共存阴阳离子对针铁矿表面磷固存机制的影响研究

磷素(P)兼具重要养分元素的利和潜在面源污染的弊,其在土壤环境中的固存行为及其迁移转化过程受到广泛关注.该研究选取黄、红壤中典型矿物(针铁矿、赤铁矿及高岭石)为模式矿物,在排除pH干扰的条件下,开展了共存阴(As(V))阳(Cd(II))离子对矿物表面P(V)固存机制的影响研究.结果表明:P(V)在不同矿物表面的吸附效...     

镉砷在针铁矿界面共吸附的相互作用机制

通过吸附动力学和吸附热力学结合表面物理化学表征等手段,研究了As(Ⅴ)和Cd(Ⅱ)在针铁矿界面上的相互作用过程,解析了As(Ⅴ)和Cd(Ⅱ)在针铁矿界面共吸附过程中形成三元络合物的形态.结果表明：(1) As(Ⅴ)和Cd(Ⅱ)在针铁矿界面的吸附过程均符合准二级动力学模型,吸附以化学吸附为主;(2) As(Ⅴ)在针铁矿界面吸附均以内圈吸附为主,具有单层吸附的典型特征,Cd(Ⅱ)在针铁矿界面单吸附过程与As(Ⅴ)类似,而添加了As(Ⅴ)的共吸附过程则出现了外圈吸附,呈现多层吸附的典型特征;(3) As(Ⅴ)和Cd(Ⅱ)共存时可通过静电作用以及形成三元络合物的方式相互促进对方在针铁矿界面上的吸附;(4)通过对比各种表征结果,推导As(Ⅴ)和Cd(Ⅱ)在针铁矿上共吸附过程中生成了“Fe-As-Cd”形式的三元络合物.研究结果进一步丰富了对土壤-氧化铁界面重金属元素微化学相互作用过程的理解.     

甘肃某冶炼厂区土壤重金属铅、镉污染特征及其对微生物群落结构的影响

长期受到重金属铅(Pb)和镉(Cd)污染的土壤生态危害指数较高,土壤微生物群落结构容易受到重金属的影响,重金属对土壤微生物的毒性与重金属的生物利用度直接相关。以白银市重金属污染土壤为样本,分析了土壤的理化性质、重金属Pb和Cd的污染状况及土壤微生物群落结构,探究它们之间的关联性。样本采自距离污染中心由近及远的4个位置(分别命名为S1、S2、S3和S4)。采用Hakanson指数法来评估该地重金属生态风险;选用改进的BCR顺序提取法分析Pb与Cd的组分分布情况;利用SPSS和Canoco 4.5对土壤性质、重金属和细菌群落进行相关性分析和冗余分析,探究微生物群落结构与土壤性质和重金属污染之间的相关性。结果表明:白银市该处重金属污染场地3 km以内的土壤均受到严重的Pb、Cd污染。Pb主要以弱酸可提取态和可还原态的形式存在于土壤中,Cd则以弱酸可提取态为主;土壤重金属的危害生态指数均已经达到极高污染风险程度,且危害程度S1>S3>S2>S4;微生物丰度和多样性可能受到土壤性质及重金属的共同影响,与Pb、Cd的污染程度大致呈负相关(S2相似文献   

蚯蚓粪复配硼钼调理剂对土壤改良和茄子生长的影响作用

土壤质量决定着农产品的质量和农业生产的可持续发展,然而土壤退化成为农业生产的重要限制因素之一,施用土壤调理剂有利于减缓土壤退化的速度。该研究配制土壤调理剂,即蚯蚓粪:草菇渣:蛭石=6:3:1、钼酸钠50 g·kg^-1、硼酸13.3 g·kg^-1,并设5个不同的处理CK、QY-T1、QY-T2、QY-T3、QY-T4,研究该调理剂对土壤理化性质和肥力的影响作用,分析其对茄子硼、钼和生长状况的促进作用。结果表明,该调理剂能提高土壤温度,5 cm、09:00的土壤温度QY-T4较高,但10 cm、14:00的土壤温度QY-T3最高;土壤容重随着施用量的增大而显著降低至1.50 g·cm^-3以下,土壤pH值从CK的4.93提高到QY-T4的5.57、微生物量碳分别比CK高29.9%、36.1%、47.6%和52.2%,有机质分别比CK高10.8%、11.7%、12.5%和7.0%,QY-T2、QY-T3、QY-T4土壤有效硼达到0.35、0.36、0.42mg·kg^-1,QY-T1、QY-T2的有效钼分别为0.107、0.140mg·kg^-1,随着调理剂的增多而增多,但QY-T3、QY-T4分别为0.101、0.092 mg·kg^-1反而随着调理剂的增多而下降,茄子硼、钼含量都随着调理剂的增加而增大,且显著高于对照(P<0.01);总产量比CK分别提高了29%、36%、190%和66%,总个数分别增加了25%、28%、155%和66%,59 d株高和叶片面积分别比CK增高了23%、1.4%、23%、16%和6.8%、11%、9.3%、7.4%,而叶片数量,所有的处理差异不显著,因此推荐该土壤调理剂用量与QY-T3相同,为1.5×10⁴kg·hm^-2。该研究可为土壤调理剂修复土壤退化的应用提供依据。     

绍兴茶园小流域的3种农药生态风险评价

虫螨腈、联苯菊酯和溴氰菊酯是茶叶生产中较为常见的3种杀虫剂,但其对茶园小流域内生态环境影响的相关研究较少。为评价其生态风险,选取我国浙江绍兴茶园小流域内主要溪流及湖库采集水体样品,采用气相色谱-质谱法对样品中3种农药进行残留检测;基于美国生态毒理数据库(ECOTOX)收集了3种农药对我国常见水生生物的毒性数据,利用BITSSD软件平台构建了物种敏感度分布(species sensitivity distribution, SSD)曲线,结合研究区实测数据开展3种农药对绍兴茶园小流域的生态风险评价研究。结果表明：(1)无脊椎动物和节肢动物对3种农药的敏感度高于鱼类,营养级越高其敏感度越低;(2)根据SSD模拟结果,为保护该流域95%的物种,联苯菊酯和溴氰菊酯浓度需<0.001μg·L^(-1),虫螨腈为0.4μg·L(-1),虫螨腈为0.4μg·L^(-1);(3)农药喷施后,虫螨腈、溴氰菊酯和联苯菊酯在茶园溪流中的残留浓度最高分别影响22%、50%和66%的物种,联苯菊酯是生态风险的主要贡献者,但在喷施1个月后,茶园流域水溪及河湖水环境中的农药残留基本均未检出。这说明3种农药施用对茶园小流域物种的影响较小,所带来的生态风险尚在可控范围之内。     

碳基纳米铜复合材料对普通小球藻胁迫作用的研究

随着科技的飞速发展,纳米类材料在电化学、药物运输、生物传感器等领域中得到了广泛的应用,这导致了其通过各种途径进入水、土壤、大气等环境介质中,对生态环境安全造成潜在威胁。以水体中环境浓度的碳基纳米铜复合材料为受试浓度范围,以环境适应性和污染物耐受性均较强的普通小球藻(Chlorella vulgaris)为对象,研究了水体中不同浓度碳基纳米铜复合材料对普通小球藻的细胞胁迫作用,使用分光光度法检测了0,0.05,0.5,5,50 mg·L^-1碳基纳米铜暴露条件下普通小球藻叶绿素a含量的变化。运用非靶向代谢组学(气相-质谱联用)检测法探究了不同浓度碳基纳米铜胁迫条件下第8天普通小球藻细胞内代谢物相对丰度变化、代谢通路及相关代谢组学特性的变化。结果表明,在培养周期的第8天,藻细胞叶绿素a含量随碳基纳米铜浓度的升高而降低,当碳基纳米铜达到50 mg·L^-1时,将严重抑制藻细胞叶绿素a的产生。代谢组学检测结果表明,当碳基纳米铜复合材料的浓度达到50 mg·L^-1时,藻细胞中与叶绿素合成密切相关的碳固定过程、氨基酸代谢过程均受到了严重抑制。这表明,高浓度碳基纳米铜会扰乱普通小球藻的细胞代谢并产生明显胁迫作用。文章旨在评估水体中碳基纳米铜复合材料对水体初级生产者普通小球藻的胁迫作用,以期为水体污染修复与藻细胞生态毒理学的研究提供一定的数据支持与参考。     

电活性微生物激活生物质炭/零价铁协同钝化Cr(Ⅵ)及机制

纳米零价铁（nZVI）具有对六价铬［Cr（Ⅵ）］还原去除能力,但其存在易老化和易团聚的问题,会大大降低对Cr（Ⅵ）反应活性.本文将具有异化铁还原能力的MR-1引入到老化生物质炭负载纳米零价铁（nZVIB）除Cr（Ⅵ）的反应体系中.研究厌氧条件下老化后nZVI/B与MR-1之间对Cr（Ⅵ）去除存在的协同效应机制,以及反应体系中pH条件,初始Cr（Ⅵ）浓度和MR-1菌浓度对这种协同效应的影响.结果表明,在pH为7时体系有明显协同效应,去除率提高51.3%.并且该协同效应随初始Cr（Ⅵ）增加而减弱,随着MR-1浓度增加而增强.固相分析结果表明Cr（Ⅵ）主要以还原为Cr（Ⅲ）的形式被固定.MR-1的异化铁还原能力起到了重要的作用,通过零价铁表面铁氧化物老化层还原,为反应体系提供了大量还原性的Fe（Ⅱ）,同时也释放了内部nZVI的反应活性位点,而生物质炭不仅分散了nZVI还介导MR-1的胞外电子传递过程,从而增强了体系对Cr（Ⅵ）协同钝化能力.本研究为有效解决nZVI长期使用过程中的老化问题提供了新思路.     

滇池沉积柱中有机质和营养盐对天然放射性核素分布的影响

为明确柱状沉积物中有机质和营养盐对天然放射性核素垂直分布存在的影响,本文以中国西南部的淡水湖泊滇池的柱状沉积物为例,阐述了天然放射性核素在滇池沉积物中的分布特征和影响因素,说明了滇池沉积有机质和营养盐对天然放射性核素的影响。分别应用多通道能谱仪(GX6020)和Vario EL III Elementar分析仪对样品中的天然放射性核素、总有机碳(TOC)和总氮TN进行测定,应用钼酸铵分光光度法测定总磷TP的含量。同时,还对有机质、营养盐和天然放射性核素进行了皮尔森相关性分析。研究结果显示：沉积物中²¹⁰Pb_ex指示的年代区间为1955～2017年;沉积物中⁴⁰K、²³²Th、²³⁸U、²²⁶Ra和²¹⁰Pb_ex比活度依次为：185±13.2～798±61.0 Bq/kg、46.2±0.19～101±0.47 Bq/kg、54.5±3.99～136±10.4 Bq/kg、28.5±0.20～66.5±0.50 Bq...     

黄孢原毛平革菌降解磷酸三苯酯的性能和机理

以白腐真菌的中的黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）为实验菌种,考察不同环境条件因素对P.chrysosporium降解磷酸三苯酯（TPhP）的影响以及TPhP降解过程中菌体细胞特性的变化.结果表明,当孢子液的接种量为4%（V/V）,葡萄糖浓度为5g/L,pH值为5~6时,经过6d的处理P.chrysosporium对5mg/L TPhP的降解率可达到60%以上.菌体的细胞色素P450酶在TPhP的降解转化过程中发挥了重要的作用,抑制P450酶的活性会导致TPhP降解率下降.在降解反应的前期,为加快TPhP的代谢转化,菌体胞内蛋白含量以及ATP酶活性出现明显升高.在TPhP胁迫下,菌体SOD和CAT的活性随降解反应的进行呈现先升高后降低的趋势,2种抗氧化酶协同作用维持TPhP降解过程中菌体胞内的氧化还原平衡.     

电子穿梭体及其介导的环境与地球化学过程研究进展

电子穿梭体是一类可通过自身氧化还原介导电子转移的化学物质的统称。在地球表层系统中,电子穿梭体可加速微生物向细胞外部进行的电子传递,参与矿物的微生物还原,驱动碳、氮、硫元素循环,并偶联有机污染物降解和重金属迁移转化。电子穿梭在自然界中存在广泛,对于元素循环、污染物环境行为以及微生物的生存行为影响深远,具有重要的环境地球化学意义。因此,该文以自然界存在的典型电子穿梭体为阐述对象,综述了以腐殖质、硫单质和生物炭为代表的三类典型穿梭体的反应特性。其中,腐殖质是土壤中天然存在的分布最广的穿梭体,硫单质是碱性环境下最典型的穿梭体,而生物炭则是稻田系统中人为输入的穿梭体。以上述三类穿梭体为核心,该文系统阐述了穿梭过程与碳氮循环、铁循环和污染物迁移转化的相互关系、以及穿梭体对微生物菌群变化产生的影响。在碳氮循环过程中,穿梭体主要参与有机碳的厌氧消耗、二氧化碳向甲烷的转化、氨氧化以及氧化亚氮向氮气的转化过程;在铁循环过程中,穿梭体主要影响氧化铁的还原溶解、含铁矿物的晶型转变以及氧化铁还原耦合的砷、铬污染物转化过程;而穿梭体作为电子受体,还可改变微生物的生长与竞争关系,调控微生物菌群。文章深入分析了穿梭过程在地球表层系统中产生的环境效应与生态效应,并提出了本领域今后需关注的重点,可为穿梭行为的进一步研究提供思考依据。