Biogeochemical cycling of metals impacting by microbial mobilization and immobilization

Microbial mobilization and immobilization processes can affect the bioavailability and mobility of metals thereby influencing their toxicity and can therefore be utilized to treat solid and liquid wastes contaminated by metals. However, the microbial mobilization and immobilization of metals depends on the microbial metabolism, the environment conditions. In this review, mobilization and immobilization of metals are discussed with regard to the presence and function of involved microorganisms and in relation to applications such as bioleaching. Furthermore, the biosorption process is evaluated as a possible approach for microbial immobilization of metal on the basis of four mechanisms:(1) physical adsorption,(2) ion exchange,(3) complexation, and(4) microprecipitation. In addition, sulfide precipitation by sulfate reducing bacteria was included as an example of an application of microbial immobilization. Based on the evaluation and recommendations in this paper, bioremediation strategies for metals can be improved thus increasing the opportunity for field applications.     

Buses retrofitting with diesel particle filters: Real-world fuel economy and roadworthiness test considerations

Retrofitting older vehicles with diesel particulate filter(DPF) is a cost-effective measure to quickly and efficiently reduce particulate matter emissions. This study experimentally analyzes real-world performance of buses retrofitted with CRT DPFs. 18 in-use Euro III technology urban and intercity buses were investigated for a period of 12 months. The influence of the DPF and of the vehicle natural aging on buses fuel economy are analyzed and discussed. While the effect of natural deterioration is about 1.2%–1.3%, DPF contribution to fuel economy penalty is found to be 0.6% to 1.8%, depending on the bus type. DPF filtration efficiency is analyzed throughout the study and found to be in average 96% in the size range of 23–560 nm. Four different load and non-load engine operating modes are investigated on their appropriateness for roadworthiness tests. High idle is found to be the most suitable regime for PN diagnostics considering particle number filtration efficiency.     

基于复式记账的自然资源资产负债表平衡关系研究

自然资源资产负债表的平衡关系研究是编制自然资源资产负债表和开展自然资源核算的理论基础。由于对自然资源产权关系和价值活动认识的不一致,对于自然资源资产负债表平衡关系的认识存在不同,也导致了自然资源资产负债表编制工作长期陷入争议状态。对于《环境经济核算体系2012：中心框架》（System of Environmental-Economic Accounting 2012,SEEA 2012）的“期初+增加-减少=期末（期初-减少=期末-增加）”四柱平衡基本认识一致,但对于“资产=权益”、自然资源负债的确认等是否列入编制自然资源负债表的框架存在较多争议。自然资源相关研究的学者较多认为应基于SEEA 2012的“期初+增加-减少=期末（期初-减少=期末-增加）”四柱平衡编制自然资源资产负债表,并分别编制自然资源资产表、负债表,报表基于统计调查结果列示,因此严格意义上也无法称之为自然资源资产负债表,准确说应该称之为自然资源统计报表;会计学界相关研究的学者较多认为应基于“资产=负债+权益”编制自然资源资产负债表,采用会计学复式记账进行核算,但由于对自然资源属性认识存在差异,部分学者提出的“资产-负债=净资产”的概念理解也不统一,没有学者据此设计自然资源复式记账的过程核算体系。论文基于资源科学和会计学理论的交叉研究成果,以资源产权属性和价值属性为基础,构建了自然资源资产负债表的框架体系,明确自然资源资产负债表采用复式记账,对自然资源资产负债表的静态平衡关系和动态平衡关系进行了研究。基于复式记账的自然资源资产负债表静态平衡关系总体表示为“资产=权益”,这是借贷记账的理论基础;动态平衡关系表示为：“期初+增加-减少=期末（期初-减少=期末-增加）”、“入-出=余”,这是进行自然资源资产核算的理论基础。论文进一步分析了基于复式记账的自然资源核算体系恒等式及自然资源资产负债表的框架。     

嘉陵江梯级水库水化学特征及氮硅的时空分布研究

随着水电开发的迅速兴起,河流筑坝拦截引起的生态环境效应已不容忽视。为探究筑坝拦截对流域内营养元素生物地球化学循环过程的影响,本研究于2016年1月和7月对嘉陵江中下游4座梯级水库的入库、库内及出库水体进行采样,分析了营养盐(TDN、NO_2~-、NO_3~-、NH_4~+、DSi)及水化学组成;研究在大坝拦截作用下,嘉陵江流域水库水体营养盐及主要阴、阳离子浓度的时空变化特征。结果发现,沿程Na~+、K~+浓度上升的变化趋势表明从上游到下游人为因素的影响在不断加强。受降水稀释影响,TDN和DSi浓度枯水期(冬季)高于丰水期(夏季);剖面水体氮和硅的浓度呈现出表层低、深层高的特征,夏季尤为显著;NO_3~-浓度与NH_4~+和NO_2~-浓度存在负相关关系。上述结果表明氮的转化在表层水体以藻类的吸收同化为主,浅层水体以硝化反应为主,深层水体以反硝化反应为主。     

美国食品安全形势及其污染环境法律保障研究

食品的安全对人类的身体健康和生存条件有较大影响。为了对食品安全、生态环境和人类的身体健康进行保障,需要对食品的安全形式及其污染环境法律进行研究。食品安全事件的发生会造成消费者死亡、急性发病或慢性发病,对人类的健康造成严重的或长期的危害。食品安全事件也会给国家的经济造成巨大损失,并对土壤、空气、河流等自然环境造成了严重的污染。阐述食品安全法律保护的必要性,依据美国政府系统、全面、科学的食品安全管理体系,在指导原则的基础上,通过政府的司法、立法和执法三个部分对食品安全进行监督,提高食品安全问题的重视程度。     

环境空气PM2.5化学组分监测数据审核指标的建立:以长三角地区为例

本研究基于2014~2017年长三角地区2100余组环境空气PM_2.5组分监测数据,建立了组分监测数据有效性的审核指标.以百分位数法（P_2.5,P_97.5）确定了长三角地区阴离子（A）与阳离子（C）电荷当量浓度比（A/C）、所测组分浓度之和（∑组分）与PM_2.5实测浓度比、基于物质重构的PM_2.5质量浓度（PM_2.5,重构）与PM_2.5实测浓度比、S/SO₄^2-和K/K⁺的双侧95%参考范围分别为：（0.82,1.35）、（0.63,0.94）、（0.62,1.00）、（0.28,0.50）和（0.66,2.31）,且上述指标各月的平均值和参考范围基本不受季节变化影响.NH₄⁺的理论浓度与实测浓度检验结果表明,NH₄⁺的化学形态呈现季节性变化,春夏季主要以NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄形态存在,秋冬季则主要以NH₄NO₃、（NH₄）₂SO₄和NH₄Cl形态存在.相关研究的验证结果表明,A/C指标的通过率为87.1%,其他4项指标的通过率高达100%,说明上述审核指标的参考范围不仅适用于长三角地区,在我国其他地区也具有参考价值.本研究还发现,审核指标的使用有一定条件,对于S/SO₄^2-,夏季数据适用条件为PM_2.5≥40 μg ·m^-3,春秋冬三季数据适用条件为60 μg ·m^-3≤PM_2.5≤140 μg ·m^-3;对于其他审核指标,当PM_2.5≥60 μg ·m^-3时,上述参考范围基本能够全年普遍适用.     

叶用油菜和孔雀草间作对植物生长和镉累积的影响

为揭示镉（Cd）低积累作物与超富集植物间作对Cd污染土壤安全利用和提取修复的作用,通过盆栽试验,将两种Cd累积能力不同的叶用油菜（Brassica chinenesis L.,低积累油菜华骏和普通油菜寒绿）与4种孔雀草（Tagetes patula L.,矮杆红花、矮杆黄花、高杆红花和高杆黄花）间作,研究间作措施对两类植物生长、光合作用参数、Cd累积以及土壤有效态Cd和可溶性有机碳（DOC）含量的影响.结果表明,与单作相比,间作后油菜生物量显著降低,孔雀草生物量显著升高.间作处理中油菜叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较单作均显著降低.华骏与矮杆红花间作时,华骏地上部Cd含量较单作显著降低14.5%,矮秆红花地上部Cd含量显著增加36.5%;其余间作处理下油菜地上部Cd含量均显著升高或无显著变化,而孔雀草地上部Cd含量无显著变化.间作处理下,油菜地上部Cd累积量较单作处理显著降低,孔雀草地上部Cd累积量显著升高.间作处理下土壤Cd提取率与孔雀草单作处理无显著差异.油菜地上部Cd含量与土壤有效态Cd以及DOC含量分别呈极显著和显著的正相关关系.总之,Cd低积累油菜华骏与孔雀草矮杆红花间作组合表现最佳,在Cd污染菜地土壤的修复和安全利用中有较好的应用价值.     

氮源及其添加模式对钝齿棒杆菌JDN28-75合成L-精氨酸的影响

氮源是微生物过量合成L-精氨酸的重要营养因子之一,不同氮源对钝齿棒杆菌JDN28-75合成L-精氨酸的影响研究结果表明,硫酸铵为合适的氮源.不同初始硫酸铵浓度对JDN28-75产L-精氨酸的影响研究结果表明,氮源浓度过高或不足,都会使最终L-精氨酸产量有所降低.低浓度的硫酸铵虽然有利于菌体生长,但对L-精氨酸的合成明显不利,同时糖酸转化率也较低;而高浓度的硫酸铵尽管不利于细胞的生长且造成发酵结束时残糖含量过高,却有利于细胞合成L-精氨酸且实际耗糖的糖酸转化率维持在一个较高的水平.初始硫酸铵浓度为60 g/L时,对JDN28-75菌体的生长有明显的抑制作用,最终发酵液中剩余的硫酸铵也较多(大于30 g/L),但高浓度的硫酸铵是L-精氨酸合成所必需的.在上述研究结果的基础上,确定了初始硫酸铵浓度为20 g/L条件下的补氮策略,比较了4种不同的硫酸铵补加模式对产L-精氨酸的影响,结果表明,在总的硫酸铵浓度相同的情况下,采取分批、低浓度添加氮源的方式既可以有效解除发酵前期高浓度硫酸铵对菌体生长的抑制作用,又可以有效维持发酵中后期体系中菌体合成L-精氨酸所需的较高比例的氮源.最后,在5 L全自动发酵罐中采用20 g/L的初始硫酸铵浓度,连续流加25%的氨水来控制发酵体系pH及补加氮源,L-精氨酸的产量可以达到31.7 g/L,较对照组的产酸量(26.0 g/L)提高了21.9%.图4表2参11     

天津地区表层土壤和河流沉积物中甾烷与五环三萜烷的分布特征及污染源分析

分析了天津地区表层土壤和具有代表性的河流沉积物中甾烷和五环三萜烷系列化合物的组成与分布特征，讨论了这类化合物的来源及环境意义。分析表明，在天津地区不同环境功能区表层土壤和河流沉积物中均检测到了甾烷和五环三萜烷系列化合物，但样品之间其含量存在明显的差别；表层土壤与河流沉积物中甾烷、五环三萜烷化合物的组成与石油中的基本一致，样品间这类化合物在饱和烃中的相对含量与正烷烃CPI之间有较好的负相关关系，表明它们主要来源于石油及副产品，可以根据样品中甾、萜化合物与正构烷烃的比值来反映饱和烃中石油烃污染源的贡献。论文根据样品中甾烷、五环三萜烷化合物与正构烷烃的比值，并结合正烷烃CPI参数初步分析了天津地区不同环境功能区表层土壤和河流沉积物中饱和烃污染物的污染源。     

芽胞杆菌属(Bacillus sp.)10株细菌混合制剂对4种作物出苗及苗期生长的影响

以10株具有促生及抑制病害的芽胞杆菌属菌株(Bacillus sp．)的培养物，按不同比例配制成5个混合剂型细菌制剂．A、B、C、D剂型播种时接种不结球小白菜30d后，株高、叶片数、根长和干重分别增加7．8％、6．2％、9．4％和13．8％，除C处理的株高与对照差异不显著外，其余均达显著水平．接种A和B剂型显著提高豌豆出苗率，出苗9d时两菌剂处理的地上和地下部干重分别平均提高92．3％和183．3％，并发现5株供试菌株对引起豌豆病害病原菌有明显的抑菌作用．以A、B、E三个剂型菌悬液培养水稻种子4d时，各处理的平均芽长提高33．3％，根长提高16．0％，培养25d时株高、根数和地上部干重平均分别提高16．0％、9．5％和22．7％，均达显著水平．B剂型的培养物培养小麦27d时发现对株高、叶片数和植株干重的影响都不显著，但对根数和根重有显著的促进作用．综合分析认为，A菌剂最有利于供试作物出苗和苗期生长，其次为B剂型．表5参17