黄河三角洲地区湿地土壤对多环芳烃的吸附特征

以黄河三角洲湿地土壤为对象,研究菲和苯并[a]芘(BaP)在土壤中的吸附特性.结果表明:菲和BaP在黄河三角洲地区湿地土壤的吸附速率都较快,均能在48h内达到平衡;土壤对菲和BaP的吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性和Freundlich方程,样品经H2O2处理后对PAHs的吸附量明显降低,表明土壤中有机与无机矿物组分在吸附过程的作用不同;湿地土壤对多环芳烃的吸附明显存在固体效应,随着土壤颗粒物粒径和体系离子强度的增大,土壤的吸附容量都在降低.     

动水条件下沉积物-水界面微生物与铬的相互作用机理

通过沉积物-水相互作用的室内水槽模拟实验,在上覆水Cr(Ⅵ)不断更新条件下,分析了沉积物中Cr(Ⅵ)的吸附还原能力和微生物的生长特征,探讨了微生物作用下沉积物-水界面重金属铬的迁移转化机理。结果表明,在上覆水Cr(Ⅵ)浓度不断增加条件下,沉积物微生物菌落经历了初步适应期、快速增长期、竞争生长期和稳定期4个阶段。在高铬(Cr(Ⅵ)0.1mg·L~(-1))条件下,沉积物表层微生物群落主要是蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、环状芽孢杆菌(Bacillus annularis)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilison)。在微生物作用下,Cr(Ⅵ)还原率稳定于47.56%左右;由于微生物作用,沉积物对铬的吸附率明显升高,可达53.63%。微生物蜡状芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌释放的还原性酶和还原性离子将沉积物-水界面的六价铬不断还原为三价铬,在弱碱性环境中形成Cr(OH)_3沉淀和络合沉淀,增大了表层沉积物中铬的含量,降低了水环境中铬的含量。研究成果对河流铬污染自净起到了理论指导和科学支撑作用。     

土壤和沉积物中非水解有机碳对菲的吸附

采用改进的酸水解方法对土壤和沉积物中的有机质组分进行了分离和提取,用固体13C核磁共振（13CNMR）表征了非水解有机碳（NHC）,同时研究了不同有机质组分对菲的吸附行为,结果表明,菲的吸附等温线都呈现出明显的非线性,能很好地拟合Freundlich方程;而且NHC和碳黑（BC）比其原始和去矿样品的吸附容量都有明显提高.这些结果揭示了NHC和BC主要控制着菲在土壤和沉积物中的吸附行为.沉积物及其NHC对菲的吸附容量要高于土壤及其NHC,这与土壤和沉积物中有机质的不同来源有关.     

离子强度对土壤与沉积物吸附多环芳烃的影响研究

以黄河三角洲表层沉积物与湿地土壤为对象,研究了离子强度对菲、苯并[a]芘在土壤和沉积物上吸附行为的影响。结果表明:不同Ca2 离子强度下,土壤与沉积物对菲、苯并[a]芘的吸附速率均较快,48h吸附能够达到平衡,Ca2 离子强度对土壤和沉积物影响程度不同;土壤和沉积物的吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程,可决系数R2在0.98以上,菲的KD值在24~130mL·g-1之间,苯并[a]芘的KD值在3517~5081mL·g-1;随着体系离子强度的增大,土壤与沉积物对PAHs的吸附能力均降低,而且两者之间的吸附量差距明显降低,表明离子强度对土壤影响程度明显大于沉积物。     

黑碳对土壤和沉积物中菲的吸附解吸行为及生物可利用性的影响

利用淡水单孔蚓Monopylephorus limosus的生物富集实验,研究了黑碳对土壤和沉积物中多环芳烃类有机化合物菲生物可利用性的影响,同时研究了黑碳对菲吸附和解吸行为的影响,并用"双元平衡解吸(DED)模型"对解吸行为进行了预测.结果表明,土壤和沉积物中黑碳的存在直接导致了菲在颤蚓体内的生物累积因子(BSAF)的降低,其原因在于菲在黑碳沉积物样品中的不可逆吸附程度的显著增强.研究发现,土壤和沉积物中菲的生物可利用性与土壤和沉积物中菲的吸附相浓度无关而与孔隙水浓度密切相关.     

微生物对水-沉积物中苯并[a]芘-镉复合污染修复的研究

从广东汕头贵屿镇的沉积物中分离得到1株对PAHs有较好降解能力且有较强重金属耐受性的菌株（简称B4）,菌种鉴定表明该菌为氧化节杆菌属。以土著微生物、处理方式、沉积物、修复时间等为不同的影响因子对该菌修复水体/沉积物中苯并[a]芘（BaP）-镉（Cd）复合污染进行了初步研究。结果表明：该菌同时具有降解BaP和吸附Cd的性能;土著微生物对BaP有一定的降解能力,并能显著促进B4降解BaP,当体系中BaP质量浓度为1.00 mg.L-1时,降解率达到了68.3%;Cd的吸附却因土著微生物的存在发生一定程度的解吸。振荡培养对BaP的降解效果略优于静止培养修复,而静止修复却更有利于Cd的去除。沉积物促进体系Cd的吸附,却减弱了菌种对BaP的降解。在静止培养修复中,BaP的降解主要发生在7 d以前,降解率保持在35%左右,此时Cd的去除效果亦较好。     

固定化微生物对土壤中苯并芘的降解

研究了3株细菌与3株真菌对土壤中苯并芘（BaP）的降解动态,从中筛选出1株细菌（Bacillus sp.）和1株真菌（Mucor sp.）,并采用吸附法将混合菌固定在改性后蛭石上,研究了固定化混合菌对土壤中BaP的降解效果。结果表明：细菌中芽孢杆菌（Bacillus sp.,SB02）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为33.0%,降解速率也最快,1周可降解12.6%的BaP;真菌中毛霉（Mucor sp.,SF06）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为69.7%;以改性后蛭石为载体用吸附法制得的固定化混合菌,传质性能好,对BaP的降解率42 d可达95.32%,高于游离菌20个百分点。     

纺锤形芽孢杆菌L13对蓝莓生长及根际土壤生物学特性的影响

以八年生蓝莓品种"蓝丰"为供试植株,通过田间试验研究添加纺锤形芽孢杆菌L13在单一菌剂和复合微生物肥料中对植株生长及根际土壤的影响.试验设4个处理,其中单一菌剂即L13(P),以不施肥处理作为对照(CK);以灭菌后的腐熟鸡粪作为吸附载体接种酵母菌DY3和乳酸菌DY4作为普通生物肥(OF),在此基础上进一步接种L13作为复合微生物肥料(PF),以OF作为对照,分别研究单一菌剂和复合微生物肥料对蓝莓叶片酶活、果实品质、植株养分、根际土壤酶活和理化性质以及细菌群落结构的影响.结果表明:含L13的两种肥料都显著降低了果实中可滴定酸含量,提高了植株全氮、全钾含量以及土壤碱解氮、全氮、有机质含量,促进了蓝莓生长;L13在单一菌剂中的作用更为明显,和对照相比,叶片中丙二醛含量降低61.9%,果实中花青苷含量提高21.68%,可滴定酸含量降低13.61%,植株全氮、全磷、全钾分别提高4.12%、10.27%、8.63%,土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶活性分别提高107.59%、21.36%,土壤碱解氮、有效磷、速效钾、全氮、有机质含量分别提高了49.66%、31.28%、21.95%、63.83%、84.54%,土壤p H降低,并且两个处理间各指标都达到了显著性差异.运用Illumina Miseq高通量测序分析根际土壤细菌群落结构发现,L13作为单一菌剂显著降低了土壤细菌菌群丰度和多样性,而在复合微生物肥料中菌群丰度和多样性增加;单一菌剂和复合微生物肥料都增加了变形菌门和厚壁菌门的比例,单一菌剂还增加了放线菌门的比例,复合微生物肥料增加了拟杆菌门的比例;放线菌目、芽孢杆菌目等的比例也有所增加;L13在单一菌剂中对蓝莓根际细菌群落结构的影响最为明显,厚壁菌门的改变是造成结构差异的主要因素.综上,纺锤形芽孢杆菌L13在两种微生物肥料中都能发挥其促生作用,在单一菌剂中作用更显著,土壤细菌群落结构的改变同蓝莓生长、土壤肥力状况存在一定的相关性,这为PGPR与植物根际的相互作用研究以及微生物肥料的研制提供了理论基础.     

喹诺酮类与磺胺类药物对枯草芽孢杆菌与大肠杆菌的联合毒性及其机制初探

以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 168)与大肠杆菌(Escherichia coli K12 MG-1655)为实验材料,以3种喹诺酮类药物及典型磺胺类药物为研究对象,分别测定了喹诺酮类药物与磺胺类药物对枯草芽孢杆菌与大肠杆菌的单一毒性及两类药物的联合效应,并对其毒性机制进行初步探讨.研究结果表示,磺胺类药物与喹诺酮类药物对枯草芽孢杆菌的毒性比对大肠杆菌的毒性小,可能是因为枯草芽孢杆菌的细胞壁较厚且富含肽聚糖,导致磺胺类药物与喹诺酮类药物较难进入枯草芽孢杆菌,毒性较低;同时大部分磺胺类药物与枯草芽孢杆菌的靶蛋白的结合能力低于其与大肠杆菌的靶蛋白的结合能力也是磺胺类药物对枯草芽孢杆菌的毒性比对大肠杆菌的毒性小的另一原因.喹诺酮类药物与磺胺类药物对枯草芽孢杆菌的联合效应表现为拮抗,而对大肠杆菌的联合效应则表现为相加.这两类药物有不同的联合效应,可能是由于枯草芽孢杆菌能够在磺胺类药物的作用下产生芽孢这一抗逆性构造,减弱喹诺酮类药物的杀菌作用.     

产碱性果胶酶的枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体制备与再生条件

原生质体融合技术是一种重要的微生物育种方法.以能产碱性果胶酶的枯草芽孢杆菌ZGL14为出发菌株,探讨影响其原生质体制备和再生的主要因素.通过研究菌龄、溶菌酶浓度、酶解时间、酶解温度、渗透压稳定剂的p H值、再生培养基类型和培养方式等对枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体制备与再生的影响,确定其最优化条件.结果显示:枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体制备的最优条件为菌龄9 h,溶菌酶浓度0.2 mg/m L,酶解时间10 min,酶解温度32℃,渗透压稳定剂的p H值7.0.在此条件下,枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体的形成率为98%,再生率达30%.枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体再生培养基以琥珀酸钠作为渗透压稳定剂并结合Ca~(2+)再生效果较好,再生方式以单层培养较好.本研究获得了枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体制备和再生的最佳条件,可为实现其融合育种提供技术支持.     

重金属和多环芳烃复合污染对土壤酶活性的影响及定量表征

以土壤脲酶和脱氢酶为探针物质，室内培养条件下较为系统地研究了重金属（Cd、Zn、Pb）和多环芳烃（菲、荧蒽、苯并a芘）复合污染对土壤酶活性的影响及其定量表征、结果表明，复合投加上述污染物能使土壤酶活性受到不同程度的抑制，其中，脱氢酶最为敏感，其活性是表征重金属和多环芳烃复合污染的一项重要的参考指标．对复合污染模型的建立与分析表明，土壤环境中，重金属和多环芳烃复合污染的类型和强度与污染物的浓度和复合污染时间密切相关．影响土壤脲酶活性的主要因子依次为：Cd〉Zn与苯并a芘的交互作用〉Zn〉Pb〉Zn和菲的交互作用，影响土壤脱氢酶活性的主要因子依次为：Cd和Zn的交互作用〉Cd〉Zn〉苯并a芘〉Cd和菲的交互作用，其中，Zn和苯并a芘相互作用对脲酶活性以及Cd和Zn交互作用对脱氢酶活性的影响均表现为拮抗作用，Zn和菲，Cd和菲之间的交互作用，无论是对脲酶还是脱氢酶均表现为协同作用，图1表3参18     

天津污灌区苯并（a）芘、荧蒽和菲生态毒性的风险表征

运用概率风险评价方法表征和比较了天津污灌区3种多环芳烃对生物影响的风险性。根据各物质的环境暴露浓度和相应急性毒性值的累计概率分布曲线估计了各物质相对风险性的大小。采用联合概率曲线方式比较了不同暴露概率水平条件下3种多环芳烃的相对风险。结果表明，该地区目前菲的总体风险性高于另两种化合物，苯并（a)芘的总体风险性最低。而低暴露风险条件下（受威胁生物不超过20％），苯并（a)芘的风险较大，菲次之，荧蒽风险相对较低。     

Removal of high concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons from contaminated soil by biodiesel

Solubilizing experiments were carried out to evaluate the ability of biodiesel to remove polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from highly contaminated manufactured gas plant (MGP) and PAHs spiked soils with hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPCD) and tween 80 as comparisons. Biodiesel displayed the highest solubilities of phenanthrene (420.7 mg·L^-1), pyrene (541.0 mg·L^-1), and benzo(a)pyrene (436.3 mg·L^-1). These corresponded to several fold increases relative to 10% HPCD and tween 80. Biodiesel showed a good efficiency for PAH removal from the spiked and MGP soils for both low molecular weight and high molecular weight PAHs at high concentrations. Biodiesel was the best agent for PAH removal from the spiked soils as compared with HPCD and tween 80; as over 77.9% of individual PAH were removed by biodiesel. Tween 80 also showed comparable capability with biodiesel for PAH solubilization at a concentration of 10% for the spiked soils. Biodiesel solubilized a wider range of PAHs as compared to HPCD and tween 80 for the MPG soils. At PAH concentrations of 229.6 and 996.9 mg·kg^-1, biodiesel showed obvious advantage over the 10% HPCD and tween 80, because it removed higher than 80% of total PAH. In this study, a significant difference between PAH removals from the spiked and field MGP soils was observed; PAH removals from the MGP soil by HPCD and tween 80 were much lower than those from the spiked soil. These results demonstrate that the potential for utilizing biodiesel for remediation of highly PAH-contaminated soil has been established.     

河北省土壤苯并(a)芘含量的空间变异特征

根据实地采样数据,运用地统计学方法分析苯并(a)芘污染的空间变异特征,同时研究各地污染水平与其自然环境、产业布局之间的关系。结果表明:土壤苯并(a)芘含量在研究区存在空间异质性,在240 km空间尺度上尤其明显,块金值(C0)和基台值(C0 C)之比为44%;这说明其空间变异由结构性因子(如土壤有机质)和随机性因子(如污染源分布)共同构成;钢铁工业(包括焦化工)是苯并(a)芘的主要排放源,土壤苯并(a)芘污染也以钢铁工业(包括焦化工)发达的城市及其附近区域为核心。     

生物泥浆反应器中微生物数量变化与PAHs降解

分别以浓度、温度、接种量、通气量和表面活性剂为降解调控因子，采用平板记数法进行了生物泥浆反应器中微生物数量变化与ＰＡＨｓ降解的关系研究。结果表明：土壤中细菌数量与ＰＨＥ、ＰＹ投加浓度呈显著正相关。ＰＨＥ、ＰＹ初始浓度越高，细菌数量越大。此外，反应器的温度对微生物生长速度和数量有重要影响。反应器温度为３０℃时对细菌迅速繁殖有利，反应器温度为２０℃时对真菌生长繁殖有利。接种量为５％即可明显提高ＰＨＥ和     

土壤中锁定残留芘在体外消化系统中的生物可给性（Oral Bioaccessibility of Bound Residue of Pyrene in Contamination Soils Determined by an in Vitro Gastrointestinal Model）

体外消化过程可能导致土壤中憎水有机污染物提取量增加.论文采用3种有机质含量不同的土壤进行体外消化实验,目的在于验证如下假设:土壤中部分锁定残留芘可以在人体消化系统中释放出来,若不考虑这部分贡献,常规提取方式获得的土壤污染浓度可能低估污染土壤口摄风险.研究结果证实:经体外消化的土壤的总芘提取量显著高于未经消化样品,其差别与土壤有机质含量有关.消化液中的胆汁盐是造成锁定残留芘释放的关键成份.在特定范围(2~20mg·mL-1)内,提取效率不受胆汁盐浓度影响.胆汁盐作用下锁定残留芘的释放为一次动力学过程.     

沉积物对菲和五氯酚的吸附性能

研究了菲和五氯酚（PCP）在五种沉积物的吸附解吸行为，菲和PCP在各沉积物上的吸附和解吸都是较快的过程。均能在8h内达到平衡，吸附和解吸结果表明，高有机质含量的沉积物对菲和PCP的吸附和持留能力都较强，菲和PCP在各沉积物中的吸附系数跟沉积物的有机质含量呈线性正相关。等温吸附结果表明，低有机质含量的三种沉积物比有机质含量较高的两种沉积物呈更好的线性关系。不同沉积物对菲和PCP的吸附性能差异跟沉积物的有机质含量密切相关。     

典型环境内分泌干扰物的来源、环境分布和主要环境过程

内分泌干扰物(EDCs)作为一种新兴污染物,具有憎水性、低剂量效应和半衰期长等特征,在全球的土壤/沉积物中已被广泛检测到,并发现已给环境带来了严重的威胁。本文重点综合评述了近10年来土壤/沉积物中EDCs的来源、浓度水平、空间分布及吸附特性的研究。结果发现,EDCs来源涉及农业、工业和生活等多个方面;空间分布上,一般呈近海地区沉积物中EDCs浓度水平较河流底泥及土壤低,而高度工业化、城市化地区土壤/沉积物中EDCs浓度亦较高;EDCs的吸附受土壤/沉积物理化性质、EDCs自身性质和环境条件的共同影响,一般土壤有机质的含量和成熟度、土壤颗粒的比表面积与其吸附能力呈正相关,黏土矿物类型对EDCs的吸附也有重要的影响;EDCs的吸附能力与其自身的疏水性和结构特征有关;温度升高和溶液p H值增加都不利于EDCs的吸附,而溶液离子强度的增加对其吸附起着促进作用。土壤/沉积物对EDCs的吸附是一个复杂的过程,因此对其吸附特性需要进一步的探讨。     

Verhalten von PAK im system boden/Pflanze

The results of lysimeter experiments conducted since 1991 dealing with the behavior of PAH in soil/plant systems demonstrate that the PAH pollution to cultivated plants may be caused by both atmospheric deposition and by the soil-to-plant transfer observed in contaminated sites. In the latter, a “direct contamination” of plant surfaces with PAH-loaded soil particles and the subsequent PAH turnover by desorption/adsorption processes is seen to dominate—at least for the most relevant PAHs toxic to humans, benzo(a)pyrene and dibenz(a,h)anthracene. Leafy vegetables growing close to the soil surface are therefore endangered most by a PAH contamination of the soil. The soil-to-plant transfer via “direct contamination” can be reduced to a high degree by covering the contaminated soil with different mulch materials. Systematic PAH transfer via root uptake could not generally be observed. From the reported results, a trigger value in the soil of 1 mg·kg^?1 for benzo(a)pyrene is proposed to make a judgement on PAH contaminated soils with regard to the soil-to-plant transfer pathways. Soils with excessive concentrations of benzo(a)pyrene demand special attention when considering the recommendations for the growth and consumption of cultivated vegetables. The “soil”as well as the “deposition pathways” must be integrated into a complete risk assessment of locations with food plant production, especially in urban areas.     

Phytotoxicity assessment of phenanthrene and pyrene in soil using two barley genotypes

This study investigated the toxicity extent of phenanthrene and pyrene to two cultivars (CM-72 and Gairdner) of barley (Hordeum vulgare). Germination of barley seeds was evaluated in 69-d aged soil, separately spiked with phenanthrene at extractable concentrations of 0.95, 6.3, 59, and 300 mg kg^?1 (dry soil) and pyrene at 1.0, 9.0, 73, and 400 mg kg^?1 (dry soil). Although germination was not inhibited, significant (P < 0.05) reduction in root and shoot length occurred at concentrations of phenanthrene ≥6.3 mg kg^?1 and pyrene ≥9.0 mg kg^?1 after both 72 and 240 h. Fresh and dry biomass of both cultivars reduced with increasing concentrations of both polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Barley cultivar CM-72 was more sensitive than Gairdner, and it can be considered suitable for toxicity assessment of PAH-contaminated soils.