皇竹草对土壤阿特拉津的修复作用

通过盆栽试验探讨了种植皇竹草（Pennisetum hydridum）对阿特拉津污染土壤的修复效果,阿特拉津对皇竹草生长的影响,以及皇竹草对土壤微生物数量的影响,以期为阿特拉津污染土壤的植物修复提供参考。结果表明：在≤200 mg.kg-1质量分数范围以内,种植皇竹草对土壤阿特拉津的初期降解效率比对照明显提高,最大提高了29.64%,达到显著或极显著差异;阿特拉津质量分数在≤200 mg.kg-1范围内对皇竹草株高没有影响,≤50 mg.kg-1质量分数范围内对生物量没有影响,根冠比变化不明显;随阿特拉津质量分数的增加皇竹草根际和非根际土壤中的细菌、真菌、放线菌数量均呈先增加后减少的趋势,在质量分数为100 mg.kg-1时达到最大,根际土壤中细菌和放线菌数量明显高于非根际土壤,真菌数量在根际与非根际土壤中变化不明显。说明种植皇竹草有助于阿特拉津降解效率的提高,且与种植皇竹草后改变了土壤微生物数量及皇竹草的生长状况有关。     

Arthrobacter sp.AD30和Pseudomonas sp.AD39在阿特拉津工业废水生物处理及污染土壤生物修复中的应用

将分类地位和降解特性不同的两个高效降解除草剂阿特拉津的菌株Arthrobacter sp.AD30和Pseudo-monas sp.AD39,用于阿特拉津工业废水的生物处理和污染土壤的生物修复试验.填充聚氨酯泡沫的小型生物反应器阿特拉津降解实验表明,在进水的CODCr为1702 mg·1-1、阿特拉津浓度为133 mg·1-1和水力停留时间(HRT)为24 h的条件下,出水的CODCr稳定在100 mg·1-1以下,阿特拉津浓度在0.2 mg·1-1以下,均达到国家工业水污染物排放标准(GB 21523-2008).土壤的生物修复实验表明,含有200 mg·kg-1阿特拉津的土壤接种上述两个菌株,在30℃处理20 d以后,土壤中99.1%的阿特拉津被去除.这些结果表明,由AD30和AD39组成的混合菌株在工业废水的生物处理和污染土壤的生物修复中具有很好的应用潜力.     

皇竹草对土壤阿特拉津的降解特性

为了探明种植皇竹草(Pennisetum hydridum)对土壤阿特拉津降解的促进作用,通过盆栽试验研究了皇竹草对土壤阿特拉津的降解动态、转移特征以及土壤阿特拉津残留浓度与土壤相关酶活性的关系。结果表明:与未种植皇竹草相比,种植皇竹草土壤阿特拉津降解率明显提高,皇竹草对未灭菌和灭菌土壤阿特拉津的降解率分别提高52.84和42.38百分点;与未种植皇竹草处理相比,灭菌和未灭菌条件下种植皇竹草处理阿特拉津在土壤中的半衰期可分别缩短64.35和53.21 d;土壤中阿特拉津被皇竹草吸收后逐步由地下部分向地上部分转移,随着培养时间的延长,转移系数变大;土壤中阿特拉津残留浓度与土壤过氧化氢酶、过氧化物酶、转化酶和多酚氧化酶活性呈显著负相关(P0.05或P0.01)。认为种植皇竹草有助于阿特拉津的降解。     

阿特拉津在土壤中的降解途径及其对持留性的影响

通过田间和实验室试验，研究了除草剂阿特拉津在土壤中的降解代谢规律及其与土壤特性的关系。试验表明，阿特拉津施用后、在作物生长期内可降解９０％以上，土壤酸碱度对阿特拉津在土壤中的代谢有显著影响。在碱性土壤中阿特拉津主要经过微生物代谢而被降解；在酸性土壤中化学水解占优势地位。阿特拉津在强酸性土壤中的持留性（半衰期为６３ｄ）低于弱酸性土壤中的持留性（半衰期为８４ｄ），而在碱性土壤中由于较强的微生物降解作用，其持留性（半衰期为５１ｄ）最低。     

不同温度下松木生物质炭对阿特拉津的吸附性能研究

生物质炭是一种由生物质在缺氧条件下加热制成的生物残渣,因其本身的多孔性被广泛用于土壤以及水体中的污染物的去除。文章着重研究了温度对于生物质炭吸附阿特拉津的影响,同时采用改进的Freundlich模型以及颗粒内部扩散模型对吸附过程进行了评估,并在此基础上建立了生物质炭对阿特拉津吸附数学动力学模型。使用的生物质炭以废弃松木为原材料(Pine Wood derived Biochar,PWB)在450℃、缺氧条件下热解两小时制成(研磨过30目筛)。试验通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱等手段对生物炭的外部表面形态以及生物炭样品吸附阿特拉津前后表面官能团的变化进行表征。采用批量试验方法,定时取样,并通过高效液相色谱测定阿特拉津浓度变化来说明温度对生物炭吸附阿特拉津效果的影响,并拟合相对应的吸附动力学模型。SEM实验表明PWB表面为光滑的浅孔,气孔呈圆形并均匀分散于整个生物质炭表面。吸附反应后的傅里叶红外光谱表明,许多表面峰出现了一定强度的波动,说明反应过程中生物炭与阿特拉津的化学官能团高度结合,在PWB吸附阿特拉津后1 775 cm-1处的谱带强度变化最为突出。生物质炭对阿特拉津的吸附能力随反应温度的升高而升高,当温度为10、18和27℃时,其吸附容量分别为0.494 2、0.730 1、1.098 6 mg·g-1,结果表明该吸附过程是吸热反应。通过测定吸附过程中的活化能,确定化学吸附在生物质炭吸附阿特拉津过程中起主导作用。实验结果表明,PWB在不同的温度条件下对于环境中阿特拉津的去除有很好的应用前景,对阿特拉津污染水的治理除具有一定的参考价值。     

生物炭对土壤中阿特拉津吸附特征的影响

为探究生物炭对土壤中阿特拉津的吸附特征及影响因素,采用批处理实验研究了灭菌(T1)、5%秸秆生物炭+灭菌(T2)、未灭菌(T3)和5%秸秆生物炭+未灭菌(T4)条件下对土壤中阿特拉津吸附特征及土壤理化性质的影响.结果表明,在最初0—12 h内,不同处理下阿特拉津吸附量均随时间的延长而快速增加,而在12—96 h内增加较为缓慢并逐渐趋于平衡.在96 h时,T2和T4处理下阿特拉津最大吸附量分别达到46.22 mg·kg^-1和46.43 mg·kg^-1,而未添加生物炭的T1和T3处理则有所降低,分别为44.20 mg·kg^-1和43.09 mg·kg^-1.准二级动力学模型更好地拟合不同处理下土壤对阿特拉津吸附特征,T2和T4处理下吸附速率常数K分别为0.257 kg·mg^-1·h^-1和0.339 kg·mg^-1·h^-1,显著高于未添加生物炭处理的T1和T3处理(K分别为-0.083 kg·mg^-1·h^-1和-0.261 kg·mg^-1·h^-1).内扩散模型显示添加生物炭后,土壤对阿特拉津的吸附是一个由边界扩散、内部孔隙扩散等多因素控制的复杂化学过程.添加生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量,其中土壤有机碳含量与阿特拉津最大吸附量之间存在显著的正相关关系(P<0.05).由此可见,添加生物炭可以提高土壤对阿特拉津的固持能力,减少其淋溶迁移风险,从而达到修复阿特拉津污染土壤的目的.     

阿循拉津在土壤中的降解途径及其对持留性的影响

通过田间和实验室试验，研究了作草剂阿特拉津在土壤中的降解代谢规律及其与土壤特性的关系。试验表明，阿特拉津施用后，在作物生长期内可降解９０％以上，土壤酸碱度对阿特拉津在土壤中的代谢有显著影响。在碱性土 阿特拉津主要经过微生物代谢而被降解；在酸性土壤中化学水解占地位。     

阿特拉津在天然水体沉积物中的吸附行为

本文研究了阿特拉津在几种水体沉积物中的吸附、解吸规律,并进一步探讨了沉积物浓度、pH值和离子强度对其吸附行为的影响．结果表明,不同沉积物对阿特拉津的吸附程度由沉积物本身的总有机碳、粘土矿物、阳离子交换容量、比表面积以及铁锰氧化物等理化特性综合作用的结果,有机碳不是影响阿特拉津吸附的唯一重要因素．连续吸附实验结果指出,化合物的起始浓度愈大,吸附时间愈长,阿特拉津的最大吸附容量也愈大,且在解吸过程中表现出一定的滞后性(即不可逆吸附)．沉积物浓度与其吸附量呈负相关;溶液的pH值增大,沉积物对阿特拉津吸附能力减弱;离子强度愈大,沉积物对阿特拉津吸附能力愈强．     

阿特拉津对不同肥力土壤磷酸酶的影响

通过室内恒温培养法，研究除草剂阿特拉津对4种长期定位施肥处理下的土壤的磷酸酶活性的影响。试验结果表明，在阿特拉津质量分数不同和处理时间长短不同的情况下，阿特拉津对土壤磷酸酶的活性既有激活作用又有抑制作用。在试验过程中，4种不同肥力的土壤其磷酸酶活性随着处理时间的延续而呈现出“降低→升高→降低→升高”的消长趋势。不同阿特拉津质量分数对磷酸酶的影响没有规律，同一质量分数处理既有激活作用，也有抑制作用。在4种不同肥力的土壤中，磷酸酶活性最高的是以氮、磷、钾无机肥配合有机肥施用的土壤。     

除草剂阿特拉津的环境毒理研究进展

叙述了阿特拉津的应用概况及其在生产实践中所存在问题;阿特拉津在生物体内和环境中的降解代谢过程。综述了近年来国内外在阿特拉津的残留分析方法、环境毒理学和微生物降解等方面的研究进展。     

Toxicity,degradation and analysis of the herbicide atrazine

Excessive use of pesticides and herbicides is a major environmental and health concern worldwide. Atrazine, a synthetic triazine herbicide commonly used to control grassy and broadleaf weeds in crops, is a major pollutant of soil and water ecosystems. Atrazine modifies the growth, enzymatic processes and photosynthesis in plants. Atrazine exerts mutagenicity, genotoxicity, defective cell division, erroneous lipid synthesis and hormonal imbalance in aquatic fauna and nontarget animals. It has threatened the sustainability of agricultural soils due to detrimental effects on resident soil microbial communities. The detection of atrazine in soil and reservoir sites is usually made by IR spectroscopy, ELISA, HPLC, UPLC, LC–MS and GC–MS techniques. HPLC/LC–MS and GC–MS techniques are considered the most effective tools, having detection limits up to ppb levels in different matrices. Biodegradation of atrazine by microbial species is increasingly being recognized as an eco-friendly, economically feasible and sustainable bioremediation strategy. This review presents the toxicity, analytical techniques, abiotic degradation and microbial metabolism of atrazine.     

大宝山矿水外排的环境影响:Ⅲ.综合治理对策

大宝山外排酸性矿水对下游水生生态系统及周边农村地区农业生态系统带来严重影响，并可能已危及当地人民的健康。文章根据大宝山矿所在地区的实际情况，对大宝山矿区及周围地区生态退化和环境污染的综合治理途径进行探讨，提出：(1)必须走系统整治的路径才能做到既治标又治本；(2)治理污染源是整个治理方案的关键环节；(3)为了使深受污染之害的矿区周边人民尽快脱离危险，近期最迫切的治理地段是受矿水严重污染的农田，尤其是重污染区一上坝村；(4)在治理方法上，必须将化学治理、生物治理与工程治理相结合；(5)为了更好地实施各项治理工程，可考虑运用经济杠杆，以便有效地筹集足够的矿山治理资金；(6)着眼于未来更严格的环境质量标准，建立水质的生物预警系统；(7)目前制约大宝山矿地区生态环境治理的主要瓶颈之一是缺乏适合中国国情的高效低投入治理技术，政府应考虑提供研究经费支持相关的应用基础研究和技术开发，以便能加快治理的步伐。     

微塑料污染的水生生态毒性与载体作用

近年来微塑料的水生生态环境污染与生态毒害问题引起了科学界的广泛关注。在总结国内外相关研究的基础上，本文对水生态环境中微塑料的来源、形成与分布展开分析；对微塑料污染的生态毒性研究进展给予评述；并深入探讨了微塑料在生态系统中扮演的多重载体角色。鉴于微塑料污染的严峻现实，我国应尽快开展有关微塑料环境污染和生态毒理方面的系统研究，并辅以政策引导和经济支持。     

微塑料污染的水生生态毒性与载体作用

近年来,微塑料的水生生态环境污染与生态毒害问题引起了科学界的广泛关注。在总结国内外相关研究的基础上,本文对水生态环境中微塑料的来源、形成与分布展开分析;对微塑料污染的生态毒性研究进展给予评述;并深入探讨了微塑料在生态系统中扮演的多重载体角色。鉴于微塑料污染的严峻现实,我国应尽快开展有关微塑料环境污染和生态毒理方面的系统研究,并辅以政策引导和经济支持。     

三氯生在水生生态系统中的污染现状及其生物毒性效应

三氯生(triclosan, TCS)是一种合成型广谱类抗菌剂,广泛应用于人类的生产生活,使用中伴随生活污水进入环境并已广泛分布,其中水生生态系统是TCS的主要污染区域之一。通过汇总分析国内外不同类型水生生态系统中TCS的调查研究结果,发现TCS已经普遍存在于淡水和近海水生生态系统中,生活污染处理厂出水是河流中TCS的主要污染源,区域污染水平与人口密度和工业发展程度密切相关;水体中的浓度受降雨、河口区潮汐作用以及季节影响; TCS对水生生物存在显著毒性效应,其效应浓度因物种而异,与生物的发育阶段也有关系。     

微生物修复土壤多环芳烃污染的研究进展

多环芳烃是一类具有致癌、致畸、致突变性质的持久性有机污染物,主要来源于煤、石油等燃料的不完全燃烧,易吸附于固体颗粒表面和有机腐殖质,化学结构稳定,能长期存在于自然环境,给人类健康和生态环境带来很大的危害。中国土壤多环芳烃污染严重,因此急需寻求有效的修复方法进行治理。在众多的多环芳烃污染修复方法中,微生物修复因其低成本、高效、污染少等优点成为研究热点。科学家们从自然界中分离出了多种细菌、真菌等具有降解多环芳烃能力的微生物,并对多环芳烃的降解机理进行了探索,结果表明,微生物在代谢活动过程中能够产生酶来实现对土壤中多环芳烃的降解。细菌主要通过产生双加氧酶来催化多环芳烃的加氧反应,而真菌可以通过分泌木质素降解酶系或单加氧酶来氧化多环芳烃。两种途径均是首先通过降低多环芳烃的稳定性,使之容易被进一步降解。目前,微生物修复技术正逐步应用于PAHs污染土壤的实地修复,且已取得一定成效。文章简要介绍了降解多环芳烃的微生物,对多环芳烃的微生物降解机制进行了综述,讨论了影响微生物修复过程的因素,列举了常见的微生物修复相关技术,展望了今后的研究趋势。     

Stabilization-based soil remediation should consider long-term challenges

Soil remediation is of increasing importance globally, especially in developing countries. Among available remediation options, stabilization, which aims to immobilize contaminants within soil, has considerable advantages, including that it is cost-effective, versatile, sustainable, rapid, and often results in less secondary pollution. However, there are emerging challenges regarding the long-term performance of the technology, which may be affected by a range of environmental factors. These challenges stem from a research gap regarding the development of accurate, quantitative laboratory simulations of long-term conditions, whereby laboratory accelerated aging methods could be normalized to real field conditions. Therefore, field trials coupled with long-term monitoring are critical to further verify conditions under which stabilization is effective. Sustainability is also an important factor affecting the long-term stability of site remediation. It is hence important to consider these challenges to develop an optimized application of stabilization technology in soil remediation.     

沉积物质量综合评价及应用证据权重法的案例分析

水体沉积物是水生生态系统重要的组成部分,沉积物污染将影响整个水生生态系统,因此有必要构建科学全面的水体沉积物质量评价方法,为环境污染修复与监管提供科学依据。已有文献报道了多种沉积物质量评价方法。其中,证据权重法通过对不同的证据进行测定与整合,弥补了传统评价方法的不足,可以对沉积物质量进行科学全面的评价。本文对证据权重法中化学分析、生物毒性和底栖生物群落结构3种证据的测量方法、赋权方法、证据整合与信息解译方法进行了系统评述,并以淡水河为例介绍了用多目标决策理想点法(TOPSIS)整合数据进行沉积物质量综合评价的方法。     

Integration of microbial reductive dehalogenation with persulfate activation and oxidation (Bio-RD-PAO) for complete attenuation of organohalides

•Bio-RD-PAO can effectively and extensively remove organohalides. •Bio-RD alone effectively dehalogenate the highly-halogenated organohalides. •PAO alone is efficient in degrading the lowly-halogenated organohalides. •The impacts of PAO on organohalide-respiring microbial communities remain elusive. •Bio-RD-PAO provides a promising solution for remediation of organohalide pollution. Due to the toxicity of bioaccumulative organohalides to human beings and ecosystems, a variety of biotic and abiotic remediation methods have been developed to remove organohalides from contaminated environments. Bioremediation employing organohalide-respiring bacteria (OHRB)-mediated microbial reductive dehalogenation (Bio-RD) represents a cost-effective and environmentally friendly approach to attenuate highly-halogenated organohalides, specifically organohalides in soil, sediment and other anoxic environments. Nonetheless, many factors severely restrict the implications of OHRB-based bioremediation, including incomplete dehalogenation, low abundance of OHRB and consequent low dechlorination activity. Recently, the development of in situ chemical oxidation (ISCO) based on sulfate radicals (SO₄^·−) via the persulfate activation and oxidation (PAO) process has attracted tremendous research interest for the remediation of lowly-halogenated organohalides due to its following advantages, e.g., complete attenuation, high reactivity and no selectivity to organohalides. Therefore, integration of OHRB-mediated Bio-RD and subsequent PAO (Bio-RD-PAO) may provide a promising solution to the remediation of organohalides. In this review, we first provide an overview of current progress in Bio-RD and PAO and compare their limitations and advantages. We then critically discuss the integration of Bio-RD and PAO (Bio-RD-PAO) for complete attenuation of organohalides and its prospects for future remediation applications. Overall, Bio-RD-PAO opens up opportunities for complete attenuation and consequent effective in situ remediation of persistent organohalide pollution.     

广东省农业生态环境问题与对策

随着社会经济和城市化的快速发展，以及人口的剧增，广东省的农业发展正面临一系列严重的生态环境问题。这些问题包括耕地资源日益缺乏，农业环境污染日益严重，土壤肥力退化和水土流失仍未遏止，地区性的洪旱灾害频繁，森林生态系统简单而脆弱，外来物种入侵猖獗，等等。文章对这些问题进行了讨论，并提出了若干治理对策。认为要使广东省农业可持续发展，必须合理开发利用农业自然资源，严格控制非农业用地与人口增长，加强农业环境污染的防治，加强土壤肥力退化和水土流失的综合治理，发展节水农业，改善林分结构和生态服务功能。此外，认为还应加强外来物种的安全防范工作和科学研究，防止外来物种对农业生态系统的组成、结构和功能的破坏。