海河-渤海湾沿线地区沉积物中微生物群落代谢特征

采用Biolog实验方法,结合PCA(主成分分析)及多样性指数计算,对海河沿线及渤海湾地区沉积物中微生物的代谢活性进行了比对和分析.结果表明,研究区域内微生物的代谢特征受到重金属(铬、镉、铜、汞、铅等)污染和有机物污染(BOD5、CODMn)的共同影响.在重金属污染较高且有机污染水平较低的地区,微生物代谢活性和多样性指数均明显较低;在重金属含量相对较低而有机物污染较高的地区,微生物的代谢活性出现最大值,多样性指数也较高;在其余地区微生物的代谢多样性未受到明显影响,而代谢活性则沿陆地河(海河)到海洋(渤海湾)呈现有规律的变化.     

物质代谢研究进展综述

传统的线性经济生活模式导致人类社会面临着巨大的环境压力,因此为提高资源的利用效率,实现社会经济的可持续发展,物质代谢研究逐渐成为近年来国际研究领域的热点问题。文章从三方面对国际上关于物质代谢研究进展做了阐述:①物质代谢的研究背景;②物质代谢的基础性研究,包括不同层次的物质代谢吞吐量的研究和物质代谢定量分析方法的探讨;③物质代谢相关的研究进展,包括土地利用/覆盖变化、自然环境效应和可持续发展与物质代谢作用关系的讨论。最后,对其未来的发展方向提出了一些建议,认为除了要进一步完善物质代谢研究方法和模型外,还应从土地利用/覆盖变化、研究尺度、政策和行为、生态环境效应等角度对物质代谢进行拓展分析。     

京津冀地区城市三生空间碳代谢效率特征及演进模式

探究城市三生空间系统的碳代谢效率有助于实现区域要素整合和空间优化.基于城市代谢视角,采用物质流分析法构建了京津冀地区三生空间碳代谢效率评估框架,并运用超效率DEA模型和Malmquist指数分析了2000~2020年三生空间碳代谢效率的时空分布、动态变化及演进模式.结果表明：①2000~2020年,京津冀地区三生空间碳代谢效率呈波动增长趋势,各城市碳代谢效率空间分异明显,碳代谢效率水平整体偏低,呈中部高、南北低的分布格局.②京津冀地区碳代谢效率全要素生产率呈增加趋势,技术进步变化和纯技术效率贡献作用不显著.超过50%的城市全要素生产率呈改善趋势,仅有38.46%的城市在碳代谢效率改善过程中存在技术进步现象,超过1/2地区的纯技术效率呈下降趋势,大部分城市的技术效率和规模效率变化指数大于1.③各城市碳代谢效率呈现不同的类型特征,按照其发展路径划为稳定式、反复式、渐进式和突变式这4种演进模式.各城市应据此采取差异化措施,合理配置三生空间资源,提高技术水平和规模效率,以期提高城市碳代谢效率水平.     

挥发性甲基硅氧烷的体外代谢行为

挥发性甲基硅氧烷(volatile methyl siloxanes,VMSs)的高产量、环境广泛存在性和毒性使其成为备受关注的新型环境污染物.VMSs在生物体中的代谢速率是决定其生物富集性的关键因子,但是目前还没有此类物质代谢速率的测试和报道.利用了鲈鱼和鹌鹑肝微粒体的体外代谢体系,测定了16种常见VMSs(D3~D6和L3~L14)的固有清除率.VMSs在鲈鱼肝微粒体中的固有清除率为0~0.031 m L·(h·mg)-1.D5在鲈鱼肝微粒体中难以代谢,与其在水生食物网中呈现显著生物放大性相一致;L4~L14均难以代谢,表明链状VMSs可能具有较高的生物富集性.VMSs在鹌鹑肝微粒体中的固有清除率[0.25~1.7m L·(h·mg)-1]显著高于鲈鱼,较快的代谢速率表明D3~D6和L3~L14在鸟类中可能不存在明显的生物放大现象;应用B[a]P作为基准物质校正代谢速率的测定误差,分析VMSs代谢速率的构效关系,发现影响VMSs在鸟类肝微粒体中代谢速率的主要因素为疏水性和电性参数.     

一种分析城市代谢系统互动关系的方法

提出一种集成了能值分析和生态网络分析,研究城市代谢系统组分间互动关系的方法.基于城市复合生态系统和城市代谢的基本原理,在确定城市系统代谢单元和代谢环节的基础上,采用提出的方法,分析了城市代谢单元之间掠夺、限制和共生的关系.最后,以中国北京、上海、天津、重庆、广州和深圳6大城市为例进行了实证研究.结果表明,天津、重庆、广州市社会经济子系统对自然生态子系统存在着掠夺关系;北京、上海和深圳市自然生态子系统对社会经济子系统存在着限制关系;实现城市代谢系统良性运行的前提在于调控代谢单元间的互动关系,促进城市代谢单元间的协调共生.     

物质代谢分析框架及其研究述评

追溯了物质代谢概念的起源和发展,剖析了不同学科视角下物质代谢内涵的共性和差异性,并将物质代谢划分为生命代谢、生态代谢和经济或社会代谢等三大类.在此基础上,根据研究重点和目标不同,将物质代谢分析划分为代谢主体分析和代谢物质分析两大类,并进一步细分为组织代谢、区域代谢、物质分析、材料分析;对主要的物质代谢分析方法的适用范围、研究对象进行了比较和界定.基于物质代谢分析框架,对国内外相关研究系统地进行了归纳和总结,客观分析和评价了当前研究存在的问题和不足,并展望了物质代谢研究的重点领域和发展方向.      

抚顺盆地西露天组油页岩微生物碳代谢多样性分析

为探讨油页岩微生物的碳代谢功能多样性,以抚顺盆地西露天组油页岩为研究对象,利用Biolog-GN2和GP2微孔板检测法,在连续7d的培养期内,测定油页岩本源微生物群落水平生理图谱(CLPP),并根据化学基团的不同,分析微生物对不同类型碳源的代谢能力和代谢差异.结果显示,微生物对不同类型碳源的代谢程度和代谢速率存在明显的差异.革兰氏阴性和阳性细菌群落均对氨基类碳源的利用较好,其次是羧酸类以及糖和糖衍生物,而对磷酸糖利用较差.连续多点测算Shannon-Wiener,Simpson和McIntosh多样性指数,分析表明微生物群落碳代谢功能多样性总体较高,但是随着培养时间的增加,多样性略有降低.     

生物过滤塔中微生物群落的代谢特性

了解微生物群落结构与代谢功能对于提高生物反应器运行性能具有重要意义.为此,本研究用Biolog方法在160d的运行过程中研究了处理甲苯气体的木屑生物过滤塔和活性炭生物过滤塔中微生物群落的代谢特性.研究发现,木屑过滤塔和活性炭过滤塔中微生物群落的平均代谢活性在长期运行时均有下降趋势.主成分分析结果表明,生物过滤塔中微生物群落代谢指纹在运行前期未发生显著变化,但103d后在过滤塔进气端出现显著变化,到160d时整个过滤塔内的微生物群落代谢指纹均发生改变.2套过滤塔中微生物群落代谢活性与代谢特征指纹未表现出较大差异,表明长期运行时填料对微生物代谢的影响较小.在Biolog平板内的95种碳源中,羧酸类物质和氨基酸类物质更容易被过滤塔中的微生物群落利用.     

脱氮菌剂在低溶解氧黑臭水体中氮代谢特征

研究在低溶解氧浓度下氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌氮代谢能力,明确不同菌剂脱氮效率和氮转化关系,为大湾区黑臭水体治理提供理论依据.通过不同菌剂浓度和不同底物浓度,检测筛选出的氨化细菌(Staphylococcus sp. Ay)、硝化细菌(Microbacterium sp. Xw)和反硝化细菌(Arthrobacter sp. Fy)制成的菌剂在污水处理厂排放的水中的氮代谢特征;然后在低溶解氧条件下,研究不同Ay、Xw和Fy菌剂浓度在同浓度黑臭水体中氮代谢变化情况、以及相同菌剂浓度在不同浓度黑臭水体中的氮代谢特征.结果表明:Ay菌剂细菌浓度增加3倍,氨化效率没有成倍增加,说明增加氨化细菌浓度不是增加氨化速率的最佳方法; Xw菌剂对硝态氮浓度变化影响显著,低菌剂浓度条件下60 h硝态氮浓度增加180%,高菌剂浓度为231%,Fy反硝化效率较高,在较低浓度下能很快去除硝态氮.总氮浓度的适当提高可以增加Ay菌剂的氨化效率,过高会抑制Ay菌剂的氮氮代谢效率.Xw菌剂硝态氮的生成率在总氮浓度25 mg·L~(-1)条件下达到最好效果,浓度提高3 736%; Fy菌剂对氨氮去除效果不明显.总氮浓度为25 mg·L~(-1)时,Fy菌剂对硝态氮的去除达到最好效果.得出:氨化细菌和反硝化细菌原菌剂直接投加,氮代谢速率较高,硝化细菌菌剂浓度增加,可以提高硝态氮生成速率.在一定范围内,增加底物浓度可以增加菌剂氮代谢效率,浓度过高将抑制氮代谢效果,可为大湾区黑臭水体问题的解决提供数据支持.     

基于生态网络效用的昭通市“三生空间”碳代谢分析

解析“三生空间”碳代谢有助于实现区域“三生空间”要素整合和结构优化,是寻求城市绿色低碳发展的有效途径之一。以昭通市为例,通过计算垂直方向上碳通量,构建水平方向的碳流模型,系统分析了2010—2018年“三生空间”碳代谢的时空分布,利用生态网络分析方法评价了“三生空间”演化对城市碳代谢的综合影响。结果显示:（1）2010—2018年间昭通市垂直方向上净碳通量和水平方向上净碳流均为负值,“三生空间”演化对昭通市碳代谢平衡产生了消极作用,造成碳排放量的增加。（2）“三生空间”用地在碳代谢系统中的生态关系以限制掠夺关系为主,生态空间被生活空间和生产空间挤占,影响了昭通市的碳代谢平衡。（3）整体生态效用函数J的值为0.85,小于1,说明“三生空间”演化对区域整体碳代谢平衡的综合作用是消极的,这与净碳流显示的结果相同。研究结果可为昭通市国土空间利用优化与低碳发展提供理论依据,这种研究方法可为国土空间优化与“三生空间”优化提供前期支持。     

我国地下水环境抗生素赋存现状及风险评价

通过对近10年已有研究成果的整合,梳理我国主要城市地下水环境中抗生素的赋存现状,并采用风险熵值法对典型抗生素的生态风险和健康风险进行评价。结果表明：1)在我国主要城市地下水中,已经检测出7类57种类型的抗生素,以磺胺类、喹诺酮类为主,种类多且累积浓度高,其次是大环内酯类和四环素类;2)地下水环境中,具有较高生态风险的抗生素为磺胺甲基异噁唑、磺胺噻唑和林可霉素。喹诺酮类、磺胺类和四环素类是城市地下水生态风险较高且威胁贡献比例最大的3类抗生素,北方城市地下水抗生素联合风险整体高于南方城市;3)由地下水环境抗生素对人体健康风险熵值计算结果可知,目前仍未通过饮用水对人体健康产生直接的健康风险。     

灰色层次分析法在脱硝技术评价中的应用

火电厂排放的氮氧化物(NOx)是主要的大气污染源之一,以灰色层次分析法为基础,选择目前应用较为成熟的3种典型的烟气脱硝工艺进行多指标、多层次的综合评价,将3种脱硝技术按照优劣进行排序,进而为选择合适的脱硝装置提供参考依据,以减少火电厂氮氧化物的排放。     

大气颗粒物中多环芳烃的监测

本文报导了大气颗粒物中多环芳烃的一种测定方法和结果。颗粒物预处理方法是:超声萃取,抽滤,减压蒸发浓缩,硅胶柱净化,再浓缩,定容溶解。用高效液相色谱法分离和鉴定。对西南石油学院5个功能区冬季大气颗粒物中的苯并(a)芘等9种多环芳烃的分布状况进行了实测,苯并(a)芘平均含量为26ng/m~3,为国外一些大城市冬季值的三倍,为国内一些大城市冬季污染值的二分之一。     

火山岩中主要造岩矿物的X射线定量

本文是近年来我们用x射线多相定量方法测定火山岩中主要造岩矿物相对含量的工作小结。     

植物硅酸体研究在黄土古气候恢复中的应用

地表植被对环境变化的响应最为敏感 ,沉积物中保存的各种植物残余是古环境研究的良好材料 ,植物硅酸体因其特有的物理化学性质 ,成为古气候信息的绝佳载体。在大量现代植物研究基础上 ,科学家们通过对第三纪以来各种沉积物中硅酸体组合的研究 ,较好地恢复了当时的古植被、古气候及其演化特征 ,在缺乏其它化石依据的黄土地层研究中表现更为突出。由于C3、C4 植物具有明显不同的环境适应性和同位素组成 ,地层中C3、C4 植物硅酸体相对含量和稳定同位素的研究也被成功地应用于古气候恢复中。在现代气候—植被类型和土壤植物硅酸体同位素研究基础上 ,利用数理统计方法 ,建立同位素指标与各种气候因子之间的数学关系 ,将为高分辨率黄土古气候定量研究开辟新的途径。     

水中微量邻苯二甲酸酯类物质实用分析方法的确定

邻苯二甲酸酯(PAEs)是危害性严重的一类持久性有害污染物。含量极微,测定难度大。通过试验对比了液液萃取、固相萃取富集技术和液相色谱、气质联机测定方法对水中微量邻苯二甲酸酯类物质的分析测定。结果表明,固相萃取-气相色谱-质谱方法是实验室条件下,水中微量邻苯二甲酸酯类物质的优化分析方法。     

受威胁植物濒危等级划分概述

濒危物种通常是指由于物种自身原因或受到人类活动或自然灾害影响而有灭绝危险的所有生物种类。目前国内外存在着许多濒危物种等级的划分标准,最常用的是Mace—Lande物种濒危等级。我国受威胁的植物等级被划分为濒危（Endangered）,稀有（Rare）和渐危（Vulnerable）3个等级。物种濒危等级评价标准的主要发展趋势就是由定性指标向定量指标发展,但是当前国内外对植物稀有性和受威胁的各个等级的定量限定尚未有一个统一的标准。     

城镇污水处理厂进水中地下水、河水及雨水混入比例研究

进水污染物浓度低及比例失调是目前许多城镇污水处理厂面临的问题,然而鲜有关于渗漏来源及定量分析的相关文献报道。为定量分析河水、地下水、雨水、管道中污染物降解等因素对污水浓度降低的影响,通过水量平衡三角法,并结合典型位点的24 h采样测试分析及S-P降解模型,对目标城镇污水处理厂进水组成进行分析。历史水量数据结合降雨情况分析表明,该污水处理厂进水中实际原生污水量仅为60.0%左右,其余40.0%左右为地下水及河水渗入量或雨水混入量。在连续晴天无降雨的情况下,小区自建管网和市政排水管网是主要的渗漏源,其对于进水有机物浓度降低的贡献分别为20.2%和26.4%。此外,在25 mm降雨量情况下,小区自建管网是主要的渗漏源,对于进水浓度降低的贡献达到39.5%。因此在污水处理提质增效工作中,小区自建管网的完善程度应引起关注。     

城市绿地产流影响因素与径流系数取值的多方法比较

为明确城市绿地产流过程的影响因素,比较不同径流系数计算方法的原理和特征,以北京城市绿地为例,采用理论计算、模型模拟和试验实测3类方法,比较KW(kinematic wave)方程、SCS-CN(soil conservation service curve number)算法、Hydrus-1D模型和试验测试4种方式,定量分析在不同降雨、土壤、地形条件下的产流过程、影响因素及其对应的径流系数。研究表明,降雨量(重现期)、雨型、土壤物理性质(渗透性、前期湿润程度等)、绿地坡度等因素对产流过程有较大影响,不同条件和算法下绿地径流系数取值为0~0.53。建议在工程应用中,应结合场地条件和设计目标,选择适宜的径流系数确定方法和模型参数。研究成果可为我国城市绿地的径流系数研究提供参考。