农村污染河道生态修复中浮游植物的群落特征

以沸石和生态浮床构建丁型潜坝,结合曝气及边坡湿地等措施在直湖港支流朱家浜(太湖北部)实施生态修复工程。从浮游植物群落的角度,考察生态修复工程对农村污染河道的修复效果。结果显示:(1)生态修复改变了浮游植物的群落结构及演替方向,硅藻门、绿藻门、甲藻门的部分种类取代了蓝藻门、隐藻门的优势地位;(2)生态工程显著抑制了浮游植物群落的现存量,修复期间浮游植物总生物量均小于6 mg·L-1;(3)生态修复过程中浮游植物的生物多样性维持在相对较高的水平(Shannon-Wiener指数平均值为2.32)。结合生态修复工程对水质的净化效率及浮游植物现存量与水体营养盐水平之间的相关性分析可知,生态修复工程对水体营养盐的有效去除是浮游植物群落特征发生变化的主要因素之一。     

模拟酸雨及秸秆添加对农田土壤微生物呼吸及酶活性的影响

为研究模拟酸雨及秸秆添加对农田土壤微生物呼吸及酶活性的影响,通过室内培养试验,设置4个模拟酸雨强度,分别为去离子水(pH 6.7)、pH 4.0、pH 3.0和pH 2.0,每个模拟酸雨pH下设置0、0.6、1.2、1.8 g共4个秸秆添加量,观测不同处理下土壤微生物呼吸的动态变化,并在培养试验结束后测定不同处理下的土壤转化酶和过氧化氢酶活性以及pH值。结果表明:不同模拟酸雨pH和秸秆添加量与土壤微生物呼吸之间的关系均可用一元线性方程描述,其P值均达到显著水平(P0.05)。双因素方差分析结果表明,不同模拟酸雨pH和秸秆添加量处理下的土壤微生物呼吸均存在极显著差异(P0.001),但两者对土壤微生物呼吸无显著交互影响。土壤转化酶和过氧化氢酶活性与秸秆添加量均呈显著(P0.05)正相关关系。土壤微生物呼吸与过氧化氢酶活性存在极显著(P0.001)线性正相关关系,与转化酶活性存在显著(P0.05)线性正相关关系。基于转化酶和过氧化氢酶活性的双因子模型比单纯线性模型提高了对土壤微生物呼吸变异的解释量(R2=0.955,P0.001)。研究表明,短期模拟酸雨降低了土壤微生物呼吸和过氧化氢酶活性,这可能意味着短期酸雨会抑制土壤物质循环过程,对农田生态系统造成负面影响。     

太湖湖泊缓冲带草林复合系统氮沉降阻滞解析

根据植物生长特征,设置5种草林复合系统,利用径流小区试验,分析不同草林复合系统对氮沉降的阻滞与拦截特征,以筛选出拦截效能高的草林复合系统,降低氮随降雨径流进入湖泊水体的风险。结果表明:疏林与草被配置有利于降雨径流的入渗,减少地表径流的产生;林下种植常绿草坪能够减少氮的溶出风险,促进氮的吸收与利用;草林复合系统对氮沉降的阻滞与拦截主要通过地下径流在土壤-植被中的消纳实现,通过地下渗漏流失的氮基本达到地表水排放标准;草林复合系统通过地表径流输出的氮大幅度减少,氮的截留率达到77%以上,以疏林麦冬与疏林马蹄金复合系统氮截留率较高。     

不同因素对华北地区弱透水层中硝酸盐反硝化作用影响的研究

地下水是人类的主要饮用水源,近年来,人口急剧增加及工农业的快速发展加剧了地下水的开采与利用,同时,过量施肥及农业污水灌溉导致大量硝酸盐(NO_3~--N)通过淋溶等流入地下水中,成为农业灌溉区的主要污染物。水体中过高浓度的NO_3~--N对人群健康及生态平衡的潜在风险不容忽视。目前,反硝化过程是水体中NO_3~--N衰减和去除的重要途经,其主要集中出现在地下水弱透水层的厌氧或准厌氧环境下。NO_3~--N浓度、溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)、微生物等是影响反硝化过程的重要因素。本研究选取华北平原弱透水层/含水层互层分布的典型代表——北京市通州区张家湾镇张家湾村的通州试验场为研究区域,采集不同层深的不同类型的原状土样,通过构建实验室条件下的微宇宙系统,比较NO_3~--N初始浓度、固液比、溶解氧含量、土壤类型及微生物这5个因素对反硝化过程的影响,为确定地下水弱透水层中硝态氮主要的消散场所提供依据。结果表明:(1) NO_3~--N在20 d内会被完全降解,降解过程符合一级动力学,其反硝化反应速率常数为0.06—0.10 d~(-1),在反硝化过程中NO_2~--N和三磷酸腺苷(ATP)的浓度均呈先增大后减小的趋势;(2)对于不同NO_3~--N初始浓度(25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L)及固液比(1∶10、1∶20、1∶30),反硝化速率常数分别为K_(25) K_(50) K_(100),K_(1∶30)K_(1∶20) K_(1∶10);(3)反硝化过程主要发生在准厌氧环境下(DO 0.2 mg/L),而在常氧环境下(DO=5—6 mg/L)基本无反硝化过程发生;(4)不同土壤类型(黏土、沙土、粉土)间的反硝化速率没有显著差异,但是粉土中反硝化过程产物亚硝酸盐的累积量最低、降解最快;(5)微生物是参与反硝化过程的重要因素,在灭菌处理中,基本无反硝化发生。本研究探索了NO_3~--N在弱透水层中的反硝化规律及其主要影响因素,为后续合理评估硝态氮在华北地区地下水中的污染及生态健康风险提供了理论依据。     

臭氧氧化猪场处理尾水对苦草(Vallisneria spiralis)抗氧化系统的影响

为了探索臭氧氧化技术应用于畜禽养殖废水排放前的预处理对环境可持续发展的影响,用不同浓度臭氧氧化处理经生化工艺处理后的猪场尾水,以苦草为试验材料,从活性氧代谢和抗氧化系统的角度,探讨了沉水植物在臭氧氧化猪场处理尾水中的适应性以及臭氧氧化技术的应用对水生植物的影响。结果表明:与未经臭氧氧化处理相比,臭氧氧化后(AO1 10 mg·L~(-1)、AO2 30 mg·L~(-1)、AO3 50 mg·L~(-1))猪场处理尾水中苦草的过氧化氢(H_2O_2)含量有升高趋势;AO2处理中苦草的抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环对H_2O_2调节起重要作用,苦草的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、AsA和GSH含量增加,从而使生物量增加;AO3处理中苦草AsA含量降低,H_2O_2与抗氧化物质之间没有达到平衡,从而使生物量降低。结果显示,试验条件下,30 mg·L~(-1)的臭氧氧化应用于猪场处理尾水,能增强沉水植物的抗氧化系统,促进生长,从而对水生生态系统有调节作用。     

适应近郊污染河道治理工程的生态浮床植物筛选

河道是城市的血管，河道畅通、水质清澈是一个城市健康的重要标志。随着上海市致力于建设生态型城市的环保三年行动计划持续推进，目前中心城区河道已基本消除黑臭，苏州河也基本达到景观水体的功能要求。但污染历史欠帐还未还清，发展中环境保护压力依然很大，环境质量与人民群众的期望、举办世博会和国际大都市的要求还存在较大差距。尤其是近郊河道，因其独特的地理位置（地处城乡结合部），在治理过程中往往会受到一些特殊客观条件的制约，以及城乡意识观念的差别，其整治和维护，要比城市河道困难得多。[第一段]