Phytoremediation of petroleum hydrocarbons in tropical coastal soils II. microbial response to plant roots and contaminant

GOAL, SCOPE AND BACKGROUND: The goal of this study was to understand the interaction between plants and microorganisms during petroleum-hydrocarbon bioremediation in Pacific Islands coastal soils. Total bacteria and hydrocarbon-degrading microorganisms population dyanamics were examined in the rhizospheres of tropical trees and shrubs, which were evaluated for their phytoremediation potential in a greenhouse experiment. The respective and combined effects of plant roots and diesel contaminant on the microbial populations were determined in relation to diesel fuel depletion. An increase in the grading populations size of the hydrocarbon-degrading populations of microbes, elicited by rhizodeposition, is generally regarded as conducive to an enhanced degradation of petroleum hydrocarbon pollutants in vegetated soil. METHODS: The soil was a coastal sandy loam (pH 7.8) which was artificially contaminated with 10 g of No. 2 diesel fuel/kg soil or left uncontaminated. The pots were irrigated with fertilizer and 1% NaCl. The enumerations were carried out in the contaminated and uncontaminated rhizospheres of three trees, kiawe (Prosopis pallida), milo (Thespesia populnea), and kou (Cordia subcordata) and three shrubs, beach naupaka (Scaevola sericea), false sandalwood (Myoporum sandwicense), and oleander (Nerium oleander). Unplanted control soils were included in the experiment. Total bacteria and phenanthrene-degrading bacteria were enumerated on plates. Diesel- and pristane-degrading microorganisms were enumerated by the most-probable-number technique in tissue-culture plates. RESULTS AND DISCUSSION: All four types of microorganisms responded to the rhizosphere of the 6 plants in uncontaminated soil and to the diesel contaminant in unplanted soil. In contaminated rhizospheres, no effect of the plant on the hydrocarbon-degrader numbers was visible. Total bacteria responded more to the plant roots than to the contaminant. The phenanthrene-degrading bacteria and pristane-degrading microorganisms were more influenced by the contaminant than by the plants. The diesel-degrading microorganisms were equally stimulated by the plants and the contaminant. The numbers of hydrocarbon degraders were similar in the contaminated rhizospheres of the three effective plants (kiawe, kou, and milo) and in those of the three ineffective shrubs. CONCLUSION: The results suggest the quality of the rhizodeposition is plant-dependent and governs the type of diesel-degrader populations that will be enhanced by a given plant. RECOMMENDATIONS AND OUTLOOK: In the proposed phytoremediation-benefit model plant roots maintain high levels of hydrocaron degraders in uncontaminated soil. When the root enters a contaminated zone of soil, those hydrocarbon degraders that prefer the contaminant would switch to the contaminant as a carbon source, effectively removing the hydrocarbons. If the root exudates and the contaminant are equally attractive to the hydrocarbon degraders, the contaminant degradaton would be less effective.     

西昌邛海水质现状调查分析

四川西昌的邛海水体中浮游植物群体组成以硅藻、绿藻及鼓藻为主，据1986～1991年连续监测结果表明，邛海水质总体处于贫营养状况，仅局部有富营养性藻类出现。     

废水处理仿真基准模型BSM1简介

文章比较详细地介绍了欧盟科学技术合作组织所研究的项目中，一个关于水处理的仿真基准模型（BSM1）。该模型建立在活性污泥法处理废水的基础之上，所选择的建模对象是一种简单常见的生物反应器和二次沉淀池组成的活性污泥水处理系统，致力于C、N的去除。应用该模型可以很方便地进行水处理控制方案之间的效果比较，对于世界各地的水处理研究机构之间的沟通有很大的帮助。文章结尾部分还对该模型存在的缺陷和今后的发展方向做了分析。     

南海现代珊瑚骨骼中放射性核素特征指纹

利用地表实验室高纯锗γ谱仪、中国锦屏极深地下实验室高纯锗γ谱仪、低本底β计数器系统测定我国南海1500km空间跨度上10个不同站位、5种不同种类和形状的现代珊瑚骨骼中6种最主要的天然放射性核素（²³⁸U、²²⁶Ra、²²⁸Ra、⁴⁰K）和人工放射性核素（¹³⁷Cs和⁹⁰Sr）的含量，获得现代珊瑚骨骼中放射性核素平均活度排序为²³⁸U（29.94Bq/kg） > ⁴⁰K（11.72Bq/kg） > ²²⁸Ra（6.37Bq/kg） > ²²⁶Ra（3.16Bq/kg） > ⁹⁰Sr（1.21Bq/kg） > ¹³⁷Cs（<0.06Bq/kg）.除了岸礁的珊瑚骨骼中²²⁸Ra活度高于环礁的珊瑚骨骼中²²⁸Ra活度的现象外，不同种类、不同离岸距离的珊瑚骨骼之间的同种放射性核素活度没有显著差异.本研究进一步对比珊瑚骨骼、珊瑚礁区沉积物、非珊瑚礁区的海洋沉积物、全球土壤的放射性核素活度含量，阐明珊瑚礁区是地表罕见的极低放射性水平区域，并指出现代珊瑚骨骼具有极低的²²⁶Ra/²³⁸U活度比值（~0.1）和极高的⁹⁰Sr/¹³⁷Cs活度比值（1000）的指纹特征.     

西南岩溶地区氮磷迁移转化研究分析

在分析西南岩溶地区农业区域水循环特点和氮磷面源污染特征的基础上,总结西南岩溶地区农业区域氮磷迁移转化的研究进展,着重分析目前的研究现状,探讨了今后的研究重点,提出应该从研究内容的学科交叉、基础理论突破和方法手段创新等方面深化对西南岩溶地区农业区域氮磷迁移转化的研究。     

桂林市酸雨污染特征及防治对策研究

为促进桂林市酸雨污染防控,利用2013—2017年桂林市3个监测站点采集的共1 147个降雨样品,分析了降雨pH、电导率和水溶性离子成分,结合气态污染物的变化特征和气象因素影响分析,探讨了桂林市酸雨污染成因,并提出了桂林市酸雨污染防治对策建议.结果表明:①2013—2017年桂林市降雨的pH年均值范围为4.85~5.23.酸雨频率范围为42.5%~74.9%,2017年酸雨频率达74.9%.虽然近年来桂林市环境空气质量明显改善,但是酸雨污染却没有明显减轻,反而在2015年后出现恶化.降雨的离子组成中,SO₄2-和NO₃-是主要的阴离子成分,分别占总离子当量浓度的28.19%和10.82%;Ca2+和NH₄+是主要的阳离子成分,分别占总离子当量浓度的23.46%和17.64%.酸中和效应分析显示,Ca2+和NH₄+为降雨中主要的中和物质.②降雨中碱性离子当量浓度的降幅比酸性离子当量浓度的降幅大,这是导致桂林市近年酸雨恶化的重要因素;此外,来自西部和东南部方向的气流对应了较高的降雨酸度和总离子当量浓度,因此污染物的远距离传输对降雨酸度和离子当量浓度也有一定影响.研究显示,桂林市SO₂和NO_x排放的持续管控将有利于酸雨污染防治,但桂林市目前实施的削减大气粗颗粒物和NH₃排放的大气污染控制策略对于降雨酸度的影响还需要开展进一步评估.      

光照水库溶解无机碳变化及其来源解析

河流拦截筑坝形成蓄水河流,逐渐向“湖泊型”生态系统演化,加强了生物地球化学循环并进一步影响水体碳循环.为了更准确地进行全球碳循环的预算并预测碳循环变化,必须确定对河流系统产生影响的碳来源.因此,通过测定库区水体c（DIC）（DIC为溶解性无机碳）及其δ13C（稳定碳同位素）,分析了DIC的主要来源及其影响因素.结果表明:①水体c（DIC）为1.80~5.02 mmol/L,而δ13C_DIC（溶解性无机碳的稳定碳同位素）为-7.45‰~-1.26‰.c（DIC）与EC（电导率）、TA（总碱度）均呈正相关,与水温呈负相关.表水层δ13C_DIC与c（DIC）、TA均呈正相关,与EC在入库河流处呈负相关;而滞水层δ13C_DIC与EC、pCO₂（二氧化碳分压）、TA、c（DIC）均呈正相关.②水平方向上,表水层各指标变化明显,TA、EC、SIc（方解石饱和指数）和c（DIC）整体上呈降低趋势,δ13C_DIC从上游至下游逐渐偏正,受碳酸盐矿物溶解影响显著;垂直方向上,热分层和化学分层现象对水的碳循环产生了显著影响.有机质分解在深水层释放大量CO₂致使c（DIC）、pCO₂逐渐升高及δ13C_DIC逐渐降低,c（DIC）及其δ13C在整个水柱上存在显著的空间异质性.研究显示,光照水库DIC的来源主要有两种,即生物源的土壤CO₂和有机物呼吸产生的溶解CO₂形式的DIC源、碳酸盐矿物风化所产生的碳酸氢盐形式的DIC源.      

燃煤电厂掺烧废弃物现状及环境管理建议

我国燃煤电厂掺烧废弃物进入了快速发展期,但也暴露出底数不清、现状不清等问题。基于文献调研和国家排污许可平台统计数据介绍了国内外燃煤电厂掺烧废弃物的现状。相较国外,目前我国燃煤电厂掺烧生物质的项目较少,以掺烧污泥为主,包括城市污水厂污泥以及各种工业污泥,烟气污染物排放标准交叉引用GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》、GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》、GB 18484—2001《危险废物焚烧污染控制标准》和地方排放标准等,烟气、粉煤灰等污染治理措施普遍沿用电厂原有技术路线。据此,全面梳理了现阶段我国燃煤电厂掺烧废弃物存在的无序掺烧、污染物管理与排放控制要求缺失、信息公开力度不够等环境管理问题,并提出了相应的对策建议。     

螺纹接头处拉应力作用下的缝隙腐蚀行为

目的 研究N80钢在高温高压中缝隙和应力耦合作用下的腐蚀行为,为油井管的选材和螺纹选型提供参考。方法 以油管螺纹接头为研究对象,在高温高压釜模拟地层环境,采用电化学方法和表面分析技术,研究N80钢在缝隙单因素作用下和缝隙-应力耦合作用下的腐蚀行为。结果 仅有缝隙作用24 h后,缝内存在大量腐蚀产物堆积,缝外几乎没有腐蚀产物。40 ℃时的凹槽深度为17.2 μm,而70 ℃时的凹槽深度则达到82.7 μm。在缝隙和应力耦合作用24 h后,在缝隙口处发现有腐蚀产物堆积,缝隙内腐蚀程度比缝隙外腐蚀程度更为严重。40 ℃时,弹性形变试样的缝隙口处凹槽深度约为35.3 μm,塑性形变的试样缝隙口处凹槽深度约为41.3 μm;而70 ℃时,发生弹性变形和塑性变形的试样缝隙口处凹槽深度则分别为143.7 μm和243.9 μm。结论 缝隙和应力耦合作用使缝隙口处凹槽的深度加深,且深度随着腐蚀时间和温度的增加而增大,塑性形变时凹槽深度最大。这表明应力的施加会加剧N80钢的缝隙腐蚀,导致形成更深的腐蚀凹槽,这反过来又会导致应力的进一步集中,应力腐蚀风险增加。因此,缝隙和应力对N80钢在高温高压地层水环境中的腐蚀具有协同作用。     

椭圆小球藻对汞的吸附-解吸探究

以椭圆小球藻（Chlorella ellipsoidea）为试验藻种,探究黑暗环境中活藻、死藻在不同条件下对水中汞的吸附-解吸特征、动力学过程和等温吸附模型。结果表明,椭圆小球藻在弱酸性或中性（pH=3～8）水环境中对汞的吸附能力最强,吸附总量随藻浓度的增加而增加,单位吸附量随藻浓度增加而降低,最佳吸附丰度约为3.2×10⁶ cells/mL,其中活藻处理对汞的最大吸附率为71.2%,死藻处理的最大吸附率为62.9%。椭圆小球藻对汞的吸附主要分为生物吸附和生物富集吸附两个阶段,其中死藻细胞主要以生物吸附为主,活藻细胞除了具备生物吸附以外还可进行生物富集吸附,藻细胞生物富集汞的能力与藻丰度和环境中汞浓度有关。二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型可较好地描述椭圆小球藻对汞的吸附过程。在解吸汞的过程中,椭圆小球藻死藻解吸能力更强,活藻在解吸过程中伴随着生物富集,1 440 min后死藻和活藻均可达到解吸平衡。