城市内河沉积物中反硝化作用的研究进展

沉积物是水环境的重要组成部分,它作为污染物的"汇"与"源",在外源污染有效控制后,城市内河沉积物将成为引发水体富营养化和黑臭现象的重要原因。反硝化作用是氮生物地球化学循环中的核心环节,是去除氮污染的重要途径。文章综述了城市内河沉积物中氮的生物地球化学循环及反硝化作用,着重介绍了测定反硝化速率的不同方法以及其优缺点,同时总结了影响反硝化作用的主要因素如DO浓度、有机质、温度、pH、NO3-等,并提出了该方向今后进一步研究的重点和发展趋势。     

沉积物电缆细菌研究进展

目前,在沉积物中发现一种丝状多细胞微生物-电缆细菌,该菌属于变形菌门的脱硫球茎菌科（Desulfobulbaceae）.电缆细菌通过远距离电子传输将沉积物表面的氧还原与深处缺氧层的硫化物氧化电耦合进行完整的氧化还原反应,调节氧分子和硫化物迁移转化.电缆细菌有3种连接方式,表层存在脊段结构进行电子运输,并在富含硫酸盐和季节性周期变化的自然环境中广泛存在.这种新型的多细胞合作方式对沉积物的生物地球化学循环产生显著影响,促进沉积物硫化区铁锰的溶解,并抑制硫和磷等元素的释放.此外,电缆细菌参与硫化物和烃类污染物的降解,为污染沉积物生物修复领域提供新的研究方向.本文对电缆细菌的发现、生理代谢、栖息环境以及生物地球化学循环的影响等研究进行了综述.     

海洋胶态物质的生物地球化学循环研究

对近年海洋胶态物质生物地球化学循环研究的进展做了综述.总结了生物影响效应领域的新技术、新成果.切向超滤技术在海洋学上应用促进了海洋胶态物质进一步研究.研究表明,海洋胶态物质的存在对海洋生物影响有着重要的意义,尤其是近岸海域海洋胶态物质有机物含量的增加促进了藻类的繁殖和生长, 甚至引发赤潮.胶态物质与金属及其他痕量元素的结合影响了其赋存形态及生物地球化学循环.近年来对胶态物质的生物可利用性的研究结果表明胶态物质对生物的金属可利用性有着重要的影响,使得人们重新考虑已发展建立的自由基活度模型(free ion activity model, FIAM);深入理解生物体内胶态物质的吸收和相关的生理过程将有助于海洋胶态物质的生态效应以及生物可利用性等方面的研究.     

滨海河口湿地生态系统对全球气候变化的影响

本文介绍了当前气候变化和区域可持续发展研究的热点,阐明了湿地生态系统在全球碳循环中发挥着重要作用,分析了潮汐作用作为滨海湿地生态系统中最重要的变量,不仅可以影响到湿地生态系统的生产量、物种丰富度、有机物的积累及物质的循环,而且还可以影响近海及湿地生态系统中溶解有机碳和凋落物等的重新分布,但是其影响程度和规模目前的研究进展还无统一结论。因此,要充分结合国内外滨海河口湿地横向通量的研究进展,以潮汐过程为切入点,进一步深化滨海河口湿地碳收支研究,提高对不同区域及滨海河口滩涂湿地类型的固碳效率、碳库总量和生物地球化学循环过程的认识,从而改善滨海河口湿地碳通量估算的量化水平和精度。     

土壤／沉积物中多氯代有机物的生物降解行为及修复

多氯代有机物是一类典型的持久性环境污染物，其物理化学性质决定了它们非常容易在土壤/沉积物的有机质中积累，而且通过食物链的传递和浓缩作用将会对人类和野生动物造成不利的影响，因此，对多氯代有机物在环境中行为的关注是当今环境研究领域的热点课题之一，文中概述了土壤/沉积物中多氯代有机物生物降解的可能性、生物降解机理和影响其生物降解的因素在此基础上探讨了对土壤/沉积物中的多氯代有机物进行生物修复的几种技术及研究趋势。     

沉积物捕获器及其在海洋与湖泊沉降颗粒物研究中的应用

沉积物捕获器是用来收集水体中自然沉降颗粒物的一种现场监测仪器,在研究海洋与湖泊现代沉积过程与生物地球化学循环过程上具有重要价值。本文在综述了沉积物捕获器的产生背景与主要类型的基础上,详细论述了沉积物捕获器的采样偏差来源和校准方法,阐述了沉积物捕获器在海洋与国外湖泊沉降颗粒物研究中的应用,旨在为正确使用沉积物捕获器、深刻理解沉积物捕获器在海洋与湖泊现代沉积过程与生物地球化学循环过程研究中的重要作用提供较为详尽的参考。     

中国近海沉积物在生源要素循环中的功能

中国近海沉积物中生源要素的含量与其粒度、河流输入等诸多因素有关。一般沉积物粒度由粗到细 ,有机质含量由低到高 ,OC ,N ,P的含量递增 ,S和Si含量递减。沉积物的生物地球化学环境涉及到Eh ,pH ,温度 ,OC含量 ,Fe3 /Fe2 值 ,水动力条件 ,沉积物的颗粒大小和间隙水的S体系 ,以及生物扰动等因素 ,它们影响着沉积物中生源要素的早期成岩过程和循环。一般而言 ,中国近海沉积物—海水界面S2 -,HS-,H4SiO4,PO43 -,NH4 的扩散通量是从沉积物向上覆水 ,而SO42 -,HCO3 -,NO3 -,NO2 -的扩散通量从上覆水向沉积物中扩散。生物扰动对沉积物—海水界面生源要素的循环起重要作用。     

异化铁还原对土壤中重金属形态转化及其有效性影响

铁的微生物还原是以Fe(Ⅲ)为末端电子受体在厌氧条件下氧化有机物的产能过程,在生物地球化学循环中起着重要的作用.铁呼吸被认为是地球上最古老的微生物代谢形式,与水体、土壤及沉积物中物质循环息息相关.铁的微生物还原对土壤中重金属形态转化有显著影响,对修复重金属及放射性核素污染的场地有着重要意义.本文综合评述了近年来铁微生物还原研究进展,从生态安全和可持续发展角度,探讨了异化铁还原对重金属的形态改变及重金属污染土壤修复的潜在价值,并对其应用前景进行客观分析.异化铁还原对重金属形态转化的影响机制,可初步归纳为异化铁还原对重金属的氧化还原作用、对重金属的甲基化作用、对重金属的固定作用,其作用机制包含生物过程和化学作用的相互穿插,值得进一步深入研究.     

碎屑沉积物地球化学:物源属性、构造环境和影响因素

碎屑沉积物记录着有关源岩性质和构造演化等诸多重要的信息,对于沉积盆地分析和理解区域构造演化都有重要的指示意义。近年来碎屑沉积物地球化学的研究有了很大进展,尤其是同位素年代学在沉积物地球化学中的应用,如造山带前陆盆地、山间盆地沉积物的同位素年代学的研究可以有效地反演造山带隆升-剥蚀作用与盆地沉降之间的联系,为地壳演化和造山带隆升等地质过程提供了重要的地球化学证据。文章结合近几年来的研究实例,综述了沉积物地球化学方法在物源示踪和源区构造背景判别研究的一些进展。考虑到碎屑沉积物地球化学组成是源岩、风化作用、沉积循环、成岩作用和分选作用等综合作用的结果,我们对其中的主要影响因素进行了分析,指出了当前广泛应用的物源和构造背景判别图解需要注意的一些问题。     

水体沉积积物重金属生物有效性及评价方法

在研究以重金属为主要污染的水本中，通常把沉积物视为探索环境重金属污染的工具。由于沉积物重金属化学为和生态效应的复杂性，对沉积物中重金属生物有效性的研究是当前学术界的热点研究课题。本文就沉积物中重金属的生物有效性及沉积物质量评价方法作了简要评述。包括沉积物对水生生物的作用机理，孔隙水重金属浓度的估算沉积物质量评价方法，沉积物质基准。     

生物活性物质改善水环境中重金属对生物的不利影响及其机制

重金属具有高毒性和不可降解等特点,对水生生物的生长、繁殖等产生危害,进而影响水生态系统的平衡.最近研究表明,自然环境中存在多种生物活性物质,或通过人工添加的方式改善重金属对生物的不利影响.这些研究对认识水环境中的自然净化、生态修复与水生态健康评估具有重要价值,但目前对生物活性物质改善作用的总结和深入机理研究还较少.因此,本文调查并总结了多种生物活性物质对水生生物重金属胁迫的改善作用,研究其可能的改善机制.对水生植物而言,生物活性物质主要通过调节植物抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环、叶黄素循环以及维持植物光合色素平衡来改善重金属毒性;对于水生动物,生物活性物质主要通过缓解氧化应激、螯合重金属离子和维持肠道健康来减轻重金属毒性.因此,本文能为预防和改善水环境中重金属对生物的不利影响提供支持,并为进一步研究重金属的自然修复技术、污染控制及水质改善等方面提供科学依据,对水产养殖中生物的日常管理、生态系统的风险评估具有重要的指导价值.     

高氯酸盐污染土壤及地下水的植物-微生物修复研究进展

高氯酸盐（ClO4-）是一种新兴的持久性污染物,其环境污染问题引起了高度关注.由于人为和自然来源造成土壤及地下水大范围ClO4-污染,控制与修复ClO4-污染环境成为新的研究热点,其中植物和微生物修复最具应用前景,但我国相关研究甚少.本文总结了ClO4-污染土壤及地下水植物修复的作用机制及影响因素,包括植物吸收积累、植...     

腐植质与有机污染物作用研究进展

综述了腐殖质的结构特性、与有机污染物的结合性质以及腐殖质对有机污染物毒性和生物可利用率的影响。已有的研究表明:腐殖质与有机污染物的结合能力受到下列因素的影响———腐殖质的结构、腐殖质的分子量和浓度、有机物的结构、水环境条件以及光化学降解作用等;腐殖质的存在通常降低了有机污染物的毒性,但在少数情况下例外,其推测性的机理还有待于实验进一步验证;有机污染物的生物可利用率不仅与腐殖质的浓度和组成有关,还受水体PH值的影响。本文同时对腐殖质的结构和多样性的研究、腐殖质对极性有机污染物的迁移、毒性和生物可利用率的研究、腐殖质增强某些有机物毒性的机理的研究进行了展望。     

A review of environmental characteristics and effects of low-molecular weight organic acids in the surface ecosystem

Low molecular weight organic acids （LMWOAs） are prevalent on the earth＇s surface. They are vital intermediate products during metabolic pathways of organic matter and participate in the tricarboxylic acid cycle during life activities. Photochemical reactions are pivotal for LMWOAs＇ origination and play a large role in determining their diversity and their ultimate fate. Within the long time that organic matter is preserved in sediments, it can be decomposed and converted to release organic and inorganic pollutants as well as C, N, and P nutrients, which are of potential ecological risk in causing secondary pollution to lake water. The sediment pool is a comprehensive and complex compartment closely associated with overlying water by various biochemical processes, during which LMWOAs play critical roles to transport and transform elements. This article elucidates geochemical behaviors of LMWOAs in the surface environment in details, taking natural water, soil, and aerosol as examples, focusing on reviewing research developments on sources and characteristics, migration and mineralization of LMWOAs and relevant environmental effects. Simultaneously, this review article depicts the categories and contents of LMWOAs or their contribution to DOC in environmental media, and evaluates their importance during organic matter early diagenesis. Through concluding and discussing the conversion mechanisms and influencing factors, the next research orientations on LMWOAs in lake ecosystems are determined, mainly concerning relationships with hydrochemical parameters and microorganisms, and interactions with pollutants. This will enrich the knowledge on organic matter degradation and related environmental effects, and help reconstruct a theoretical framework for organic compound succession and influencing factors, providing basic data for lake eutrophication and ecological risk assessment, conducive to better control over water pollution and proper management of water quality.     

基于自然和模拟热带海洋大气环境中涂层性能变化的对比研究

目的 研究涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验下性能的变化情况，通过再现涂层在自然环境下的环境效应和损伤过程，进而验证该模拟热带海洋大气环境试验方法的合理性。方法 根据涂层在舰船、舰载机等装备上热带海洋大气实际服役环境的分析，通过对热带海洋大气环境温度、湿度、盐雾、太阳辐射环境因素的组合，综合设计模拟热带海洋大气环境试验方法的试验流程，开展3种涂层在海南万宁为期1 a和实验室总周期为7循环的对比试验。结果 3种涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验后，随着试验时间的延长，其性能变化趋势相似，失光率和色差增大，附着力明显降低，交流阻抗值减小。红外光谱分析显示，老化机理均未出现明显变化，以光泽和色差为基准的平均秩相关系数为0.87，为极强相关。结论 本模拟热带海洋大气环境试验方法设计合理，具有良好的模拟性。     

钙同位素方法在环境地球化学研究中的应用与进展

概述了钙同位素分馏机理、分析测定以及在环境地球化学研究中的应用。自然界中钙同位素组成及其分馏过程与生成环境密切相关,可以很好地反映其地质成因及地质作用过程。近年来,随着钙同位素的测量技术的创新和改进,钙同位素地球化学的研究领域不断拓宽:它在研究环境生态系统中钙同位素变化规律、海洋钙循环、示踪古海洋和古气候等方面取得初步成效。先前的研究表明不同的样品中的44Ca /40Ca比值变化较小,δ44 Ca的变化在-2.88‰~+ 0.92 ‰之间。     

微塑料对环境介质中氮循环的影响研究进展

微塑料作为一种新污染物,在全球范围内引发了广泛关注.微塑料在威胁生物体健康的同时,也会通过定殖微生物等途径影响氮素正常的循环过程,但相关研究仍相对匮乏.本文在简述当前微塑料污染现状的基础上,介绍了微塑料对污泥、水、沉积物和土壤4种环境介质中氮循环的影响研究进展,并重点分析了微塑料作用下不同环境介质中氮转化过程的响应及作用机制.结果表明:当前微塑料影响氮循环的研究主要集中于污泥和土壤,对水环境和沉积物中的研究相对较少;环境介质和微塑料的聚合物类型、浓度、粒径等因素都会导致微塑料对氮循环的影响产生明显差异.进一步分析发现,微塑料主要通过影响氮转化相关的微生物、酶活性和功能基因以及改变氧通量等来影响硝化和反硝化等过程,其中,微生物受塑料添加剂释放的影响较大,微塑料自身也可能作为有机底物促进相关功能菌的生长;硝化和反硝化过程中关键酶及功能基因也会对微塑料的影响产生响应,进而影响氮循环过程.此外,微塑料能够通过改变沉积物的孔隙度增加氧通量,增强硝化作用.在后续研究中应重点关注微塑料参与氮循环的环境驱动机制,阐述其在潜流带等地球关键带中的作用路径,为全面评估微塑料对生态环境健康的影响提供支持.      

高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用

垃圾渗滤液是一种成分非常复杂的高浓度有机废水,生物法处理难以适应其水质的变化,文章介绍了光催化氧化、催化湿式氧化、Fenton氧化、电化学氧化及相应的催化氧化、化学氧化、等离子体技术、超声波技术等高级氧化技术的机理,总结了它们应用于垃圾渗滤液处理的影响因素和效果,高级氧化具有反应速度快、无二次污染、水质适用范围广、对垃圾渗滤液中有机污染物降解彻底等特点,但同时也受到水量和成本的限制,最后指出高级氧化技术之间的优化组合以及将其作为预处理单元与生化联合处理垃圾渗滤液应是今后的主要研究方向.     

水体溶解有机质富集分离方法的研究进展

溶解有机质,作为全球碳循环的主要组成部分,在水生生态系统的各种物理、化学和生物过程中扮演着非常重要的角色。富集分离溶解有机质是研究其化学特征和环境地球行为的必要前提。在总结XAD树脂分离技术在溶解有机质富集分离的基础上,本文对其它三种常用的分离方法—二乙氨基乙基纤维素(DEAE)吸附分离法、超滤(UF)分离法以及反渗透(RO)分离法进行了综述。介绍了各分离方法的分离原理、分离流程、存在的优缺点及应用范围。最后对超滤或反渗透与XAD树脂相结合的联用技术在溶解有机质环境地球化学研究中的应用前景进行了展望。     

中国环境科学理论研究及发展

主要介绍20年来中国环境科学基本理论研究及其发展。即大气和水环境科学与环境生态学和环境管理学主要理论研究及其发展。20年来中国环境科学发展甚为迅速,根据环境流体力学基本理论,研究污染物在大气和水环境中迁移扩散规律,与国际上同类研究并驾齐驱。大气环境化学研究中,对光化学烟雾和酸雨形成条件和机理;水环境化学中,对重金属形态转化和氮、磷转化规律取得许多基本结论。与国外同类研究尚有一定差距。特别污染有机化学基本理论研究甚为薄弱。环境生态学20年来做了大量研究工作,积累了许多资料,对一些巨大环境生态问题,如富营养化作用、赤潮等问题形成机理尚待突破。环境管理学成就最大,从实践中已探索出中国环境管理学研究的道路。已为1992年在巴西召开的“联合国环境与发展会议”所肯定。中国自然环境复杂,经济迅速在发展,会出现许多新的环境问题,其形成规律和防治途经有待全国环境科学研究者研究。