不同硝/铵比值对小麦幼苗根系释放氢氧根的影响

为研发酸化土壤的生物修复技术,采用水培试验和自动电位滴定装置研究酸性条件下氮素形态对小麦幼苗根系释放氢氧根及培养液pH变化的影响。结果表明,小麦幼苗在初始pH值为4.0,n(NO3-)∶n(NH4+)比值(以下简称硝/铵比)分别为15∶1、3∶1和1∶1的营养液中培养6 d后营养液pH升高,且增幅随硝/铵比的增加而增大,小麦对硝态氮的吸收量和氢氧根释放量呈相同的变化趋势,说明小麦对硝态氮的吸收偏好导致根系释放氢氧根,进而使得培养液pH升高。小麦幼苗在硝/铵比为3∶1,初始pH值分别为4.0、4.5和5.0的营养液中培养6d后,培养液pH和氢氧根释放量的增幅随初始pH的升高而降低,说明低pH条件有利于小麦幼苗对硝态氮的吸收,可促进小麦根系释放更多的氢氧根。10 h的恒定pH试验结果表明,恒定pH条件下小麦根系释放的氢氧根数量大于非恒定pH条件,且硝态氮比例越大,差值越大。因此,可以根据小麦在酸性条件下对硝态氮的吸收偏好建立酸化土壤的生物修复方法,即调节硝态氮含量以加大小麦根系的氢氧根释放量,进而提高土壤pH。     

RBCA、CLEA及CalTOX模型在苯并[a]芘污染场地健康风险评估中的应用比较

为探讨不同模型对污染场地健康风险评估结果的影响,以苯并[a]芘为例,采用RBCA、CLEA和CalTOX模型对某工业污染场地表层土壤进行健康风险评估,分析了评估结果的差异和原因,同时对模型的主要暴露参数进行了敏感性分析,并推导出基于风险概率分布的土壤修复限值。结果表明,RBCA、CLEA和CalTOX模型计算的苯并[a]芘致癌总风险分别为2.40×10-4、6.32×10-4和7.04×10-6,且经口摄入和皮肤接触2个途径对人体健康造成的危害最大。降解作用是影响CalTOX模型风险评估结果不同于RBCA和CLEA模型的重要因素,3个模型间参数取值及方法学的差异也会导致风险评估结果不同。各模型暴露参数的敏感性排序也有差异。采用基于风险概率分布的方法推导土壤修复限值,RBCA、CLEA和CalTOX模型所得结果分别为0.18、0.08、0.13(不考虑降解作用CalTOX模型)和10.74(考虑降解作用CalTOX模型)mg·kg-1,为各模型直接推导值的1.5～2.6倍。基于风险概率分布的方法可有效降低风险评估过程中参数不确定性的影响,为工业污染场地土壤修复值的制定提供参考。     

纳米Fe3O4对小鼠肺细胞的氧化损伤

纳米Fe3O4作为一种功能材料,在生物医药、生物靶向材料、微波吸收材料和高梯度磁分离器等方面应用前景广阔,其潜在的生物毒性也备受关注。为研究纳米Fe3O4对生物体可能造成的氧化损伤,以昆明小鼠为受试体,设置5、10、20和40mg·kg-14个染毒组,腹腔注射染毒7d后,测定小鼠肺组织中活性氧(reactive oxygen species,ROS)、还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量。结果显示,随着纳米Fe3O4染毒剂量的升高,肺组织ROS和MDA含量逐渐上升,GSH含量逐渐降低,各指标均呈一定的剂量-效应关系。剂量≥10mg·kg-1,肺组织ROS含量与对照组相比有显著差异(p<0.05);剂量≥20mg·kg-1,肺组织MDA含量与对照组相比有显著差异(p<0.05);剂量≥40mg·kg-1,肺组织GSH含量与对照组相比有显著差异(p<0.05)。研究表明,较高剂量(≥20mg·kg-1)的纳米Fe3O4颗粒材料会引起小鼠肺细胞的氧化损伤。     

Selenium and hazardous elements distribution in plant–soil–water system and human health risk assessment of Lower Cambrian,Southern Shaanxi,China

The natural selenium poisoning due to toxic Se levels in food chain had been observed in humans and animals in Lower Cambrian outcrop areas in Southern Shaanxi, China. To find out the distribution pattern of selenium and other hazardous elements in the plant, soil and water of Lower Cambrian in Southern Shaanxi, China, and their possible potential health risk, a total of 30 elements were analyzed and the health risk assessment of 18 elements was calculated. Results showed that the soil, plant and natural water of Lower Cambrian all had relatively high Se levels. In Lower Cambrian, the soil was enriched with Se, As, Ba, Cu, Mo, Ni, Zn, Ga, Cd and Cr (1.68 < I_geo < 4.48, I_geo; geo-accumulation index). In same plants, the contents of Se, Cd and Zn (except Cd in corn and rice, Zn in potato and corn) of Lower Cambrian were higher than that of the other strata. Ba and Ga in natural water were higher than that of the other strata, while K and Cs were opposite. The health risk assessment results showed that the people living in outcrop areas of Lower Cambrian had both high total non-carcinogenic risk of 18 elements (HI = 16.12, acceptable range: < 1) and carcinogenic risk of As (3.98E−04, acceptable range: 10⁻⁶–10⁻⁴). High contents of Se, As, Mo and Tl of Lower Cambrian may pose a health risk to local people, and food intake was the major pathway. For minimizing potential health risk, the local inhabitants should use the mix-imported food with local growing foods.

     

微囊藻毒素-LR对雄性黑斑蛙精巢中CYP46A1,CYP2H2和CYP2G1 mRNA表达的影响

微囊藻毒素-LR(microcystin-LR,MC-LR)是分布最广泛和毒性最强的一种微囊藻毒素,对水生动物造成潜在的健康威胁。大量科学研究证实,动物体中的细胞色素P450酶(CYP)参与内源性物质及外源毒性物质的代谢过程。为探究两栖动物生殖器官中的CYP酶对低剂量MC-LR生殖毒效应的调节作用,选择雄性黑斑蛙(Rana nigromaculata)为受试动物,采用静态置换法和体内暴露方法,分别暴露于0、0.1、1和10μg·L~(-1)MC-LR溶液0、7和14 d;用实时荧光定量PCR方法检测精巢中CYP46A1、CYP2H2和CYP2G1的mRNA表达水平。结果表明,暴露于0.1、1和10μg·L~(-1)MC-LR 14 d后,CYP46A1在mRNA水平分别上调了1.86、1.65和1.22倍,CYP2H2在mRNA水平分别上调了4.62、1.80和1.04倍,CYP2G1的mRNA水平分别上调了2.63、2.16和1.56倍。MC-LR在1μg·L~(-1)剂量下暴露7 d后,CYP46A1、CYP2H2和CYP2G1 mRNA水平均出现显著上调。上述研究表明,微囊藻毒素对黑斑蛙精巢3种CYP基因在mRNA水平上都存在低剂量刺激效应。低剂量MC-LR能诱导黑斑蛙精巢中CYP46A1转录水平变化,促进胆固醇转化为24S-羟化胆固醇,潜在破坏雄性黑斑蛙精巢中胆固醇水平的平衡; MC-LR也能够诱导精巢中CYP2H2和CYP2G1转录水平的变化,潜在调节CYP2H2和CYP2G1转录水平,进而影响MC-LR的代谢作用。     

FRP约束钢筋混凝土柱中钢筋屈曲行为研究

通过FRP约束钢筋混凝土柱的单向和往复轴压试验,研究了外包FRP的断裂应变、刚度、以及加载方式对钢筋屈曲性能的影响。采用了两种不同的纤维材料:CFRP和PET FRP,二者具有不同的断裂应变(CFRP1.5%;PET FRP5%)。在试验分析的基础上,发展了考虑FRP侧向约束作用的弹性地基梁模型,该模型能够较好地分析FRP约束钢筋混凝土柱中钢筋屈曲行为。基于弹性地基梁模型和试验数据,提出了考虑FRP侧向约束作用的钢筋屈曲经验模型。并将该模型通过二次开发的方法写入OpenSees数值分析平台,对FRP约束RC柱的往复轴压行为进行数值分析,分析结果与试验结果吻合较好。研究成果可为精确分析FRP约束钢筋混凝土结构的抗震性能提供有力的工具。     

石灰石-石膏湿法脱硫系统改造

某电厂300 MW机组由于燃用煤种与设计煤种差别很大,其实际燃煤的含硫量远远超过设计值,造成烟气中SO2排放量成倍增加,不能达标排放,需对其已有脱硫系统进行技术改造,主要是对吸收塔、氧化空气系统、石膏脱水、石灰石浆液供给系统、事故浆液排放系统进行了扩容改造。吸收塔浆液池增高壳体采用塔内立杆倒拉的方法进行顶升安装,上部1.8 m层喷淋层壳体采用吊装。改造后实际运行表明:脱硫率超过96%的设计值,其他指标均达到设计要求,工程改造后每年减排SO2 6.4万t,减排粉尘358 t,每年可节省排污费支出4 032万元,具有显著的社会和经济效益。     

基于RepastS平台的太湖水环境系统承载力研究

运用计算实验方法,以计算机为工具,构造太湖水环境系统承载力模型,通过研究水和人类的各主体行为得出太湖水环境系统的整体特征,并通过人口、TP、TN、CODMn承载度来反映。研究结果表明太湖目前点源污染得到了有效控制,但面源污染和城镇生活用水污染尚需要重点治理。实验显示:通过系统参数的调整,将大大改善太湖现有水环境系统。     

基于地理探测器的区域植被覆盖度的定量影响——以京津风沙源区为例

植被覆盖度（FVC）是衡量生态环境优秀的重要指标.本文基于MODIS NDVI数据,运用像元二分法模型,估算了2000~2018年京津风沙源区FVC,分析了其时空变化特征.在此基础上,基于地理探测器模型,定量分析了自然因素和人类活动因素等12个因子对京津风沙源区FVC空间分布的影响.结果表明,近20a来京津风沙源区FVC整体上呈增加趋势,增加率为8.2%.空间上,研究区73.7%的区域FVC在增加,其中显著增加的区域主要集中在晋北山地丘陵亚区、燕山丘陵山地水源保护亚区、大兴安岭南部亚区和科尔沁沙地亚区的南部.2000~2018年,降水是影响京津风沙源区FVC空间分布的主要自然因子,解释力为63.3%;年末大牲畜头数是影响FVC空间分布的主要人为因子,解释力为34.8%.自然因素和人类活动之间的双因子交互作用以双协同作用和非线性协同作用为主,表明相对于单因子,自然因素和人类活动间的交互作用对FVC的解释力更强.其中,降水与其他11个因子的交互作用对研究区FVC起主导作用,解释力超过60%.