黑碳对沉积物中疏水性有机污染物的锁定作用与微生物降解的影响研究进展

黑碳是含碳物质不充分燃烧而产生的一种高度芳香化结构无定型碳质,是沉积物有机质中重要的组成部分.黑碳通过表面吸附或微孔束缚作用将疏水性有机污染物(HOCs)锁定在沉积物中,其超强的吸附性能导致对HOCs的解吸量减少、解吸速率减慢,进而在短期内降低其生物有效性和短期生物毒性,大量学者开展了较低HOCs浓度下短期降解实验,得出了黑碳抑制HOCs降解的结论.但长期来看,黑碳一方面会通过抑制生物有效性削弱微生物降解等HOCs的自然衰减速率,另一方面也会通过促进微生物生长提高降解率.因此推测,黑碳对HOCs微生物降解的影响可能与HOCs的类型与浓度相关,在较高HOCs浓度下,黑碳可能会通过降低急性毒性,促进微生物生长和生物膜形成来加速HOCs的降解.本文综述了黑碳对HOCs吸附/解吸和微生物降解的研究进展,从黑碳对HOCs的吸附机理和吸附模型,对解吸动力学、微生物生长以及生物有效性影响等方面进行讨论,指出了黑碳对环境中HOCs迁移转化与归趋的影响,并对黑碳的应用前景及研究趋势进行了展望.     

菲在不同地质吸附剂上吸附/解吸的研究

研究了菲在不同土壤和沉积物等天然地质吸附剂上的吸附/解吸行为.结果表明,菲在四种天然地质吸附剂上的吸附和解吸都能较快达到稳态.菲的吸附符合线性吸附等温线,说明菲的吸附是分配作用占主导,吸附系数Kd在24.1-187.5 L·kg-1之间.连续解吸实验表明,菲在天然地质吸附剂上的解吸存在不同程度的滞后现象,吸附剂的有机碳含量和菲的加入浓度是影响菲解吸率和滞后程度的重要因素.当菲加入浓度分别为1mg·1-1和2mg·1-1时,在有机碳含量为2.82%的榆林县土壤上的解吸滞后系数为1.61和0.67;而2mg·1-1的菲在有机碳含量为0.69%的泰达河岸土上的滞后系数为-0.06,吸附几乎完全可逆.     

微生物对土壤和沉积物吸附多环芳烃动力学的影响

以枯草芽孢杆菌为接种微生物,研究微生物对沉积物和湿地土壤吸附菲和苯并[a]芘(BaP)吸附动力学的影响.结果表明:枯草芽孢杆菌对菲与BaP都可进行生物降解,对菲的利用率明显要大于BaP;接种微生物的土壤与沉积物对菲和BaP的吸附动力曲线与仅有微生物吸附的结果相近似,表明多环芳烃的降低主要是由于微生物的利用造成的;接种微生物后沉积物与土壤对菲的吸附量明显增大,而对BaP的吸附却降低.     

南京城市绿地土壤对菲的吸附特征

采用批量平衡试验方法,以多环芳烃(PAHs)——菲为代表物,研究了南京市典型区域绿地土壤对多环芳烃类有机物菲的吸附行为,为深入了解PAHs在城市绿地土壤中的环境行为提供参考依据。结果表明,菲在不同区域土壤中的吸附等温线均可以用Freundlich方程进行拟合,且各等温线都具有一定程度的非线性特征,其中,鼓楼公园(GL)和新庄广场(XZ)土壤的指数N值均小于1。钟山风景区(ZS)和下蜀林场(XS)土壤的指数N值均大于1。土壤中菲吸附等温线的线性拟合方程和Freundlich拟合方程中R~2均大于0.960,达到极显著水平(P0.01),吸附系数分别为GL 0.494 2 mg?kg~(-1)、XZ 0.416 5mg?kg~(-1)、ZS 0.102 9 mg?kg~(-1)和XS 0.282 4 mg?kg~(-1);不同功能区城市绿地表层土壤有机碳(OC)含量表现为:XZ(16.52g?kg~(-1))GL(15.97 g?kg~(-1))XS(12.7 g?kg~(-1))ZS(6.95 g?kg~(-1));对菲的吸附能力表现为:XZ(0.720)GL(0.653)XS(0.238)ZS(0.109)。土壤有机碳含量、黑碳含量、粘粒含量等都与吸附系数Kd呈显著相关关系。黑碳和有机碳含量是影响菲在城市绿地土壤中的吸附行为的主要因素。     

表面活性剂及DOM对土壤中菲、芘解吸行为的影响因子初探

采用室内序批试验研究了土—水体系中非离子型表面活性剂(Tween80)和水溶性有机物(DOM)的投加次序、试验平衡时间及离子强度等环境因素对表面活性剂Tween80及DOM对污染土壤中菲、芘解吸行为的联合效应。结果表明,表面活性剂Tween80和DOM都可促进菲、芘的解吸,当两者同时加入体系时,菲、芘的解吸率是对照的2.55～3.12倍(菲)和7.61～9.61倍(芘),两者之间存在协同效应;与两者同时加入相比,振荡12h后加入Tween80,菲、芘的解吸率增加了1.81～3.3%(菲)和7.55～9.51%(芘),而振荡12h后加入DOM,菲、芘的解吸率基本无变化;试验还证实,随着离子强度的增加,体系中菲、芘解吸率呈下降趋势,但不同处理间无明显的差异性。     

土壤和沉积物中疏水性有机污染物的锁定及其环境效应

大量研究表明,吸附到土壤和沉积物中的疏水性有机物只有部分能够较容易地解吸出来,而残留的部分很难解吸.这种现象常被称为"解吸滞后","不可逆吸附",或者"锁定".锁定会导致受污染土壤和沉积物修复效率的降低;但与此同时,锁定也会降低受污染土壤和沉积物的环境风险.本文综述了土壤和沉积物中疏水性有机污染物锁定的典型热力学和动力...     

利用三油酸甘油酯-醋酸纤维素复合膜评价土壤中多环芳烃的生物可利用性

将一种新型被动式采样器——三油酸甘油酯-醋酸纤维素复合膜(TECAMs)暴露于10种人工老化土壤中富集萘、菲、芘和苯并[a]芘4种多环芳烃(PAHs),并与土壤模型动物——赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)进行比较以研究该采样器用于评价土壤中多环芳烃生物可利用性的可能性.研究结果表明,TECAMs能有效富集土壤中萘、菲、芘和苯并[a]芘,并在48h内基本达到平衡,远快于赤子爱胜蚓的21d平衡时间.TECAMs内PAHs含量与土壤溶解有机碳(DOC)含量呈正相关(p<0.05),而与土壤中总有机质(TOM)含量呈负相关(p<0.05),土壤pH对TECAMs富集PAHs的影响不显著(p<0.05).TECAMs内PAHs含量与土壤中PAHs含量、赤子爱胜蚓体内PAHs含量均呈显著线性正相关(p<0.05,p<0.01).研究结果表明TECAMs有可能应用于评价土壤中PAHs的生物可利用性.     

疏水性有机污染物在草甸土中的吸附和解吸行为

研究5种有机污染物在草甸土中的吸附和解吸行为.结果表明,污染物在土壤中的吸附主要受疏水性作用的影响,吸附数据基本符合传统的线性模型.解吸行为则表现出明显的滞后现象,解吸实验结果与"双元平衡解吸(DED)模型"的预测值相吻合.DED模型能够更加准确地定量描述疏水性有机污染物的解吸行为.     

土壤和沉积物中非水解有机碳对菲的吸附

采用改进的酸水解方法对土壤和沉积物中的有机质组分进行了分离和提取,用固体13C核磁共振（13CNMR）表征了非水解有机碳（NHC）,同时研究了不同有机质组分对菲的吸附行为,结果表明,菲的吸附等温线都呈现出明显的非线性,能很好地拟合Freundlich方程;而且NHC和碳黑（BC）比其原始和去矿样品的吸附容量都有明显提高.这些结果揭示了NHC和BC主要控制着菲在土壤和沉积物中的吸附行为.沉积物及其NHC对菲的吸附容量要高于土壤及其NHC,这与土壤和沉积物中有机质的不同来源有关.     

离子强度对土壤与沉积物吸附多环芳烃的影响研究

以黄河三角洲表层沉积物与湿地土壤为对象,研究了离子强度对菲、苯并[a]芘在土壤和沉积物上吸附行为的影响。结果表明:不同Ca2 离子强度下,土壤与沉积物对菲、苯并[a]芘的吸附速率均较快,48h吸附能够达到平衡,Ca2 离子强度对土壤和沉积物影响程度不同;土壤和沉积物的吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程,可决系数R2在0.98以上,菲的KD值在24~130mL·g-1之间,苯并[a]芘的KD值在3517~5081mL·g-1;随着体系离子强度的增大,土壤与沉积物对PAHs的吸附能力均降低,而且两者之间的吸附量差距明显降低,表明离子强度对土壤影响程度明显大于沉积物。     

苯硫基,苯亚砜基和苯砜基乙酸酯的水解作用及邻基参与效应

本文在不同的pH和温度条件下测定了一批苯硫基,苯亚砜基和苯砜基乙酸酯的水解数据。获得了lgk对pH和温度的二元回归方程,发现了苯硫基乙酸酯水解中的邻基参与效应,并得出了邻基加速因子A与pH的关系。     

亚硝酸细菌amoA基因的克隆、测序与表达

采用PCR技术对亚硝酸细菌的特异性amoA基因进行克隆、测序 ,以确定其准确性 ;然后采用基因重组技术构建亚硝酸细菌的基因工程菌 ,并进行鉴定与功能初步评价 .结果表明 ,克隆得到的 4种亚硝酸细菌的amoA基因 ,与标准菌株Nitrosomonassp.GH2 2的amoA基因同源性达到 98%～ 99% ;构建了一种含有特异性amoA基因的大肠杆菌基因工程菌株 ,并采用直接比色法对重组细菌的氨氧化活性进行测定 ,发现基因工程菌的氧化氨氮速率明显高于分离的野生菌株 .研究表明 ,利用基因重组技术对亚硝酸细菌等自养菌进行改造 ,构建高效基因工程菌在水污染治理领域具有可行性 .图 6表 1参 12     

江西省兴国县土壤全氮和有机质的空间变异及其分布格局

在地理信息系统和地统计学的支持下，以变异函数为工具，初步分析了江西省兴国县土壤全氮和有机质的空间变异特征，并应用克立格法进行最优无偏线性插值，得出全氮和有机质含量的分布格局．结果表明：全氮的变异函数曲线的理论模型符合球状模型，有机质为指数模型；两种养分的空间自相关程度均属中等的空间自相关；全氮和有机质空间变异的尺度范围不同，分别为5．41km和9．36km．它们的空间变异主要是由结构性因素引起的；全氮和有机质含量的分布格局基本一致，具有北部高、中部和南部低的分布特征．图3表2参16     

粘土,硅藻土,聚乙烯瓶和玻璃瓶对碘的吸附行为

本文以Na~(125)I为示踪剂,在模拟地下水介质条件下研究了粘土和硅藻土对长寿命裂变产物~(129)I(T_(1/2)=1.57×10~7a)的吸附规律。实验发现,在pH6—7的地下水介质中,粘土和硅藻土对I~-的吸附服从Freundlich等温吸附经验公式,但吸附百分率较小(≤5％)。 对无载体~(125)I在实验用聚乙烯瓶和玻璃瓶上的吸附研究表明,碘的氧化态(I_3~-或IO_3~((?))要比I~-更易被吸附。     

反式ABA二醇的立体化学及其生物活性

对灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea TB-3-H8)的发酵液进行梯度提取和柱层析分离,得到两种无色晶体,经波谱方法鉴定为ABA和反式ABA二醇;并经NOESY实验研究了反式ABA二醇的优势立体化学.生物抑制活性实验结果表明,反式ABA二醇的半抑制浓度与ABA十分接近,两者均能够高效地抑制水稻种子胚芽的萌发生长.图3表1参14     

Ag—Mn,Ag—Co和Ag—Ce复合氧化物上CO,丙酮和吡啶的催化燃烧

本文考察了Ａｎ－Ｍｎ，Ａｇ－Ｃｏ和Ａｇ－Ｃｅ复合氧化物上ＣＯ，丙酮和吡啶的催化氧化性能，结果表明，双组分Ａｇ－Ｍｎ／Ａｌ２Ｏ３和Ａｇ－Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的氧化活性均高于单组分Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３．在Ａｇ－Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上，ＣＯ氧化反应的速率言程可用ｒ＝ｋＰｏ２＾ｍＰＣＯ来表示，随着催化剂中氧化铈含量的增加，对氧的反应级数明显下降。     

太湖反硝化、硝化、亚硝化及氨化细菌分布及其作用

用最大可能数（ＭＰＮ：Ｍｏｓｔ－Ｐｒｏｂａｂｌｅ－Ｎｕｍｂｅｒ）法,测定了太湖五里湖敞水区及各种生态类型水生高等植物群落内的反硝化,硝化,亚硝化和氮化细菌的分布,并分析探讨了它们的作用。     

内蒙阿拉善地区植物与土壤元素背景值特征及其相互关系

内蒙阿拉善地区植物、土壤的元素背景特征及其相互关系的研究结果表明：５３种植物的９种元素（Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ）背景含量有很大差异．不同生活型植物背景值也各异，总的规律为：Ｍｎ＞Ｚｎ＞Ｖ＞Ｃｕ＞Ｎｉ＞Ｃｒ＞Ｐｂ＞Ｃｏ＞Ｃｄ；同种植物的元素含量在不同群落中有明显差别，但都在同一个数量级．土壤９种元素的背景含量均以Ｍｎ含量最高，其次为Ｚｎ和Ｖ，Ｃｄ的含量最低；不同上类各剖面各种元素的垂直分布规律为底层或表层的元素含量高于中间各层．土壤元素背景值都高于植物背景值，前者一般为后者的２～２０倍．植物对元素的吸收系数以Ｃｄ最大，Ｃｒ最小．土壤元素含量与有机质含量的相关性因土类不同而异：沙土的有机质含量最低，只有Ｚｎ含量与有机质相关性显著；而盐土的有机质含量最高，有Ｃｏ、Ｃｄ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ６种元素含量与之显著相关．     

铅在植物-环境体系中的吸收、分布和迁移规律的稳定同位素示踪法研究

以低浓度的稳定铅同位素为示踪剂,采用电感耦合等离子质谱法,通过盆栽实验,考察了在不同的pH值环境和不同铅源引入方式下,茶树植株对铅的吸收情况以及铅在植株体内的分布及迁移规律.结果表明:茶树植株对大气铅源污染的反应比土壤铅源污染灵敏;大气铅源污染有往顶端(芽)迁移的趋势,而土壤铅源污染则主要聚集在根部;低pH条件增强植株对铅的吸收且能促使植株体内的铅的往高处迁移.本实验方法危害小,更接近植株承受低浓度污染的实际情况,能区分实验引入铅源和环境引入铅源.     

量子点的合成、毒理学及其应用

作为荧光标记物,与传统的有机荧光材料相比,量子点具有更强的发射光强度和稳定性,并且量子点发射光的波峰位置仅受量子点半径大小的影响,因而在生物医学领域有着极大的应用前景.水溶性量子点作为一种生物亲和性材料,能够和各种生物大分子共轭连接,弥补了传统有机荧光材料稳定性差和激发光范围狭窄的不足.本文主要讨论了Ⅱ-Ⅵ族量子点的合成、毒性及其在生物医学领域的应用