四尾栅藻对重金属镉胁迫的响应

通过不同浓度镉(0、0.5、1、3、5、7 mg·L-1)胁迫实验,对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的生长、色素、过氧化氢、超氧化物阴离子、可溶性蛋白含量进行分析,研究四尾栅藻对重金属镉胁迫的响应情况。实验显示:镉胁迫使四尾栅藻的生长受到抑制,在较高镉浓度(3~7 mg·L-1)下四尾栅藻的生长受到强烈抑制;随着镉浓度的上升,色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量逐渐减少,过氧化氢、超氧化物阴离子含量增加,过氧化氢含量在镉浓度为5~7 mg·L-1时显著增多,超氧化物阴离子含量在镉浓度为7mg·L-1时显著增加;可溶性蛋白含量先增加,并在镉浓度为1 mg·L-1时达到最大值,之后随着镉浓度的上升而逐渐减小。研究结果表明,四尾栅藻对重金属镉有较好的耐受性(可以耐受1 mg·L-1的镉)。     

四尾栅藻对壬基酚胁迫的响应研究

选取水体中广泛存在的四尾栅藻为代表,研究其在营养盐限制条件下对壬基酚胁迫的响应。实验设置3个暴露组(0.041、0.103、0.205mg·L-1)和1个对照组(0mg·L-1),测定了96h内四尾栅藻细胞密度、胞外多糖合成、最大光能转化效率(Fv/Fm)以及群体形态等变化。结果显示,随着NP暴露浓度的增加,四尾栅藻的密度、Fv/Fm等指标的下降幅度更加显著;0.041mg·L-1NP暴露对四尾栅藻的生长、叶绿素a含量以及Fv/Fm等均有促进作用,说明四尾栅藻在NP暴露下能够产生毒物刺激效应现象。     

碳离子辐照对四尾栅藻的致死率研究

[目的]研究碳离子辐照对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的致死率,确定其对四尾栅藻生长的影响。[方法]以四尾栅藻为材料,用80 MeV/u碳离子束进行辐照,辐照剂量10～150 Gy,辐照后进行培养,统计长出的藻落数,计算辐照致死率。[结果]随着碳离子对四尾栅藻辐照剂量的增加,其致死率呈上升趋势,在辐照剂量为60 Gy时致死率达到85%左右。[结论]碳离子束进行辐照可对四尾栅藻产生致死作用,且存在明显的剂量效应。     

硝磺草酮对微囊藻和四尾栅藻光合作用及竞争的影响

采用纯培养和混合培养方法,结合调制叶绿素荧光测定技术,研究了硝磺草酮对微囊藻和四尾栅藻光合作用及种间竞争的影响。结果表明:0.5~10 mg·L-1硝磺草酮降低了微囊藻和四尾栅藻的最大光化学量子产量(Fv/Fm)和快速光曲线(RLCs)拟合参数(Ik、α、ETRmax),降低幅度与硝磺草酮浓度正相关;处理14 d时,Fv/Fm、Ik、α、ETRmax水平均达到暴露以来最小值,表明微囊藻和四尾栅藻在硝磺草酮处理期间未表现出恢复趋势。对比2种藻荧光参数变幅可知,硝磺草酮对四尾栅藻各荧光参数影响大于微囊藻,表明四尾栅藻的敏感性高于微囊藻。混合培养实验结果显示对照组微囊藻同四尾栅藻相比处于竞争劣势,而5、10 mg·L-1硝磺草酮处理时,微囊藻在与四尾栅藻的种间竞争中逐渐占据优势,且在微囊藻与四尾栅藻初始接种体积比为1∶3的混合培养体系中表现出最强的竞争力。较高浓度的硝磺草酮可使微囊藻由原劣势地位转为逐渐占据竞争优势,故硝磺草酮对水体中蓝藻水华的爆发具有潜在的促进作用。     

碱度水平对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长和竞争的影响

以不含碳酸盐的BG11培养基为基础,设置4个碳酸氢盐浓度,进行铜绿微囊藻和四尾栅藻单独生长试验和竞争试验,以了解不同碳酸氢盐浓度下两种藻的单独生长和竞争生长状态。结果表明,在单独生长试验中,两种藻都能利用碳酸氢盐作为无机碳源进行光合作用并保持正常生长态势。其中铜绿微囊藻生长较适宜的碱度水平为2.4mmol·L~(-1)左右,在高碱度水平的培养基中的生长出现延迟现象,四尾栅藻总体上表现为碳酸氢盐碱度水平高的试验组中生物量高。在两种藻的竞争试验中,两者的生物量均减少。铜绿微囊藻的竞争生长能力在高碱度组中不如四尾栅藻,但在极低碱度组中强于四尾栅藻。     

壬基酚对四尾棚藻生长及群体形成的影响

选取水体中广泛存在的壬基酚为代表,研究其对四尾栅藻生理特性及群体形成的影响。实验设置6个暴露组(0.63、1.02、1.65、2.67、4.32和7.00 mg·L-1)和1个对照组(0 mg·L-1),测定了96 h内四尾栅藻细胞密度、叶绿素a含量、胞外多糖合成、最大光能转化效率(Fv/Fm)以及群体形态等变化。结果表明,四尾栅藻起始细胞密度6.64×105 cells·m L-1下,壬基酚对四尾栅藻细胞密度的EC50为2.05 mg·L-1;随着壬基酚质量浓度的提高,四尾栅藻的叶绿素a含量和Fv/Fm下降,四尾栅藻的生长受到抑制,但细胞胞外多糖含量增多,导致细胞间黏性增强,同时双细胞和多细胞(≥3个)群体占总细胞比例上升。     

太湖铜绿微囊藻与四尾栅藻的光竞争及模拟优势过程初探

通过太湖铜绿微囊藻和四尾栅藻在不同光照条件下的室内单培养与共培养试验,探讨了两种藻的光竞争及模拟优势过程。由试验结果和Monod方程分析得出,铜绿微囊藻生长的最适光照强度CI约为30￣35μE·m-2·s-1(2500￣3000lx),四尾栅藻生长的最适光照强度为CI=60￣70μE·m-2·s-1(5000￣6000lx)。当营养盐等都不是限制因子时,在低光照条件和光照时间大于14h时,铜绿微囊藻竞争成为优势种具有较高的概率,而在高光照条件和当光照时间小于14h时,栅藻竞争成为优势种具较高的概率;延长光照时间有利于提高微囊藻的竞争能力,并在室内小型模拟装置中,成功地模拟了铜绿微囊藻竞争成为优势种的过程。     

1,4-二氯苯对四尾栅藻生长和光合色素的毒性效应

1,4-二氯苯(1,4-DCB)是水体中一种常见的有机污染物,为了解其对水生植物的毒性效应,研究了四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)暴露于不同质量浓度的1,4-二氯苯后,其生长和光合作用的响应。结果表明,低质量浓度的1,4-DCB(≤5 mg/L)暴露下,藻细胞密度、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量及类胡萝卜素含量均与对照变化一致,且无显著差异;而当1,4-DCB质量浓度≥10 mg/L时,各指标均显著下降。高质量浓度的1,4-DCB对四尾栅藻的生长和光合作用会产生严重的毒性影响,而且表现出明显的时间-浓度效应。     

三种尾矿砂颗粒物对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附行为

为了解尾矿砂类型与废矿水污染河流中重金属离子的化学平衡关系，以及ｐＨ值对尾矿颗粒物吸附特征的影响，研究与铅锌矿，锑矿及黄铁矿等３种尾矿颗粒物对重金属离子Ｐｂ（Ⅱ）和Ｃｄ（Ⅱ）的吸附行为，测定了其吸附等温线，动力学过程和ｐＨ值吸附突跃曲线。结果表明：３种尾矿颗粒物对重金属离子Ｐｂ（Ⅱ）和Ｃｄ（Ⅱ）有较强的吸附作用，吸附等温线属Ｌａｎｇｍｕｉｒ型，吸附速度快，在１０ｍｉｎ内趋于平衡，在一定ｐＨ范围内，     

氮负荷升高对苦草（Vallisneria natans）和穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）生长的影响

为研究在浅水湖泊的外源污染源控制工作中控氮(N)的必要性,通过室外模拟实验,探究了N负荷升高对浅水湖泊沉水植物生长的影响。实验设置低N组(输入氮磷比为5∶1)和高N组(输入氮磷比为100∶1)两个N负荷水平,同时选择不同生长型的两种沉水植物——莲座型苦草(Vallisneria natans)和冠层型穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)作为实验对象。结果表明:N负荷升高对苦草生长产生了明显的抑制作用,表现为高N组苦草的相对生长率、生物量、根长、株数和叶片数等指标均显著低于低N组。与苦草不同,N负荷升高对穗花狐尾藻的胁迫作用不显著,两种N浓度下穗花狐尾藻的生物量、相对生长率、节间距、株高和株数均无明显差异。总体而言,N负荷升高显著降低了沉水植物的总生物量,实验结束时高N组沉水植物的总生物量(115.86 g?m~(-2))是低N组(321.98 g?m~(-2))的36.0%。研究表明,N负荷升高会对沉水植物的生长产生胁迫,但是不同沉水植物对N负荷升高的响应具有种间差异。从湖泊管理和生态修复的角度,本研究支持外源N、P均需要控制的观点。     

玉米秸秆生物炭对Cd（Ⅱ）的吸附机理研究

以玉米秸秆为原料,在350℃和700℃热解温度下分别制备了两种生物炭(BC350和BC700),并对其理化性质进行了表征.在700℃下制备的生物炭芳构化程度更高,疏水性更强,比表面积更大,孔结构发育更加完全.研究Cd(Ⅱ)在两种生物炭上的吸附发现,Two-site Langmuir吸附等温模型比One-site Langmuir吸附等温模型能更好描述Cd(Ⅱ)在生物炭表面的吸附.BC700对Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率远小于BC350,吸附效果更好;离子交换和阳离子-π作用两种吸附机理同时存在并共同作用,前者分别占BC350和BC700总吸附容量的13.7％和1.1％,后者分别占86.3％和98.9％,阳离子-π作用是最主要的吸附机理.红外光谱FTIR分析表明,生物炭表面的含氧官能团和π共轭芳香结构分别提供不同机理的吸附位点.由于具有更多的离子交换位点,BC350对Cd(Ⅱ)吸附受pH影响较BC700更大.     

杨树落叶对Cd（2＋）的吸附等温线和动力学研究

[目的]研究杨树落叶作为一种价廉、高效的重金属吸附剂的可行性。[方法]用杨树落叶吸附模拟废水中的Cd2＋,研究不同环境条件如重金属离子初始浓度、生物吸附剂的量、溶液温度和溶液pH对吸附效果的影响。[结果]Cd2＋的初始浓度从50 mg/L增大到500mg/L时,落叶对Cd2＋的最大吸附量从20.0 mg/g增长到201.2 mg/g。当溶液的pH从3增大到11时,落叶对Cd2＋的吸附量逐渐从30.9 mg/g增大到40.5 mg/g。分别用Langmuir和Freundlich 2种吸附等温线模型对Cd2＋的吸附过程进行拟合;用一级动力学模型、二级动力学模型和内扩散模型对Cd2＋的吸附过程进行动力学研究。结果显示,Langmuir吸附等温线模型和二级动力学模型适合描述树叶对Cd2＋的吸附过程。[结论]落叶对Cd2＋具有一定的吸附能力,是较为理想的重金属离子吸附剂。     

辣木籽对水中Cr（Ⅵ）的吸附机理及吸附动力学研究

本文研究了辣木籽对Cr(Ⅵ)液的吸附机理及吸附动力学。结果表明：辣木籽吸附Cr(Ⅵ)是一个以化学吸附为主的单分子层吸附过程,Langmuir等温线方程对室温下辣木籽吸附Cr(Ⅵ)拟合线性关系良好,相关系数R2=0.9958。FTIR的结果表明位于2914 cm-1、2854 cm-1的-CH2-官能团和1754 cm-1处的C=O官能团是辣木籽吸附Cr(Ⅵ)的主要活性基团,这些活性基团与Cr(Ⅵ)发生络合反应而将其去除。二级动力学方程对室温下辣木籽吸附Cr(Ⅵ)拟合结果最好,相关系数R2为0.9901;内扩散方程也能较好地描述吸附过程,相关系数R2为0.9417,说明吸附过程中内扩散是主要控制步骤。     

谷壳对水中镉离子的吸附动力学及热力学研究

[目的]研究谷壳吸附水中镉离子的吸附过程及其影响因素。[方法]以间歇吸附的方式考察了溶液pH值、反应时间、反应温度、镉离子初始浓度等物化参数对吸附过程的影响,并对吸附过程进行动力学与热力学研究。[结果]吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。谷壳对镉离子的吸附动力学模型较好地符合了准二级动力学方程。当反应温度为298 K,pH值为6,谷壳投加量为4 g/L,振荡速度为150 r/min,反应时间为30 min时,谷壳对镉离子的吸附效果最好。随着反应温度的升高,谷壳对镉离子的吸附加快。该吸附反应的焓变值为正,自由能变值为负。[结论]谷壳是处理镉废水的有效的低成本吸附剂,其吸附过程是自发的吸热反应。     

水溶性羧甲基壳聚糖对斜生栅藻镉抑制的影响

对壳聚糖进行羧甲基化改性,合成水溶性好并能跟重金属形成配位作用的水溶性羧甲基壳聚糖(WSCC),对水溶性羧甲基壳聚糖处理后斜生栅藻Cd2+的毒性进行评估。结果表明:Cd2+对斜生栅藻的增长有明显的抑制作用,Cd2+用水溶性羧甲基壳聚糖处理后,镉对斜生栅藻的抑制作用明显减弱。     

不同矿质胶体对镉的吸附动力学及热力学研究

[目的]为探讨镉在不同矿质胶体中的吸附机理,以期为镉的土壤环境行为提供科学依据。[方法]本文采用一次平衡法研究了4种矿质胶体(蒙脱石、高岭石、针铁矿和三水铝石)对镉的吸附动力学与热力学特征,并采用Lagergren一级动力学方程、Lagergren二级动力学方程、颗内扩散模型、Elovich模型对试验数据进行拟合。[结果]4种温度下矿质胶体对镉的吸附分为快反应和慢反应2个阶段,0~30min为快速反应阶段,4种矿质胶体吸附量达到饱和吸附量的90%以上,此后为慢反应阶段。随温度升高,4种矿质胶体对镉的吸附量减少。当温度由10℃升到40℃,蒙脱石、高岭石、针铁矿和三水铝石对镉的吸附量分别减少了:31.6%、58.5%、31.8%、72.4%。4种矿质胶体的吸附动力学均符合Lagergren二级动力学方程,吸附过程以化学吸附为主,且是由2个或多个过程控制。[结论]4种矿质胶体对镉的吸附均为放热反应,反应能自发进行。     

废弃茶叶渣对废水中铅（Ⅱ）和镉（Ⅱ）的吸附研究

为了考察离子初始浓度、吸附时间及pH对废弃茶叶渣吸附废水中铅离子(Pb2+)和镉离子(Cd2+)的影响,并绘制出3种因素对吸附率及吸附量的影响曲线,采用单因素实验方法,对3种影响因素分别进行了实验.结果表明,茶叶渣对Pb2+和Cd2+的吸附率、吸附量随着时间的延长均增高,最后分别达到72.13%、3.56 mg/g和93.75%、4.71 mg/g;随着pb2+和Cd2+初始浓度的增加,吸附量均呈上升趋势,最后分别达到4.06mg/g和4.71 mg/g,pb2+的吸附率呈下降趋势,而Cd2+的吸附率呈上升趋势;随着pH的升高,两种离子吸附曲线都为先升后降,各自的最佳pH分别为5和7;通过改变pb2+和Cd2+的初始浓度、吸附时间和调节溶液pH,废弃茶叶渣对废水中Pb2+和Cd2+具有良好的去除效果.     

大型溞对栅藻摄食行为及影响因素的研究

了解浮游动物与周围浮游植物的相互关系,对探讨富营养化的生态调控机制,促进水域生态环境的改善具有理论上的指导意义。为此,利用显微镜直接计数法研究了大型溞对栅藻的摄食率及一些影响因素?峁砻鳎?在全暗条件下,大型溞的摄食率要高于全光照条件。不同时刻,大型溞的摄食率也不同,在最初的4h内,大型溞对栅藻的摄食率和滤水速度明显较高,随后的时间内摄食率和滤水速度将显著降低并趋于稳定。随栅藻藻液密度增大,大型溞摄食率增大,但滤水速度减慢。盐度对大型溞的摄食率有一定的影响,在水体盐度为0.1%～0.2%时,大型溞摄食率增加,盐度进一步增大,则对大型溞的摄食产生抑制作用。     

贝壳粉对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

为了研究贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能及最佳吸附条件,采用静态吸附实验研究了Cd~(2+)初始浓度、吸附剂用量、温度、pH、吸附时间以及离子强度对贝壳粉吸附Cd~(2+)性能的影响。结果表明:在不同Cd~(2+)初始浓度下,随着吸附剂用量的增加,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附量呈现出先强烈吸附后逐渐缓和的趋势,符合准一级动力学模型和准二级动力学方程。Temkin和Langmuir模型均能较好地描述贝壳粉对Cd~(2+)的等温吸附过程,约30 min达到平衡,为自发的吸热反应,最大饱和吸附量为161.75 mg·g~(-1)。随着溶液pH值增加,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能也随之增大,当pH≥5时趋于稳定。随着Ca~(2+)和Mg~(2+)浓度增大,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能逐渐减弱,最大降幅分别达到15.19%和14.44%。     

凹凸棒土对Cd（Ⅱ）的吸附性能研究

采用凹凸棒土对废水中的Cd（II）进行吸附试验,探讨了吸附时间、凹凸棒土投加量、废水中Cd（II）的初始浓度对吸附率的影响,探索最佳工艺条件;同时考察了酸化改性后凹凸棒土对Cd（II）的吸附性能,并分析了凹凸棒土对Cd（II）的吸附等温线。结果表明Cd（II）的初始浓度越高,吸附率越低;Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量60 g/L时,去除率达到94.6%;盐酸改性后,Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量40 g/L时,吸附率达93.5%,当凹凸棒土投加量为60 g/L时吸附率达98.2%;从拟合吸附等温线相关性系数来看,Langmuir方程能更好地描述吸附过程中凹凸棒土对Cd（II）的吸附。