太湖上游城市宜兴城区主干道路径流污染特征解析

通过监测2015年8月—2016年9月7场典型降雨事件,系统分析太湖上游城市宜兴城区3个不同功能区(环科园、新城区和老城区)主干道路径流污染特征.研究表明:宜兴市城区主干道路径流浊度、COD、TN、NH_3-N、TP浓度分别为(77.2±66.9)NTU、(97.2±79.7)、(3.0±1.9)、(0.93±0.59)和(0.35±0.36)mg·L~(-1).COD和TN超出地表水环境Ⅴ类标准,是该地区径流特征污染物.降雨过程中污染物浓度整体呈下降趋势,伴随有不同程度的波动,主要受地表残留污染物及降雨强度的影响.3个区域TN浓度差异不大,且主要以溶解态存在(60%);环科园、新城区TP浓度差异不大,且主要以颗粒态存在(70%);然而,受居民生活活动的影响,老城区TP主要以溶解态存在(60%).此外,受交通及道路坡度影响,新城区道路径流浊度和COD污染最为严重.不同降雨事件径流污染物浓度变化较大,主要受干期长度和降雨强度的影响.干期长度越长、降雨强度越小,污染物累积量及可冲刷量越大.因此,加强控制宜兴市道路初期径流、路面颗粒物、径流颗粒物和TN以及老城区TP,对保护径流主要受纳水体南溪水系及太湖水体具有重要意义.     

基于多年遥感数据分析长江河口海岸带湿地变化及其驱动因子

研究河口海岸带湿地长时间演变对湿地保护管理和海岸带资源评估具有重要意义.本文获取长江口1979—2015年10景Landsat-MSS/TM/OLI影像和2015年13景GF1-PMS高空间分辨率数据,对比两个典型实验区分类算法,选用最优的决策树算法应用到长江口Landsat影像中,得到沿岸湿地要素近40年的面积变化情况.研究表明,2015年长江河口海岸带湿地总面积为4725 km2,自然湿地占63.5%,人工湿地占21.2%,湿地总面积相比1979年增加了662 km2,自然湿地面积减少了163 km2,而人工湿地面积增加了766 km2.长江口自然湿地面积在1979—2000年减少幅度较大,2000年后由于保护管理加强而减少幅度变小;人工湿地和建筑面积增加较为明显,主要是由于大型水库的修建和人工鱼塘开发及港口建设.湿地总的变化趋势为河口区不断淤积,自然湿地转变为人工湿地,人工湿地转变为建筑用地等非湿地;其中,滩涂面积减少283 km2,水库、养殖鱼塘和水稻田面积分别增加了92、355和319 km2,主要发生在崇明东滩和启东沿岸;非湿地中建筑用地面积增加154 km2,灌木草场面积减少147 km2,主要发生在上海和启东沿岸.同时比较分析长江口3个区域湿地驱动因子发现,北岸启东沿岸和南岸南汇东滩湿地因经济快速发展和港口水利工程修建,以及过度开垦滩涂等自然湿地使人工湿地增加明显;而长江上游径流量、区域降水和海平面上涨等自然因素控制着中支河道区(如崇明东滩)自然湿地的变化.     

聚环氧琥珀酸萃取锰泥残渣中铬的研究

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种具有无磷及非氮结构、环境友好型水溶性聚合物,且具有螯合多价金属阳离子的性能和可生物降解性的特征,选取其作为锰泥残渣中铬的螯合萃取剂,研究了不同pH、螯合萃取剂剂量、搅拌时间下PESA对铬的萃取率。结果表明:(1)最佳萃取条件为pH=4、PESA剂量30mg/g、搅拌时间60min;在最佳萃取条件下,铬的萃取率可达95%。(2)从结构上看,PESA是由醚基和羧基基团组成的高分子聚合物,羧基基团是与金属离子作用的主要官能团,它对Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和Pb2+等有较强的螯合能力;从溶液的配位角度看,PESA与金属有较强的结合能力。因此,PESA对锰泥残渣中的铬有萃取作用。     

滇池污染底泥环保疏浚一期工程实施后环境效益评估

通过对滇池草海污染底泥环保疏浚一期工程实施前后水质、底质及水生生物的监测和分析,评价工程实施后对改善草海水质,减轻内源负荷及对水生态恢复的环境效益。结果表明,疏浚工程直接去除了草海污染底泥层,随污染层分别去除TN、TP20 538 t和1 716 t。疏浚后草海水体透明度由0.37 m提高到0.80 m,水体中的TN和TP由疏挖前的8.91 mg/L和1.07 mg/L降低到疏挖后的8.15 mg/L和0.69 mg/L。疏浚后新生界面层促使形成新的水—沉积物的平衡,水质与底质条件改善以及水下光照条件超过沉水植物恢复的需求,是疏浚后水生态呈现恢复趋势的机理。     

溴酸钾对二茂铁(Fc)非均相Fenton效能的影响

研究了KBrO3对二茂铁(Fc)非均相Fenton效能的影响,深入考察了KBrO3对体系中Fc溶解、H2O2分解和羟基自由基(·OH)生成的影响。结果表明,KBrO3的加入对不同反应阶段Fc/Fenton体系的效能均有明显的促进作用,初始阶段主要是由于KBrO3对·OH产生的促进作用所致,后期主要是由于KBrO3促进了体系中Fc的溶解,使得体系中溶解态的Fc催化的均相Fenton反应的比例增加,体系中H2O2的分解加快,·OH的表观生成率增加,进而促进了反应的进行。无KBrO3添加,pH=4,MB初始浓度为10 mg/L,Fc的量为1.6×10-3mol/L,[H2O2]/[MB]=3.14时,45 min时,MB的剩余率为9.1%,105 min时为0。当KBrO3的用量为3×10-4mol/L时,反应45 min后MB的去除率即可达到100%。随着KBrO3浓度的增加,其对Fc/Fenton效能的促进作用增强。     

CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂降解丁基黄药

CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂是降解丁基黄药的优良试剂。该试剂与传统的Fenton试剂相比,提高了反应的pH值,可在较高pH(4~5)条件下反应,而传统的Fenton试剂的适宜pH值一般在3以下。采用单因素实验和正交实验相结合的方法研究了pH、催化剂投加量、过氧化氢投加量以及反应时间对丁基黄药降解效果的影响,并对催化剂的使用寿命进行了探讨。研究结果表明,反应的最佳条件为:pH为4~5,催化剂投加量为6 g/L,过氧化氢用量为30 mg/L,反应30min。在此反应条件下,丁基黄药的降解率达98%以上;影响丁基黄药降解效果的因素大小顺序为:pH>反应时间>H2O2用量>催化剂投加量,其中pH对CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂降解丁基黄药的影响最为显著。     

粉煤灰基层状金属氧化物对水中活性红X-3B的吸附

以粉煤灰(FA)为原料,采用共沉淀法制备了层状双金属氢氧化物(LDH)和层状金属氧化物(LMO,也称LDO),并采用XRD和BET技术进行了表征。比较了FA、LDH、LMO对活性红X-3B染料(X-3B)的吸附效果;考察了LMO吸附X-3B的影响因素,并探讨了吸附机理。XRD表征结果表明,LMO在吸附X-3B后重新恢复LDH层状结构。BET表征结果表明,LMO的比表面积大于LDH。吸附实验结果表明,3种吸附剂对X-3B吸附效果的优劣顺序为:LMOLDHFA;在初始X-3B质量浓度为50 mg/L、LMO投加量为2.0 g/L、吸附温度为25℃、吸附pH为7、吸附时间为30 min的条件下,X-3B去除率可达98.1%;LMO对X-3B的吸附符合Langmuir等温吸附方程,饱和吸附量为129.53 mg/g,且吸附过程可用准二级动力学方程描述。     

Shaping effects of rice,wheat, maize,and soybean seedlings on their rhizosphere microbial community

The rhizosphere microbiome plays critical roles in plant growth and is an important interface for resource exchange between plants and the soil environment. Crops at various growing stages, especially the seedling stage, have strong shaping effects on the rhizosphere microbial community, and such community reconstruction will positively feed back to the plant growth. In the present study, we analyzed the variations of bacterial and fungal communities in the rhizosphere of four crop species: rice, soybean, maize, and wheat during successive cultivations (three repeats for the seedling stages) using 16S rRNA gene and internal transcribed spacer (ITS) high-throughput sequencing. We found that the relative abundances of specific microorganisms decreased after different cultivation times, e.g., Sphingomonas, Pseudomonas, Rhodanobacter, and Caulobacter, which have been reported as plant-growth beneficial bacteria. The relative abundances of potential plant pathogenic fungi Myrothecium and Ascochyta increased with the successive cultivation times. The co-occurrence network analysis showed that the bacterial and fungal communities under maize were much more stable than those under rice, soybean, and wheat. The present study explored the characteristics of bacteria and fungi in crop seedling rhizosphere and indicated that the characteristics of indigenous soil flora might determine the plant growth status. Further study will focus on the use of the critical microorganisms to control the growth and yield of specific crops.

     

马拉硫磷及其水解产物对圆瘤浮萍的生长抑制及氧化损伤作用

为了探讨马拉硫磷和主要水解产物对圆瘤浮萍的生长抑制作用及可能的氧化损伤机制,采用静态培养法,研究不同浓度的马拉硫磷及其水解产物二甲基二硫代磷酸酯(DMDTP)、二甲基硫代磷酸酯(DMTP)、二甲基磷酸酯(DMP)对圆瘤浮萍生长、叶绿素含量、叶绿体活性、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,暴露7 d后,浓度为100 mg a.i.·L-1处理下的浮萍叶状体生长量与空白对照组无显著性差异;DMDTP、DMTP和DMP对圆瘤浮萍叶状体生长量的半数抑制浓度(7 d-IC50)分别为52.9、45.5和98.0 mg a.i.·L-1。随着试验液中DMDTP、DMTP和DMP浓度的升高,圆瘤浮萍叶绿素含量均明显降低,叶绿体活性则分别表现为诱导-抑制、抑制和抑制效应。在DMDTP、DMTP和DMP胁迫下,脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量明显增加;圆瘤浮萍体内的抗氧化酶系统均受到影响。总体表现为随着DMDTP浓度的增加,SOD活性先降低后升高;DMTP和DMP胁迫下,SOD活性呈现先降后升再降的趋势;POD和CAT活性则随3种水解产物浓度的增加呈现先升后降趋势;这表明抗氧化酶系统对外部胁迫的应答很复杂。马拉硫磷对圆瘤浮萍的毒性较小,其水解产物DMDTP、DMTP和DMP均对圆瘤浮萍的生长产生一定的毒性作用。在实际生产中,应多加关注马拉硫磷水解产物对环境生物的风险评估。     

Characterization of a fenpropathrin-degrading strain and construction of a genetically engineered microorganism for simultaneous degradation of methyl parathion and fenpropathrin

A gram-negative fenpropathrin-degrading bacterial strain Sphingobium sp. JQL4-5 was isolated from the wastewater treatment sludge of an insecticide factory. Strain JQL4-5 showed the ability to degrade other pyrethroid insecticides, but it was not able to degrade methyl parathion. To enhance its degrading range of substrate, a methyl parathion hydrolase gene (mpd) was successfully introduced into the chromosome of strain JQL4-5 with a mini-Tn-transposon system. A genetically engineered microorganism (GEM) named JQL4-5-mpd resulted, which was capable of simultaneously degrading methyl parathion and fenpropathrin. Soil treatment results indicated that JQL4-5-mpd is a promising multifunctional bacterium in the bioremediation of multiple pesticide-contaminated environments.