Simultaneous Concentration of Bovine Viruses and Agricultural Zoonotic Bacteria from Water Using Sodocalcic Glass Wool Filters

Infiltration and runoff from manured agricultural fields can result in livestock pathogens reaching groundwater and surface waters. Here, we measured the effectiveness of glass wool filters to simultaneously concentrate enteric viruses and bacteria of bovine origin from water. The recovery efficiencies were determined for bovine viral diarrhea virus types 1 and 2, bovine rotavirus group A, bovine coronavirus, poliovirus Sabin III, toxigenic Escherichia coli ,and Campylobacter jejuni seeded into water with three different turbidity levels (0.5, 215, and 447 NTU). Twenty liters of dechlorinated tap water (pH 7) were seeded with the test organisms, and then passed through a glass wool filter using a peristaltic pump (flow rate = 1 liter min^?1). Retained organisms were eluted from the filters by passing beef extract-glycine buffer (pH 9.5) in the direction opposite of sample flow. Recovered organisms were enumerated by qPCR except for C. jejuni, which was quantified by culture. Mean recovery efficiencies ranged from 55 to 33 % for the bacteria and 58 to 16 % for the viruses. Using bootstrapping techniques combined with Analysis of Variance, recovery efficiencies were found to differ among the pathogen types tested at the two lowest turbidity levels; however, for a given pathogen type turbidity did not affect recovery except for C. jejuni. Glass wool filtration is a cost-effective method for concentrating several waterborne pathogens of bovine origin simultaneously, although recovery may be low for some specific taxa such as bovine viral diarrhea virus 1.     

黑河重金属空间分布及与大型底栖动物的关系

为探究河流水体和表层沉积物重金属分布特征及其与大型底栖动物的响应关系,于2019年8月在黑河上、中游不同区域采集底栖动物、水体及表层沉积物样品,测定了8种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg、As)的含量,利用多元统计法分析了底栖动物、水体及表层沉积物重金属空间分布特征,并运用综合污染指数、潜在生态风险指数...     

Concentration and Recovery of Viruses from Water: A Comprehensive Review

Enteric viruses are a cause of waterborne disease worldwide, and low numbers in drinking water can present a significant risk of infection. Because the numbers are often quite low, large volumes (100–1,000 L) of water are usually processed. The VIRADEL method using microporous filters is most commonly used today for this purpose. Negatively charged filters require the addition of multivalent salts and acidification of the water sample to effect virus adsorption, which can make large-volume sampling difficult. Positively charged filters require no preconditioning of samples, and are able to concentrate viruses from water over a greater pH range than electronegative filters. The most widely used electropositive filter is the Virosorb 1MDS; however, the Environmental Protection Agency has added the positively charged NanoCeram filters to their proposed Method 1615. Ultrafilters concentrate viruses based on size exclusion rather than electrokinetics, but are impractical for field sampling or processing of turbid water. Elution (recovery) of viruses from filters following concentration is performed with organic (e.g., beef extract) or inorganic solutions (e.g., sodium polyphosphates). Eluates are then reconcentrated to decrease the sample volume to enhance detection methods (e.g., cell culture infectivity assays and molecular detection techniques). While the majority of available filters have demonstrated high virus retention efficiencies, the methods to elute and reconcentrate viruses have met with varying degrees of success due to the biological variability of viruses present in water.     

The oldest micropepline beetle from Cretaceous Burmese amber and its phylogenetic implications (Coleoptera: Staphylinidae)

The staphylinid subfamily Micropeplinae includes small strongly sclerotized beetles with truncate elytra leaving the most part of abdomen exposed. Fossil micropeplines are rare and confined to Cenozoic representatives of extant genera. Here, we describe the oldest micropepline, Protopeplus cretaceus gen. and sp. n., from the Upper Cretaceous Burmese amber. Fluorescence microscope and confocal laser scanning microscopy (CLSM) were both used to reveal diagnostic features of Micropeplinae and some primitive traits that place Protopeplus very basally within Micropeplinae.     

1993—2018年中国沿海海平面异常升高的时空格局特征及潜在社会经济风险估计

全球变暖诱发海平面上升是当前陆海作用领域的热点议题。应用卫星高度计观测海平面异常（SLA）数据,结合共享社会经济路径情景（SSP_S）,探讨我国沿海地区1993—2018年海平面异常升高的时空格局特征及潜在社会经济风险。结果显示：（1）过去26年间,我国沿海年均海平面和极端海平面均呈波动上升趋势,变化速率分别达到3.47±0.50 mm/a和4.74±1.39 mm/a。（2）空间上,我国四大海区上升速率由高到低排序为：东海>黄海>渤海>南海;省域尺度上,苏、闽、浙的海平面增速较大,而粤、沪、台的海平面上升速率较慢。（3）MK检验和Sen趋势分析显示,整个海区的年均海平面全部呈显著增加趋势,其中84.16%的区域处于增速中等偏慢水平,2.32%的区域增速快;而极端海平面中显著增加区域占76%,其中59.65%的区域增速慢,2.31%的区域增速快;无显著减少区域。（4）空间波动性上,我国历年海平面变化整体处于较低的波动水平;其中,较低波动区占61.31%,而高波动与较高波动区仅占到3.17%。（5）到2100年,我国海平面上升高度将达到71.71±19.01 cm;在三种共享社会经济发展路径下（SSP₁、SSP₂和SSP₃）,我国沿海地区潜在经济损失将达10万~21万亿元人民币（2005年可比价）,受影响人口数达350万~550万人;其中,广东省水淹面积最大（占到省份陆域总面积的0.7%）,经济和人口风险也最高。因此,减缓和应对海平面上升风险,是21世纪我国沿海地区保持经济社会、资源环境可持续发展的重要命题。     

哈尔滨市臭氧时空分布特征及气象要素的关系

利用2015~2018年哈尔滨市臭氧（O₃）监测数据，与其他典型城市进行对比，详细分析了哈尔滨市O₃的时间和空间分布特征，及其与气象要素的关系。结果表明：哈尔滨市2015~2018年O₃污染程度比北上广及长春，沈阳，大连等城市轻；哈尔滨市O₃污染具有明显的季节特征，春夏季O₃超标率大于秋冬季；月变化趋势呈现倒“U”型，O₃高值集中在5~7月；日变化为单峰分布，在13：00~15：00时浓度维持在全天高值； O₃浓度表现为“周末效应”，工作日O₃浓度略高于周末；空间分布特征表明：哈尔滨市外围郊区O₃浓度普遍高于内围市区；在O₃污染高发的5~7月，太阳辐射强度在800~1200W/m²、气温越高、风速越大和相对湿度越小，O₃超标率越高。     

天津地区土壤中DDT的残留分布研究

采集了覆盖整个天津地区的188个土壤表层样品,并分析了样品中p,p′-DDE, p,p′-DDD, p,p′-DDT, o,p′-DDE, o,p′-DDD 和 o,p′-DDT等6种DDT代谢产物.结果表明p,p′-DDT 和 p,p′-DDE是表土中的主要污染物,其平均残留量分别为27 5和 18 8 ng@g -1.不同类型土壤∑DDT差异不显著.污灌区与非污灌区内的样品中 DDT及其代谢产物的差异不显著,但1970-1980年DDT施用量较高的地区如今土壤中的残留量均较高.土壤理化性质如pH以及TOC对DDTs的残留量有较显著的影响.禁用20年以来,DDT的总体残留量水平仍较高,是否依然有间或使用,有待探讨.     

良渚聚落时空分布特征及其与环境变化的关系

良渚聚落是长江下游早期人类活动最重要的场所之一,是中华文明的重要源头。目前已广泛运用考古手段探索良渚聚落的人地关系,但大尺度分析聚落整体分布特征还相对薄弱。基于良渚聚落的相关资料,运用GIS空间分析技术,对聚落数据进行核密度、标准差椭圆、泰森多边形分析,揭示良渚聚落空间演变特征。结果表明：（1）良渚聚落一到四期总体呈现“南密北疏”的分布格局;由核密度可知其由多模式变为单核心模式;由标准差椭圆可知良渚聚落重心逐步向北迁移,同时椭圆形状在第四期发生重大变化;由泰森多边形可知聚落规模呈现一、二期最高等级领地数量相同,南北齐头并进发展,三、四期北部最高等级领地比南部多,出现群星环绕的局面。（2）良渚聚落的减少或增加与气候密切相关,同时气候变化带来的自然灾害如洪涝等进一步影响聚落的发展,而自然灾害的进一步加剧,有可能导致聚落群间的战争等一系列社会经济变化,最终导致良渚聚落逐渐衰落直至灭亡。     

太湖附泥藻类生物量空间分布及其与环境营养盐的关系

为了揭示富营养化浅水湖泊附泥藻类空间分布及其与环境营养盐之间的关系,于2015年6月9—15日对太湖进行高密度布点采样,研究了太湖表层沉积物上附泥藻类生物量及表层沉积物和水柱中氮、磷等营养盐含量的空间分布特征及其相互关系.结果表明,太湖附泥藻类生物量(以叶绿素a表征)空间异质性明显,最小值为0.07μg·g-1,最大值为1.66μg·g-1,平均值为0.34μg·g-1.附泥藻类生物量在太湖西北部及东太湖较高,其次是贡湖湾、梅梁湾及东部沿岸,在西南部湖区较低;太湖水体中氮、磷等元素含量也存在明显的空间变化,水体中氮、磷含量在竺山湾、梅粱湾及太湖西部明显高于其它湖区;太湖表层沉积物中总有机碳(TOC)、氮、磷等元素含量空间异质性显著,表层沉积物中总磷及各种形态磷含量的空间分布特征与水体中总氮、总磷分布特征类似,表层沉积物总氮及TOC的含量在太湖西北部(包括竺山湾)、梅梁湾、东部湖区(包括东太湖、胥口湾)较高,在西南部湖心区较低;太湖附泥藻类生物量与水体氮、磷含量、沉积物氮、磷及不同形态磷(Ca-P除外)含量均呈显著正相关关系(r≥0.18,p0.05).由此可见,太湖附泥藻类生物量的空间异质性既受水体氮、磷浓度的影响,也受沉积物氮、磷等营养水平的制约.本研究结果可为进一步研究附泥藻类在太湖生态系统中功能,以及深入探求太湖富营养化治理途径提供一定的理论依据.     

海河天津段微囊藻及其毒素的空间分布及与水环境因子的关系

采取荧光定量PCR技术及ELISA酶联免疫吸附法,以mcyD基因和PC-IGS基因为靶基因对夏季蓝藻暴发期间海河天津市区段的产毒微囊藻种群丰度和毒素含量进行了研究.结果表明：夏季海河天津市区段微囊藻种群丰度具有明显差异性：产毒微囊藻种群丰度为1.16×10⁴~2.48×10⁷copies/mL占总微囊藻种群的4.25%~28.59%.藻毒素含量最高点为8号采样点天津站,每升水体中藻细胞共含毒素195.51μg,除去藻细胞水中毒素浓度为0.97μg/L.总的来说,海河天津市区段微囊藻总基因拷贝数较高,产毒微囊藻丰度在不同采样点间差异较大,影响水体中微囊藻丰度的最主要环境因素是pH值.海河水体中毒素含量没有超过安全阈值,但是单位体积水体中藻细胞内毒素含量很高,具有较高的毒素释放潜力,可能对下游河口生态系统造成潜在威胁.     

2000~2020年京津冀BVOCs排放量估算及时空分布特征

为研究京津冀地区天然源挥发性有机化合物(BVOCs)近20a排放量及时空分布特征,本文基于卫星遥感解译获得的2000年、2005年、2010年、2015年、2020年共5期中国土地利用数据,计算获得了京津冀地区各市县BVOCs排放量及排放组成,同时对京津冀地区近20a的BVOCs排放的时空分布进行了特征分析.结果表明,近20a京津冀地区BVOCs平均排放总量为76.40万t/a,其中河北省、北京市、天津市的平均排放总量分别为59.11万t/a,15.29万t/a,2.00万t/a;按照排放组成分析,ISOP平均排放总量为16.80万t/a,占总排放量的21.99%,TMT平均排放总量为29.62万t/a,占总排放量的38.77%,OVOCs平均排放总量为29.97万t/a,占总排放量的39.23%.根据排放时间特征分析,京津冀地区冬季BVOCs排放量最低、夏季BVOCs排放量最高.BVOCs排放的空间分布与土地利用类型和植被分布密切相关,不同土地利用类型的BVOCs排放贡献具有显著差异,近20a京津冀地区林地、耕地、草地的BVOCs平均排放量分别为60.33万t/a,12.78万t/a,2.31万t/a,分别占总排放量的78.90%,16.79%,3.04%.京津冀地区BVOCs空间排放分布差异比较明显,北部、东北部的整体排放量明显高于南部、东南部.本研究可为BVOCs的计算提供研究思路,同时可为京津冀地区空气污染治理提供有关基础数据.     

滇池草海沉积物磷形态、空间分布特征及影响因素

研究滇池草海沉积物中磷的分布特征、影响因素对研究草海水体富营养化具有重要的意义.研究表明:草海中各形态磷含量和空间分布特征呈现明显差异, O-P、Ca-P、Al-P、Fe-P平均含量分别为804.08、768.35、167.29、63.01mg/kg.沉积物磷形态平均含量O-P>Ca-P>Al-P>Fe-P.沉积物总磷及各形态磷在空间上存在差异, 滇池草海西南部、北部和东部区域中全P、O-P、Ca-P、Al-P、Fe-P各形态磷都属于高含量区域.沉积物理化性质与上覆水性质是影响沉积物中磷形态的重要因素.其中沉积物全磷与O-P(R2=0.741*)、Ca-P(R2=0.678*)呈现显著性正相关关系;pH值与Al-P(R2=0.714*)、Fe-P(R2=0.664*)呈现显著负相关关系;沉积物有机质与O-P呈显著正相关性(R2=0.758*).沉积物上覆水DO与Fe-P呈显著负相关(R2=0.750*),上覆水中叶绿素a和Al-P存在显著正相关关系(R2=0.601*).表明沉积物磷形态释放与沉积物中有机质、pH值有关;同时上覆水中溶解氧制约沉积物Fe-P释放,叶绿素a含量促进沉积物Al-P的释放.     

污染土壤中菲降解菌的分离鉴定及其降解能力

利用水-硅油双相系统富集培养和平板升华方法,从被多环芳烃(PAHs)污染的表层土壤中筛选分离得到10株能利用菲为唯一碳源和能源生长的菌株. 这10株菌在无机盐培养基中10 d内对初始质量浓度为50 mg/L的菲的去除率为27.6%～55.3%,其中一些菌株混合可提高或降低菲的去除率;通过形态观察、生理生化指标测定及分子生物学分析(16S rDNA)等方法对其中3株具有较高降解能力的菌株(分别定名为PE0402-5,PE0902-1和PE1501-1)进行鉴定. 这3株菌的16S rDNA序列分别与Gordonia,Mycobacterium以及Azospirillum 3个属的相似性达100%,99%和99%. 结合分离菌株的形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列的分析结果,初步鉴定菌株PE0402-5为戈登氏菌(Gordonia sp.),PE0902-1为分枝杆菌(Mycobacterium sp.),PE1501-1为固氮螺菌(Azospirillum sp.).      

皖江经济带土壤Cd空间分布特征与生态风险评价

选取2.5 km×2.5 km网格布点法,在皖江经济带A、B、C三地分别采集土壤样品35个、34个、106个,利用ICP-AES分析测定Cd含量特征,运用单项污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对三地土壤Cd污染状况进行生态风险评价。结果表明：（1）A、B、C三地土壤的Cd含量的算术平均值分别为0.40 mg?kg ^-1、0.66 mg?kg ^-1、0.84 mg?kg ^-1,均高于江淮流域Cd含量土壤背景值;（2）三地土壤pH在5.06~7.58之间,整体上处于酸性和弱碱性之间,pH小于7.0的样品167个,占比95.43%;（3）研究区三个地块土壤Cd污染特征存在明显的空间分异,低污染区在空间上呈带状分布,高污染区在空间上呈岛状分布,污染区分布面积C地>B地>A地。（4）三地土壤环境均受重金属Cd污染的影响,存在生态安全风险,风险大小为C地>B地>A地,风险程度均为潜在生态风险高于地累积生态风险高于单项污染生态风险。本区域土壤农业安全利用需要加以重视并进行分类管控。     

东苕溪蓝藻时空分布及其与环境因子关系研究

研究了东苕溪(太湖主要入湖河流)秋季和春季浮游植物的空间分布格局,监测了东苕溪18个采样点的浮游植物叶绿素a含量、细胞密度及种类组成等指标,分析了影响蓝藻时空分布差异的环境因子.结果表明:调查期间,共观察到浮游植物8门60属132种,其中,蓝藻门9属14种,蓝藻细胞密度占浮游植物细胞密度的平均比例为60.3%,蓝藻细胞密度自东苕溪下游至上游呈减小趋势,最高值出现在东苕溪下游距南太湖湖口3km以内.在秋季,东苕溪下游以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为优势种,春季为水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae);丝状蓝藻(小席藻)是上游的优势代表种.东苕溪下游蓝藻的绝对优势与特殊的水动力条件、高浓度的营养盐有关.相关性分析表明,蓝藻细胞密度与水深(p<0.01)、总氮(p<0.01)和溶解性总碳(p<0.05)呈显著正相关.     

一株源于污泥浓缩池厌氧除磷菌的分离、鉴定及特性研究

采用浓缩池污泥为细菌分离的种泥,利用传统和现代微生物的分离、鉴定相结合手段,分离出一株源于污泥浓缩池的厌氧除磷功能菌(NA菌),从细菌形态、生理生化和16S rDNA三方面确定了所得细菌的分类地位,利用静态厌氧反应对其进行厌氧除磷特性初探. 结果表明:可将NA菌鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),该菌株同时具有反硝化和厌氧除磷产生磷化氢(PH₃)的双重功能. 随着培养时间的不断增加,NA菌总数,TP去除率和PH₃生成量分别由第7天的1.2×103 mL-1,7.66%和0.124 mg/L上升至第21天的1.7×104 mL-1,11.50%和0.465 mg/L,PH₃生成量与TP去除率,NA菌总数之间表现为同步一致的正相关关系,但由于未进行驯化,NA菌的厌氧除磷产生PH₃的能力较弱.      

综合福利视角下中国生态文明建设绩效评价及国际比较

基于强可持续研究范式,以生态经济学和可持续发展理论为基础,运用两阶段网络Super-EBM模型进行绩效测算和评价,打开生态福利转化过程的“黑箱”,基于综合福利视角将生态文明建设绩效进一步分解为生态经济效率和经济福利效率,实证研究部分选取2006-2015年的时间序列数据对中国“十一五”和“十二五”期间的生态文明建设绩效水平进行纵向分析,与此同时,选取42个国家2014年的截面数据进行横向的国际对比研究。研究表明：（1）“十一五”到“十二五”期间,中国生态文明建设绩效（0.986）整体水平一般,均未实现DEA有效,但“十二五”期间已呈现出逐年改善的利好趋势。国际比较层面,瑞士（1.647）、印度尼西亚（1.365）、爱尔兰（1.039）依次排名前三位,中国（0.297）排名相对靠后,位列倒数第二。各国之间差异较大,总体上呈现出“OECD国家（0.677）最高、G20国家（0.611）次之、金砖国家（0.417）最低”的态势。（2）从分阶段效率来看,无论是纵向分析还是横向对比,均发现第一阶段的生态经济效率明显低于第二阶段的经济福利效率,生态经济效率偏低是导致生态文明建设绩效总体水平偏低的主要原因。（3）与传统的单阶段、径向或非径向DEA模型相比,两阶段网络Super-EBM模型综合考虑了径向和松弛变量问题,测算出来的效率值更为精确,能够更为客观地反映现实。同时,对于其他领域涉及两阶段或多阶段生产系统的效率或绩效评估具有较好的借鉴价值。最后,根据上述结论提出相应的政策建议。     

1960~2012年长江三角洲地区雾日与霾日的气候特征及其影响因素

利用1960~2012年长江三角洲地区气象观测资料,对长江三角洲区域雾和霾的时空分布及其影响因素进行了分析.结果表明:长江三角洲地区雾、霾分布不均匀,雾日大值区主要分布在江苏省盐城中部沿海地区、安徽省黄山地区、浙江东部沿海地区,霾日大值区主要分布在以南京、杭州、合肥、衢州为中心的周边城市.时间变化上,城市化水平高的大城市年雾日数在20世纪80年代之前呈增加趋势,之后呈减少趋势;城市化水平低的小城市年雾日数也呈先升后降的趋势,但下降时间滞后于大城市.大城市雾日月平均分布冬季最多,春秋季次之,夏季最少,小城市雾日月平均分布呈双峰型特征,即春季和冬季较多.大城市和小城市年平均霾日数一直呈增加趋势且20世纪90年代之后差距变大.区域气候变化和城市化导致的温度上升,空气污染加剧导致的气溶胶增加,是造成长江三角洲雾日、霾日不同变化特征的原因,但它们之间的相互作用效应复杂,值得深入研究.     

鄱阳湖沉积物氨基酸分布特征及其对江湖关系变化的响应

选取不同水情下鄱阳湖表层沉积物,研究由于江湖关系变化导致的水位变化对鄱阳湖沉积物氨基酸含量、分布与组成的影响.结果表明:1鄱阳湖表层沉积物氨基酸含量在5.40~18.2μmol·g-1间波动,高值区域集中在"五河"入湖尾闾区和鄱阳湖入长江的湖口水域;2鄱阳湖北部湖区、"五河"入湖尾闾区、湖心区沉积物氨基酸组成相似,各氨基酸含量大小排列次序为:天冬氨酸谷氨酸丙氨酸丝氨酸赖氨酸精氨酸甘氨酸甲硫氨酸酪氨酸异亮氨酸亮氨酸苯丙氨酸苏氨酸缬氨酸组氨酸;3由于江湖关系变化导致的鄱阳湖枯水期提前和枯水位持续下降引起的沉积物出露时间延长和出露面积增加,致使不同高程沉积物氨基酸含量差异明显,3个湖区沉积物氨基酸含量均表现为枯水期丰水期;3个湖区不同高程沉积物氨基酸含量差异明显,其含量变化趋势为12~13 m高程沉积物11~12 m高程沉积物10~11 m高程沉积物,即高程越高,氨基酸含量越高;4出露时间延长引起沉积物氨基酸含量增加,其中增加最大的为酸性氨基酸.来年进入丰水期,大规模覆水可引起沉积物氨基酸等内源氮释放量增加,将对鄱阳湖水质产生一定影响,即在一定程度上可能会增加鄱阳湖富营养化风险.     

南四湖及主要入湖河流河口区表层沉积物磷的形态与分布特征研究

利用化学连续提取法对南四湖湖区及主要入湖河流河口区的表层沉积物样品中的磷的化学形态进行了提取.分析结果表明:南阳湖、独山湖和位于湖西的入湖河流沉积物中总磷含量较高,变化范围为571.67～1113.55mg·kg-1;不同形态磷的含量差异较大,排序为:钙磷(Ca-P)>有机磷(OP)>弱吸附态磷(Ads-P)>铁磷(Fe-P)>铝磷(Al-P);TP与Ca-P、Ads-P、OP之间存在正相关关系,相关系数r分别为0.85(p<0.01)、0.85(p<0.01)和0.63(p<0.01);Ads-P与Ca-P、Ads-P与OP之间也存在正相关关系,r分别为0.74(p<0.01)和0.60(p<0.05);Fe-P与Ca-P之间存在负相关关系(r=-0.62,p<0.05);BAP只与OP之间显著正相关(r=0.82,p<0.01),由OP可以粗略地估算出沉积物中潜在的可释放磷,即有效的内源磷负荷;南四湖沉积物中有机磷的含量很大程度上取决于有机质含量的多少.