纳米富勒烯对土壤酶活性和微生物群落的影响

采用室内暗培养试验,研究了纳米富勒烯对土壤呼吸强度、酶活性及微生物结构群落多样性的影响.结果表明,添加纳米富勒烯抑制了土壤呼吸强度(p0.05),较对照处理CO_2累积量降低了1.2%～11.3%.纳米富勒烯显著抑制了土壤脲酶活性(p0.05),与对照相比,降低了19.1%～33.7%,土壤脱氢酶活性整体上表现为随纳米富勒烯添加量增加先增加后降低的趋势.与之相反,添加不同剂量纳米富勒烯整体上提高了土壤碱性磷酸酶活性,但差异不明显(p0.05).利用磷脂脂肪酸(Phospholipid Fatty Acids, PLFAs)分析发现,添加纳米富勒烯(10～500 mg·kg~(-1))后土壤总PLFAs含量较对照降低了3.6%～27.3%,在低剂量(≤50 mg·kg~(-1))纳米富勒烯处理下革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌、细菌含量均有所提升,而当纳米富勒烯剂量达到500 mg·kg~(-1)时,土壤微生物数量在不同程度上受到抑制.土壤微生物生态学指数(Shannon、Simpson和Pielou指数)、聚类分析(Cluster analysis)、主成分分析(Principal component analysis)均显示纳米富勒烯对土壤中微生物群落多样性产生了负面影响.     

上甸子区域背景站VOCs污染特征及其对臭氧生成贡献

大气中的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)作为对流层臭氧和二次有机气溶胶的前体物,在光化学反应和细颗粒物污染中发挥着重要的作用.本研究于2017年9月1～27日在上甸子区域背景站开展VOCs的连续在线观测,对VOCs的浓度水平,时空变化特征,化学反应活性及其对臭氧生成的贡献进行了研究,并运用特征物种比值法对初始VOCs的来源进行了分析.结果表明, 2017年9月上甸子站总VOCs平均体积分数为12.53×10~(-9),其中,烷烃是体积分数最大的组分,占到了总VOCs的65.3%,其次是烯烃和芳香烃,分别占到了总VOCs的26.7%和6.5%.从大气化学活性来看,上甸子站总的L~(·OH)(·OH损耗率)为5.2 s~(-1),其中C4～C5烯烃占到了61%,其次是C2～C3烯烃,占到了12.8%.VOCs的臭氧生成潜势平均值为36.5×10~(-9),烯烃是贡献最大的组分,占到了71.2%.烯烃中又以C4～C5烯烃的贡献最为突出,而体积分数较大的烷烃对臭氧生成的贡献却不大.对特征物种的比值研究发现,上甸子站VOCs受生物质燃烧和燃煤排放的影响较大,除此之外,交通排放源也有一定的影响,完全不受工业排放源的影响.     

A comparison of process performance during the anaerobic mono- and co-digestion of slaughterhouse waste through different operational modes

The use of consecutive feeding was applied to investigate the response of the microbial biomass to a second addition of substrates in terms of biodegradation using batch tests as a promising alternative to predict the behavior of the process. Anaerobic digestion (AD) of the slaughterhouse waste (SB) and its co-digestion with manure (M), various crops (VC), and municipal solid waste were evaluated. The results were then correlated to previous findings obtained by the authors for similar mixtures in batch and semi-continuous operation modes. AD of the SB failed showing total inhibition after a second feeding. Co-digestion of the SB + M showed a significant improvement for all of the response variables investigated after the second feeding, while co-digestion of the SB + VC resulted in a decline in all of these response variables. Similar patterns were previously detected, during both the batch and the semi-continuous modes.     

引黄调水对汾河受水区水环境的影响

引黄入晋工程缓解了太原市水短缺问题。然而,近年来上游黄河水出现较严重污染。引黄调水对汾河受水区的影响尚不明确。论文基于连续观测和采样,分析了受水区河水、地下水水文过程、理化性质、主要离子、典型污染物邻苯二甲酸二丁酯以及大肠杆菌的含量和变化。结果表明：受水河流和河岸带地下水受引黄影响十分明显,含盐量和有机物含量显著增加,水环境整体退化;引黄导致汾河雨季高水位而旱季低水位的水文过程反转,且整个水文年内河水以饱和输水的方式补给浅层含水层,水位埋深变浅;汛期河谷发生洪水的风险大大增加;引黄导致汾河水电导率增大两倍左右,且河水由Ca-HCO₃型变为Na-Cl·SO₄型,而溶解有机碳含量增高约26%,UV₂₅₄含量增大约24%;引水暂停期汾河水水化学特征趋于恢复,而河岸带地下水水化学特征未能恢复。长期来看,若引黄调水持续向河谷地下水输入大量Na⁺和Cl^-等,且地下水埋深持续保持在较浅的范围,可能造成土壤盐碱化、植被退化和生态环境恶化等更加严重的后果。     

西北干旱荒漠生态区脆弱性动态监测及驱动因子定量分析

全球气候变化和人类活动双重胁迫下,西北干旱荒漠生态区的脆弱生态系统发生了深刻变化。论文在充分考虑研究区生态环境背景特征（沙漠化、盐渍化、风力侵蚀、干旱等灾害严重）的基础上,引入极端气候灾害因子（指示气候变化）和大尺度景观格局指数（指示人类活动对生态景观的干扰）,构建了西北干旱荒漠生态区的生态脆弱性评价体系,并对研究区2000—2013年的生态脆弱性时空变化格局及其驱动机制进行了定量分析和讨论。研究结果表明：西北干旱荒漠生态区的生态脆弱性总体上处于中-重度脆弱状态;其生态脆弱性空间分布格局总体上呈现自东向西递减的趋势,西部局部地区则呈现“E”字型格局,该分布格局主要受西北内陆地区大气环流以及三山夹两盆的特殊地貌影响;2000—2013年,西北干旱荒漠生态区生态脆弱性呈现减小趋势,其生态脆弱性变化状况受气温、降水以及人类活动影响显著。研究成果可以为西北干旱荒漠生态区的生态保护和治理提供决策支持。     

高效纤维质降解菌处理木薯酒精废液及其厌氧发酵动力学分析

为提高木薯酒精废液中固形物的降解效率,优化木薯酒精废液的厌氧发酵特性,采用高效纤维质降解菌群作为CSTR（continuous stirred tank reactor,连续搅拌反应器）接种污泥,通过逐级提高进料负荷,研究不同容积负荷下的厌氧消化性能及相应的酶活性变化,建立了厌氧发酵过程动力学模型.结果表明,在高温（55℃）条件下经长时间稳定运行,容积负荷为14 kg/（m3·d）（以COD_Cr计）时,反应器出水ρ（TCOD）（TCOD为总化学需氧量,以COD_Cr计）和ρ（SCOD）（SCOD为溶解性化学需氧量,以COD_Cr计）分别为15 367.6、10 982.8 mg/L,TCOD去除率达到70%~75%;φ（CH₄）在48%左右,沼气产率为0.22 L/g（以每g TCOD计）;此外,木聚糖酶活性、纤维素酶活性在该条件下达到最大值,分别为42.1、30.2 U.脱氢酶活性在容积负荷为12 kg/（m3·d）时达到最大值80.1 TFμg/（h·mL）.动力学模型研究表明,最大原料产气率（y_m）为0.335 L/g（以每g TCOD计）,一级反应常数（k）为0.743 d-1,产气率为0.3 L/g,通过该模型可以得到最佳HRT（hydraulic retention time,水力停留时间）为11.5 d,最佳容积负荷为4.6 kg/（m3·d）.研究显示,在高温高容积负荷条件下,CSTR能够稳定的处理木薯酒精废液,并且能够获得较高的纤维素和半纤维素酶活性.      

金华江城区段河流水化学变化及其控制因素

为揭示金华江城区段河流水化学变化及其控制因素,从2015年8月到2016年6月对金华江城区段进行了连续11个月的采样分析,并结合当地降水等数据,得到以下结论:(1)金华江城区段河水p H值的变幅为6.80~7.70,呈现中性,电导率EC的变化范围较大,流域TDS含量低于世界河水平均值,流域阳离子以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-为主,河水水化学类型为HCO_3~--Ca~(2+)型;(2)主要离子浓度具有明显的季节变化特征,总体上呈现出夏季低、冬季高的特点,Cl~-浓度变化与降水量变化具有一致性;(3)水化学控制因素以岩石风化为主,但也有向大气降水控制型过渡的趋势,人类活动对河流水化学也产生了很大影响。     

水田中水稻、稗草和异型莎草甲烷排放的生物学特性

比较了生长于淹水田间的水稻、稗草和异型莎草甲烷排放的生物学特性。结果表明，三种植物的甲烷排放量次序为稗草＞水稻＞异型莎草，前两者的甲烷排放量分别为后者的１１倍和８．４倍。但这个次序刚好与这三种植物根系甲烷形成活性的次序相反。观察了三种植物甲烷排放的日周期变化。稗草和水稻根际土壤的产甲烷活性高于非根际土壤，而异型莎草的根际和非根际土壤的产甲烷活性之间无明显差异。还观察到稗草和水稻的叶鞘和茎杆连接节处的间隙是甲烷逸入大气的主要途径，而异型莎草则未见有可供甲烷排放的间隙与气孔。     

汞和硒对剑尾鱼Na+/K+-ATPase活性的影响

应用浸浴法研究汞(Hg)对剑尾鱼(XiphophorushelleriHeckel)鳃和肝脏Na /K ATPase活性的影响以及硒(Se)对机体Na /K ATPase汞中毒的保护作用.结果表明,Hg和Se对剑尾鱼96hLC50分别为0.84mg/L和6.64mg/L.Hg对剑尾鱼鳃和肝脏Na /K ATPase活性的影响相似,与对照组相比,处理d1时低浓度Hg组鳃和肝脏ATPase活性没有明显变化(P>0.05),但高浓度Hg组ATPase活性变化显著(P<0.05),至d3和d5时,酶活性均极显著下降(P<0.01),鱼鳃和肝脏酶活性分别下降32%和60%,表明Hg处理对鳃和肝脏Na /K ATPase活性具有抑制作用.单独加Se组鱼鳃和肝脏Na /K ATPase活性在d3和d5显著提高(P<0.01).Hg Se组与Hg组相比,酶活性有明显差异(P<0.05或P<0.01),Se对剑尾鱼Hg中毒具有保护作用.剑尾鱼鳃和肝细胞Na /K ATPase活性可作为对水环境汞污染效应环境风险评价(ERA)的有效生物学标记.表2参16     

贵州主要耕作土壤的脲酶活性研究

首次较系统、全面地测定了贵州省主要耕作土壤的脲酶活性，分别探讨了水稻土和旱作土脲酶活性与土壤主要理化性状之间的关系。结果表明：耕作土壤脲酶活性因土壤利用状况、土壤类型和土壤肥力水平不同而有明显的差异，供试水稻土、旱作土和菜园土的平均脲酶活性分别为１５５、２７７和７０３ｍｇＮＨ４－Ｎ／１００ｇ土·２４ｈ；不同类型水稻土和旱作土具有不同的脲酶活性水平，这主要受成土条件、成土过程和土壤属性的影响；水稻土和旱作土的脲酶活性均随土壤肥力水平的提高而增强，说明脲酶活性强弱是表征土壤肥力高低的重要指标之一。回归分析表明，土壤脲酶活性主要受土壤有机质、氮、磷、钾等因素的影响，其中土壤基础铵量对耕作土壤脲酶活性的影响最大。水稻土脲酶活性还受土壤通透性的制约．而旱作土的则主要受土壤养分状况的影响。