植物+微生物联合生态沟渠在盐度胁迫下的营养盐去除效果

1

作者 杨文焕 彭耀华 +3 位作者 徐岩 姚植 王乐乐 李卫平 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期430-439,共10页

为实现高效去除高盐湖体营养盐,以岱海湖为研究对象,本文基于混合植物生态沟渠技术,探究了植物+微生物联合生态沟渠在不同盐度梯度下对营养盐的去除效率、植物生长情况和微生物群落变化.研究发现,盐度胁迫下利用聚氨酯海绵将解淀粉芽孢... 为实现高效去除高盐湖体营养盐,以岱海湖为研究对象,本文基于混合植物生态沟渠技术,探究了植物+微生物联合生态沟渠在不同盐度梯度下对营养盐的去除效率、植物生长情况和微生物群落变化.研究发现,盐度胁迫下利用聚氨酯海绵将解淀粉芽孢杆菌固定在沟渠,能有效的强化系统中植物的耐盐性能,主要体现在促进植物生长、提高植物的抗氧化应激功能酶活性,加强植物对营养盐的同化吸收等.虽然向沟渠中投加解淀粉芽孢杆菌并未使其成为系统中的绝对优势菌属,但其能够改善系统中微生物群落结构,提高系统中脱氮除磷相关功能微生物的丰度进而提高沟渠的水质净化能力.结果表明,植物+微生物组沟渠在不同盐度下对水质的净化效果均显著高于单一植物/微生物生态沟渠,且在15g/L盐度下对营养盐去除效率最高,总氮(TN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总磷(TP)和化学需氧量(COD_(Cr))平均去除率均达到70%以上.相较于植物沟渠,植物+微生物沟渠的3种抗氧化应激酶:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)在15g/L盐度条件下分别提高了33.70%、43.64%、38.68%. 展开更多

关键词 解淀粉芽孢杆菌 生态沟渠 盐度胁迫 抗氧化应激酶

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寒区湖泊冰封期与非冰封期蓝藻群落特征分析

2

作者 杨文焕 梁俊泓 +3 位作者 李艳芳 张明宇 王志超 李卫平 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期61-75,I0001,I0002,共17页

以蓝藻越冬的群落变化特征为基础,为揭示不同湖泊水生态变化,于2022年1月和7月在岱海、乌梁素海和南海湖共选取10个采样点采集上层水与底泥样品,开展了内蒙湖区不同类型湖泊冰封与非冰封时期蓝藻群落结构、丰度变化和多样性的研究。结... 以蓝藻越冬的群落变化特征为基础,为揭示不同湖泊水生态变化,于2022年1月和7月在岱海、乌梁素海和南海湖共选取10个采样点采集上层水与底泥样品,开展了内蒙湖区不同类型湖泊冰封与非冰封时期蓝藻群落结构、丰度变化和多样性的研究。结果表明:蓝藻经历了湖泊冰封期与非冰封期,丰度和多样性都发生了较大变化,可以很好地解释湖泊水生态变化情况,乌梁素海和南海湖非冰封期蓝藻丰度显著高于冰封期,而岱海因其湖泊水质的特殊性,冰封期水体蓝藻丰度显著高于非冰封期水体,而非冰封期底泥蓝藻丰度显著高于冰封期。不同时期不同湖泊蓝藻优势属的生态位宽度不尽相同,非冰封期和冰封期岱海和南海湖优势蓝藻普遍可利用多种资源,而乌梁素海优势蓝藻实际可利用资源较少。根据中性模型和冗余分析可知,非冰封期的乌梁素海和南海湖水体和底泥更多地受到随机过程的影响,相比之下,岱海底泥和南海湖水体则更多地受环境因素的制约;寒区湖泊蓝藻群落的组成、结构及影响因素存在季节差异,水温、总氮、氨氮和pH起到了关键作用。研究结果可为寒区湖泊水生态保护治理提供参考。 展开更多

关键词 寒区湖泊 蓝藻 群落结构 生态位 迁移

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PE和PLA微塑料对水体氮代谢相关功能微生物的影响

3

作者 王志超 马钰 +3 位作者 杨丽文 殷震育 白龙 李卫平 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期278-291,共14页

为探究MPs赋存对水体氮代谢功能的影响机理,从微生物角度开展室内模拟实验,探究不同浓度(0,1,5,10mg/L)和不同类型(不可生物降解微塑料聚乙烯PE-MPs、可生物降解微塑料聚乳酸PLA-MPs)MPs颗粒对水体氮浓度(TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-... 为探究MPs赋存对水体氮代谢功能的影响机理,从微生物角度开展室内模拟实验,探究不同浓度(0,1,5,10mg/L)和不同类型(不可生物降解微塑料聚乙烯PE-MPs、可生物降解微塑料聚乳酸PLA-MPs)MPs颗粒对水体氮浓度(TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N)、氮代谢相关功能微生物群落结构和氮代谢功能基因等的影响.研究发现PE-MPs和PLA-MPs可能会导致水体氮积累,与CK相比在PE的影响下水中TN浓度增加了53.77%~94.76%,在PLA的影响下水中TN浓度增加了24.04%~48.74%,且不同浓度和类型的MPs对不同形态氮存在差异性影响;通过分析水体氮代谢相关功能微生物发现,PE-MPs与固氮菌蓝细菌门之间的负相关作用更大,PLA-MPs与无机氮功能菌浮霉菌门的正相关性更大.分析水体中氮代谢功能菌属发现,PE-MPs与水体中硝化和反硝化功能菌群之间的作用影响更大,PLA-MPs与栖湖菌属呈显著正相关(P<0.05),说明PLA-MPs会通过促进栖湖菌属的生长而影响氮代谢硝化过程.筛选水体微生物的功能基因发现PE-MPs和PLA-MPs对水体固氮功能基因、异化硝酸盐还原和反硝化功能基因的影响更大,说明MPs在水体中可能会通过影响氮代谢功能基因的合成而影响水体氮代谢过程,在相同粒径不同浓度和类型MPs赋存对水体氮代谢功能的影响存在差异性. 展开更多

关键词 微塑料 水体 氮代谢 微生物 功能基因

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乌梁素海铁还原微生物对砷-磷迁移转化的影响

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作者 石文静 刘轶哲 +1 位作者 徐浩然 李卫平 《中国环境科学》 北大核心 2025年第3期1612-1622,共11页

以乌梁素海为研究对象,揭示湖泊沉积物微生物群落结构,阐明代表性铁还原微生物及其丰度,探究铁还原微生物驱动下Fe还原过程对As-P迁移转化影响的季节性差异以及P对As迁移转化的影响,旨在为深化寒旱区湖泊As的环境地球化学行为和As污染... 以乌梁素海为研究对象,揭示湖泊沉积物微生物群落结构,阐明代表性铁还原微生物及其丰度,探究铁还原微生物驱动下Fe还原过程对As-P迁移转化影响的季节性差异以及P对As迁移转化的影响,旨在为深化寒旱区湖泊As的环境地球化学行为和As污染修复提供依据,为As污染和富营养化双重风险湖泊的水环境保护提供参考.结果表明,乌梁素海冰封期的铁还原微生物相对丰度较夏季更高.代表性铁还原微生物存在季节性差异,芽孢杆菌属和地杆菌属在冰封期和夏季均为铁还原微生物的优势菌属,但地发菌属也是夏季代表性铁还原微生物之一,而希瓦氏菌属则是冰封期代表性铁还原微生物之一.相关性分析和PLS-SEM模型结果表明在As-P迁移转化中起主要驱动作用的代表性铁还原微生物和其对As-p迁移转化的影响均存在明显的季节性差异.夏季热厌氧菌属虽丰度较小,但其驱动的铁还原过程(路径系数0.178)一定程度影响了沉积物中As和P向水中的释放,芽孢杆菌属也可促使Fe还原(路径系数0.115)驱动As-P的迁移转化.而冰封期时,丰度较高的地杆菌属则是导致As迁移的重要驱动者(路径系数0.530),其对As-P的迁移转化有重要影响,热厌氧菌属对Fe的还原作用(路径系数0.284)以及对As-P迁移转化的影响较夏季更(路径系数0.178). 展开更多

关键词 乌梁素海 冰封期 砷 铁还原微生物 迁移转化

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光合细菌对活性污泥微生物群落结构及功能的影响 被引量：2

5

作者 杨文焕 邓子威 +2 位作者 徐岩 王志超 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1314-1323,共10页

构建光序批式反应器(PSBR)处理模拟生活污水,考察光合细菌投加量、pH值、光照强度和溶解氧(DO)对反应器污染物去除性能影响,通过16S r RNA测序技术揭示光合细菌对活性污泥微生物群落结构、功能和氮代谢通路的影响.结果表明:10%光合细菌... 构建光序批式反应器(PSBR)处理模拟生活污水,考察光合细菌投加量、pH值、光照强度和溶解氧(DO)对反应器污染物去除性能影响,通过16S r RNA测序技术揭示光合细菌对活性污泥微生物群落结构、功能和氮代谢通路的影响.结果表明:10%光合细菌投加通过促进微生物种间协调功能使PSBR系统CODCr、NH_(4)^(+)-N和TN去除率提高,pH值、光照强度和DO分别为7、5000lux和3mg/L时,PSBR脱氮性能最好.光合细菌提高了活性污泥微生物多样性和丰富度,Proteobacteria菌门和norank_f__Saprospiraceae菌属相对丰度增多.光合细菌促进部分参与硝化过程和反硝化过程的功能基因(amo、hao和nap)和酶(AMO、HAO和NAP)丰度增加,活性污泥的整体氮代谢潜力得到提升. 展开更多

关键词 光合细菌 光序批式反应器 群落功能 氮代谢

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冰封期不同类型湖泊细菌与蓝藻群落组成及共现网络分析 被引量：1

6

作者 杨文焕 张明宇 +4 位作者 杨娅婷 徐龙 郭渊 马杰 李卫平 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1366-1379,共14页

季节性冰封使得寒区湖泊微生物群落结构及生物间的相互反馈具有特殊性。黄河流域内蒙古段湖泊作为典型的寒区湖泊,其漫长的冰封期为研究细菌与蓝藻在冰封条件下的相互关系提供了天然平台。解析不同类型湖泊生态系统中细菌与蓝藻群落间... 季节性冰封使得寒区湖泊微生物群落结构及生物间的相互反馈具有特殊性。黄河流域内蒙古段湖泊作为典型的寒区湖泊,其漫长的冰封期为研究细菌与蓝藻在冰封条件下的相互关系提供了天然平台。解析不同类型湖泊生态系统中细菌与蓝藻群落间的相互关系差异,有助于深入理解湖泊冰封条件下水生态系统的功能与动态。为探明湖泊功能对菌藻关系的影响,本文以大型淡水湖泊乌梁素海、城市湖泊南海湖、咸水湖泊岱海冰封期冰下水体为研究对象,利用宏基因测序分子生物学技术、冗余分析、Mantel检验分析及Network网络分析模型等方法,对冰封期间细菌和蓝藻群落结构及相互关系进行研究。结果表明:3个湖泊冰下水体中优势菌门组成一致,属水平上的群落组成具有较为明显的差异;湖泊间菌藻群落组成差异与环境因子的协同作用高度相关,总磷、氨氮和总氮是影响冰封期菌藻群落结构的主要环境因子;细菌-蓝藻的微生物网络复杂性呈现南海湖>岱海>乌梁素海。岱海网络中菌藻关系多以负相关为主,负权重边占比达到31.70%,且模块化程度较高。本文旨在对湖泊冰下水体中的细菌、蓝藻群落结构及共现网络进行深入分析,以更好地理解不同水生态系统下微生物错综复杂的关系,为相关领域的生态保护和研究提供重要的理论依据。 展开更多

关键词 冰封期 宏基因 群落结构 冗余分析 菌藻关系

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磁性载体MBBR系统对纳米ZnO颗粒的胁迫响应 被引量：1

7

作者 高静湉 王树超 +3 位作者 敬双怡 吴兆盛 杨文焕 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2093-2102,共10页

为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH_(4)^(+)-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下M... 为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH_(4)^(+)-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下MBBR中污染物去除性能及微生物的影响.结果表明:低浓度(5,10mg/L)纳米ZnO对COD、NH_(4)^(+)-N去除无显著影响;高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫后,磁性载体MBBR的NH_(4)^(+)-N去除率分别降低10.57%和12.91%,低于普通载体的14.48%和16.94%.相比于NH_(4)^(+)-N,纳米ZnO胁迫对COD去除影响较小.此外,高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫导致更多纳米ZnO颗粒团聚并吸附于磁性载体生物膜表面,继而改变了生物膜群落结构.在10mg/L的纳米ZnO胁迫下,磁性与普通载体生物膜中微单胞菌属(Micropruina)的相对丰度均有所提高,对该菌属生长起到促进作用.50mg/L纳米ZnO对Micropruina的生长产生明显的抑制,普通及磁性载体生物膜中其相对丰度分别降至0.20%和1.28%.KEGG代谢通路预测表明,高浓度的纳米ZnO改善了细胞膜转运蛋白和细胞活性等功能,降低了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢、异种生物降解与代谢的功能.在纳米ZnO胁迫下,磁性载体较普通载体表现出更好的污染物去除性能,削弱了纳米ZnO对微生物的胁迫效应. 展开更多

关键词 纳米ZNO MBBR 磁性载体 群落结构 代谢通路

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岱海冰封期与非冰封期氮磷分布及影响因素差异分析 被引量：1

8

作者 侯晨丽 李洋 +4 位作者 李卫平 于晟乾 殷震育 郭渊 樊才睿 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1590-1598,共9页

为揭示岱海不同时期营养盐分布特征及与环境因子的响应机制差异,基于2021年1月(冰封期)和5、7、10月(非冰封期)岱海水样及冰样的实测数据,运用克里金插值、相关性分析、差异显著性分析方法,分析岱海氮、磷时空分布特征,探讨其与环境因... 为揭示岱海不同时期营养盐分布特征及与环境因子的响应机制差异,基于2021年1月(冰封期)和5、7、10月(非冰封期)岱海水样及冰样的实测数据,运用克里金插值、相关性分析、差异显著性分析方法,分析岱海氮、磷时空分布特征,探讨其与环境因子在冰封期与非冰封期的响应机制。结果表明:岱海水体中总氮(TN)变化趋势为春季>秋季>夏季>冬季;总磷(TP)变化趋势+-为夏季>秋季>春季>冬季。从冬季到次年秋季,水体中氨氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)的平均浓度呈先减少后增加的变化趋势,而TN、溶解性总磷(DTP)和颗粒态磷(PP)浓度呈先增加后减少的变化趋势,且夏季浓度最高,以溶解态磷为主。冬季TN浓度呈湖心处高四周低的分布,TP浓度整体分布均匀。除NO_(3)^(-)-N在底层冰中浓度最大外,冰体中TN、TP和NH4-N均表现为表层冰>底层冰>中层冰。在湖体冻结排盐作用下,不同形态氮、磷平均分离系数大小依次为NH4-N>TP>TN>NO_(3)^(-)-N。DTP与水温全年呈显著正相关,入冬后温度降低且外源磷供给减少,而结冰过程中TN浓缩程度高于TP,导致冰下水体的氮磷比增大。不同时期水体中营养盐与盐度、叶绿素a的响应存在明显差异,这一结果受冰盖阻隔、冻结排盐、内外源污染以及微生物代谢等多个过程的共同控制。 展开更多

关键词 岱海 营养盐 冰封期 非冰封期 水环境因子 冻结排盐

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人工湿地各组分氮素削减定量及功能基因分析 被引量：2

9

作者 高静湉 汤世科 +3 位作者 刘哲铭 张鹏 于凤萍 李卫平 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期654-664,共11页

为探讨人工湿地各组分氮素削减贡献度及微生物脱氮机理,本研究构建6组(3组无植物对照)不同类型人工湿地系统,3组有植物人工湿地基质分别为陶粒+煤渣、陶粒+沸石、沸石+煤渣,探究其对包头南海湖水中氮素的去除效果;采用氮稳定同位素示踪... 为探讨人工湿地各组分氮素削减贡献度及微生物脱氮机理,本研究构建6组(3组无植物对照)不同类型人工湿地系统,3组有植物人工湿地基质分别为陶粒+煤渣、陶粒+沸石、沸石+煤渣,探究其对包头南海湖水中氮素的去除效果;采用氮稳定同位素示踪技术,量化植物、基质和微生物在人工湿地氮去除中的贡献度;并利用高通量测序技术分析人工湿地系统中微生物的群落结构及氮代谢功能基因。结果表明:陶粒+煤渣有植物组人工湿地氮去除效果最佳,对TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N的去除率分别为(41.18±2.61)%、(50.44±2.63)%、(40.93±2.32)%、(74.34±1.97)%。^(15)N示踪发现,植物、基质和微生物对人工湿地系统NO_(3)^(-)-N去除的贡献率分别为27.74%、48.43%和23.83%。高通量测序和PICRUSt2功能预测分析结果表明,植物对微生物群落组成和代谢途径有显著影响。在植物根部样本中,优势菌门为Proteobacteria,其大部分菌属均参与了氮代谢,在生物脱氮过程中发挥重要的作用。有植物人工湿地系统基质中微生物的nir S基因、植物根系的nir K基因丰度明显增加,植物有效促进了人工湿地系统中微生物的反硝化作用。 展开更多

关键词 人工湿地 氮同位素 微生物群落 氮代谢 功能基因

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乌梁素海冰封期砷与环境因子响应及风险评价 被引量：1

10

作者 石文静 赵心亚 +1 位作者 刘轶哲 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期972-983,共12页

以乌梁素海为研究对象,分析冰封期冰-水-沉积物多相介质中砷(As)的分布特征,利用高通量测序技术揭示其主要微生物群落,结合理化因子探究乌梁素海冰封期As与环境因子响应关系并识别影响As分布的关键环境因子,同时综合多种方法进行生态风... 以乌梁素海为研究对象,分析冰封期冰-水-沉积物多相介质中砷(As)的分布特征,利用高通量测序技术揭示其主要微生物群落,结合理化因子探究乌梁素海冰封期As与环境因子响应关系并识别影响As分布的关键环境因子,同时综合多种方法进行生态风险评价.结果表明,冰封期乌梁素海各点位沉积物中总砷(TAs)浓度均高于河套平原As背景值,平均浓度为背景值的1.7倍;冰-水-沉积物多相介质中As主要为As(Ⅴ),且TAs浓度的最大值均出现在总排干处;综合多相介质中相关性和冗余分析,冰封期乌梁素海中铁是影响As在冰-水-沉积物相迁移的关键环境因子,微生物在其中扮演重要角色,特别是Thiobacillus、norank_f_Steroidobacteraceae和Bacillus等菌属.风险评价结果表明冰封期乌梁素海表层沉积物大都处于轻度污染,但总排干处已经趋向于偏中度污染,且表层沉积物可能发生As的毒性效应风险,冰封期乌梁素海As的潜在生态风险不容忽视. 展开更多

关键词 乌梁素海 冰封期 砷 环境因子 风险评价

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寒区典型湖泊冰封期溶解氧变化趋势及影响因素

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作者 李明亮 张明宇 +4 位作者 姚植 王乐乐 冯栋栋 李卫平 杨文焕 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1806-1819,共14页

为研究寒区典型湖泊水体中溶解氧的变化特征及其影响因素,本研究对蒙新高原3个季节性冰封湖泊(乌梁素海、南海湖、岱海)的溶解氧、水温和光合有效辐射进行高频长序监测,并结合水质检测结果,对不同湖泊的溶解氧变化特征及其影响因素进行... 为研究寒区典型湖泊水体中溶解氧的变化特征及其影响因素,本研究对蒙新高原3个季节性冰封湖泊(乌梁素海、南海湖、岱海)的溶解氧、水温和光合有效辐射进行高频长序监测,并结合水质检测结果,对不同湖泊的溶解氧变化特征及其影响因素进行分析。结果显示,在冰封期,岱海、南海湖和乌梁素海溶解氧平均浓度分别为15.19、5.99、11.42 mg/L,3个湖泊溶解氧均表现出昼升夜降和垂向分层现象,在昼夜变化幅度上呈现出南海湖>乌梁素海>岱海;溶解氧整体变化幅度上呈现出乌梁素海>南海湖>岱海,其中乌梁素海变化幅度达到了18 mg/L,岱海仅为3.3 mg/L;溶解氧变化主要受到水温、光合有效辐射以及营养盐浓度的影响,对于不同湖泊,各项环境因子对冰下水体生化过程的影响存在显著差异。不同的冰雪条件造就了水环境的差异,继而影响了冰下水体溶解氧变化。本研究旨在通过对冰封期不同类型湖泊中溶解氧变化及其影响因素的研究,更好地了解湖泊生态系统在冰封期的变化规律,为寒区湖泊管理和保护提供理论依据。 展开更多

关键词 冰封期 溶解氧 水温 光合有效辐射 乌梁素海 南海湖 岱海

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微塑料对双酚A在鲤鱼肠道中累积及生长生理的影响

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作者 侯晨丽 于晟乾 +3 位作者 于越 于玲红 樊才睿 李卫平 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期262-270,共9页

为探明微塑料(MPs)对双酚A(BPA)在鱼类肠道中累积特征及鱼类生长生理的影响,本研究以黄河鲤鱼为模型生物,分析了0.5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与BPA联合作用下鲤鱼肠道中微塑料及BPA的累积特征、鲤鱼生长及其抗氧化酶活性,以及它们之间... 为探明微塑料(MPs)对双酚A(BPA)在鱼类肠道中累积特征及鱼类生长生理的影响,本研究以黄河鲤鱼为模型生物,分析了0.5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与BPA联合作用下鲤鱼肠道中微塑料及BPA的累积特征、鲤鱼生长及其抗氧化酶活性,以及它们之间的响应关系。结果表明:联合处理下鲤鱼肠道中的PS-MPs含量随时间呈线性增加,且随投加的微塑料浓度增加而增加,而PS-MPs累积速率随时间呈先增加后减小趋势,其中在BPA+PS(L)处理(1 mg·L^(-1)BPA+20μg·L^(-1)PS-MPs)下,0.25 d时鲤鱼肠道中PS-MPs累积速率达到峰值(373.81μg·g^(-1)·d^(-1)),BPA+PS(H)处理(1 mg·L^(-1)BPA+100μg·L^(-1)PS-MPs)下,则是在0.125 d达到最高(644.00μg·g^(-1)·d^(-1))。与单一BPA暴露相比,联合暴露下鲤鱼肠道中BPA累积量增加,与BPA(1 mg·L^(-1)BPA)处理相比,BPA+PS(L)和BPA+PS(H)处理下鲤鱼肠道中BPA含量分别提高了6.13%和9.74%,BPA累积速率分别增加了190.01%、373.80%。相较于对照处理,BPA处理和MPs与BPA联合处理均引起鲤鱼肠组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量、丙二醛(MDA)含量增加,使体质量下降幅度减缓,其中BPA、BPA+PS(L)和BPA+PS(H)处理下鲤鱼体质量(21 d)较对照处理分别下降1.22%、3.90%、4.33%。当微塑料投加量达到100μg·m L^(-1)时,联合处理会增加鲤鱼肠道中SOD活性、CAT活性和GSH含量,抑制MDA产生,从而缓解MPs和BPA联合作用对鲤鱼造成的氧化损伤,并且减缓鲤鱼体质量下降。研究表明,微塑料的存在会增加双酚A在鲤鱼肠道中的累积,且两者联合作用对鲤鱼产生了协同毒理效应,导致鲤鱼生长速率减缓,体质量下降。 展开更多

关键词 微塑料 双酚A 肠组织 抗氧化酶活性 生物标志物响应

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微塑料对冰生消及密度的影响研究

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作者 王志超 康延秋 +3 位作者 李卫平 窦雅娇 李嘉辰 杨文焕 《环境工程技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期750-757,共8页

随着海洋及淡水中塑料垃圾数量的急剧增加,以乌梁素海为代表的寒区淡水湖泊中微塑料含量增长显著,冰封期结冰会促进微塑料富集于冰盖中,为深入理解微塑料在寒区冰冻区的环境迁移特点,利用自制结冰装置试验模拟湖水结冰期、融冰期,揭示... 随着海洋及淡水中塑料垃圾数量的急剧增加,以乌梁素海为代表的寒区淡水湖泊中微塑料含量增长显著,冰封期结冰会促进微塑料富集于冰盖中,为深入理解微塑料在寒区冰冻区的环境迁移特点,利用自制结冰装置试验模拟湖水结冰期、融冰期,揭示微塑料对冰厚度增长率、消减率以及冰密度的影响。结果表明,微塑料的赋存促进冰生长,并且冰厚度增长值随微塑料丰度增加呈现出先增加后减小的趋势;且微塑料阻碍冰层融化,随着微塑料丰度的增加阻碍作用愈加明显。通过对不同条件下冰样密度进行观测发现,冰密度的变化是微塑料丰度和结冰温度为主导、微塑料粒径存在微弱影响的一种共同作用,微塑料丰度和结冰温度会对冰的生消过程和冰密度的变化造成影响。 展开更多

关键词 微塑料 室内试验 增长率 消减率 密度

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进水碳源类型对SNEDPR系统脱氮除磷性能的影响研究

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作者 李招群 张仁翔 +1 位作者 宋子洋 敬双怡 《当代化工研究》 CAS 2024年第21期1-4,共4页

项目拟以同步硝化内源反硝化磷(SNEDPR)为研究对象,研究不同碳源对其去除效果的影响。在此基础上,项目拟以连续运行60天的移动床生物膜法(MBBR)系统为研究对象,以乙酸钠、乙酸钠+葡萄糖(3:1)、丙酸钠+葡萄糖(3:1)为碳源,分为三个阶段。... 项目拟以同步硝化内源反硝化磷(SNEDPR)为研究对象,研究不同碳源对其去除效果的影响。在此基础上,项目拟以连续运行60天的移动床生物膜法(MBBR)系统为研究对象,以乙酸钠、乙酸钠+葡萄糖(3:1)、丙酸钠+葡萄糖(3:1)为碳源,分为三个阶段。通过测定不同参数,分析不同碳源对COD、磷和氮去除的影响。结果表明,不同碳源对COD去除性能影响相对较小,系统对有机物利用率均较高;葡萄糖加入初期会导致厌氧释磷量和PO_(4)^(3-)-P去除率降低,但后续促进了PAOs除磷,丙酸钠与葡萄糖的协同作用不利于系统除磷;NH_(4)^(+)-N的去除主要发生在第一个循环周期,系统硝化效果逐渐增强,葡萄糖有利于GAOs脱氮,丙酸钠和葡萄糖混合碳源不利于GAOs的内源反硝化作用。该研究为SNEDPR系统在实际污水厂的应用提供了理论依据和参考。 展开更多

关键词 同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR) 碳源类型 脱氮除磷性能 移动床生物膜反应器(MBBR)

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微塑料与双酚A联合下鲤鱼生物积累及氧化应激效应 被引量：3

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作者 侯晨丽 于越 +3 位作者 于玲红 王志超 于晟乾 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期4334-4342,共9页

为了阐明微塑料(MPs)对双酚A(BPA)在鱼体内分布和生物积累的影响,以及两者之间交互的毒理效应,选用黄河鲤鱼为模型生物,分析0.5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与BPA联合下鲤鱼不同组织中PS-MPs和BPA的富集特征、组织病理及抗氧化酶活性.结... 为了阐明微塑料(MPs)对双酚A(BPA)在鱼体内分布和生物积累的影响,以及两者之间交互的毒理效应,选用黄河鲤鱼为模型生物,分析0.5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与BPA联合下鲤鱼不同组织中PS-MPs和BPA的富集特征、组织病理及抗氧化酶活性.结果表明:暴露21d后,鲤鱼各组织中PS-MPs的富集量均为肠道(55.70%)>鳃(31.53%)>大脑(7.76%)>肝脏(5.01%).与BPA处理相比,BPA+MP20处理中鳃、肝脏、肠道和大脑中的BPA浓度分别增加4.28%、1.66%、2.06%和4.85%;BPA+MP100处理分别增加11.88%、15.18%、3.15%和10.54%,表明PS-MPs的存在显著增加了BPA在鲤鱼各组织中的积累,且各组织中BPA积累量随PS-MPs浓度的增加而增加,其中肝脏中BPA积累量对PS-MPs浓度依赖性更强.相较于对照处理,单一BPA或MPs与BPA联合作用均引起鲤鱼各组织出现不同程度炎症细胞浸润,并诱导各组织中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)活性及丙二醛(MAD)含量增加.然而,BPA与高浓度PS-MPs联合作用下,鲤鱼通过诱导增加肠道和肝脏中SOD和GSH活性,降低MAD含量,减缓MPs和BPA对鲤鱼的复合毒性效应. 展开更多

关键词 微塑料 双酚A 联合暴露 累积量 抗氧化酶活性

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基于CT扫描的微塑料对砂壤土孔隙结构的影响研究 被引量：1

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作者 王志超 李嘉辰 +2 位作者 张博文 敬双怡 李卫平 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期79-86,共8页

【目的】探究微塑料对砂壤土孔隙结构的影响,为土壤新型污染物微塑料的防治提供科学依据,也对应用CT扫描进行土壤结构与土壤质量评估提供借鉴与指导。【方法】采用室内土柱模拟方法和计算机断层扫描技术,对CK(未赋存微塑料的空白组)和M... 【目的】探究微塑料对砂壤土孔隙结构的影响,为土壤新型污染物微塑料的防治提供科学依据,也对应用CT扫描进行土壤结构与土壤质量评估提供借鉴与指导。【方法】采用室内土柱模拟方法和计算机断层扫描技术,对CK(未赋存微塑料的空白组)和M(赋存2%浓度聚丙烯微塑料的试验组)处理进行了三维土壤孔隙结构的可视化分析和孔隙特征参数的测定。【结果】聚丙烯微塑料显著影响砂壤土孔隙结构。通过对三维孔隙结构可视化研究发现,CK中土壤孔隙分布较为均匀,出现明显下沉且纵向连续性强,而M处理中土壤孔隙破碎化程度高,连通性较差;且CK中土壤孔隙度为4.98%,M处理中土壤孔隙度只有3.79%。聚丙烯微塑料赋存条件下土壤孔隙数量与孔隙体积分布随土壤深度发生变化。在土柱0~4cm深度范围内,土壤孔隙总数量表现为CK>M处理,M处理中土壤孔隙总数较CK降低了73.02%,且二者的孔隙数量差异随土壤深度的增加而逐渐增大;土壤平均孔隙体积表现为CK(1709mm^(3))>M处理(1235mm^(3)),且相较于CK,M处理的大体积土壤孔隙数量占比有不同程度的降低。聚丙烯微塑料对砂壤土孔隙形态特征产生了影响。随着土层深度的增加,CK的孔隙成圆率趋于平稳,孔隙更接近圆形;但孔隙平均当量直径却表现为M处理>CK,M处理的平均当量直径均随土壤深度的增加呈逐渐上升的趋势。【结论】聚丙烯微塑料的赋存影响了砂壤土孔隙结构并降低了土壤孔隙度,对土壤孔隙数量和形态特征也产生了一定的影响。 展开更多

关键词 计算机断层扫描技术 微塑料 土壤孔隙结构 三维可视化

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聚丙烯微塑料对滴灌条件下盐渍土水盐分布的影响 被引量：1

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作者 王志超 张博文 +3 位作者 李哲 程光远 李汶璐 李卫平 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期68-74,108,共8页

【目的】探究微塑料对滴灌条件下不同盐分盐渍土水盐分布的影响。【方法】采用长方体(长×宽×高为30 cm×30 cm×40 cm)土槽以马氏瓶作为稳压滴灌水源,采用转子流量计设置流量为0.36 L/h进行室内土槽入渗模拟的方法,... 【目的】探究微塑料对滴灌条件下不同盐分盐渍土水盐分布的影响。【方法】采用长方体(长×宽×高为30 cm×30 cm×40 cm)土槽以马氏瓶作为稳压滴灌水源,采用转子流量计设置流量为0.36 L/h进行室内土槽入渗模拟的方法,阐明了2%丰度聚丙烯(Polypropylene,PP)微塑料对不同含盐量盐渍土(0.5%、4%、7%)水平及垂直方向水分入渗后土壤水分、盐分运移及pH值的影响。【结果】入渗后土壤含水率与初始含盐量正相关,含盐量为7.0%的盐渍土处理较4.0%和0.5%的盐渍土处理平均含水率分别增加9.4%和11.2%(P<0.05);在含盐量为0.5%、4.0%和7.0%条件下,赋存PP微塑料处理较未赋存微塑料处理在垂直距入渗点源16.6 cm位置含水率分别增加7.8%、9.4%和6.2%(P<0.05),在水平距点源12 cm位置含水率分别增加7.9%、7.7%和6.2%(P<0.05)且含水率与距点源距离负相关;在3种含盐量条件下赋存PP微塑料的处理较未赋存PP微塑料的处理盐分分别增加188.2%、326.9%和163.2%(P<0.05);赋存PP微塑料的试验组在相同含盐量条件下,其在垂直、水平方向相同距离的p H值均呈现出大于未赋存PP微塑料的试验组的趋势。【结论】赋存PP微塑料后,土壤含水率、含盐量及pH值均大于未赋存PP微塑料的试验组。 展开更多

关键词 盐渍土 微塑料 盐分 含水率 PH

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微塑料对融冰过程中典型污染因子释放的影响研究

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作者 王志超 窦雅娇 +3 位作者 康延秋 杨文焕 敬双怡 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2480-2488,共9页

为探究融冰过程中微塑料赋存对岱海典型污染因子释放规律的影响,采用室内模拟的方式,通过设置不同冻结条件(冰体厚度、初始温度及方式、初始浓度)探究各典型污染因子在融冰过程中的释放规律,并采用融出比例(E)表征污染因子融冰过程中的... 为探究融冰过程中微塑料赋存对岱海典型污染因子释放规律的影响,采用室内模拟的方式,通过设置不同冻结条件(冰体厚度、初始温度及方式、初始浓度)探究各典型污染因子在融冰过程中的释放规律,并采用融出比例(E)表征污染因子融冰过程中的释放能力.结果表明,微塑料的赋存与初始条件的改变会影响污染因子的分布规律,从而对污染因子在融冰过程中的初期释放量造成一定影响,但并不能改变污染因子初期大量释放,随后少量均匀释放的释放规律;而相同初始条件下微塑料赋存使污染因子在融冰初期的释放量增加,使融出比例E下降2.59%~5.02%,这表明微塑料在冻融过程中不仅会将部分污染因子携带到冰体中,还对融冰过程中污染因子的释放起到一定的滞后作用;此外融冰过程中微塑料对于污染因子释放规律的影响可以从冰体微观结构与冰体融化机理两方面得到解释. 展开更多

关键词 融冰过程 微塑料 污染因子 释放规律 作用机理

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不同类型湖泊DOM光谱特征及来源的季节性变化

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作者 高静湉 汤世科 +3 位作者 刘文理 于凤萍 张鹏 李卫平 《环境科学》 北大核心 2025年第4期2154-2164,共11页

为研究不同类型湖泊溶解性有机质(DOM)的时空分布特征及来源,于2023年4月和7月采集内蒙古乌梁素海、岱海和南海湖水样,通过紫外可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析法对3个湖泊DOM的光谱特征、物质组成进行分析,并探究DOM对水... 为研究不同类型湖泊溶解性有机质(DOM)的时空分布特征及来源,于2023年4月和7月采集内蒙古乌梁素海、岱海和南海湖水样,通过紫外可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析法对3个湖泊DOM的光谱特征、物质组成进行分析,并探究DOM对水质因子的响应.结果表明,3个湖泊中岱海DOM的含量最高.相比春季,乌梁素海、岱海和南海湖夏季DOC平均质量浓度分别升高了69.57%、14.68%和85.88%.在空间分布上,乌梁素海DOM从春季的北部高到夏季的中部高,ρ(DOC)最高值从15.32 mg·L^(−1)升至25.73 mg·L^(−1).岱海DOM在春季湖中心区域最高[ρ(DOC)为56.12 mg·L^(−1)],夏季西部区域最高[ρ(DOC)为64.12 mg·L^(−1)].南海湖春季入水口区域DOM较高,夏季出水口区域升高1倍.在特性方面,乌梁素海DOM的芳香性与疏水性最高,南海湖最低;3个湖泊的腐殖质均以富里酸为主.在来源上,春季乌梁素海DOM以内源为主,夏季以外源为主;岱海和南海湖整体以内源为主,从春季到夏季,岱海外源特征增强,南海湖内源特征增强.3个湖泊DOM均与TN、TP和DO有显著相关性,乌梁素海中TN、TP和Chl-a及岱海中TN、TP和COD的增加均削弱了其DOM的内源性;南海湖TN、Chl-a、DO和COD的增加增强了DOM的内源性.不同类型湖泊DOM空间分布及来源季节变化明显,为水文条件、外界水源输入、生物活动及人类影响综合作用所致. 展开更多

关键词 溶解性有机质(DOM) 季节变化 光谱特征 紫外-可见吸收光谱 三维荧光光谱

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聚乙烯微塑料对盐渍化土壤微生物群落的影响

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作者 王志超 李哲 +3 位作者 李嘉辰 屈忠义 杨文焕 李卫平 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期3088-3097,共10页

地膜覆盖保墒已成为盐渍化土壤种植中重要的农艺措施,而盐渍化与微塑料双重胁迫对土壤微生物的影响越来越受到重视.为探究聚乙烯微塑料对盐渍化土壤微生物群落的影响,通过室内模拟盐渍化土壤环境中微塑料污染的方法,探究不同类型(氯盐... 地膜覆盖保墒已成为盐渍化土壤种植中重要的农艺措施,而盐渍化与微塑料双重胁迫对土壤微生物的影响越来越受到重视.为探究聚乙烯微塑料对盐渍化土壤微生物群落的影响,通过室内模拟盐渍化土壤环境中微塑料污染的方法,探究不同类型(氯盐类和硫酸盐类)和不同含量(弱、中、强)的盐渍化土壤赋存不同丰度聚乙烯(PE)微塑料(土样干重的1%和4%)条件下对土壤微生物群落的影响.结果表明,PE微塑料会降低盐渍化土壤微生物群落多样性和丰富度,且硫酸盐类盐渍土处理受到的影响更强烈.赋存PE微塑料后不同处理微生物组成基本一致,但其相对丰度会发生变化,硫酸盐类盐渍土处理中各菌群相对丰度的变化较氯盐类盐渍土处理更强;门水平上,变形菌门相对丰度与赋存PE微塑料丰度呈正相关,而拟杆菌门、放线菌门和酸杆菌门相对丰度与赋存PE微塑料丰度呈负相关;科水平上,黄杆菌科、食碱菌科、盐单胞菌科和鞘脂单胞菌科相对丰度随赋存PE微塑料丰度增大而增大.KEGG代谢通路预测显示,赋存PE微塑料会降低微生物新陈代谢和遗传信息等功能相对丰度,硫酸盐类盐渍土对新陈代谢功能的抑制作用强于氯盐类盐渍土,而对遗传信息功能的抑制效果弱于氯盐类盐渍土;新陈代谢功能二级通道中氨基酸代谢、碳水化合物代谢、能量代谢等功能受到抑制,推测新陈代谢功能的降低可能是由于上述二级代谢通路相对丰度降低引起的.试验结果可为微塑料和盐渍化双重污染条件下对土壤环境的影响研究提供理论依据. 展开更多

关键词 聚乙烯微塑料(PE MPs) 盐渍化土壤 微生物 组成和多样性 功能

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