环境条件对渗滤液中溶解性有机物分子构型的影响

采用同步荧光光谱,结合移动窗口二维相关光谱技术,研究了垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)在外界干扰下的分子构型变化.结果显示,填埋垃圾渗滤液DOM含有类蛋白、类富里酸和类胡敏酸物质,它们均含有羧基和酚羟基官能团,填埋3—5年垃圾渗滤液DOM酚羟基含量较高,且主要分布在类蛋白组分上,而填埋10年以上渗滤液DOM中羧基含量较高,但主要分布在类富里酸组分上.p H升高引起DOM分子构型改变不受Hg(Ⅱ)存在的影响,填埋3—5年垃圾渗滤液DOM在p H 3和p H 8—10时分别由于羧基和酚羟基解离分子构型发生了剧烈改变,而填埋10年以上垃圾渗滤液DOM仅在p H 3—4时由于羧基解离分子构型发生了变化.在Hg(Ⅱ)对DOM分子构型的影响上,填埋3—5年垃圾渗滤液DOM分子构型在溶液Hg(Ⅱ)浓度升至5μmol·L~(-1)和20—25μmol·L~(-1)时发生了两次剧烈改变,而填埋10年以上垃圾渗滤液DOM在体系Hg(Ⅱ)浓度为10—25μmol·L~(-1)发生了一次缓慢的改变.同步荧光光谱结合移动窗口二维相关光谱技术可以有效识别环境条件改变时DOM分子构型的变化及成因.     

焦化废水生物出水溶解性有机物特性光谱表征

利用非离子型DAX-8树脂和离子型交换树脂对某焦化废水二级生物出水溶解性有机物(DOM)进行组分分离,从溶解性有机碳(DOC)、紫外-可见光谱、三维荧光光谱、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等4个方面对组分进行光谱学分析与特征识别.结果显示,疏水性酸性物质(Ho A)、亲水性酸性物质(Hi A)和亲水性中性物质(Hi N)为DOM的主要组分,其DOC含量占总DOC的39.88%、20.85%、25.38%;DOM主要含有单环芳香族化合物或共轭双键类化合物成分,类腐殖质物质和类富里酸物质是DOM的特征有机物;低分子量有机物在亲水性物质组分(HIS)中含量最高,E2 54/E3 65=3.89,E445/E665=1.91,SR=0.926均证明了这一点;亲水性碱性组分(Hi B)组分UV254占比为32%,SUVA值为49.94 L·mg-1·cm-1,不饱和物质和芳香性物质含量最高,芳香化程度最高;Ho A的E300/E400值为2.58,腐化程度最高,组分中含有类富里酸物质.DOM光谱分析能够提供组分中亲疏水性物质的比例、芳香性高低、分子量、发色团及有机基团等信息,可以作为判断废水特征的参考依据.     

黑肩绿盲蝽对水稻挥发物单一组分的嗅觉行为反应

研究水稻挥发物单一组分对稻飞虱(Nilaparvata lugens)天敌黑肩绿盲蝽(Cyrtorhinus lividipennis)嗅觉行为反应的影响,为进一步开发基于水稻挥发物的害虫天敌引诱剂提供一定的理论依据。利用T型嗅觉仪室内测试了黑肩绿盲蝽对10种水稻挥发物单一组分(苯乙醛、2-庚酮、α-蒎烯、芳樟醇、反-2-己烯醛、叶醇、罗勒烯、水杨酸甲酯、橙花叔醇、石竹烯)不同浓度(100、10、1、0.1 mg·L~(-1))的嗅觉行为反应。试验结果表明,α-蒎烯(100 mg·L~(-1))、水杨酸甲酯(10 mg·L~(-1))、芳樟醇(1 mg·L~(-1))、罗勒烯(1 mg·L~(-1))、反-2-己烯醛(0.1、1、10、100 mg·L~(-1))、叶醇(0.1 mg·L~(-1))等6种化合物对黑肩绿盲蝽雌成虫具有引诱效果,而芳樟醇(10、100 mg·L~(-1))、叶醇(100 mg·L~(-1))、橙花叔醇(1、10、100 mg·L~(-1))、β-石竹烯(0.1、1、10、100 mg·L~(-1))对其产生了驱避效果。同种化合物在不同浓度下的作用效果不同。黑肩绿盲蝽会对水稻挥发性化合物单一组分产生一定的嗅觉行为反应,且在不同水稻挥发物不同浓度下的选择行为存在一定的差异。水稻挥发物单一组分的浓度对黑肩绿盲蝽的嗅觉选择行为具有一定的影响,如芳樟醇和叶醇在低浓度下表现出引诱而高浓度下表现出趋避;反-2-己烯醛随浓度的增加引诱效果减弱,而橙花叔醇随浓度的增加驱趋避效果增强。     

猪粪有机肥中可溶性有机组分对小白菜生长及Cu吸收的影响

利用平衡透析法将猪粪有机肥中提取的可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)分为F_1(1 kDa)、F_2(1～14 kDa)和F_3(14 kDa)3个分子质量组分,通过砂培试验研究不同分子质量及浓度DOM对小白菜生长和Cu吸收的影响。结果表明,与对照(超纯水)相比,DOM处理小白菜总根长和根尖数分别增加19%～40%和45%～91%,但对小白菜产量没有显著影响。DOM促进小白菜根系对Cu的吸收,同一分子质量组分中小白菜根系Cu含量呈现随DOM添加浓度增高而增大的趋势,其中,20 mg·L~(-1)高浓度DOM处理F_(13)、F_(23)和F_(33)(F_1、F_2和F_3这3个分子质量组分DOM在20 mg·L~(-1)浓度水平下与2.5 mg·L~(-1)CuSO_4的混合溶液处理)比对照分别显著(P0.05)提高41%、37%和53%。F_(13)、F_(22)(10 mg·L~(-1)F_2组分与2.5 mg·L~(-1)CuSO_4的混合溶液处理)和F_(23)处理显著促进Cu从根系向地上部转运,转运系数较对照分别显著提高36%、48%和46%,F_(33)处理则降低26%。因此,DOM分子质量和添加浓度均影响小白菜对Cu的吸收及转运,高浓度小分子质量DOM可促进小白菜对Cu的吸收及转运。     

贵州草海不同土地利用方式表层土壤重金属污染现状评估

土壤重金属污染问题日益加剧,而土壤重金属来源解析及污染评价对其污染防治具有重要意义.以贵州草海沼泽地、耕地和林地表层土壤(0—20 cm)为研究对象,采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)和原子荧光测定仪(AFS)测定土壤中Zn、Cr、Pb、Ni、Cu、As等6种重金属元素含量,并对其进行源解析及污染现状评估.结果表明,草海整体研究区表层土壤元素含量为Zn(144.75 mg·kg~(-1))Cr(93.03 mg·kg~(-1))Pb(45.33 mg·kg~(-1))Ni(45.08 mg·kg~(-1))Cu(29.48 mg·kg~(-1))As(25.19 mg·kg~(-1)),其中Zn、Pb、Ni、As含量高于贵州背景值,分别高于背景值的45.48%、28.78%、25.97%、15.29%.元素As在耕地和林地,元素Cr、Cu、Pb在沼泽地和林地,以及元素Zn在沼泽地、耕地和林地都具有显著差异(P0.05),而Ni在3种土地利用方式中均无显著差异(P0.05).3种土地利用方式中,元素Zn、Pb、Ni、As可能主要来源于工业、农业、交通运输等人为源,而Cr、Cu来源于母岩风化、植被凋落物等自然源.土壤重金属污染评价表明,贵州草海不同土地利用方式表层土壤重金属污染处于轻微状态,未造成严重的潜在生态风险.本研究能够为贵州草海土地利用的合理规划、土壤资源保护和重金属污染防治提供数据支持.     

内蒙古达里诺尔湖湖泊水体与入湖河水水化学特征及控制因素

为摸清内蒙古达里诺尔湖湖泊水体与入湖河水的水化学主要离子组成特征及其控制因素,于2013年6—9月对湖水、河水进行采样.采用水化学类型三角图分析不同湖水与河水的主要离子组成,利用Gibbs图分析水体化学成分主要驱动因素,在此基础上,运用河水主要离子比例关系图进一步分析入湖河水离子主要来源.结果显示,达里诺尔湖湖水总溶解固体(TDS)含量范围为5800—6170 mg·L~(-1),平均值为5990 mg·L~(-1),入湖河水TDS含量范围为140—310 mg·L~(-1),平均值为200 mg·L~(-1),远低于湖水的TDS值.入湖的河水属于淡水,而湖水则已演变为中度咸水.湖水、河水主离子组成以及水化学类型具有一定的差异,其中,湖水离子含量特征为HCO-3(2564.60 mg·L~(-1))Cl-(2025.29 mg·L~(-1))SO2-4(424.02 mg·L~(-1)),Na+(2070.68 mg·L~(-1))K+(159.24 mg·L~(-1))Mg~(2+)(20.04 mg·L~(-1))Ca~(2+)(5.09 mg·L~(-1));河水离子含量特征为HCO-3(118.93mg·L~(-1))Cl-(24.99 mg·L~(-1))SO_4~(2-)(11.77 mg·L~(-1)),Na~+(49.84 mg·L~(-1))Ca~(2+)(27.83 mg·L~(-1))Mg~(2+)(14.55 mg·L~(-1))K+(6.56 mg·L~(-1));依据阴、阳离子所占比例进行分类,湖水的水化学类型为Cl-HCO_3~-Na型,贡格尔河为Cl-HCO_3-SO_4-Na-Ca型,浩来河为Cl-HCO_3-Na-Ca-Mg型,沙里河为HCO_3-Na-Mg型,亮子河为HCO_3-Ca-Na型.从水化学驱动因素上看,其水化学组成自然起源主要受自身蒸发-结晶作用的影响,部分区域受到农业活动、放牧及旅游业等人类活动影响,而贡格尔河、浩来河、亮子河及沙里河4条入湖河水的水化学组成落在Gibbs模型的中部,则主要受岩石风化作用控制,4条河流主要受碳酸岩风化影响,钠硅酸岩风化对河水中阳离子的贡献也较大.结合入湖河水水质、水化学驱动因素分析,近年来湖水水体盐化主要是受湖区蒸发量增大、入湖流量减少、湖区面积萎缩的影响,入湖盐分的贡献及人类活动的影响则相对较小.     

近10年中国典型农田生态系统水体pH和矿化度变化特征

选取中国生态系统研究网络(CERN)12个典型农田生态系统,2004—2006年和2014—2016年降水、地表水、地下水pH和矿化度的监测数据,分析中国典型农田生态系统10年间pH和矿化度的变化特征.结果表明,红壤丘陵区降水、地表水、地下水pH最低.10年间桃源、千烟洲降水pH显著降低,且2014—2016年pH5.60,为酸沉降;地表水pH为红壤丘陵区(6.33—6.89)低于其余地区(7.61—8.19),10年间桃源、海伦地表水pH降低1.39和0.35,而鹰潭、千烟洲地表水pH升高0.77和1.19;地下水pH为南方红壤丘陵区(5.55—7.45)、东北平原(6.71—7.46)低于其余地区(7.62—8.27).10年间栾城地下水pH降低0.60,而盐亭、千烟洲地下水pH增加0.47和0.78;地表水矿化度为黄淮海平原黄土高原东北平原长江三角洲川中丘陵红壤丘陵区.其中禹城(936—1183 mg·L~(-1))最高,鹰潭和千烟洲最低(25—87 mg·L~(-1)).10年间桃源和千烟洲地表水矿化度降低138 mg·L~(-1)和62 mg·L~(-1),其余农田生态系统变化不显著;地下水矿化度禹城(1594—2094 mg·L~(-1))最高,为Ⅳ类地下水(1000—2000 mg·L~(-1));封丘、栾城、安塞、常熟、盐亭、沈阳(319—750 mg·L~(-1))其次,为Ⅲ类(500—1000 mg·L~(-1))或Ⅱ类(300—500 mg·L~(-1));其余生态系统达Ⅰ类(300 mg·L~(-1))地下水标准.10年间禹城地下水矿化度增加500 mg·L~(-1),沈阳、长武、盐亭、千烟洲、常熟站、桃源降低102—384 mg·L~(-1).不同空间格局、地质结构差异、化石燃料燃烧、人类活动(耕作、施肥、灌溉)是造成农田生态系统各水体pH和矿化度变化的主要原因.本研究结果为生态系统水体酸碱度、矿化度评估及其长期动态变化提供数据依据.     

铁铝土对溶解性有机质的吸附特性

采用批实验方法,结合XAD树脂分组技术研究铁铝土对3种不同亲/疏性DOM(堆肥DOM、秸秆DOM、土壤DOM)的吸附特征并分析其影响因素.结果表明:(1)铁铝土对DOM具有强吸附力,吸附量随DOM初始浓度的增加而增加,吸附动力学包括快吸附和慢吸附两个阶段,符合一级扩散方程;(2)等温吸附特征符合Freundlich方程,为物理作用主导的多层吸附过程;(3)对于同种DOM,铁铝土对DOM的吸附量表现为暗红湿润铁铝土简育铁铝土潜育水稻土,对50 mg·L~(-1)的堆肥DOM在暗红湿润铁铝土的吸附量达594.9 mg·kg~(-1),与CEC、游离氧化铁、游离氧化铝、粘粒呈极显著正相关,与砂粒呈负相关;(4)对于同种铁铝土,高疏水性DOM在铁铝土吸附量更大,表现为堆肥DOM(H-DOM)土壤DOM(M-DOM)秸秆DOM(L-DOM);(5)铁铝土对DOM各组分的吸附力表现为疏水中性组分(HON)酸不溶组分(AIM)疏水碱性组分(HOB)疏水酸性组分(HOA)亲水性组分(HIM),结合各组分的红外光谱特征,推测脂肪链状结构、高芳香性是影响吸附量的关键.(6)DOM各组分对DOM吸附量的贡献是各组分吸附能力与含量的综合作用结果.对于亲疏水性组分,HO对DOM吸附量的贡献大于HIM,达69.43%—85.08%;对于各极性-电荷特性组分,表现为H-DOM:HOA(40.24%)HON(39.1%)HIM(14.92%)AIM(3.82%)HOB(1.88%);LDOM:HOA(33.50%)HIM(30.57%)HON(24.81%)AIM(7.45%)HOB(3.68%).(7)内源DOM对铁铝土吸附外源DOM起抑制作用,且对高疏水性的DOM抑制作用更强.     

双酚A替代品与双酚A对非洲爪蛙急性毒性及其应激响应的比较

双酚F(bisphenol F, BPF)和双酚AF(bisphenol AF, BPAF)作为双酚A(bisphenol A, BPA)的替代品已被投入生产和使用,然而目前有关BPA替代品毒性的数据还很缺乏。本文从急性毒性和应激响应2个方面比较了BPF、BPAF与BPA对非洲爪蛙蝌蚪的毒性。结果表明,48 h的半致死浓度(LC_(50))顺序为BPF(11.01 mg·L~(-1))>BPA(7.54 mg·L~(-1))>BPAF(2.87 mg·L~(-1));对氧化应激水平的影响BPAF强于BPA,BPF与BPA相近;BPA和BPAF对热休克蛋白基因表达水平有影响,BPF没有影响。本研究提示,BPAF作为BPA的替代品,其毒性强于BPA,而BPF与BPA类似。     

新疆喀什地区东部地下水“三氮”空间分布特征及影响因素

本文对新疆喀什地区东部地下水"三氮"空间分布特征及影响因素进行了研究.结果表明,该地区地下水"三氮"含量总体较低;NO_3-N含量范围为ND(未检出)—8.02 mg·L~(-1)、样点均值1.17 mg·L~(-1);NO_2-N含量范围为ND(未检出)—0.15 mg·L~(-1)、样点均值0.006 mg·L~(-1);NH_4-N含量范围为ND(未检出)—至0.28 mg·L~(-1)、样点均值0.04 mg·L~(-1);仅个别监测井NO_2-N和NH_4-N含量超标.水平分布特征表现为:NO_3-N含量总体呈南高北低,NO_2-N和NH_4-N含量总体呈南低北高.垂向分布特征表现为:潜水中NO_3-N含量(均值3.14 mg·L~(-1))高于浅层承压水(均值0.50 mg·L~(-1))和深层承压水(均值1.28 mg·L~(-1)),浅层承压水中NO_2-N(均值0.008 mg·L~(-1))和NH_4-N含量(均值0.05 mg·L~(-1))高于深层承压水(NO_2-N均值0.002 mg·L~(-1);NH_4-N均值0.02 mg·L~(-1))和潜水(NO_2-N均值0.001 mg·L~(-1);NH_4-N未检出);NO_2-N和NH_4-N超标点全部集中在浅层承压水中.该地区地下水"三氮"迁移和转化主要受氧化还原条件、地表水水质、包气带岩性、地下水径流条件、潜水埋深、土地利用类型和生活污染等因素的影响.