某污染场地地下水石油烃的健康风险评估及其微生物群落分析

有机污染场地地下水石油烃污染问题较为普遍,对周边环境和人体健康造成一定影响. 为探究污染场地地下水环境中石油烃含量、健康风险及其与微生物群落分布关系,对天津市某污染场地地下水石油烃开展健康风险评估调查,使用气相色谱法分析石油烃浓度,利用污染场地健康与环境风险评估软件进行健康风险评估,利用高通量测序技术进行地下水微生物群落特征分析. 结果表明:①5个监测井的石油烃污染情况有显著差异,A1～A4监测井石油烃浓度较低,健康风险处于可接受水平;A5监测井石油烃浓度是其他4个监测井的60～100倍,总石油烃危害商为44.990,为可接受值的45倍,健康风险较高. ②4个监测井地下水中均含有变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),说明这两种细菌对石油烃污染有一定耐受能力. A5监测井细菌Chao指数和Shannon-Wiener指数最高,说明细菌多样性和丰富度最高,且该监测井变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)绝对丰度均较高,说明一定浓度石油烃的存在会促进具有降解石油烃功能的细菌生长. 研究显示,一定浓度石油烃的存在使石油烃降解菌绝对丰度增加,从而增加了对石油烃的降解能力,增强了石油烃的自然衰减能力,有利于降低人体健康风险.      

某石油污染场地地下水中降解菌群落结构研究

某废弃石化冶炼厂土壤及地下水污染十分严重。该研究通过钻孔取样的方法,采集了厂区内距地表约30 m深的石油污染地下水,分析了该样品的水质参数及主要石油污染物组成。同时提取水样中微生物总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对样品中的降解菌群落结构进行了研究。结果表明,该地下水样品中的污染物主要为苯环类物质;水样中的降解菌则分属10个细菌类群。在这一生态系统中,α-变形杆菌纲(Alphaproteobacteria,44.2%)细菌占据主导地位,其中Altererythrobacter spp.在文库中的比例高达25.9%。据我们所知,这是首次发现Altererythrobacter属细菌存在于地下水环境中。β-变形杆菌纲(Betaproteobacteria,24.8%)和γ-变形杆菌纲(Gamaproteobacteria,20.9%)在系统中所占比例也均超过了20%,其中噬氢菌属(Hydrogenophaga)和溶杆菌属(Lysobacter)细菌所占比例分别达16.1%和15.3%。石油污染物的种类对降解菌群落结构组成有着重要的影响。     

凹凸棒石处理石油污染地下水的影响因素研究

选取某石油类污染地区为对象,研究地下水阴阳离子浓度不同时凹凸棒石净化石油烃污染地下水的效率,为下一步的PRB修复工作做准备。结论表明:凹凸棒石经过热处理改性后,可提高去除污染地下水中石油烃的能力,凹凸棒石的最佳热处理温度为130℃。除Na+对凹凸棒石净化石油烃去除率在低浓度有抑制作用外,其他离子均在低浓度时对去除率有促进作用,在高浓度时对去除率有抑制作用。     

石油污染地下水有机污染组分特征及其环境指示效应

通过采集我国北方某污染场地地下水样品,用GC-MS扫描分析石油烃成分及含量,研究油田开采情况下石油烃污染物在地下水中的分布变化及其对环境的指示作用.结果表明,地下水中总石油烃(TPH)均值为4.75mg/L;组分包括烷烃、芳香烃、酯类、醛类以及醇类等有机化合物,烷烃类含量最高,占总油百分含量平均值为65.6%;沿着地下水流向烷烃和芳香烃所占百分含量减少,分别从70.05%和14.56%下降至57.72%和10.58%,而非烃类逐渐富集,其百分含量从15.39%增加至31.72%.由样品色谱参数可知:场地Pr/Ph值在0.73~1.27之间,表明地下水处于缺氧的还原环境;Pr/C17值在0.42~1.51之间;Ph/C18值在0.61~1.30之间,指示出较强的微生物作用;细菌数与非烃类含量、Pr/C17以及Ph/C18之间呈现出正线性相关性,Pr/C17和Ph/C18值越大微生物作用越强.不同季节对石油烃浓度变化也有一定影响.     

高原湖泊周边浅层地下水：溶解性碳时空分布及驱动因素

地下水中溶解性碳在碳循环和生态功能维持中发挥着重要作用,其浓度水平影响着地下水中污染物的迁移转化.为了解高原湖泊周边浅层地下水中溶解性碳的时空变化特征,分析了云南8个高原湖泊周边浅层地下水（n = 404）中溶解性有机碳（DOC）、溶解性无机碳（DIC）和溶解性总碳（DTC）浓度的时空分布及驱动因素.结果表明,高原湖泊周边浅层地下水中ρ（DOC）、 ρ（DIC）和ρ（DTC）的均值分别为8.23、 49.01和57.84 mg·L^-1,近79.0%的浅层地下水中ρ（DOC）超过5 mg·L^-1.季节变化对DOC、 DIC和DTC浓度无显著影响,而农业集约化强度和地下水位深度显著影响浅层地下水中溶解性碳浓度变化,表现为设施农业区（SFAR）、农田休耕区（CFAR）和较深地下水位集约化农业区（DIAR）的地下水中DOC、 DIC和DTC浓度相比于较浅地下水位集约化农业区（SIAR）分别显著降低了25.8%~56.6%、 14.0%~32.9%、 16.6%~36.7%,且DIAR地下水中溶解性碳浓度均显著低于SFAR和CFAR.冗余分析（RDA）表明水和土壤中理化因子显著解释了溶解性碳的变化.此外,异龙湖周边浅层地下水中溶解性碳浓度显著高于其它湖泊,程海却显著低于其它湖泊.可见,农业集约化强度和地下水位共同驱动了高原湖泊周边浅层地下水中溶解性碳浓度变化.研究结果以期为了解高原湖区碳随地下径流入湖等区域碳循环及评估浅层地下水中溶解性碳对污染物的衰减提供科学依据.     

某石化厂区土壤和地下水微生物群落结构特征

为了探明某石化厂微生物群落多样性及与潜在污染物之间的关系,文章利用高通量测序技术开展土壤和地下水微生物群落结构研究,检测了不同深度土壤和地下水中重金属和有机污染物含量。结果表明：土壤中的重金属和C₁₀～C₄₀,以及地下水中的苯、Mn和As都有一定的积累。不同采样点的土壤和地下水微生物群落结构存在显著差异(Bray-Curtis ANOSIM=0.382 7,p=0.001)。土壤的优势菌群有绿弯菌门、放线菌门、变形菌门和酸杆菌门等。地下水的优势菌群有变形菌门、放线菌门和拟杆菌门等。相关关系结果显示,p H、Cd、Hg、Ni、Pb和C₁₀～C₄₀是影响土壤变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、硝化螺旋菌门、MBNT15、放线菌门、芽单胞菌门和Methylomirabilia等细菌群落结构的主要环境因子,而p H、苯酚、Mn、As、Ni、C₆～C₉和C₁₀～C₄₀是影响地下水变形菌门、Desulfobacteria、放线菌门...     

紫茉莉对石油污染盐碱土壤微生物群落与石油烃降解的影响

以石油污染盐碱土壤为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)活性微生物标记法,分析紫茉莉(Mirabilis jalapa Linn.)根际土壤微生物群落结构的动态变化,探讨紫茉莉生长对根际土壤微生物与石油烃(TPH)降解的影响.结果表明,供试土壤中先后出现了22种微生物PLFAs,包括标识细菌的饱和脂肪酸(SAT)、标识革兰氏阳性菌(G+)的末端支链型饱和脂肪酸(TBSAT)、标识革兰氏阴性菌(G-)的单不饱和脂肪酸(MONO)和环丙脂肪酸(CYCLO)、标识真菌的多不饱和脂肪酸(PUFA)和标识放线菌的中间型支链型饱和脂肪酸(MBSAT)等六大类型.与未种紫茉莉土壤(CK)相比,根际土壤微生物PLFAs种类变异率在春、夏、秋季分别为71.4%、69.2%和33.3%;TPH降解率在春、夏、秋季分别提高了47.6%、28.3%、18.9%.相关性分析表明,石油烃的降解在CK土壤中与77.8%的PLFAs具有正相关关系(r0),55.6%的种类具有高度正相关关系(r≥0.8),其中,与SAT和MONO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.92、0.60;根际土壤中仅与42.1%的PLFAs正相关,21.1%的种类高度正相关,与TBSAT、MONO和CYCLO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.56、0.50、0.07.说明紫茉莉生长对根际土壤微生物群落结构及TPH降解速率均具有较大影响,且随生长季节的不同而有很大差异.该结果将为开展石油污染盐碱土壤的植物修复技术研究提供理论依据.     

石油类污染的地下水取样方法对比

以华北平原某石化厂地下水受石油污染物污染多年的场地为研究对象,以低流速气囊式采样泵(LFBP)所采集的地下水样为基准,通过取样试验对比研究了潜水泵、惯性泵和小提桶3种常规取样器对VOCs、SVOCs、BTEX、PAHs、TPH五类石油类污染物的取样结果,并进行了取样器适宜性分析。结果表明:针对VOCs、BTEX和TPH采集地下水样时,在无低流速取样器的前提下应优先选择惯性泵;针对SVOCs和PAHs采集地下水样时,只可采用LFBP取样方法;3种常规取样器因结构和原理不同造成水样来源不同(小提桶水样直接来自表层水,潜水泵水样混合了大量表层水,惯性泵水样主体为新鲜地层释水)以及污染物特性差异(溶解性、挥发性和被吸附性的差异)造成五类石油类污染物浓度不同,因此进行石油类污染的地下水采样时,应优先选择低流速取样方法,其次为惯性泵。     

活性炭滤池中微生物特征及其对溶解性有机碳的去除作用

采用异养菌总数计数（HPC）法检测了北京地区J水厂活性炭滤池中微生物量,并分析了活性炭滤池进出水中有机物的组成、活性炭的吸附作用及微生物作用对溶解性有机碳(DOC)去除的贡献率.结果表明,不同炭龄、不同运行周期活性炭滤池中的微生物量有显著的差异.由于溶解性可生物降解有机碳（BDOC）占溶解性有机碳（DOC）的比例较小,且受微生物数量、活性等因素的影响,微生物对DOC的去除效果极为有限,在1.5年和5年炭龄活性炭滤池中对DOC的去除率仅占总去除率的18.8%和26.4%.此外,微生物对较为敏感的嗅味物质2-MIB和geosmin去除作用也不显著,去除率在15%以下（初始浓度为100ng·L-1）;在使用5年活性炭滤池中,微生物对2-MIB和geosmin去除率为12%和14%,分别占总去除率的32%和29%.因此,北京地区地表水净水厂活性炭滤池中微生物对有机物控制的贡献率较低,对DOC的去除主要以活性炭的吸附为主.     

腐植酸改性生物质电厂灰固定化微生物修复石油烃污染土壤

以生物质电厂灰为载体,用腐植酸对其改性后,负载石油烃降解菌形成固定化菌剂对原油污染土壤进行修复,其中对生物质电厂灰改性的最佳条件以及固定化菌剂对原油污染土壤的修复效果进行了考察。结果表明:生物质电厂灰改性的最佳条件为:电厂灰粒径10～40目,固液比1∶1,改性时间4 h,改性后孔状结构增多且表面粗糙,有利于微生物的附着,固定的微生物数量可达1.5×109CFU/g。进行60 d的修复后,固定化菌剂对污染土壤中石油烃的降解率达到51.9%,比游离菌提高了25.0%,对长链正构烷烃、芳香烃及胶质的降解率分别提高了9.6%、31.7%和37.5%。固定化生物质电厂灰的应用使石油烃降解菌得到保护和支撑,提高了土壤基础呼吸速率和土壤酶活性,实现了石油烃的高效降解。因此,腐植酸改性生物质电厂灰是一种在石油污染土壤修复方面具有应用潜力的微生物固定化材料。     

南黄海秋季溶解无机碳的分布特征

根据2004年10月对南黄海4个断面29个站位表层、20 m层和50 m层水体中盐度、水温、pH值等参数的测定数据,分析了该季节溶解无机碳的组成和分布特征,探讨了影响其分布的主要因素.结果显示,调查期间南黄海水体中溶解无机碳及其各组成部分的水平分布差异显著;在垂直方向上,表层和20 m层各参数之间浓度总体上差异不大,但均与50 m层存在较大的差异.盐度、温度、生物活动和环流对各参数的分布具有重要影响,但对不同参数的影响程度不同.     

Photo-production of dissolved inorganic carbon from dissolved organic matter in contrasting coastal waters in the southwestern Taiwan Strait, China

Photo-production of dissolved inorganic carbon (DIC) from chromophoric dissolved organic matter (CDOM) is an important transformation process in marine carbon cycle, but little is known about this process in Chinese coastal systems. This study investigated an estuarine water sample and a coastal seawater sample from the subtropical waters in southeast of China. Water samples were exposed to natural sunlight and the absorption and fluorescence of CDOM as well as the DIC concentration were measured in the summer of 2009. The estuarine water had higher CDOM level, molecular weight and proportion of humic-like fluorescent components than the seawater that exhibited abundant tryptophan-like fluorescent component. After a 3-day irradiation, the CDOM level decreased by 45% in the estuarine water and 20% in the seawater, accompanied with a decrease in the molecular weight and aromaticity of DOM which was inferred from an increase in the absorption spectral slope parameter. The photo-degradation rates of all the five fluorescent components were also notable, in particular two humic-like components (C4 and C5) were removed by 78% and 69% in the estuarine water and by 69% and 56% in the seawater. The estuarine water had a higher photo-production rate of DIC than the seawater (4.4 vs. 2.5 μupmol/(L.day)), in part due to its higher CDOM abundance. The differences in CDOM compositions between the two types of waters might be responsible for the higher susceptibility of the estuarine water to photo-degradation and hence could also affect the photo-production process of DIC.     

溶解无机碳的拉曼光谱定量分析可行性研究

海水溶解无机碳(DIC)的平均浓度约为2.05mmol/L,其中HCO3-占93%, CO32-为6%,CO2和H2CO3共1%.HCO3-的拉曼散射活性太弱,而其他成分的浓度又过低,使得海水中DIC组分不能产生明显的拉曼散射强度,目前还未见有关溶解无机碳拉曼光谱定量分析的报道.为突破这一局限,本研究探索了一种碱化辅助的拉曼定量分析方法,以海水DIC中拉曼活性最低、占比例最大的HCO3-为研究对象进行了可行性实验研究.通过碱化处理(100mL样品中添加NaOH试剂15mg)将HCO3-转化为拉曼活性更强的CO32-,有效提高了拉曼光谱系统对HCO3-的检出限(<3mmol/L).定量分析使用内标定法,选取水在~1635cm-1附近的O—H弯曲振动谱带作为标定物.实验结果显示,该方法对与海水中浓度相当的低浓度HCO3-溶液的定量分析具有良好的精度(相对误差<6.5%).     

不同含盐量土壤可溶性无机碳及盐基离子的剖面分布特征

为了探究干旱区盐碱土壤可溶性无机碳的动态分布特征,选取内蒙古河套灌区7种不同电导率土壤的0—100 cm剖面,采用临近样地,随机布点的方法,研究该地区土壤可溶性无机碳和盐基离子的剖面分布规律。结果表明:土壤含盐量对可溶性无机碳含量及盐基离子含量具有重要影响,不同含盐量土壤(S_1-S_7)的可溶性无机碳平均含量随电导率的增加而逐渐降低;随土壤深度的加深呈先减小后增加,表现为浅层0—50 cm含量少,深层50-100 cm含量聚积;可溶性无机碳储量随电导率的增加而逐渐降低。不同含盐量土壤(S_1—S_7)盐基离子含量随电导率的增加而增加;随土壤深度的加深盐基离子含量逐渐减少,具有较强的表聚性。研究区域土壤盐基离子组成以Ca~(2+)、SO_4~(2-)为主,平均含量分别占离子总量的27%和29%;K~+、Mg~(2+)含量较少,平均含量分别占离子总量的13%和7%。通过相关性分析,土壤可溶性无机碳含量与EC呈显著负相关(R~2=0.83,p0.05),与pH无显著相关性(R~2=0.17,p0.05),盐基离子平均含量与EC呈显著正相关(R~2=0.85,p0.05),与pH无显著相关性(R~2=0.07,p0.05),表明土壤EC的增加会影响可溶性无机碳和盐基离子的聚积。     

三峡水库坝前水体水化学及溶解无机碳时空分布特征

以三峡水库坝前水体为研究对象,分析了三峡水库蓄水至145m和172m水位时坝前垂向水体基本物理化学参数、主量元素、溶解无机碳(DIC)含量及其碳同位素(δ13CDIC)分布特征.研究结果表明,无论夏季还是冬季,坝前水体均没有出现水温分层现象,pH、电导、溶解氧也没有发生分层现象.坝前水体水化学组成主要受碳酸盐岩风化的控制,主量元素、溶解无机碳含量和三峡大坝截流前相比没有发生明显的变化.水体δ13CDIC值夏季(丰水期)低于冬季(枯水期),在垂向上变化不明显,与水库、湖泊δ13CDIC的时空变化特征相异而与自然河流的变化特征相似.目前,三峡水库坝前水体水化学特征主要表现出自然河流的特征,水库"湖沼学反应"还不明显.     

Variations of dominant microbial populations in groundwater in response to the leachate from Laogang Landfill

Temporal changes of dominant microbial populations in groundwater in response to the leachate from Shanghai Laogang Landfill were investigated. Concentrations of dissolved redox-relevant species in groundwater suggested that the dominating redox process had changed from denitrification to methane-production/sulfate-reduction due to landfilling. Dominant microbial populations were determined using restriction fragment length polymorphism(RFLP) analyses of 16S rRNA gene libraries, which were further studied by sequencing and phylogenetic analyses. The results indicated that obvious shifts of dominant microbial populations had occurred in groundwater in response to the pollution of leachate. The closest relatives of some dominant clones are accordant with the dominating redox processes determined by hydrochemical analyses, based on the GenBank‘s indications on the ability to perform redox reactions.     

夏季汾河干流溶解无机碳同位素组成及其来源

根据2019年8月对汾河干流水文参数和碳酸盐参数的调查,初步探讨了溶解无机碳(DIC)及同位素值(δ¹³CDIC)的沿程变化及其影响因素.结果显示,源头水DIC为2756μmol/kg,δ¹³CDIC为-9.6‰,土壤CO2输入和碳酸岩化学风化可能是其主要来源;在太原市区上游的水库影响区,较强的初级生产使得水体DIC(平均值为2377μmol/kg)和CO2分压(p CO2)(平均值为552μatm)偏低,δ¹³CDIC(平均值为-5.2‰)偏正,而在市区下游的水坝滞流影响区,城市污水的大量输入和有机物的降解使得DIC(>4900μmol/kg)和p CO₂(>5000μatm)显著升高,δ¹³CDIC(<-10.3‰)偏负;在流经主要粮食产区的汾河下游,δ¹³CDIC偏正(～-8.0‰)于源头,可能与C4植被(如玉米)的存在有关.可见,人为干扰已成为影响汾河DIC沿程变化的重要因素,表现为大气CO₂强源的城市下游水...     

Archaeal community structure along a gradient of petroleum contamination in saline-alkali soil

The impact of petroleum on archaeal community in salinealkali soils was investigated, which will expand the knowledge of the archaeal population involved in the natural attenuation of hydrocarbons in extreme environments.     

山东省降雨和降雪中溶解有机碳、溶解无机碳和总氮的浓度变化及来源分析

测定了2014年山东省青岛、烟台和泰安三地32场降雨和4场降雪中溶解有机碳(DOC)、溶解无机碳(DIC)和溶解总氮(DN)的浓度.结果显示,降雨和降雪中DOC、DIC和DN的浓度具有很大的变化区间,范围分别为28~616μmol·L-1、22~371μmol·L-1和10~355μmol·L-1,平均浓度与其他研究报道的我国其它地区降雨中的浓度相当,但高于世界其它地区降雨中的相应浓度.溶解碳和溶解氮是山东降雨中重要的化学污染组分.分析发现,相对于陆地生成的降雨,海洋生成的降雨中含有较低的DOC、DIC和DN,说明雨水中溶解的碳和氮主要来自陆地人类向大气的排放.碳-14同位素分析结果证实,降雨中的DOC具有很老的年龄(平均达2840 a),主要来自化石燃料的排放,而雨水中的DIC主要来自大气中含碳酸盐的悬浮颗粒物的溶解;人类的排放也是造成雨水中高浓度DN的主要来源.计算结果表明,2014年山东降雨年输送通量分别为:DOC 1.51 g·m-2·a-1(以C计)、DIC 0.86 g·m-2·a-1(以C计)、DN 1.18 g·m-2·a-1(以N计),DOC通量与世界各地的降雨中DOC通量相当.降雨和降雪过程不仅是去除大气中可溶性碳氮污染物的重要途径,同时也是全球碳和氮循环过程中的重要一环.局部地区富营养化的降雨过程亦可能对陆地和海洋生态系统产生不可忽视的影响.