胶州湾冬季异养细菌与营养盐分布特征及关系研究

2003年12月、2004年1月和2月下旬进行了3个航次的现场调查,对胶州湾冬季异养浮游细菌和无机营养盐分布特征、相互关系及影响因素进行了探讨。胶州湾冬季异养浮游细菌数量的月变化与水温的变化趋势基本一致,分布特征为近岸高,离岸逐渐减少,最大值出现在湾东北部,为7.55×109个/dm3,最小值位于湾中央,为1.89×109个/dm3。水体PO3-,NO-和NH+等营养盐的分布同样具有近岸较高,离岸逐渐减少的特点,异养细菌数量分布与氨盐浓度呈高度显著性正相关,相关系数为0.73(P<0.01),与硝酸盐和磷酸盐浓度呈显著性正相关关系,相关系数分别为0.50和0.48(P≤0.05)。水温是影响胶州湾细菌季节变化的主要因素之一,冬季营养盐水平分布可能与异养浮游细菌矿化有机质产生营养盐有关。     

湖北泉水河流域水化学特征和硝酸盐来源示踪

目前针对喀斯特山区及平原过渡带天然河流硝酸盐的来源识别与追踪的研究鲜有报道,也较少考虑湿润气候区反季节性干旱气候特征对硝酸盐迁移规律的影响.以汉江二级支流泉水河流域为例,分析了从源头喀斯特地区、中间过渡区、平原区地表水和地下水硝酸盐含量及组成的空间变化,采用氮氧同位素识别地表水和地下水硝酸盐来源,利用SIAR模型定量计算各污染源的贡献率.结果表明:土壤有机氮、污水粪便、化肥和大气沉降对地下水硝酸盐来源贡献占比分别为31.4%、20.0%、29.6%和19.0%,对地表水硝酸盐来源的比例分别为32.0%、30.0%、25.0%和13.0%,污水粪便对地表水硝酸盐贡献比例较地下水增高;坝上水样因水体较大,自净能力较强,受污水粪便的影响很小（仅为9.0%）,坝上水样硝酸盐土壤有机氮、大气沉降和化肥的贡献占比分别为43.0%、11.0%和37.0%.枯水期河水主要由地下水缓慢补给,无地表径流汇入,土壤有机氮为河流主要的硝酸盐来源,河流中下游更易受人类活动影响,生活污水和化肥对河流硝酸盐贡献增大.      

基于代谢理论的城市化—水资源系统协同演化研究

城市代谢是物质、能量投入并且产生经济、环境产出的过程,能够有效解析城市化—水资源系统之间复杂的耦合交互作用。基于城市代谢理论,将城市化—水资源系统代谢过程分解为同化过程和异化过程,并采用DEA模型研究了珠江三角洲近15年来城市化—水资源系统同化、异化效率,对珠江三角洲城市化—水资源系统协同演化情况进行分析,指出其发展中存在的问题及未来发展的方向。研究表明:(1)对比同化效率,近15年来珠江三角洲异化效率保持在较高水平,城市化对水资源系统的输出扰动作用明显。(2)珠江三角洲城镇化率,经济水平和消费水平在提高水资源利用效率的前提下还有很大的提高空间。在未来发展过程中,珠江三角洲的城市化发展应该从提高技术水平方面去入手,而非一味地增加资源投入。     

复合碳源对含水层中硝酸盐自净的影响及微生物响应

本文选择典型农田采集地下水及含水层介质样品构建反应体系,添加三种配比的复合碳源(腐殖酸∶蛋白质∶葡萄糖分别为50%∶25%∶25%(C1);70%∶15%∶15%(C2);70%∶20%∶10%(C3))进行培养实验,分析在不同碳源配比下含水层系统中NO^-₃转化的动力学特征,综合微生物多样性和功能预测分析,探究复合碳源对含水层NO^-₃自净影响的微生物响应。研究表明,相对于空白对照组别(CK),复合碳源存在会促进含水层系统中的硝酸盐自净过程,C1、C2和C3的NO^-₃去除率在40 d内分别可达71.71%、52.99%和44.37%,远高于CK的17.01%。NO^-₃消减过程的动力学特征也表明复合碳源中葡萄糖或蛋白质等生物利用性高的碳源占比越大,越有利于NO^-₃消减,其中,蛋白质比例越高,产物中铵态氮含量越高。同时,微生物群落结构和功能预测分析的结果都表明添加复合碳源促进...     

嗜碱盐单胞菌X3中异化型硝酸盐还原酶编码基因簇的功能验证及蛋白结构预测

细菌的氮代谢推动环境的氮循环,硝酸盐还原反应是氮代谢途径中重要步骤之一。本文运用酶活测定、qRTPCR和生物信息学软件分析的方法,对嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila)X3中编码细菌异化型硝酸盐还原酶(Dissimilatory nitrate reductase,Nar)不同亚基的基因簇narGYJV进行了功能验证、蛋白结构预测和系统发育分析。研究表明,X3菌株中存在narGYJV基因簇并具有表达活性,测得Nar的酶活为每克蛋白21.415U;预测到的narGYJV编码蛋白功能区域中1～1246氨基酸属于NarG超家族,编码Nar的α亚基;1261～1752氨基酸属于DMSOR-beta-like超家族,编码Nar的β亚基;2061～2279氨基酸编码γ亚基,1802～2018氨基酸编码δ亚基;Nar的二级结构中无规卷曲占37.59%,α螺旋占34.43%,延伸链占18.33%;NarG、NarY和NarV的3D结构与PDB中大肠杆菌(Escherichia coli)的1Q16 3D结构最接近,覆盖率96%～100%。系统发育树显示,菌株X3中NarG与同属菌的遗传距离较近,在不同菌属间虽然功能相似,其同源性较低;NarY与大肠杆菌中的氨基酸序列的同源关系较近,说明异化型硝酸盐还原酶Nar中不同亚基的系统发育地位不同。研究结果表明,Halomonas alkaliphila X3菌株中存在编码Nar的基因簇narGYJV,编码蛋白具有独特的3D结构,不同亚基的系统发育地位不同。研究结果为进一步研究该菌的氮代谢通路选择和调控机制提供了依据。     

硝酸盐对鱼类毒性研究进展

硝酸盐作为硝化反应的最终产物,在利用自养硝化过程控制氨氮的封闭式循环水养殖系统中常有积累,其潜在的毒性在国内尚未引起广泛关注。已有研究表明高浓度硝酸盐会对鱼类的繁殖发育、肝肾组织及行为带来负面影响,进一步影响鱼类的生长、威胁鱼类的生存。本文阐述了硝酸盐对鱼类的毒性作用机理和影响硝酸盐毒性的因素,总结了硝酸盐对不同海水鱼类和淡水鱼类的急性、亚急性和慢性毒性实验结果,分析了硝酸盐胁迫对鱼类生长、存活和生理等方面的影响,以期为工厂化循环水养殖生产中安全的硝酸盐浓度的确定提供参考。     

东海黑潮及其上游硝酸盐输送年际变化的模拟研究

利用一个太平洋区域分辨率为12.5 km的ROMS-CoSiNE海洋物理-生态耦合模式1997-2016年的积分结果,对东海黑潮硝酸盐输送的年际变化进行分析。结果显示:东海黑潮的硝酸盐输送存在约3 a与7 a的年际变化周期,且在100~400 m深的次表层与400~800 m深的中层水中变化较为显著。东海黑潮上游海水中,南海水及直接汇入东海黑潮的西太平洋海水对黑潮硝酸盐的年际输送变化具有重要影响。其中,南海水主要影响东海黑潮中层水的硝酸盐输送,而西太平洋海水对东海黑潮次表层水硝酸盐的输送影响较为显著。     

地下水硝酸盐氮同位素分析最新方法——细菌反硝化法

细菌反硝化法是目前地下水中硝酸盐氮同位素分析的最新方法，包括反硝化菌的选取与培养、反硝化菌将硝酸盐完全转化成N2O气体、N2O气体的提取与纯化、N2O气体氮同位素测定。与传统方法相比，细菌反硝化法可分析低浓度微量水中硝酸盐氮同位素，且更为快捷可靠。     

西安浐河、灞河硝酸盐氮同位素特征及污染源示踪探讨

硝酸盐是河流主要污染物之一,近些年,对西安市各主要河流监测发现硝酸盐氮污染有加重的趋势,然而对这些河流硝酸盐氮污染源尚缺乏足够的认识.由于不同氮来源的硝酸盐氮同位素组成不同,氮同位素示踪技术被应用到河流硝酸盐污染源方面的研究.笔者通过对西安市东部补给水源(泸河、灞河)无机氮含量变化调查,并利用河水硝酸盐氮同位素组成和特征,初步讨论了这两条河流硝酸盐氮的可能污染源.结果显示,泸河、灞河在源头附近δ15N-NO3是由岩石和天然土壤中的有机氮起主导因素;中游δ15N值偏重是由于农业活动施加化肥引起;下游δ15N达到最高,说明工业废水、生活污水和粪肥的影响占主导.该结论为以后深入研究陕西地区河流水质提供基础.     

硝酸盐及亚硝酸盐对三唑磷在海水中光降解的影响

研究了高压汞灯照射下硝酸盐及亚硝酸盐对天然海水中三唑磷光降解的影响情况。实验发现:在300 W高压汞灯照射下,在天然海水中,三唑磷降解速率受硝酸盐及亚硝酸盐等因素的影响,且降解均符合一级动力学规律;在三唑磷水溶液中分别添加浓度为0.1,1,2,4mg/L的NO3-及NO2-,均不同程度地抑制三唑磷的光降解速率,且其抑制作用均随NO3-及NO2-添加浓度的增大而增强,三唑磷的光降解速率常数(k)的变化范围为0.00394~0.00861 min-1。