耐砷菌Pseudomonas 2-23T的分离鉴定及其对高砷沉积物中砷释放的影响

为探知耐砷微生物对高砷沉积物中砷释放的影响,从石门高砷沉积物中分离得到菌株Pseudomonas 2-23T,根据其生理生化特征和16S rRNA序列同源性对其进行鉴定,并考察该菌株在不同碳源、温度和砷浓度条件下的生长状况,探究该菌株在有氧及厌氧条件下对高砷沉积物中砷释放的影响。结果表明:菌株2-23T是一株耐砷菌,属于γ-变形菌门中的假单胞菌,命名为Pseudomonas 2-23T;它的最适生长温度为30℃,在含1.0 mM砷的条件下比较利于细菌的生长;其能够利用乳酸钠、草酸钠、柠檬酸钠、丙酮酸钠和乙酸钠作为碳源,而不能利用碳酸氢钠、甲酸钠、葡萄糖和蔗糖作为碳源;菌株Pseudomonas 2-23T在厌氧条件下促进高砷沉积物中砷释放的能力明显强于有氧条件。     

硝酸盐对沉积物中有机物氧化减量及微生物群落结构的影响

通过投加硝酸钙为电子受体,促进厌氧环境中有机污染物降解转化的方式已被广泛应用于沉积物的污染修复,然而目前有关硝酸盐对复合污染沉积物中有机污染物的减量特点及其微生物响应的了解极少.本研究通过在实验室模拟条件下添加硝酸盐到河涌沉积物中,采用极性和非极性逐步分离萃取、GC-MS相对含量测定,以及PCR-DGGE分子生态学分析手段相结合,研究硝酸盐对河涌沉积物中有机污染物降解转化和微生物菌群结构特点的影响.结果表明,硝酸钙的投加可有效提高有机物的去除效果.沉积物TOC以及总有机物的去除率比未添加硝酸盐的对照组分别高出47.25%、29.55%.各类有机物的去除效果由高到低依次为含硅有机物、烷烃、多环芳烃、杂环、烯烃类、苯系物、极性物质、邻苯二甲酸酯类、醛酮和烷酸酯类物质.其中含硅有机物、持久性有机污染物多环芳烃、苯系物以及杂环物质的去除率比对照组分别高出46.73%、36.25%、23.19%、35.92%.细菌16S rDNA V3区PCR-DGGE图谱显示,硝酸盐添加前后沉积物中的微生物群落结构存在显著差异.其中10个主要条带中4条归属于变形细菌(Proteobacteria)的δ和γ两个亚群,2条归属于放线菌门(Actinobacteria),1条归属于梭菌纲(Clostridia),1条归属于绿弯菌门(Chloroflexi),1条归属于新发现的细菌门(Caldiserica),1条为未培养微生物.本研究结果将为利用硝酸盐促进厌氧沉积物的污染治理提供科学依据和理论指导.     

碳酸氢盐对沉积物中砷迁移转化的影响

该研究以砷污染湖泊阳宗海的沉积物及其上覆水为对象,考察了在有微生物存在与没有微生物存在2种情况下,提高上覆水中HCO₃^-离子浓度,沉积物-上覆水界面砷的迁移转化的规律及其影响机制。研究结果表明:上覆水中HCO₃^-离子的竞争吸附作用对沉积物中砷的溶出量只起到微弱的促进作用。铁砷(氢)氧化物的还原性溶解能在实验初期解吸释放出砷和铁,但铁与砷的浓度变化趋势并不同步,Fe的还原性溶解只是造成砷浓度升高的原因之一。而微生物的还原活动是砷解吸的主要影响因素,微生物活动增加了As(Ⅲ)在总砷中的占比,提高了砷的生物有效性,增加了造成二次砷污染的生态风险。     

微生物介导的高砷沉积物中砷释放来源性分析

江汉平原某些地区地下水已受到砷的严重污染,探讨高砷地下水的形成机制十分必要。采集江汉平原高砷区不同深度(20m、50m、100m、130m、160m和225m)的高砷沉积物样品,对其进行了地球化学成分特征分析,并通过实验室模拟试验对微生物介导的高砷沉积物中砷的溶解与转化以及来源进行了分析。地球化学分析表明:高砷沉积物中不可溶性砷和铁的平均含量分别为27.57mg/kg和21.06g/kg;实验室模拟试验表明:微生物群落可以明显促进高砷沉积物中不可溶性砷和铁的溶解与释放;砷顺序提取试验结果表明:沉积物中34.5%的不可溶性砷为无定形铁锰氧化物结合态砷;进一步的相关性分析表明:试验体系中可溶性砷的含量与沉积物中无定形铁锰氧化物结合态砷密切相关。这些结果表明:微生物可以促进高砷沉积物中不可溶性砷的溶解与释放,且释放的砷主要来自于沉积物中无定形铁锰氧化物的还原与溶解。     

土壤与沉积物中水溶性有机物释放动力学研究

模拟研究了沉积物与草甸沼泽土中水溶性天然有机物从固相向水相释放的动力学过程，探讨了流速、温度和ｐＨ条件对土壤物中水溶性有机物释放速度的影响。研究结果表明，上述过程可以用滞膜模型（单膜）加以描述，释放为典型的一级动力学过程，且草甸沼泽土中水溶性有机物的释放较沉积物快。     

水体砷污染微生物修复的研究进展

介绍了细菌、真菌以及菌藻共生体等相关微生物对水体砷污染的生物修复研究。对水体砷污染的微生物修复技术未来进一步的研究重点进行了简单的讨论。     

砷在昂曲沉积物中吸附解吸的影响因素研究

水环境条件的改变会影响沉积物对砷（As）的吸附解吸行为,进而影响砷在水环境中的迁移和转化.本实验以西藏昌都昂曲表层沉积物为研究对象,通过正交试验,考察pH、转速、溶解氧（DO）、Fe/Mn含量、沉积物/水比例、温度、粒径及As含量对沉积物吸附解吸As的影响.研究结果表明：①沉积物对砷的吸附量随着初始As含量、Fe/Mn含量和pH值的升高而增大,随着颗粒物浓度的升高而减小;不同粒径的沉积物对砷的吸附主要与沉积物中的有机质含量有关,粒径为63~250 μm的沉积物有机质含量最高（3.13 g·kg^-1）,平均吸附量最大（517.28 mg·kg^-1）.②不同粒径沉积物的解吸量与其砷含量和有机质含量有关,砷含量越高,有机质含量越少,砷的解吸量越大.砷的解吸量与转速和温度呈正相关,与pH、DO和颗粒物浓度呈负相关.③Langmuir模型对吸附等温线的拟合效果好于Freundlich模型,沉积物对砷的吸附存在明显的固体浓度效应.     

盐度对有机物在海底沉积物上吸附行为的影响

本文将海底沉积物中的碳酸盐、有机质、水合金属氧化物和粘土矿物四种组分，采用逐级分离法进行逐级分离。探讨了四氯苯、硝基苯等有机物在沉积物上的吸附机理，考察了盐度对它们吸附行为的影响，建立了相应的影响模式，并对其原因进行了分析。     

巢湖表层沉积物中砷的分布特征及其污染评价

以巢湖表层沉积物为研究对象,利用BCR法研究了该沉积物样品中不同形态砷的分布特征,并对该沉积物中砷的污染状态进行了评价。结果表明,巢湖表层沉积物中的总砷浓度高于沉积物的背景值(源自“安徽省江淮流域区域生态地球化学调查”项目9个湖泊663件沉积物样品统计结果),在空间上表现出东西高,中间低的分布特征,巢湖表层沉积物中的砷主要以残渣态为主,占总砷浓度的68.64%~79.24%,弱酸提取态、可还原态和可氧化态砷浓度分别为1.18~2.82,0.73~2.01和0.05~1.06 mg/kg,三种形态的砷浓度平均值所占比例为3.83:2.90:1,该沉积物中总砷浓度为西湖区高于东湖区,可氧化态砷则为东湖区高于西湖区。由于沉积物中砷浓度的高低与流域有机物和营养盐的污染负荷密切相关,因此该沉积物中的残渣态砷有向可还原态和弱酸提取态砷迁移转化的可能性。采用潜在生态风险指数法、地累积指数法和沉积物重金属质量基准法对巢湖表层沉积物中砷的污染状态进行评价,结果表明,巢湖表层沉积物中砷污染程度较轻,潜在风险很小,短期内对周边环境和生物不会造成很大的威胁。     

北运河沉积物中氮磷营养盐及荧光溶解性有机物的污染特征研究

以北运河为研究对象,选择干流12个点采集沉积物柱芯,分析上覆水及沉积物中的营养盐空间分布特征,采用单因子污染指数及综合污染指数法对沉积物营养盐污染进行评价;基于沉积物间隙水的三维荧光光谱,采用区域积分法(FRI)对荧光溶解性有机物(FDOM)进行分析,结合3种荧光特征指数进行FDOM溯源分析.结果表明,北运河沉积物上覆...     

运城盆地高砷区地下水-沉积物中砷的地球化学特征研究

山西运城盆地是干旱半干旱地区,是我国典型的高砷高氟地下水污染区。在对运城盆地七级镇高砷地下水分布区地下水和钻孔沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析了地下水中砷的物质来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程。结果表明:研究区沉积物的主要矿物成分为硅酸盐、碳酸盐矿物以及少量铁氧化物和黄铁矿等,沉积物中砷的赋存形态主要为碳酸盐结合态/吸附态和Fe-Mn氧化物结合态,是地下水中砷富集的主要物源;研究区地下水中有机物含量较低,微生物活动较弱,属于典型的氧化性弱碱性高砷地下水,在此环境中沉积物中微量黄铁矿的氧化性溶解成为地下水中砷的主要物源,此外由于碳酸盐和硅酸盐矿物的风化和水解作用使地下水中富集大量HCO~-_3,故地下水水化学类型多为HCO_3-Na型,而地下水的弱碱性环境和较高浓度的HCO~-_3会通过竞争性吸附导致沉积物中吸附态砷的溶解或解吸附,促进了地下水中砷的富集。     

共代谢对难降解有机物生物降解性能的影响

利用瓦呼仪测试法测试了呋喃等6种难降解有机物在单一基质和与苯酚共基质的条件下生物降解性能,研究共代谢对难降解有机物生物降解性能的影响。研究表明,共代谢对呋喃、喹啉、吲哚生物降解性能有明显提高,吡啶、联苯、三联苯在低浓度时,生物降解性能有所改善。     

河口沉积物对砷的吸附性能及影响因素

对比分析了砷在辽东湾营口河口外侧近海域沉积物和河口内侧河流段沉积物上的含量和吸附行为,并探讨了主要影响因素.结果表明,海域沉积物和河流段沉积物中As含量分别为7.5和4.0 mg/kg,相对于As的效应临界浓度TEL值7.2 mg/kg,海域沉积物中有一定的As污染.河口外侧近海域沉积物由于铁锰铝等金属和有机质含量较高...     

砷污染治理后阳宗海沉积物砷的分布与稳定性

阳宗海砷污染治理后,大量的砷随絮凝剂沉积到沉积物中。通过测定阳宗海沉积物及其上覆水中的总砷,用Tessier连续提取法分析了不同深度沉积物中砷的形态和稳定性,并用潜在生态风险指数法、地累积指数法评价了沉积物中砷的污染状况,旨在评估用絮凝剂治理湖泊砷污染是否存在二次污染的风险。研究表明,表层沉积物砷含量在湖底的水平分布不均匀,且随沉积物深度的增加而略有降低。沉积物中砷含量随着时间的推移而增加。地累积污染级别大部分为0级,潜在生态危害为Ⅰ级,沉积物砷污染程度相对较低,潜在生态危害风险小。各层沉积物中稳定性高的残渣态砷含量(14.12~18.38 mg/kg)及比例(93.47%~97.30%)均较高,因此,目前沉积物中砷稳定,不易溶出形成二次污染。     

氟代有机物的环境影响及其降解

氟代有机物应用日益广泛。其环境影响也逐渐引起人们的关注。本文综述了几类氟代有机物的环境影响和降解途径。氯氟烃破坏臭氧层，其替代物氢氯氟烃和氢氟烃却被认为可加重温室效应。两类物质分别在同温层和对流层氧化降解。不挥发性氟代有机物中全氟有机物难脱氟降解，但并非生物惰性。     

北京市凉水河表层沉积物中砷含量及其赋存形态

选择北京市典型的非常规水源补给城市河流(凉水河)为研究对象,采用王水水浴消解法和BCR三步提取法分析了表层沉积物中砷含量及其形态,并利用富集系数法、风险评估指数法和沉积物重金属质量基准法对表层沉积物中砷进行评价.结果表明,凉水河表层沉积物中总砷含量范围是2.18~22.5 mg·kg~(-1),均值为6.01 mg·kg~(-1),多数样点低于北京市土壤中砷的背景值;沉积物中砷主要以残渣态(B4态)存在,平均含量为3.93 mg·kg~(-1);沉积物中各形态砷所占的平均比例顺序为:残渣态(B4态)可还原态(B2态)可氧化态(B3态)弱酸可溶解态(B1态),其中生物有效态砷占总砷的平均比例为39.61%.富集系数法分析结果显示凉水河表层沉积物中砷基本未出现富集;风险评估指数法分析结果显示凉水河60%的采样点表层沉积物中砷含量呈中度风险,40%的采样点呈低风险;沉积物重金属质量基准法分析结果显示凉水河55%的采样点表层沉积物中砷含量低于阈值效应水平(TEL),40%的采样点处于可能效应水平(PEL)和阈值效应水平(TEL)之间.     

东寨港海水及沉积物中Hg和As形态分布研究

文章调查了东寨港红树林湿地近岸海水及潮间带表层沉积物汞(Hg)和砷(As)化学形态组成及分布。采用改进BCR逐级提取法分析沉积物中2种元素的化学形态。结果表明,海水中Hg和As主要以溶解态存在,夏季2种元素悬浮颗粒态的比例明显高于冬季,海水中ρ(Hg)明显超过国家一类海水水质标准,且夏季污染水平高于冬季。潮间带沉积物中w(Hg)为0.141~0.331 mg/kg,w(As)为10.226~27.020 mg/kg,采样点S6沉积物中w(Hg)和w(As)较其他采样点高,表现出受陆源输入影响;沉积物中Hg和As的化学形态组成存在差异,Hg主要以残渣态和酸可提取态存在,酸可提取态Hg的比例为21.0%~47.6%,存在一定的潜在环境风险。As主要以残渣态存在,环境风险相对较小。     

Anammox反应器的高效运行及有机物抑制效应

为实现Anammox反应器的稳定高效运行,进一步揭示COD对Anammox反应的抑制效应,以低活性的Anammox颗粒污泥为接种泥源,采用低负荷协同N2H4强化的方式启动反应器,随后逐步增加进水氮素浓度提高反应器的容积负荷,并研究不同时期Anammox反应体系的脱氮性能。通过向反应体系投加有机物,考察基质浓度和COD对反应体系的协同影响,并探讨COD对AAOB的抑制特性。结果表明:经15 d运行可实现AAOB活性的快速恢复,TN去除率提升至85%;运行150 d后污泥活性迅速提高,反应体系TN负荷增至1.002 kg/(m~3·d),TN去除率稳定在89%左右。低浓度的COD对Anammox反应的影响较小;当COD浓度由100 mg/L增加到150 mg/L时,AAOB活性受到一定抑制,Anammox反应的脱氮贡献比例下降至50%左右;当COD浓度增至200 mg/L时,AAOB活性受到显著抑制,此时Anammox反应的脱氮贡献比例仅为22%左右。AAOB具有较强的低基质亲和力,COD对Anammox反应的抑制效应依赖于基质浓度,体系中NO2--N和TN度增加都会加剧COD对Anammox反应的抑制效应,且COD对Anammox反应的抑制效应随COD浓度升高而愈发显著,抑制特性可用用非竞争性抑制模型较好地拟合。     

金矿区河流沉积物中砷形态及释放动力学

金矿的开采和冶炼过程会对矿区河流产生严重的重金属污染。对采集的山东省招远界河受酸性矿山废水污染河道的表层沉积样品,采用BCR连续提取法分析了砷的赋存形态;采用搅拌式直流反应器(stirred-flow reactor)进行模拟淋洗实验,研究了沉积物中砷的动力学释放过程。结果表明:沉积物存在严重的砷污染,总砷的含量在778~3 389 mg/kg之间。其中弱酸可提取态、可还原态、可氧化态和残渣态含量分别占2.6%~9.8%,18%~79%,2.4%~7.1%,8.7%~75%,赋存形态分布主要受铁锰氧化物含量、有机质含量和p H等地球化学性质控制。在0.01 mol/L的Ca(NO_3)_2溶液淋洗420 min后,4种沉积物中砷的总释放量在8.3~99.7 mg/kg之间,占总砷含量的0.9%~3.7%。砷释放的最高浓度为29.7~468μg/L,与总砷含量趋势一致。砷的淋出浓度随着淋洗时间的延长逐渐降低,淋洗过程前200 min砷浓度的降低比较明显。分别在90 min和270 min设置了2次间歇,过后淋出液中砷浓度明显升高。可以看出,砷的释放是一个受时间控制的动力学过程,释放速率取决于沉积物的表面性质和砷的赋存形态。