鄂西长江小流域土地利用方式对土壤团聚体稳定性的影响

探究土地利用方式对长江中游小流域土壤团聚体稳定性的影响,为鄂西地区土地合理利用与管理以及土壤结构改良提供借鉴.以下牢溪小流域5种不同土地利用方式(柏树林、蔬菜地、石坎农田、撂荒地、天然林)土壤为研究对象,对比分析各土地利用方式间土壤团聚体粒径组成及稳定性差异.结果 表明:(1)柏树林、石坎农田、撂荒地和天然林土壤团聚体以＞2 mm为优势粒级,平均为57.66％,蔬菜地以＜0.25 mm微粒径团聚体为主,均值为60.86％;(2)林地(柏树林和天然林)土壤稳定性和抗蚀性要优于农用地(石坎农田和蔬菜地),耕地撂荒提升团聚体稳定性;(3)分形维数D与破坏率PAD、可蚀性K呈正相关,与团聚体直径(MWD和GMD)和水稳性大团聚体WR0.25呈负相关,分形维数较好反映小流域土壤团聚体的稳定性和抗侵蚀性.对流域内林区的封育是提升土壤结构稳定性的最优管理方式.     

砷尾矿污染土壤的细菌群落结构多样性及其相关环境影响因子分析

以湖南石门雄黄尾矿污染土壤为对象,研究纵向不同深度、横向不同距离土样中的重金属污染程度以及细菌群落结构变化规律,查明砷污染土壤的核心微生物组成并将其与土壤理化指标进行共存网络图分析。结果表明:该尾矿区的土壤各项重金属指标严重超标,尤以铅(626.54 mg·kg^?1,Ei=105.48)、砷(1804.75 mg·kg^?1,Ei=565.75)、镉(31.46 mg·kg^?1,Ei=7491.5)的生态危害性最强;土壤采样深度与重金属综合潜在生态风险指数(RI)呈显著正相关(r=0.79,P=0.000),而横向样品中RI与采样距离显著负相关(r=?0.85,P=0.000)。在污染土壤中,变形杆菌门(Proteobacteria,54.35%±17.16%)和放线杆菌门(Actinobacteria,22.39%±10.64%)占主导地位,属层级中假单孢杆菌属(Pseudomonas,16.47%±11.84%)、不动杆菌属(Acinetobacter,8.07%±7.11%)以及硫酸状杆菌属(Acidithiobacillus,7.53%±14.68%)相对丰度较高;而26个共享类群占据了该尾矿污染土壤中微生物群落总平均相对丰度90%以上,尽管不同属的具体相对丰度在不同样品间的分布趋势差异较大。纵剖采集的污染土样中,铁原体属(Ferroplasma)、硫酸状杆菌属(Acidithiobacillus)、硫化杆菌属(Sulfobacillus)、乳杆菌属(Lactobacillus)和硝化螺旋菌属(Nitrospira)占优势,与理化的共存网络图分析(相关系数|r|≥0.6,P<0.05)显示部分类群与亚铁、游离态砷和镉成显著正相关,而与pH成显著负相关;横向采集的土样中,以嗜酸菌属(Acidiphilium)、假单孢杆菌属(Pseudomonas)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、硫杆菌属(Thiobacillus)等为主,部分类群与总砷、铅成显著正相关,而与结合态或包蔽型砷成显著负相关。综上,该研究不仅对目标区域尾矿不同重金属污染程度进行了分析,同时探讨了污染土壤中核心响应类群的组成多样性,为筛选潜在重金属抗性菌群或工程菌群提供理论基础。     

一株新的高效偶氮染料脱色菌Paenibacillus dendritiformis GGJ7及其脱色作用

从刚果红染料中分离到一株刚果红高效脱色菌,经16S r RNA基因序列(NCBI accession No.KY655213)鉴定,该菌株属于类芽孢杆菌(Paenibacillus),将该菌株命名为Paenibacillus dendritiformis GGJ7(简写为GGJ7).将其运用于偶氮染料脱色,并研究不同营养条件、不同培养条件(温度、pH、溶解氧)和不同染料下的脱色性能.结果表明,GGJ7对刚果红脱色效果远高于以前工作中分离到的YRJ1、YRJ2等8株同样具有脱色功能的细菌;该菌株脱色的最佳条件为30℃、pH 7、25 g/L LB培养基厌氧培养;其脱色机理以生物降解为主,且脱色过程符合一级反应动力学方程:-ln(A_t/A_0)=0.6058t-0.1082.经测试,GGJ7对多种偶氮染料的脱色率高达95%,其中50 mg/L甲基橙、25 mg/L藏花猩红和25 mg/L甲基红仅需1 h,50 mg/L橙黄G和50 mg/L橙黄G6仅需3 h,50 mg/L刚果红仅需4 h.可见GGJ7是一株高效偶氮染料脱色菌,具有处理印染废水的开发应用潜能.     

亚硝态氮胁迫下菲律宾蛤仔实时定量P CR内参基因的筛选

为了更好地从基因角度研究亚硝态氮对贝类的生态毒性,需要筛选一个合适的内参基因作为参考,对其毒性相关基因进行定量表达分析。本研究以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)作为研究对象,以亚硝态氮胁迫的鳃组织cDNA作为模板,利用geNorm软件和NormFinder软件对6个候选内参基因进行表达稳定性分析,并对2个结果做了综合赋权分析。结果显示,geNorm分析的基因表达稳定性结果为ActinCyPAEF1αUbi18STubu,NormFinder软件分析的结果为ActinUbiCyPAEF1α18STubu,最后经加权赋值法综合分析获得6个候选基因的表达稳定性为ActinCyPAUbiEF1α18STubu,即Actin为表达最稳定的基因。因此,Actin可以作为衡量亚硝态氮胁迫后菲律宾蛤仔鳃组织中基因表达的内参基因。     

不同藻密度下诺氟沙星对萼花臂尾轮虫生命表统计学参数的影响

诺氟沙星是一种被广泛使用的抗生素,但其对轮虫的毒性作用尚不清楚。为调查诺氟沙星对轮虫的毒性及其与藻密度之间的关系,以及各试验终点对诺氟沙星污染的相对敏感性,本文以萼花臂尾轮虫为受试生物,研究了不同斜生栅藻密度(1.0×10~6、2.0×10~6和4.0×10~6cells·m L~(-1))下不同浓度(0、5、20、35、50、65和80 mg·L~(-1))的诺氟沙星对其生命表统计学参数的影响。结果显示,与3个藻密度下的对照组相比,暴露于5～80 mg·L~(-1)诺氟沙星溶液中的轮虫生命期望和世代时间显著延长,净生殖率和种群内禀增长率显著提高。5 mg·L~(-1)的诺氟沙星使生命期望和世代时间的延长幅度随着藻密度的升高而增大,但6个处理组的平均提高幅度却随着藻密度的升高而减小; 5 mg·L~(-1)的诺氟沙星对净生殖率和种群内禀增长率的提高幅度随着藻密度的升高而增大,但6个处理组的平均提高幅度却在2.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下最小,4.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下最大。1.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下,诺氟沙星浓度对轮虫后代混交率无显著性影响(P0.05); 2.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下,暴露于5～35和80 mg·L~(-1)诺氟沙星溶液中的轮虫后代混交率显著降低; 4.0×10~6cells·m L~(-1)的藻密度下,暴露于5、35和80 mg·L~(-1)诺氟沙星溶液中的轮虫后代混交率显著降低。当藻密度为1.0×10~6和2.0×10~6cells·m L~(-1)时,诺氟沙星浓度与轮虫的生命期望、世代时间、净生殖率和种群内禀增长率之间具有显著的剂量-效应关系;当藻密度为4.0×10~6cells·m L~(-1)时,诺氟沙星浓度与轮虫的净生殖率和种群内禀增长率之间具有显著的剂量-效应关系。本研究表明,亚致死浓度的诺氟沙星促进轮虫的存活、发育、孤雌生殖和种群增长,促进作用的幅度受藻密度的显著影响。     

光照、硫化和浓度效应对水环境中胞外聚合物与银离子相互作用的影响机制

本文研究了紫外光照、银离子浓度和硫化反应对水环境中胞外聚合物(EPS:用海藻酸钠模拟)与银离子交互作用的影响.紫外-可见吸收光谱结果显示,在无硫有紫外光照的条件下,EPS先把银离子转化为零价纳米银,纳米银继而聚凝生成银沉淀.银离子的初始浓度会影响生成的纳米银的稳定性,失稳速度依次为初始浓度4 mmol·L~(-1)8 mmol·L~(-1)2 mmol·L~(-1)1 mmol·L~(-1).高分辨透射电子显微镜(HRTEM)图表明,在有硫有紫外光照条件下,硫化反应和EPS共同作用使银离子生成硫化银和零价银两种纳米颗粒.初始银离子浓度较低(2 mmol·L~(-1)和4 mmol·L~(-1))时硫化反应有助于纳米银保持较好的稳定性;而初始银离子浓度较高(8 mmol·L~(-1))时,硫化反应会降低纳米银的稳定性.在无硫无紫外光照的条件下,EPS未能使银离子转化为纳米银,说明遮光条件会抑制EPS对银离子的还原效率.而在有硫条件下,即使遮光,银离子也会在硫离子和EPS的交互作用下转化为纳米银和纳米硫化银(除了银离子浓度为1 mmol·L~(-1)的样品).这表明硫化过程即使在黑暗环境中也能使银离子转化为纳米银.细菌可以通过胞外聚合物与银离子的相互作用,来抵御银对细胞的生态毒性.在黑暗的地下水环境中,EPS的还原能力弱于有光照的地表水(湖泊河流)环境,细菌更容易受到银的抑制;但地下水中若存在硫化物,硫化反应可以协助细菌的胞外聚合物将银离子转化为颗粒态甚至使其沉淀,从而增强EPS对细菌的保护效果.     

鄱阳湖五河流域入湖口沉积物中微塑料的赋存特征

微塑料是指直径小于5 mm的塑料颗粒,因其性质稳定,在环境中易大量积累,已成为新型环境污染物.本研究在鄱阳湖流域重点区域设置6个样点,于3月、7月、12月等3个不同水期采集底泥沉积物样品,利用连续流动分离浮选装置分离得到微塑料,借助金相显微镜进行鉴定,按照形态特征划分微塑料类型,分析微塑料的赋存特征.结果表明,依据不同样点微塑料的形态特征可将鄱阳湖流域的微塑料主要类型划分为碎片、薄膜、纤维和发泡类等4种类型,且4种不同类型的微塑料在各样点中均有分布,但不同类型微塑料的丰度存在差异,以碎片类微塑料占主体.鄱阳湖流域的微塑料丰度值在不同时段存在显著差异,枯水期微塑料的平均丰度值最高,达1105.0 ng·kg~(-1);平水期的平均丰度值为729.5 ng·kg~(-1);而丰水期的平均丰度值为599.0 ng·kg~(-1).鄱阳湖流域不同区域微塑料的丰度值也存在显著差异,以赣江中支微塑料的平均丰度值最高,达到1455 ng·kg~(-1);以南矶山自然保护区内的微塑料丰度最低,仅54.6 ng·kg~(-1).     

广西马尾河沉积物重金属赋存形态及其风险特征研究

随着矿业开发进程加快,广西马尾河重金属污染物总量逐年增加,给下游的贺江、西江水环境带来沉重的压力。为了解马尾河表层沉积物重金属的污染状况,采用现场调查及室内分析的方法,对马尾河表层沉积物中7种重金属(Zn、Mn、Cu、Pb、Cd、Cr和As)的含量、赋存形态及潜在生态风险进行了研究。采用BCR提取法分析重金属形态特征,运用地累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数进行风险评价。结果表明,(1)沉积物中重金属Zn、Mn、Cu、Pb、Cd、Cr和As的平均质量分数分别为(886.3±613.6)、(1 215.2±414.8)、(131.2±65.1)、(31.6±28.7)、(2.84±0.73)、(177.1±42.7)、(385.9±373.5)mg·kg-1,分别为广西土壤元素背景值的11.7、2.7、4.7、1.3、10.6、2.2、18.8倍,其中,Zn、Cd、Cr和As的平均含量超过土壤环境质量标准中农用地土壤污染风险筛选值;7种重金属空间分布差异较大,变异系数处于25.8%-96.8%之间;相关性分析表明,As与Cd、Zn与Cd、Pb与Mn呈极显著相关(P0.01),As与Zn、Mn与Cu呈显著相关(P0.05),研究区受到一定程度的人类活动影响。(2)沉积物中Cr、Zn、Cu、As和Pb以残渣态为主要赋存形态,Cd以可氧化态为主要赋存形态,Mn以酸提取态为主要赋存形态。7重金属非残渣态所占比例由大到小排序为MnCdPbAsCuZnCr。其中,Mn的非残渣态所占比例最高,但其毒性小,对环境的影响较小。Cd和As的非残渣态所占比例分别为63.4%和44.4%,二者含量较高,毒性较强,对环境的危害不容忽视。其他元素稳定性较强,对河流和沿岸环境影响较小。(3)7种重金属地累积指数平均值大小排序依次为AsCdZnCuMnCrPb,为偏重到重度污染程度。沉积物中重金属RI均值为555.7,属于强生态风险程度,其中Cd为极强风险程度,As为很强风险程度,其他元素属于轻微生态风险。Cd和As既是最主要的污染因子又是最主要的潜在生态风险因子。空间上看,各采样点均污染严重,存在很强的潜在生态风险。     

百草枯急性暴露对肝细胞L-O2的毒理研究

百草枯(paraquat,PQ)是目前农业生产上使用较为广泛的除草剂,PQ毒性极大,能造成人和动物多器官损伤。因肝脏是主要的受损器官之一,故以肝细胞L-O2为研究对象,探讨PQ急性暴露对肝细胞产生的毒理影响。结果显示在40!640μmol·L~(-1)暴露浓度下作用24 h,PQ显著抑制肝细胞L-O2的增殖活性(P0.01),半抑制浓度(IC50)为263.2μmol·L~(-1)。将肝细胞L-O2暴露于不同浓度的PQ(60、120、180和250μmol·L~(-1)),作用24 h后,与对照组相比,PQ暴露组的活性氧(ROS)累积和细胞凋亡率都表现出明显的浓度依赖性升高(P0.01; P0.05),细胞周期阻滞在S期。Western blot结果显示,除60μmol·L~(-1)外的其他暴露组中活化的胱天蛋白酶9(caspase-9)表达显著上调,Bax和Bcl-2的比值显著增大,提示细胞凋亡机制可能与内源性线粒体通路的激活有关。此外,碳酸酐酶9(CA9) mRNA表达显著升高,提示PQ暴露下可能引起酸性代谢产物出现,对细胞产生酸毒害,但其内在的机制还需进一步研究。