的种群和活性等内容。     

新型厌氧处理反应器的发展及应用

厌氧反应器是应用于污水处理的一种生物处理系统。因其运行费用低，能耗少且可产生有用副产物等优点在世界范围内得到了广泛的研究与应用。本文对厌氧反应器的由来，发展与应用进行了较系统的论述，重点介绍了新型厌氧反应器的研究与应用前景；认为目前应用的是以高速厌氧反应器为代表的工艺，但必须提高系统的稳定性，缩短系统的启动周期；同时应完善适宜于处理需高温厌氧处理的废水，低浓度有机废水以及高浓度有毒物质废水的反应器。新方法或新材料如膜技术的应用以及分级“多相”厌氧反应器可能在将来的废水处理中发挥作用。此外厌氧反应器与其他废水处理系统组成的厌氧－好氧系统，厌氧－湿地系统等综合处理系统更拓展了其应用范围。在我国这样能源短缺，资金不足的发展中, 有效又价廉的厌氧处理反应器特别适合我国国情。     

综合生物塘处理城镇污水研究

报道了一种新的高效低能耗的污水处理塘系统的中试研究结果．本生物塘系统分为三个功能区域，分别为污水净化区，水质修饰区和综合利用区．水生维管束植物呈带状分布于塘系统中，在时间上和空间上进行不同搭配组合．较之传统氧化塘和一般的水生植物塘、综合生物塘的处理效果较好，ＣＯＤ、ＢＯＤ、ＴＳＳ、氮、磷等污染组分去除效率较高，细菌，病毒及诱变活性明显下降。在污水净化的同时，收获大量的水生植物及鱼，蚌等水产品．水质明显改善，出水可用于水产养殖和农业灌溉．