可培养细菌多样性及抗辐射-抗氧化相关性特征——以库姆塔格沙漠东缘为例

对库姆塔格沙漠东缘可培养细菌进行系统发育学多样性研究的基础上,对菌株的抗辐射和抗氧化能力进行筛选,利用辐射或氧化胁迫后细菌的存活率进行二者耦联关系的研究.研究表明,pH值、TOC和TN是影响库姆塔格沙漠东缘中可培养细菌群落结构的主要因素;分离出的105株细菌分别归属于放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）,在可培养细菌数量（9.96×10⁵CFU/g）和物种丰富度（9个属共72株菌）方面放线菌门均为最优势的门;除拟杆菌门以外,归属于放线菌门、厚壁菌门和变形菌门的可培养细菌中都筛选出了兼具抗辐射-抗氧化的菌株.通过抗辐射抗氧化性能研究表明可培养细菌的抗辐射能力与抗氧化能力具有一定的正相关性;UV-C辐照强度的D₁₀（致死率为10%）剂量高于100J/m²的菌株占可培养细菌总数的21.3%,过氧化氢耐受浓度的D₁₀剂量高于10mmol/L的菌株占70.2%,其中放线菌门的3株细菌K4-10、K5-3和K2-40兼具有很强的抗辐射和抗氧化能力.     

Nano-TiO2回收过程中SO42-对不同混凝剂混凝过程的影响

为了降低纳米TiO₂使用成本,采用不同混凝剂对纳米TiO₂悬浊液进行固液分离.通过考察浊度去除率、出水pH值的变化情况,并结合X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶红外光谱（FTIR）、固体核磁（NMR）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）表征,探究了纳米TiO₂回收过程中SO₄^2-对不同混凝剂混凝过程的影响.结果表明,当使用AlCl₃作混凝剂时（0.1mmol/L）,SO₄^2-浓度从0.0mmol/L增加到20.0mmol/L,浊度去除率降低了0.80%,絮体粒径从450μm下降到215 μm,而强度因子无明显变化.低聚合态的Al_a不与SO₄^2-结合,混凝过程中通过吸附架桥和网捕卷扫的作用形成大量无定形的Al （OH）₃.当使用Al₁₃作混凝剂时,再生长后絮体的粒径随着SO₄^2-浓度的增加而下降,S-O峰的红移证明有新的含S聚合物产生,Al 2p的峰均向较高的结合能移动证明生成的絮体不是Al （OH）₃.     

降尺度与融合化：环境空间管控转型与体系优化——代“环境空间管控研究”专栏序言

由于经济增长与污染物排放增加尚未脱钩，当前中国环境保护与污染防治的结构性、根源性压力尚未根本缓解，在生产生活污染源头治理上仍然面临排污基数大、溢出效应强、空间跨度广等难题，亟需强化污染源管控精准落地、建立健全面向污染源头的环境空间管控体系，以降尺度与融合化空间管控形成更加精准、严格、高效的环境空间管控制度，系统提升环境空间治理效能.本文基于区域环境功能和环境承载力视角分析了环境空间管控体系的科学基点及优化逻辑，从降尺度建立分区分级管控体系、形成融合化环境管理机制、嵌入多层级国土空间规划体系、夯实环境空间管控信息化支撑等方面提出新时期环境空间管控转型与体系优化路径.此外，研究团队结合典型城市化地区和重点生态功能区的案例实证，从人类生产生活污染物排放过程和格局入手，按照"驱动机制解析—分区分类管控—环境效应评估"的主线设置了"环境空间管控研究"专栏，以期为污染物源头减排及环境空间管控技术方法探索、环境综合治理策略制定提供参考依据.     

基于灰色关联模型的中国城镇PM_(2.5)浓度影响因素分析

文章以2010年中国城镇城区为研究单元,采用灰色关联模型对中国7大地理分区城镇PM_(2.5)浓度影响因素进行综合研究。结果表明:年平均风速、NDVI和DEM与PM_(2.5)浓度的关联度为中度,其余为强度关联。地形因素对华北地区的城镇PM_(2.5)浓度影响最大,年平均气温和年平均降水量对华南地区城镇PM_(2.5)浓度影响程度较小,年平均风速对各分区城镇PM_(2.5)浓度均有较强的影响。生态因素对各区域城镇PM_(2.5)浓度均有中度或强度影响。社会经济因素中城市化因素对各区域城镇PM_(2.5)浓度多为中度影响,经济因素对东北、华中、西南、西北地区影响程度较大。研究结果可为有效防控PM_(2.5)污染提供决策依据。     

原料和制炭方式对生物炭吸附抗生素的影响

为研究原料和制炭方法对生物炭吸附抗生素性能的影响,选取芦苇、棉杆和竹柳,经限氧和曝氧法制备得到生物炭,研究其对土霉素（OTC）和磺胺甲恶唑（SMX）的吸附性能及其吸附机理.研究发现：物源特征和制炭方法共同决定了生物炭对抗生素的吸附功效.芦苇和棉秆宜采用限氧法制备成炭,竹柳宜采用曝氧法制备成炭;整体上以曝氧竹柳炭对抗生素的吸附性能最优,单一浓度（50mg/L）下,其对OTC和SMX的吸附量分别为11.98和10.12mg/g.批吸附实验和傅里叶变换红外光谱分析表明,π-π EDA相互作用是竹柳炭吸附抗生素的主要机理.静电吸引有助于高pH值下曝氧竹柳炭对OTC的吸附,而孔隙填充可能对曝氧竹柳炭吸附SMX起到促进作用.曝氧竹柳炭对抗生素的吸附性能优于其他炭品,是去除水体抗生素的优选材料.     

二氧化碳排放与经济增长关系的实证分析

在全球范围内为应对气候变化而达成二氧化碳减排共识的背景下,探求“经济增长”与“二氧化碳排放”间相互关系.运用协整,向量自回归模型,脉冲响应函数以及格兰杰因果检验等方法,对处在经济发展不同阶段区域的人均二氧化碳排放量与经济增长间关系进行因果检验.研究结果表明：区域经济发展与人均二氧化碳排放量存在长期均衡关系,但是由于区域间经济发展水平及发展方式的不同,人均二氧化碳排放量与经济增长间相互影响程度存在差异,且二氧化碳排放量的减少并不是经济增长的必然结果,必须通过产业结构调整,扶持第三产业,使用清洁能源,发展低碳经济的方式来实现,本文对我国碳减排政策的制定具有一定借鉴意义.     

基于拟杆菌16S rRNA基因进行微生物溯源的研究进展

微生物溯源方法可利用粪便中的微生物区分来自人或动物的粪便污染.其中,拟杆菌以其丰度高、不能体外繁殖和宿主特异性强等优势被广泛应用于微生物溯源研究中.本文以拟杆菌16S rRNA基因为标记物,总结了拟杆菌及其标记物在环境中的衰减、拟杆菌引物的敏感性和特异性以及分子生物学技术在微生物溯源中的运用,可为粪便污染源解析提供一定的科学参考依据.     

博斯腾湖有色可溶性有机物来源及季节变化特征

博斯腾湖是中国西北地区最大的外流湖,近年来随着湖区周边废水排入量的增加,严重威胁到湖泊周边地区居民的饮用水安全.对博斯腾湖开展有色可溶性有机物（CDOM）的来源及季节变化研究对该湖水质保护具有非常重要的意义.通过平行因子分析法解析博斯腾湖CDOM三维荧光光谱,得到类腐殖酸组分C1（255 nm/420 nm）,类酪氨酸组分C2（270 nm/324 nm）和类色氨酸组分C3（230 nm/340 nm）.2018年夏季盐度与C1呈显著负相关（r=－0.64,p<0.01）,与C2呈显著正相关（r=0.65,p<0.01）,这表明河流等外界输入是夏季湖水中类蛋白质和类腐殖质荧光组分的主要来源,夏季强烈的蒸发作用使得微生物活性增强.而2019年秋季盐度与C3呈显著正相关（r=0.70,p<0.01）,与C2呈显著负相关（r=－0.51,p<0.05）,意味着淡水输入直接稀释河口区CDOM中的类蛋白组分.整体上,博斯腾湖CDOM浓度在黄水区附近最大,且夏季CDOM浓度较秋季更大（t-test,p<0.001）,意味着夏季水质更差.河口区各指标的变异程度较大,受淡水输入影响较其他湖区大,这在2018年夏季表现得尤为显著.博斯腾湖CDOM具有高度空间异质性,2018年夏季该湖西部入湖河口区C1组分的贡献较大且该组分贡献率向东部水体交换弱的湖区方向逐渐减小,相应C2组分的贡献率逐步增大.2019年秋季各荧光组分占比表现为由黄水沟河口区以C1为主向东部湖区快速转变为以C2为主.     

黄土高原草地土壤细菌群落结构对于降水变化的响应

微生物作为生态系统功能的主要参与者,对降水变化引起的土壤水分变化的响应是科学评估气候变化对半干旱生态系统影响的一个非常重要的方面.为研究降水变化对土壤微生物群落结构多样性的影响,在黄土高原进行了为期2 a的原位模拟降雨变化实验,设置了5种降水梯度,即减少自然降雨的80%和40%、自然降雨和增加自然降雨的40%和80%(编号为D80、 D40、 NP、 I40和I80).结果表明:①减雨或增雨80%处理中C/N较低,而增雨40%(I40)时最大, 0～20 cm土层的均值为10.76; MBC/MBN在减雨80%(D80)和增雨80%(I80)处理中随土层变化显著,D80时最大值为14.15.②黄土高原天然草地土壤中,主要的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria),主要的优势菌纲为放线菌纲(Actinobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、α-变形杆菌纲(α-Proteobacteria)和热微菌纲(Thermomicrobia).③RDA分析显示,在降水处理条件下,土壤溶解性有机碳、可溶性有机氮、电导率、pH值的变化是影响该研究区土壤细菌分布的主要因素.总之,干旱或极端降水对黄土高原区土壤活性有机质含量和土壤细菌种群多样性及丰度影响显著.     

解淀粉芽孢杆菌生物有机肥防控土壤氨挥发

为了验证解淀粉芽孢杆菌生物有机肥防控农田土壤氨挥发的效果,并了解其微生物生态学机制,通过温室蔬菜大棚盆栽生菜的方式,探究在施用解淀粉芽孢杆菌生物有机肥（BB）与化肥的条件下,土壤氨挥发量、作物品质及产量、土壤微生物的变化.设置4组盆栽试验,依次为不施肥对照（CK）、100%化肥处理（C）、50% BB+50%化肥处理（B1）和100% BB处理（B2）,3组处理的施氮量相同.采用动态箱法对施肥后土壤氨挥发通量进行测定.基于16S rDNA高通量测序分析,对土壤氨挥发峰值期间的细菌群落进行分析.结果发现,与C组相比,B1和B2组的氨挥发总量分别降低79.5%和84.8%;B2组生菜硝酸盐含量最低、产量最高,相对于CK和C组分别增产50.5%和12.3%;B1组生菜的维生素C含量最高,为67.6mg ·kg^-1;施用BB提高了土壤细菌群落的多样性及丰富度,特别是芽孢杆菌、硝化螺菌属相对丰度明显提升;显示出施用BB对防治空气污染和提高氮素利用率具有重要作用.