试验方法和接种物来源对苯甲酸钠快速生物降解率的影响

化学品的快速生物降解性直接影响其在环境中的迁移、转化和归宿,是鉴别其环境危害性和持久性的基本指标,是政府管理部门对化学品进行风险管理的重要科学依据,在生态毒理测试中具有非常重要的地位。为探讨试验方法、接种物来源以及两者的交互效应对苯甲酸钠生物降解率的影响,2013—2015年间以广州地区2个主要处理生活污水的污水处理厂(DTS、LD)为接种物来源,采用OECD 301系列试验方法(301B、301D和301F)进行了苯甲酸钠的快速生物降解性试验,共获得89个标准化测试数据。统计分析结果显示,接种物来源、试验方法与接种物来源的交互效应对苯甲酸钠生物降解率影响不显著,但试验方法单一因素的影响显著。本研究表明,当受试物为易生物降解时,接种物来源、试验方法和接种物来源的交互效应对该受试物的生物降解率无显著的影响,但在同一条件下,选择不同的试验方法往往会导致最终生物降解率出现明显差异。     

试验方法和接种物来源对苯甲酸钠快速生物降解率的影响

化学品的快速生物降解性直接影响其在环境中的迁移、转化和归宿，是鉴别其环境危害性和持久性的基本指标，是政府管理部门对化学品进行风险管理的重要科学依据，在生态毒理测试中具有非常重要的地位。为探讨试验方法、接种物来源以及两者的交互效应对苯甲酸钠生物降解率的影响，2013~2015年间以广州地区2个主要处理生活污水的污水处理厂(DTS、LD)为接种物来源，采用OECD 301系列试验方法(301B、301D和301F)进行了苯甲酸钠的快速生物降解性试验，共获得89个标准化测试数据。统计分析结果显示，接种物来源、试验方法与接种物来源的交互效应对苯甲酸钠生物降解率影响不显著，但试验方法单一因素的影响显著。本研究表明，当受试物为易生物降解时，接种物来源、试验方法和接种物来源的交互效应对该受试物的生物降解率无显著的影响，但在同一条件下，选择不同的试验方法往往会导致最终生物降解率出现明显差异。     

内蒙古阴山北麓马铃薯应用PBAT/PLA全生物降解地膜可行性分析

内蒙古阴山北麓作为内蒙古的粮食主产区,普遍存在农田残膜污染的问题。应用全生物降解地膜是解决农田残膜污染的重要途径,研究聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)全生物降解地膜增温保墒性能、降解性能及其产量经济效益对于解决农田残膜污染、保护生态环境、实现农业绿色高质量发展具有重要意义。本研究在马铃薯田开展了3种PBAT/PLA全生物降解地膜、1种普通PE地膜和裸地处理(分别标记为F1、F2、F3、CK和OF)的覆膜栽培试验和降解地膜填埋试验。结果表明,各覆膜处理5—6月土壤温度逐渐升高,7—8月中旬达到作物生育期峰值,随后降低至较低水平。与普通PE地膜相比,3种全生物降解地膜在马铃薯发芽、幼苗期(5—6月)平均土壤温度和土壤含水量未形成显著差异(P0.05),能够满足马铃薯生育前期的生长需求。F1和F2处理在作物覆膜后42—56 d进入诱导期,当季作物收获前均能进入破碎期,降解率为34.21%—42.74%,填埋365 d后基本降解完全;F3处理覆膜后68—84 d进入诱导期,作物收获前降解率为15.47%—28.04%,填埋365—540 d基本降解完全。3种全生物降解地膜作物产量和经济效益分别为49.64—58.53 t·hm~(-2)和1.6×10~4—2.4×10~4 yuan·hm~(-2),未与普通PE地膜形成显著差异(P0.05)。F1和F2处理作物产量和经济效益显著高于裸地(P0.05),其中作物产量分别提高36.85%和38.27%,经济效益分别增加1.43×10~4 yuan·hm~(-2)和1.5×10~4 yuan·hm~(-2);与普通PE地膜相比,作物产量分别增加4.1%和5.18%。根据降解性能和作物产量综合评价,在内蒙古阴山北麓马铃薯种植条件下,F1和F2处理具有较好的降解性能,且在提高作物产量、保护耕地生态环境方面具有较好效果。     

乙酸钙不动杆菌TS2H对DBP降解特性的研究

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类具有一般毒性和致畸、致突变性的有机化合物,它作为重要的化工原料被大量地用于塑料生产,同时也带来了严重的环境污染问题。文章以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为PAEs生物降解研究的模型物,通过驯化富集培养,分离出1株能降解DBP的乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)TS2H,研究了TS2H对DBP的生物降解特性。结果表明,该菌可在好氧条件下高效降解DBP,在最佳pH值7时,150r·min-1振荡培养48h对DBP初始质量浓度为40mg·L-1的降解率可达到98.64%;TS2H对100mg·L-1内较高质量浓度的DBP均具有较高的降解效能,但当DBP质量浓度达到300mg·L-1时,降解效能受到一定的抑制;加入营养物蛋白胨能促进菌株TS2H对DBP的降解,而葡萄糖和苯甲酸钠的加入对DBP的降解有延缓作用;菌株TS2H在一定浓度的Zn2 、Cd2 和Cu2 条件下仍可较高效地降解DBP。     

因子分析法在化学物质生态危害评价中的应用

运用因子分析法对61种环境优先污染物的环境行为和生物毒性等7项指标进行分析,筛选出3个或4个主因子,3因子分别定义为生物毒性、分配性和降解性因子,4因子分别定义为生物毒性、蓄积性、吸附性和降解因子;选取3因子模型对61种环境优先污染物和12种新化学物质进行生态危害评价,以主因子对总信息量的贡献率为权重求得各化学物质生态危害的分值,依据综合得分得到新化学物质相对于该61种环境优先污染物的生态危害综合排序,以评价新化学物质的生态危害性.结果表明,预测结果与实际情况基本相符.     

典型类雌激素的降解方法及其影响因素研究进展

类雌激素是一类新兴污染物,目前在环境中普遍存在,且在极低浓度下可对生物体和环境产生重大威胁.本文重点介绍了酚类、天然类固醇类和邻苯二甲酸酯等3种典型类雌激素的来源、环境分布特征及其生物毒性,综述了典型类雌激素的最新化学降解法(直接光解法和高级氧化法)和生物降解法(菌类降解法和藻类降解法)及其特点.直接光解法操作简便,但降解效果不佳;高级氧化法能快速高效地去除类雌激素,但操作相对复杂、影响因素较多;生物降解法的应用性强,但处理周期长、受环境因素影响大.此外还阐述了类雌激素的降解机理及其影响因素,最后对典型类雌激素的多种高效联合降解技术提出了展望.     

生物表面活性剂鼠李糖脂对PCBs污染土壤的修复作用研究

利用生物表面活性鼠李糖脂（RL）洗脱土壤,再通过紫外光预照射与生物降解协同去除洗脱液中的PCBs的组合方法对多氯联苯（PCBs）污染土壤进行修复,旨在研究RL在修复PCBs污染土壤中的作用及其机理。结果表明,RL对PCBs的洗脱具有显著的促进作用,PCBs的总洗脱率与RL的质量浓度呈正相关。当洗脱液中加入2 000 mg.L-1的RL,在3次批洗脱后,人工污染土样和陈化土样的PCBs总洗脱率分别达到了90.1%和47.1%。PCBs降解菌P.LB400在以RL或联苯为碳源的驯化培养基中均能够快速生长。当土壤洗脱液中的PCBs被P.LB400的生长细胞菌液降解时,RL对PCBs的生物降解具有显著的促进作用;而在P.LB400的休眠细胞降解体系中,RL对PCBs的生物降解有一定的抑制作用。紫外光预照射对土壤洗脱液中PCBs的生物降解有一定的促进作用。紫外光预照射和生物降解的耦合有利于提高PCBs的降解速率。     

BP-4的模拟生物降解特性研究

为研究紫外吸收剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(BP-4)的最大生物降解能力,采用欧洲经济合作与发展组织(OECD)生物降解测试标准方法——303A模拟试验-污水好氧处理:活性污泥单元法,建立并进行了城市污水处理厂曝气池环境模拟试验。研究结果表明:在单一新鲜活性污泥作为接种物条件下,BP-4在第47天达到降解稳定期,溶解性有机碳(DOC)去除率平均值为36.90%±5.68%(n=18)。在以10种不同来源混合接种物条件下,BP-4在第41天达到降解稳定期,去除率平均值为33.11%±4.87%(n=17)。研究结果表明BP-4在环境中的降解能力有限,在本模拟方法试验条件下只能部分降解。     

短短芽孢杆菌降解芘的细胞毒性分析

近年来国内外对芘微生物降解过程中的菌种选育、降解性能和降解产物分析等相关报道较多,但针对芘降解菌与芘的分子作用机制研究却不多见。为了探明降解菌短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)与芘的分子作用机制,考察了B.brevis对质量浓度为1.0 mg·L-1的芘的生物降解,分析了在无机盐培养基中B.brevis与芘作用过程中,其细胞凋亡规律及膜电位的变化,以期从细胞毒性的角度揭示PAHs的微生物降解机理。实验结果显示芘的降解率随着处理时间的增加而呈上升趋势,B.brevis对芘的降解率在168 h达到56.5%。在芘的降解过程中,细胞出现显著的凋亡现象,细胞总凋亡率与细胞早期凋亡率均在48 h时达到峰值,之后均随时间的延长而下降,168 h时细胞早期凋亡率与总凋亡率均小于0.5%,菌体依然对芘具有降解能力。随着细胞凋亡的发生,细胞膜电位下降,即细胞膜电位发生去极化现象,说明细胞外的芘与K+共转运进入细胞内,从而有助于菌体对芘的吸收与降解。     

石油污染物的微生物降解研究

以炼油厂污水池底泥中分离的3株细菌和3株真菌为供试微生物,陕北黄土(0～20 cm)制备的土壤悬浮液为土壤微生物对照,灭菌培养基为非生物降解对照,研究不同组合微生物的生长动态及对石油烃的降解率.将不同组合的微生物接种到石油烃质量浓度为10000 mg·L-1的液体培养基中,29 ℃±1 ℃,摇床连续培养50 d.于0 ～72 h内取样,进行微生物生长动态检测;于5～50 d定期取样,考察培养基中石油烃降解率的动态变化.结果表明:单独外源菌降解效果优于混合外源菌和土著微生物,25 d后土著微生物生物降解率超过混合外源菌.外源细菌、外源真菌、混合外源菌和土著微生物50 d生物降解率分别为71.54 %,60.13 %,47.26 %和51.49 %.土壤细菌对石油污染物具有较强的生长适应性,外源细菌降解效果最好.     

利用人工神经网络预测芳香化合物的生物可降解性

本文采用简单的化学基团描述符来表征化学物质的结构，以底物的最大比去除速度表征生物可降解性的大小，运用自编的人工神经网络对芳香族化合物的生物可降解性进行了研究。试验过程中，按芳香族化合物最大比底物去除速度的大小将其生物可降解性分为四组：不降解，难降解，可降解，易降解。     

二元联合作用藻红外测试方法——以重金属为例

为检验二元联合作用藻红外测试方法的可行性,用Cu~(2+)、Fe3+、Mn~(2+)、Al3+、Cr3+、Hg~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)进行了二元联合作用测试实验。结果显示:联合药液的参照浓度与单药液的参照浓度比为0.5:0.25的有15组二元组合,为2.0:1.0的有10组二元组合,为1.0:0.5的有11组二元组合;在9种重金属的36组二元联合作用测试结果中出现拮抗作用、相加作用、协同作用,表明联合作用类型表现出多样性;14组拮抗作用中单组的再现性为50%~100%、多组的再现性的出现率为93%、单组的重现性为67%~100%、多组的重现性的出现率为100%,21组相加作用中单组的再现性为50%~100%、多组的再现性的出现率为86%、单组的重现性为67%~100%、多组的重现性的出现率为100%,1组协同作用重现性67%;36组联合作用测试结果的再现性为50%~100%、再现性的出现率为86%,重现性为67%~100%、重现性的出现率为100%。上述分析可知,9种重金属的36种二元联合作用测试结果具有较好的多样性、再现性、重现性,表明测试条件、藻温测试方法、三指标评价法能够保证藻响应温差和藻响应药品评价结果的质量,参照浓度分析方法、联合作用评价方法能够控制联合作用分析结果的质量;藻响应的有毒有害物都存在敏感浓度,用参照浓度分析方法可分析出藻响应有毒有害物的参照浓度。因此,藻红外测试技术可以用于测试重金属、农药、有机药品、抗生素等的二元联合作用。     

施用城市污泥对杨树土壤化学特性及金属含量的影响

采用温室盆栽方法,研究城市污泥对杨树土壤化学特性、金属含量的影响。实验设置6个处理：4个不同用量的污泥处理：30（S1）、60（S2）、90（S3）和120 t.hm-2（S4）,以及对照（Control：不施加污泥和肥料）和无机复合肥处理（F：1.5 t.hm-2）。结果表明,施用污泥后,土壤有机质、全氮及全磷均提高,且随污泥施用量的增加而增加。S1~S4处理的土壤有机质、全氮及全磷较Control处理分别提高了32.50%~52.05%、32.00%~95.30%及75.43%~236.25%;较F处理分别提高了47.60%~69.37%、35.04%~99.70%及77.10%~239.46%。但污泥施用降低土壤pH和全钾质量分数,土壤pH较Control和F处理分别下降了0.11~0.42和0.01~0.32,但仍呈弱碱性;土壤全钾质量分数较Control和F处理分别降低了1.65%~21.51%和1.19%~21.14%。随污泥施用量的增加,土壤Cu、Zn、Ca和Na质量分数呈增加趋势,而Mn、Fe、Al、Mg质量分数呈降低趋势,其中Cu和Zn增加明显,并较Control处理分别增加了31.89%~104.36%和38.93%~358.02%,较F处理分别增加了23.10%~90.75%和37.88%~354.55%。总体而言,污泥施用于杨树后,可明显改善土壤的化学特性,但污泥施用量越大,土壤重金属Cu和Zn的质量分数残留越多。     

Biodegradability of organic substances by ATP test

The aerobic biodegradability of organic substances in water is characterized by determination of energy change ‐ ATP content in microbial cells during biodegradation. A satisfactory result is obtained under the following conditions: the initial concentration of tested substance is 100mg/l (as DOC), the amount of the inoculum in the biological medium is 500mg/l (as MLSS), and the duration of test time is 14 days. The evaluating system (peak time, peak height and IA index) is proposed to assess the biodegradability of 46 organic compounds and 7 wastewaters.     

施硒肥方式对强筋小麦产量、硒累积分配及籽粒营养品质的影响

采用二因素裂区设计,设置8个处理,研究有机富硒肥施硒量与施硒方式对强筋小麦生长、产量、硒在小麦不同器官中富集状况以及籽粒营养品质的影响.结果显示:与不施有机富硒肥比较,播种前土施有机富硒肥使强筋小麦总生物量、籽粒产量、各器官(根、茎+叶、颖壳+穗轴、籽粒)干物质量分别提高1.0%-14.7%、2.4%-42.4%、1.9%-21.9%、1.5%%-10.6%、1.8%-19.5%和1.3%-18.2%,且在同一土施处理下,叶面喷施硒肥对小麦总生物量、籽粒产量和各器官干物质量无显著影响.不论采用土施、叶面喷施或土施+叶面喷施,小麦地上部硒含量占植株总硒含量的比例最大,而对于根部硒含量占植株总硒含量的比例则表现为土施>土施+叶面喷硒>喷施.此外,施有机富硒肥明显改善了强筋小麦籽粒蛋白质、总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、可溶性糖和蔗糖等营养品质含量(P <0.05),提高幅度分别为0.2%-0.4%、2.9%-10.1%、1.6%-5.1%、1.3%-5.0%、2.1%-7.0%和1.2%-3.5%,且硒肥用量相同的条件下,营养品质含量均表现为土施+叶面喷硒处理高于单一土施硒肥处理,以S30+F(土壤基施30 g/hm²+叶面喷施15 g/hm²)处理达到最高值.因此,综合考虑产量、籽粒硒积累量以及品质等因素,实际生产中建议选用施肥量45 g/hm²(土壤基施30 g/hm²+叶面喷施15g/hm²)较为合适;土施+叶面喷施有机富硒肥可促进强筋小麦生长,提高籽粒产量、硒积累量以及营养品质;结果可为有机富硒肥调控下小麦富硒栽培提供理论参考.(图2表6参46)     

基于基团贡献法的有机化合物好氧生物降解预测模型研究

从MITI-Ⅰ试验中筛选出587种不同类型有机化合物的可用数据,通过对这些物质的结构进行拆分,随机选择其中50种化合物作为验证集,另外537种作为训练集,利用多元线性回归(MLR)和支持向量机(SVM)2种计算方法分别建立模型。结果表明,芳香酸、醛、芳香碘和叔胺等功能基团对有机化合物的好氧生物降解性影响较大;MLR模型总体预测正确率为81.43%,验证集正确率为82%,SVM模型总体预测正确率为87.90%,验证集正确率为86%。所建立的2种定量结构与生物降解性关系(QSBR)模型有效,可用于化学品的好氧生物降解性评价。     

拓扑指数在定量结构生物降解性关系中的应用

本文采用二氧化碳生成量实验，对训练组有机物，利用逐步回归分析程序，从计算和十四种分子连接性指数中筛选出与生物降解性最为相关的分子结构描述参数，建立定量结构－生物降解性关系模型，其相关系数为０．９３１，利用该模型对预测组质的预测结果表明，此模型对芳香化合物的好氧生物降解性具有良好的预测能力，其正确预测率达８３．３％。     

有机污染物生物降解性预测模型

生物降解性是评估污染物环境持久性的重要依据,也是化学品是否获准生产及进入市场的评价指标。采用17位生物降解领域专家评估的生物降解等级数据,通过功能树(FT)算法建立了包含15个分子结构参数的初级生物降解和最终生物降解预测模型。外部验证结果表明,模型具有较好的预测准确性,初级生物降解性加权准确度(weighted accuracy,WA):训练集WA=84.1%,验证集WA=78.9%;最终生物降解性WA:训练集WA=91.0%;验证集WA=83.6%。预测正确性对化合物的杠杆值作图,表征了生物降解性模型的应用域。