生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因的环境行为影响研究进展

近年来,土壤抗生素和抗性基因污染已成为我国新兴的环境问题,生物炭作为土壤改良剂施用到土壤后会影响抗生素和抗性基因的环境行为.本文从我国土壤中抗生素和抗性基因污染现状和潜在风险出发,概述了生物炭添加土壤对抗生素的吸附、解吸及老化的影响,分析了生物炭特性、土壤类型、抗生素种类,和温度、pH值、共存物质等吸附条件对生物炭添加土壤吸附抗生素的影响,阐述了生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因迁移、消散、生物有效性,以及酶和微生物的影响,并对生物炭控制土壤中抗生素和抗性基因的研究前景进行了展望,拟为土壤中生物炭调控技术的发展提供参考.     

食物中重金属的生物可给性和生物有效性的研究方法和应用进展

食品安全问题是直接关系到人民健康的重大民生问题。随着民众生活质量的不断提升,人们对食物质量的关注度越来越高。目前,重金属污染问题是食品安全的一个重要议题。而且,食物中重金属的生物可给性和生物有效性的测定结果已逐渐代替重金属的全量结果进行评价。因此,本文系统介绍了生物可给性和生物有效性的定义及相关关系,综述了生物可给性和生物有效性的多种研究方法的适用性及优缺点,并着重论述了饮食习惯和肠道微生物对重金属生物可给性和生物有效性的影响。研究结果表明：研究者应根据自己的研究目的选择不同的体外消化方法,饮食习惯和肠道微生物均极大的影响着食物中重金属的生物可给性和生物有效性。最后,本文对食物中重金属的生物可给性和生物有效性的研究提出了几点展望：一、需加强食物中重金属复合污染的研究;二、进一步加强肠道微生物对食物中重金属的生物可给性和生物有效性的影响的研究;三、特别需加强中式饮食习惯下对食物中重金属的生物有效性的影响的研究。     

稀土的生物效应与农用稀土的累积影响

综述稀土元素的环境行为、累积影响、生物富集和生物效应,从动植物对稀土元素的生物富集及其产生的负面效应,探讨了农业应用稀土在土壤中累积后对生态环境可能产生的影响     

气候变化对生物多样性的影响:脆弱性和适应

气候变化对生物多样性影响及其适应直接关系着未来生物多样性的保护.气候变化对生物多样性影响、生物多样性在气候变化影响下的脆弱性、生物多样性适应气候变化方面进行了总结分析,对存在的问题进行了讨论,对今后研究提出了一些建议.过去的气候变化已使物种物候、分布和丰富度等改变,使一些物种灭绝、部分有害生物危害强度和频率增加,使一些生物入侵范围扩大、生态系统结构与功能改变等.未来的气候变化仍将使物种物候和行为、分布和丰富度等改变,使一些物种灭绝、使有害生物爆发频率和强度增加,并将可能使生态系统结构与功能发生改变等.生物多样性适应气候变化包括了自然适应和人为适应两个方面,自然适应体现在物种适应性进化、迁移、生态系统稳定性和弹性等,人为适应体现在种质基因保存、物种异地保护、自然保护区规划设计、生态系统适应性管理、生态恢复和气候灾害防御等.目前,生物多样性对气候变化影响的脆弱性、生物多样性自然适应和人为适应气候变化方面的研究都还不系统深入,需要加强生物多样性自然适应和人为适应气候变化方面的研究.     

生物扰动对沉积物中污染物环境行为与生物可利用性的影响

疏水性有机污染物进入环境水体后易于与沉积物结合,对沉积物中的底栖动物造成危害。底栖动物引起的生物扰动作用可以通过改变沉积物的地球化学性质,对其中污染物的赋存形态、迁移转化和生物可利用性产生重要影响。在综述了国内外生物扰动影响沉积物中污染物环境行为和生物可利用性的最新研究进展基础上,重点讨论了沉积物颗粒交换、水体环境条件改变、疏水有机污染物解吸释放过程以及对生物扰动影响的定量化表征。最后对该研究方向进行了展望,指出应重点研究多种污染物及不同生物共存条件下的生态效应,以及造成沉积物扰动的影响因素的定量化表征等。     

生物扰动对沉积物中重金属迁移转化影响的研究进展

沉积物是重金属在环境中迁移转化的重要媒介。生物扰动能改变沉积物的物理化学组成,从而影响沉积物中重金属的赋存形态和迁移转化特征。文章介绍了生物扰动的定义和种类,生物扰动的影响因素以及扰动过程中影响污染物释放的主要因素,并综述了近年来生物扰动对沉积物中重金属镉、铜、锌、铅和其他重金属的环境行为影响。     

改良剂对土壤Sb赋存形态和生物可给性的影响

采用室内土壤培养法研究不同改良剂(骨炭、生物调理剂、沸石、石灰、油菜秸秆、生物炭、堆肥和赤泥)对土壤Sb化学形态转化和生物可给性的影响.结果表明,除堆肥处理外,添加5%的其他7种改良剂均显著地提高了土壤的p H值,其中石灰处理p H最为明显.BCR分级提取表明,土壤Sb主要以残渣态形式存在.添加生石灰、骨炭和生物调理剂显著地提高了土壤Sb的移动性,而添加赤泥、生物炭和堆肥却显著地降低了土壤Sb的移动性.添加不同的改良剂对土壤Sb的生物可给性也有影响,但是受不同培养时间影响较大.培养2个月后,添加5%的堆肥、5%赤泥和5%生物炭处理导致土壤Sb的生物可给性含量分别比对照降低38%、23%和20%;而添加5%的石灰、5%油菜秸秆和5%的生物调理剂处理导致土壤Sb的生物可给性含量分别比对照提高1.07倍、1.06倍和1.11倍.堆肥、赤泥和生物炭是钝化Sb污染土壤的潜力材料.     

不同温度和时间炭化茶树枝生物炭理化特征分析

为揭示不同温度和时间炭化的生物炭理化性质差异,以茶树枝为原材料,研究炭化温度(300、450和600℃)和时间(1和3h)对茶树枝生物炭特性及元素组成的影响.结果表明,茶树枝生物炭呈多孔、高比表面积结构,较为完整地保留了茶树枝的组织结构.茶树枝生物炭产率随炭化温度的升高和时间的延长而降低,灰分含量、pH值、有机碳、全磷、全钾、全钙、全镁含量和C/N比升高,而全氮含量则呈降低趋势.生物炭pH值与灰分含量呈极显著正相关(P＜0.01),灰分含量是茶树枝生物炭碱性的主要贡献因素.炭化条件对茶树枝生物炭理化性质具有明显影响,炭化温度的影响作用大于炭化时间.此外,探讨了茶树枝生物炭在茶园的应用前景,为茶树枝生物炭的应用提供了参考.     

生物炭理化性质对其反应活性的影响

生物炭作为一种富炭材料,由于其具有固碳、增强土壤肥力、促进植物生长等特性,在固碳减排及土壤改良方面的应用价值受到广泛关注.同时,生物炭具有较大的比表面积和较高的孔隙率,常被作为吸附剂用于污染物的去除.研究发现生物炭在吸附有机污染物的过程中可降解有机污染物,因此生物炭的反应活性成为近年来研究的热点.生物炭的反应活性主要由其制备过程中生成的环境持久性自由基(EPFRs)和自身的氧化还原能力贡献.生物炭的EPFRs活性与官能团种类、过渡金属含量和EPFRs种类有关,其中官能团和过渡金属通过影响EPFRs的生成及稳定从而影响EPFRs的浓度和种类,进而影响EPFRs活性,而EPFRs种类直接影响EPFRs活性.生物炭的氧化还原活性与官能团、芳香性和导电性有关,其中官能团影响氧化还原活性基团(RAMs)的生成,芳香性和导电性影响基质电导(EC_(BC))结构的生成及导电活性,从而影响氧化还原活性.本文总结了生物炭的反应活性机理和影响因素,旨在为生物炭处理有机物污染物等方面的应用提供理论支撑和技术参考.     

农林废弃物生物炭钝化典型土壤重金属的机制研究进展

土壤重金属污染成为食品安全的重大隐患,农林废弃物生物炭来源广泛,成本低,已被广泛用于土壤重金属污染修复。本文综述了农林废弃物生物炭的制备方法及影响其性能的关键因素,并重点探讨了利用农林废弃物生物炭钝化土壤典型重金属的作用机制。发现木质、竹、秸秆、稻壳和动物粪便等材料被广泛用于生物炭制备,热解温度、热解停留时间以及原材料种类均会影响生物炭的性能,其中植物生物炭比表面积的增加、吸附性能和重金属固定性能的提高均高于牛粪生物炭,在300℃高温热解制得的生物炭含有更多的含氧官能团,而在500～700℃高温热解制得的生物炭含有更多的微孔和更大的表面积,高热解温度下适当的停留时间有助于生物炭结构的形成。此外,生物炭还可以影响土壤微生物的多样性和种类来提高吸附能力,通过络合沉淀固定汞(Hg)、镉(Cd)和铜(Cu),通过静电吸附、络合作用和阳离子交换来固定铬(Cr)、砷(As)、锌(Zn)和铅(Pb)。最后,为确保生物炭的安全生产和可持续利用提出了未来的研究方向。     

土壤水蚀的环境效应:影响因素、研究热点与评价指标的评述

针对土壤水蚀过程,从其影响因素和环境效应产生的基本原理角度进行了分析,认为土壤水蚀是一个"受动"或"次生"过程,受到自然和人类活动因素的影响和制约;土壤水蚀的发生、发展也会影响本地和异地环境系统,表现出一系列环境效应.针对土壤水蚀环境效应的研究主要集中在水蚀过程对土壤质量、植物生产力与植被恢复、非点源污染风险、碳循环及全球变化的影响等方面.土壤水蚀环境效应评价的指标体系可以从"水"、"土"、"气"、"生"4大方面构建,由于地球表层固有的地域差异性以及研究目标的不同,很难形成能够适用于所有地理环境条件和情境的标准化指标体系.相比之下,基本指标加可选指标的模块化建构方式更具可操作性.具体指标及其数据获取和分析方法具有尺度性.     

环境修复新型纳米TiO2材料的合成因素探讨

当前在环境污染处理方面,纳米TiO2显示出非常优异的光催化降解性能,但在众多种合成纳米TiO2的方法中很难对合成因素加以调节以使合成产品性能得到改善,用较为温和温度下的晶化来替代高温晶化,可以较大程度地克服一些合成方法的弊端,水热合成法利用反应料液自生的一些压力可以促进温和温度下纳米晶体的合成。因此,文章以水热合成纳米TiO2为讨论重点,综述了纳米TiO2合成过程中实验原料(如钛源、反应添加剂)、实验环境(如反应体系状态、温度、压力、pH)、实验过程控制条件(如升温速率、反应时间)等因素对所得纳米粒子物化性质的影响。经讨论发现各因素间有着紧密的相关性,需要一个完整的参数体系来联系各因素,从而指导纳米TiO2制备技术的改进,对纳米TiO2制备过程进行讨论的同时指出存在的一些问题及其今后的发展趋势。     

催化臭氧化降解含微囊藻毒素污水

应用金属氧化物构建催化臭氧化工艺处理含微囊藻毒素污水,比较了不同催化剂的性能差异,分析了催化剂投加量、温度、pH、原水浓度对该工艺的影响.结果表明,选用CuO作催化剂能较好地处理含微囊藻毒素污水.温度与原水浓度对该工艺影响较小;催化剂投加量与pH是该工艺的主要影响因素.实验温度40℃、混合气体流量1.8 L.L-.1min-1、pH=9、催化剂投加量5 g.L-1、处理时间60 min,原水MC-LR去除率达到90%以上、COD去除率达到64%以上.处理20 min,该工艺催化作用去除MC-LR贡献率达到28%、去除COD贡献率达到52%.     

白腐真菌对土壤中多环芳烃(PAHs)降解的研究

研究白腐真菌对多环芳烃(PAHs)的降解,结果表明,温度、培养基、氧气浓度、水土比对PAHs的降解均有影响.温度为25℃、营养液为查氏培养基、通气量为60L·d-1、水土比为5∶1为最优水平组合.对降解不同时期各种因素的重要性及其最优水平的分析表明,各种影响因素在降解实验的不同阶段的影响程度不同,降解实验初期,培养基是最重要的影响因素,而氧气在整个实验中均为重要的影响因素.     

生态、经济协调行为的区间分析

本文运用区间分析的方法,通过对实际资料的运算,分析了在企业生态经济系统内某些经济要素的增长对企业生态环境的影响过程和结果,为生态经济的协调运行提供了一条操作性较强的调控方法。     

Optimization of a novel process for the ozonolysis of 2, 4‐dichlorophenol

An innovative process was studied for the destruction of 2,4‐dichlorophenol in water. The immiscible fluorinated solvent, inert and highly ozone soluble, was used as the solvent in the extraction‐ozonation system. Taguchi methods were applied in the design of experiments to identify the significant factors and establish the optimal combination of process parameters. The result indicate that this statistical technique can provide an extremely effective structured approach.     

多氯联苯在土壤中的吸附规律及其影响因素研究

为了建立定量描述土壤中多氯联苯（PCBs）迁移规律的数学模型,以采自现代黄河三角洲地区的土壤为研究对象,针对类二噁英类多氯联苯PCB81及阻转类多氯联苯PCB95在土壤中的吸附行为进行了研究,获得了其吸附等温方程并分析了土壤有机质含量、颗粒组成、pH、矿物质含量等特性参数对吸附量的影响。结果表明,PCBs在土壤中的吸附行为符合Langmuir吸附等温方程;PCBs的吸附量与土壤中有机质含量和土壤粘粒含量呈正相关关系,与土壤pH值及土壤矿物质含量无明显相关关系。     

A procedure for generating synthetic weather records in conjunction of climatic scenario for modelling of ecological impacts of changing climate in boreal conditions

A simulation procedure for the calculation of temperature, cloudiness, radiation, precipitation, air humidity, windiness and atmospheric carbon is presented. The procedure generates the hourly or daily values of the weather factors based on long-term weather statistics. The basic factor behind the weather pattern indicated by different weather factors is air temperature, which modifies the cloudiness produced by a stochastic process in other respects. Consequently, the radiation and precipitation coming onto a site and the air humidity are also modified by temperature. This facilitates the future weather patterns to be calculated on the basis of the temperature increase allowing to introduce the effect of the suggested climatic change also into the other weather factors, assuming that the basic variability of the weather factors remains unchanged. The future windiness is calculated as random process without correlation to other weather factors.     

Identifying factors that influence soil heavy metals by using categorical regression analysis: A case study in Beijing,China

A method was proposed to identify the main influence factors of soil heavy metals. The influence degree of different environmental factors was ranked. Parent material, soil type, land use and industrial activity were main factors. Interactions between some factors obviously affected soil heavy metal distribution. Identifying the factors that influence the heavy metal contents of soil could reveal the sources of soil heavy metal pollution. In this study, a categorical regression was used to identify the factors that influence soil heavy metals. First, environmental factors were associated with soil heavy metal data, and then, the degree of influence of different factors on the soil heavy metal contents in Beijing was analyzed using a categorical regression. The results showed that the soil parent material, soil type, land use type, and industrial activity were the main influencing factors, which suggested that these four factors were important sources of soil heavy metals in Beijing. In addition, population density had a certain influence on the soil Pb and Zn contents. The distribution of soil As, Cd, Pb, and Zn was markedly influenced by interactions, such as traffic activity and land use type, industrial activity and population density. The spatial distribution of soil heavy metal hotspots corresponded well with the influencing factors, such as industrial activity, population density, and soil parent material. In this study, the main factors affecting soil heavy metals were identified, and the degree of their influence was ranked. A categorical regression represents a suitable method for identifying the factors that influence soil heavy metal contents and could be used to study the genetic process of regional soil heavy metal pollution.     

亚热带草地资源综合评价的数学模型

本文在前人工作的基础上,对亚热带草地资源评定因素进行了筛选与合理组合,编排了各评定因素的多层次评判顺序,组建了综合评价草地资源的模糊数学模型。首次应用数学模型对我国亚热带草地资源进行了综合评价。为验证该数学模型的灵敏度,笔者列举了我国南方四个草地类型,作了具体计算。结果表明,数学模型本身具有较高的灵敏度,完全可以用于评价我国南方天然草地资源。