石家庄市土壤中喹诺酮类抗生素空间分布特征及其与微生物群落相关性

微生物群落作为土壤生态系统重要组分,长期低含量抗生素干扰会影响土壤中微生物群落结构及其功能.选取石家庄市为研究区,在2020年9月采集12个样点的表层土壤（0~25 cm）,并根据空间方位将其划分为4个区（S1、S2、S3和S4）;运用超高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS/MS）方法测定土壤中典型抗生素——喹诺酮类（quinolones,QNs）含量,明晰QNs在土壤中的空间分布特征,同时利用16S rRNA高通量测序技术对土壤中微生物群落结构及功能进行研究,识别其主要环境影响因子.结果表明：①4个区域的QNs总含量平均值由大到小依次为：S3（313.5 μg·kg^-1）>S4（65.54 μg·kg^-1）>S1（46.19 μg·kg^-1）>S2（12.63 μg·kg^-1）.其中诺氟沙星（NOR）含量最高（平均值为91.99 μg·kg^-1）,而喹草酸（OXO）含量最低（平均值为0.4486 μg·kg^-1）;②土壤颗粒以粉粒（2~50 μm）占比最高（66.7%~93.2%）,而黏粒（小于2 μm）占比最低（2.50%~9.10%）;土壤中总磷（TP）和氨氮（NH₄⁺-N）无显著空间差异,而硝氮（NO₃^--N）、亚硝氮（NO₂^--N）和土壤粒径呈现显著空间差异;③6种,优势菌属有5种,其中放线菌门（18.3%~34.6%）和变形菌门（13.6%~34.1%）为主要优势菌门,Arthrobacter（3.24%~8.61%）和Nitrososphaeraceae（2.93%~9.46%）为主要优势菌属;α多样性分析结果表明,Shannon值在S2区最高（6.48）,而在S3区最低（5.89）;④相关性结果表明,QNs和土壤理化参数均会显著改变微生物群落的结构组成,OXO、NO₃^--N和土壤粒径会影响微生物群落多样性,而FLU、NH₄⁺-N和NO₂^--N和土壤粒径会对微生物群落的功能产生影响.因此,需进一步加强石家庄市土壤环境中抗生素的风险管控.     

化学氧化和砂滤对净水工艺中颤蚓污染的协同控制

为实现对净水工艺中蠕虫污染的高效控制,以颤蚓为主要研究对象,研究了化学氧化与砂滤对蠕虫污染的协同控制作用.结果表明,以化学氧化和砂滤拦截为基础的截留灭活技术对颤蚓具有高效控制效果,当ClO2投量超过0.1mg/L后,9~15m/h的滤速范围内均实现了对颤蚓的100%拦截.截留灭活过程中,化学氧化和砂滤拦截实现了对颤蚓污染的协同控制作用:砂滤可延长化学氧化接触时间,化学氧化则通过降低颤蚓的迁移能力提高了砂滤拦截效果. 通过在BAC滤池内增设石英砂垫层对仙女虫进行截留灭活,实现了对仙女虫污染的高效控制,同时避免了对BAC滤池正常吸附和降解功能的影响.     

菲和萘在黄土上的吸附等温线和吸附热力学

研究了菲和萘在黄土上的吸附行为,比较分析了Linear方程、Freundlich方程和Langmuir方程描述吸附等温线的准确性.结果表明,菲和萘在黄土上的吸附等温线呈非线性,Freundlich方程最符合其吸附行为.菲和萘在天然黄土上的吸附量随温度升高而降低.其吸附是一个放热过程,吸附热分别为0.017 74 kJ·mol-1和-0.061 25 kJ·mol-1; 吸附的标准自由能改变量分别为-9.939 kJ·mol-1和-7.333 kJ·mol-1.标准自由能的变小是菲和萘在黄土上吸附的推动力.经过阳离子表面活性剂改性后的黄土对菲和萘的吸附能力,随加入的表面活性剂占原土阳离子交换容量(CEC)的百分数增大明显增强,能更加有效地去除水环境中的多环芳烃类污染物.     

腐殖酸对蒽的增溶作用及其影响因素

对比研究了腐殖酸(HA)及3种非离子表面活性剂(Tween20,Tween80,TX100)对典型多环芳烃蒽的增溶性,并探讨了离子强度、共存有机物对HA增溶多环芳烃行为的影响,实验结果表明,当表面活性物质浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,蒽的表观溶解度与表面活性物质浓度具有良好的线性关系,而且HA与非离子表面活性剂相比,其增溶效果明显优于非离子表面活性剂,增溶顺序为HA＞Tween20＞Tween80＞TX100;同时离子强度及共存有机物对HA增溶葸的程度均有较大的影响.     

表面活性剂对2,4-二氯苯酚在黄土中吸附行为的影响

 研究了用阳离子表面活性剂单独改性和用阴、阳离子表面活性剂共同改性的黄土对水中2,4-二氯苯酚的吸附行为以及环境pH值和离子强度的影响.结果表明,天然黄土对2,4-二氯苯酚的等温吸附曲线满足Freundlich方程;改性后的黄土对2,4-二氯苯酚的吸附能力明显增强,吸附率提高2～9倍,且随着阳离子表面活性剂加入量的增多而增大,等温吸附曲线与天然黄土有所不同,并且阴离子表面活性剂的存在会减小相应阳离子表面活性剂改性黄土对2,4-二氯苯酚的吸附;随着pH值的逐渐增大,2,4-二氯苯酚的离子形态逐渐增多不利于改性黄土对2,4-二氯苯酚的吸附,而离子强度对吸附的影响程度却随着pH值的逐渐增大而增强.     

青藏高原东部黄土粒度分布的端元模型研究

为了探讨青藏高原东部黄土粒度指标蕴含的物源和沉积信息,运用参数化端元分析模型对青藏高原东部地区采集的大量表土和马兰黄土样品粒度数据进行了分解。结果得到五个Gen.Weibull分布端元,分别是:(1)众数粒径为1~2μm和7~9μm的远源端元,可能由高空西风搬运而来;(2)众数粒径为35~45μm和60~80μm中远源端元,可能主要由高原季风搬运而来;(3)众数粒径为180~560μm的砂粒组分端元,可能主要为近源和局地来源。因此研究区黄土为多物源、多搬运动力下的风成沉积物。进一步比较端元间的众数粒径、标准偏差以及含量占比的差异,揭示了沉积区的地理位置、地形地貌等环境因素差异对黄土沉积有重要影响。此外,研究区与邻近的黄土高原西缘黄土粒度端元的特征差异指示了青藏高原东部黄土在搬运动力、物质来源及其贡献方面与西部黄土高原明显不同。     

青藏高原东缘黄土石英光释光信号积分区间选择

光释光信号积分区间的选择对等效剂量（D _e ）的估算有重要影响。光释光衰减曲线并非单一的指数衰减,而由多个指数衰减函数组成,且每个衰减函数代表不同的信号组分。因矿物晶格陷阱类型不同,各组分有不同的衰减率、热稳定性等。本文对采自青藏高原东缘4个典型黄土分布区的黄土样品进行了系统的石英光释光组分分析和背景区间扣除研究。结果发现：（1）高原东缘黄土石英光释光信号由快、中、慢组分组成,并以快组分占主导,适合用单片再生剂量法测定等效剂量;（2）不同背景区间扣除对小于10 Gy样品等效剂量结果影响较小,误差范围内一致;（3）对大于10 Gy样品,选取早、晚不同背景区间扣除其等效剂量结果差异显著,两者差值占晚期背景扣除所得D _e 值的10%—38%,且有随D _e 值增加而增大的趋势,因此计算大于10 Gy样品D _e 时应慎重选择积分区间。     

壳聚糖铁固定疣孢漆斑菌球处理染料的研究

选择新疆本土产的疣孢漆斑菌作为固定化菌种,并与壳聚糖铁凝胶通过固定化手段有效结合起来,综合分析了壳聚糖铁固定化真菌脱色处理染料的过程机制,以及不同条件下的脱色率.结果表明:固定化真菌对染料的去除首先是染料积累的过程,其次是菌种降解的过程,壳聚糖铁的加入有效缩短了染料积累的时间,24 h的染料脱色率提升了1.5倍;壳聚糖铁固定化真菌对初始浓度为50~250 mg·L-1的酸性染料都有很好的去除效果.振荡培养使疣孢漆斑菌菌球的脱色效率最高提升14.4%.壳聚糖铁固定化菌球投加到染料后有较高的漆酶产量,48 h达到(81.40±3.18)U·mL-1.     

同步荧光法同时测定黄土中的菲和萘

建立了同时测定菲和萘混合液中二组分的固定波长同步荧光光谱法.菲和萘的线性范围分别为0.001～0.101mg/L和0.0025～0.25mg/L,检出限分别为0.47ng/mL和0.14ng/mL,相对标准偏差分别为0.48%和0.89%(n=12).此方法可用于研究黄土对菲、萘混合液吸附平衡后上清液中的菲和萘的同时测定.结果表明,黄土对菲和萘的吸附曲线满足Freundlich方程,为预测和治理土壤污染提供了一种快速简便的测试手段.