硝化作用作为生态毒性指标评价土壤重金属污染生态风险

土壤质量评价基准的确立是土壤污染研究的重要方向.目前评价重金属对土壤微生物生态风险的终点指标主要有土壤生物量、土壤呼吸、酶活性、硝化作用和固氮等.解决土壤中的重金属污染是环境领域的重大课题,评价和确定一个能较早预知重金属毒性的敏感指标则具有重要意义.硝化作用因其对重金属污染的敏感性及在全球氮循环中的重要作用,在评价土壤重金属毒性研究中具有广泛的应用.在总结国内外相关研究基础上,对硝化作用的机制、影响因素以及在指示环境变化中的作用及局限性等方面进行了综述.     

施用氮肥对不同肥力红壤性水稻土硝化作用的影响

通过室内培养试验,研究了施用尿素、硫铵条件下不同肥力红壤性水稻土的硝化作用变化特征,以明确土壤肥力和施用氮肥对红壤性水稻土硝化作用的影响.结果表明,不施氮条件下,不间肥力红壤性水稻土硝化作用表现为高肥力土壤<低肥力土壤.施用尿素条件下红壤性水稻土硝化作用显著增强,120和360 mg·kg-1施氮量下,高肥力土壤平均硝化速率分别比不施氮对照升高了75.8%和357.1%,而低肥力土壤则分别升高了52.0%和146.9%,硝化作用强度表现为:高肥力土壤>低肥力土壤,360 mg·kg-1施氮量>120 mg·kg-1施氮量.施用硫铵条件下红壤性水稻土硝化作用强度降低,120和360 mg·kg-1施氮量下,高肥力土壤平均硝化速率分别比对照降低了41.8%和74.7%,低肥力土壤则分别降低了3.1%和65.3%,硝化作用表现为:低肥力土壤>高肥力土壤,120 mg·kg-1施氮量>360 mg·kg-1施氮量.     

三种抗生素对土壤呼吸和硝化作用的影响

抗生素广泛用于人体和动物疾病治疗,但使用后大部分以母体形式排除体外,通过污泥还田、污灌及其他各种途径进入土壤环境,对陆生生态环境产生潜在威胁。为评价抗生素对土壤微生物活性和功能的影响,以3种不同抗生素（磺胺嘧啶、氧四环素和诺氟沙星）为靶标化合物,采用OECD标准土壤呼吸实验和氮硝化实验方法,运用SPSS软件对实验结果进行统计分析,考察抗生素对土壤微生物活性和氮转化功能的影响。实验结果显示：在呼吸实验中,磺胺嘧啶和氧四环素在初始阶段对土壤呼吸具有一定的抑制作用,并且氧四环素的抑制强度低于磺胺嘧啶,其最高抑制率分别为76.8%和20.7%;在实验后期则出现一定激活作用,最高激活率分别为343%和218%,随着时间的推移激活效应减弱。诺氟沙星在呼吸实验初期对微生物活性出现激活作用,最高激活率为15.4%;后期则出现一定的抑制作用,最高抑制率为21.9%。在硝化实验中,磺胺嘧啶对土壤A的微生物硝化作用在各处理之间未出现显著性差异,而对土壤B则具有一定抑制作用,最高抑制率为20%;氧四环素和诺氟沙星则相反,在土壤A中对微生物硝化作用的抑制率分别为50%和19%,这种硝化作用差别性可能是由于土壤pH值和抗生素本身的抗菌谱所引起。通过以上实验结果可得出如下结论：3种不同类型的抗生素对土壤的微生物活性和氮转化功能会产生不同的作用,这种不同主要来自于抗生素种类、土壤类型及抗生素的浓度等因素的影响。因此,土壤中抗生素的引入将可对陆生生态环境造成一定影响,在实际粪便还田过程中应开展风险评估。     

农田土壤硝化-反硝化作用与N_2O的排放

在北京潮土上研究了冬小麦夏玉米轮作体系下土壤硝化反硝化作用以及N2O排放情况。结果表明,小麦生育期土壤温度及含水量较低,无论是反硝化损失氮量还是土壤的N2O生成排放量均不高。土壤的N2O生成排放量与反硝化氮量相当或低于反硝化氮量。玉米生育期土壤温度升高以及孔隙含水量有较大的改善,反硝化损失氮量、N2O生成排放量有明显上升。通常情况下土壤反硝化损失氮量与N2O排放氮量基本处于同一水平。在玉米十叶期追肥后的较短时间内,N2O总排放量明显高于反硝化损失氮量,说明至少在这一阶段中,硝化作用在北方旱地土壤N2O的排放中发挥了主要作用。在评价北方旱地农田土壤氮素硝化反硝化损失中,硝化作用的氮素损失是不可忽视的重要方面。     

河岸渗滤作用脱氮机理及其特点的试验

开展河岸渗滤作用脱氮功能研究对保证饮用水水质安全有重要意义。本文采用室内试验、现场试验及理论分析的方法,研究了河岸渗滤作用脱氮机理及特点。结果表明,河岸渗滤作用脱氮的主要动力是硝化与反硝化作用。河岸渗滤作用过程中先发生硝化作用,后发生反硝化作用,界面位于河床沉积层内,两者速率的匹配与提高,以及增加系统的尺度,可提高河岸渗滤作用的脱氮能力与效率。     

农田土壤硝化-反硝化作用与N2O的排放

在北京潮土上研究了冬小麦夏玉米轮作体系下土壤硝化反硝化作用以及N2O排放情况.结果表明,小麦生育期土壤温度及含水量较低,无论是反硝化损失氮量还是土壤的N2O生成排放量均不高.土壤的N2O生成排放量与反硝化氮量相当或低于反硝化氮量.玉米生育期土壤温度升高以及孔隙含水量有较大的改善,反硝化损失氮量、N2O生成排放量有明显上升.通常情况下土壤反硝化损失氮量与N2O排放氮量基本处于同一水平.在玉米十叶期追肥后的较短时间内,N2O总排放量明显高于反硝化损失氮量,说明至少在这一阶段中,硝化作用在北方旱地土壤N2O的排放中发挥了主要作用.在评价北方旱地农田土壤氮素硝化反硝化损失中,硝化作用的氮素损失是不可忽视的重要方面.     

京津冀地区森林土壤酚含量及其关键调控因子

由于酚的难分解性和对养分循环有抑制效应,土壤酚含量对森林生态系统具有重要调控作用和指示意义;然而,由于高氮沉降下森林土壤酚观测数据缺乏,土壤酚含量变化及其响应氮沉降或气候因子的敏感性和机制并不清楚.因此,选取全球氮沉降热点区域京津冀地区,对27个不同氮沉降和气候条件下的森林土壤酚含量进行取样测试,探究该地区森林土壤酚含量水平及其影响因子.京津冀地区土壤酚含量点位均值范围在0.09-0.67 mg/g,区域平均水平0.32mg/g,显著低于全球其他地区的观测值（点位均值范围为0.79-5.00mg/g）.在研究区内,土壤酚含量因土壤和主要植被类型存在明显差异,总体上针叶树种与棕壤发育导致较高土壤酚含量;并且研究区中森林土壤pH是调节土壤酚含量的主要负面因子.总之,氮沉降热点区域京津冀地区土壤酚含量水平较低,且土壤pH是土壤酚含量的主要调控因子.上述结果和发现对于理解氮污染区森林碳氮循环过程及其对全球变化的响应以及森林资源管理具有重要科学意义.（图4表3参38）     

人工湿地脱氮途径及其影响因素分析

简述了人工湿地脱氮模型。各种形态的氮在人工湿地系统中可以通过氨的挥发、植物吸收、介质沉淀吸附以及微生物硝化/反硝化作用等过程被去除。讨论了各脱氮途径对人工湿地脱氮的贡献,在大多数人工湿地的pH条件下,湿地地面氨挥发可以忽略,湿地植物叶片氨挥发量尚不清楚。湿地介质的直接吸附是短期的。植物在湿地脱氮过程中起了重要作用,但一般认为植物直接吸收和存储只占湿地脱氮的一小部分,一般低于30%。微生物的硝化/反硝化作用,是人工湿地脱氮的最主要的形式。讨论了影响人工湿地硝化作用的主要因素:溶解氧,pH和温度。大多数人工湿地的pH适合硝化作用,溶解氧和温度对湿地硝化作用的影响最大。温度不仅影响微生物的硝化作用,而且可以间接地影响植物的生长从而影响人工湿地的脱氮性能。     

除草剂对尿素氮在土壤中转化的影响

在实验室培养条件下研究除草剂草甘膦和丁草胺对尿素氮在菜地土壤中转化的影响。实验设对照、尿素、尿素＋草甘膦和尿素＋丁草胺4个处理,尿素氮用量为200 mg.kg-1（以干土计）,除草剂用量为w（有效成分）=10 mg.kg-1（以干土计）。结果表明,草甘膦和丁草胺对尿素氨化作用不产生抑制作用,甚至出现促进效果。2种除草剂在培养的前2 d均显著抑制硝化作用,但到第4天时显著促进硝化作用（P〈0.05）。草甘膦对反硝化作用表现显著的抑制作用（P〈0.05）,而丁草胺对反硝化作用有极显著的促进作用（P〈0.01）;丁草胺＋尿素、尿素、草甘膦＋尿素处理的反硝化损失量分别占施氮量的16.90%、6.34%和3.66%。可见,除草剂对土壤氮素转化有一定影响,但不同除草剂对氮素各个转化途径的影响有明显差异,不同除草剂品种间影响程度也不同。     

除草剂对土壤微生物活性、土壤氨化作用和硝化作用的影响

本文研究了5种除草剂对两种土壤类型中微生物活性、土壤硝化和氨化作用的影响。结果表明;1.供试的5种除草剂在正常用量下,对土壤微生物总活性的影响不大,即使有影响也是暂时的,很快就会恢复。2.1000ppm时,几种除草剂对两种土壤的硝化作用有一定的抑制效果,对氨化作用有不同程度的促进作用。以上结果对于进一步研究如何筛选除草剂作硝化抑制剂,进而研制化肥—除草剂的混合剂型,提高化肥肥效,减少氮素损失与污染具有一定参考价值。     

供氧方式对SBR法硝化过程控制的影响

采用SBR法对不同供氧方式下硝化过程的控制进行研究，结果表明：在曝气量恒定的条件下，DO和PH值可联合作为硝化时间的控制参数，但ORP无法单独作为控制参数，在DO恒定的情况下，DO无法作为控制参数；PH值在硝化过程中缓慢下降或趋于稳定，当硝化反应结束时突然升高，因此，PH值可作为硝化时间较好的控制参数；ORP的硝化初期快速升高，然后升高的速度愈来愈慢，直至趋于平稳，对硝化结束的指示作用不是很明显，无法单独作为控制参数；为维持硝化过程中DO的恒定，曝气量将逐渐减小，只要系统污泥浓度和所要控制的DO水平相同，任何浓度的原水在硝化结束时调节的最小曝气量都是相同的，因此，将曝气量下限值的控制方法与PH值控制相结合，可使SBR硝化时间的控制更稳定可靠。     

Nitrification model with an inhibitory effect of sea water

A dynamic model of nitrification including bacterial growth equations was developed for the understanding of nitrification in estuaries. Sensitivity analysis based on the model revealed that not only maximum specific growth rates of nitrifiers but also yield constants and initial bacterial concentrations have great effect on the nitrification process.Batch experiments were carried out in order to investigate nitrification rates and an inhibitory effect on nitrification by sea water. The maximum specific growth rate of ammonia oxidizing bacteria in fresh water was estimated as 0.04 (h^?1) using a nonlinear regression method. The sea water content of 10%, 25%, 50% and 100% reduced the maximum specific growth rate of ammonia oxidizing bacteria to 0.027, 0.016, 0.0085 and 0.0028 (h^?1) respectively. The effect of sea water on nitrification was interpreted as noncompetitive inhibition. The computed results of inhibition of nitrification based on the noncompetitive inhibition model are presented.     

黄河水体硝化过程的模拟实验研究

通过室内模拟自然条件下黄河水体中氨氮的硝化过程,研究黄河水体悬浮颗粒物的含量与底物浓度对硝化作用的影响．结果表明,在实验控制的泥沙含量范围内,泥沙含量愈高,驯化期愈短,硝化效率也相应愈高;而底物浓度愈高,微生物的驯化期相应加长,硝化效率则递减．平均硝化速率与含沙量存在对数相关关系(R^2=0．9755),与泥沙上吸附的氨氮量呈线性相关(R^2=0．9805),与底物浓度亦有线性相关关系(R^2=0．9668)．在黄河水体模拟实验中,发现7月份水体中的硝化反应符合零级反应动力学．     

氧化亚氮形成的微生物学分子机制研究进展

1　氧化亚氮 (Ｎ2 Ｏ)的形成Ｎ2 Ｏ是继ＣＯ2 、ＣＨ4之后的第三大温室气体 ,它能破坏大气中的臭氧层 .在过去的 2 0～ 30年间 ,Ｎ2 Ｏ以每年 0 .2 %～ 0 .3%的速率增长 ,并且有进一步增长的趋势[1 ] .地球上人类和其他生物的活动是Ｎ2 Ｏ产生的主要来源 ,而微生物是其中最重要的生物源 .微生物产生Ｎ2 Ｏ的机理主要是通过硝化作用和反硝化作用过程进行的 ,如图 1所示 .反硝化过程中Ｎ2 Ｏ的形成 :硝化过程中Ｎ2 Ｏ的形成 :图 1　Ｎ2 Ｏ的形成Ｆｉｇ.1　ＦｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＮ2 Ｏ　　催化反硝化过程的酶有 4种 :硝酸还原酶 (Ｎａｒ)、亚…     

羟基多溴联苯醚(3'-OH-BDE-7)的大鼠体外肝代谢研究

本文利用液相色谱-质谱联用技术,建立了羟基多溴联苯醚3'-OH-BDE-7在S.D.大鼠肝匀浆中的体外代谢研究方法.实验结果表明,3'-OH-BDE-7的主要代谢产物为2,4-二溴苯酚和二羟基多溴联苯醚(diOHPBDEs),并且其在温孵30min,时代谢转化率为90%.3'-OH-BDE-7的代谢研究为其它羟基多溴联...     

三相生物流化床去除有机物的混合与传递过程分析

本文以含酚废水为对象,详细分析了三相生物流化床去除有机物的混合与传递过程特性.结果表明,小直径生物粒子的流态化接触为微生物提供了巨大的栖覆表面并拥有较高的生物浓度,气泡搅拌,大气泡的尾迹提升,促进了生物流化床的混合,减小了传质阻力,提高了生物反应速率.生物载体上污染物的自析效应是流化床上部污染物浓度局部回升的主要原因.     

钼和硼污染对大豆品质的影响

以3个大豆(Glycine max)品种(浙春3号、浙春2号和3811)为材料，设置了4个钼、硼处理(适量钼和硼、高钼、高硼及高钼高硼同施)，研究了钼污染和硼污染对大豆品质的影响．结果表明：高钼或高硼促使大豆种子蛋白质、维生素C、氮、磷、钾的含量显著减少，氨基酸的总量和必需氨基酸的总量大大降低，氨基酸各组分(除脯氨酸外)的含量都明显下降，脂肪的组分也发生变化，对种子中钙镁含量的影响不大，且高硼对大豆品质的毒害作用明显大于高钼．在过量条件下，钼和硼在大豆体内呈现相互抑制作用．3个大豆品种的品质问存在一定的基因型差异，3个品种对高钼和高硼的反应也存在差异．图2表3参18     

Response of non-enzymatic antioxidative mechanisms to stress caused by infection with Fusarium fungi and chemical protection in different wheat genotypes

The aim of this study was to assess the effect of infection with Fusarium fungi and chemical protection on the contents of phenolic acids and antioxidative potential of extracts from grains of 23 wheat genotypes. Based on chemical analyses including abiotic factors such as weather conditions and the location of the plantation, the authors attempted to clarify non-enzymatic antioxidative response mechanisms to two different stressors in 23 wheat genotypes. Based on chemical analysis, it was found that mass infection with fungi from the genus Fusarium induces defence mechanisms of the plant, which results in an increased production of phenolic acids, mainly those, which are substrates for the production of acids exhibiting antimicrobial action. This mechanism is confirmed by the analyses of antioxidant activity, which also increases significantly during fungal infection, connected with the production of mycotoxins. In the course of chemical plant protection, significant changes were observed in the production of phenolic acids. Even if antioxidant activity was not higher in comparison to the control, an increased production of certain phenolic acids was recorded, which suggests stimulation of the resistance system of the plant, at a simultaneous complete response of antioxidative mechanisms, as it takes place during fungal infection.     

酚类化合物在水体颗粒物上的吸附实验

本文对四种不同酚类化合物的水体颗粒物上吸附行为进行了实验研究，通过对三种不同形式的吸附等温吸附等温线的比较，选择出最符合酚类化合物的Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温线，同时还观察了ｐＨ值和离子强度等因素对吸附的影响，并讨论了化合物的化学结构与吸附之间的关系。     

应激大鼠脾脏内诱导型一氧化氮合酶活性变化及其意义

在捕食压力下,大鼠脾脏诱导型一氧化氮合酶(iNOS)明显表达,说明iNOS起到了重要的生理功能,然而,NOS的表达及在亚细胞水平的定位以及相应的差异变化等都很不明确,本试验采用捕食应激模型,利用免疫组织化学方法和生化测定,检测心理性应激对大鼠脾脏iNOS活性的影响及探讨这种影响与应激动物免疫力下降之间的关系.结果表明iNOS免疫阳性细胞表达部位集中于脾脏的红髓和边缘区,白髓中几乎没有.与对照组相比,在应激1~12d的过程中,应激组大鼠脾脏内iNOS的活性逐渐升高,至d12最为显著(P<0.01).但在后期应激13~30d,脾内iNOS的表达又逐渐减少.生化测定结果表明,NOS和NO的含量变化与iNOS的活性变化相似,在心理性应激早中期较高,至d12最为显著(P<0.01),而到中后期则逐渐降低.结果提示,iNOS活性程度与动物心理应激程度密切相关;应激过程中大鼠脾脏内由于iNOS的活性增加导致产生过量的NO,这可能与应激导致大鼠免疫力下降有关.图1表2参10