Unusual uranium biomineralization induced by green algae: Behavior investigation and mechanism probe

As a biosorbent, algae are frequently used for the biotreatment or bioremediation of water contaminated by heavy metal or radionuclides. However, it is unclear that whether or not the biomineralization of these metal or radionuclides can be induced by algae in the process of bioremediation and what the mechanism is. In this work, Ankistrodsemus sp. has been used to treat the uranium-contaminated water, and more than 98% of uranium in the solution can be removed by the alga, when the initial uranium concentration ranges from 10 to 80 mg/L. Especially, an unusual phenomenon of algae-induced uranium biomineralization has been found in the process of uranium bioremediation and its mineralization mechanism has been explored by multiple approaches. It is worth noticing that the biomineralization of uranium induced by Ankistrodsemus sp. is significantly affected by contact time and pH. Uranium is captured rapidly on the cell surface via complexation with the carboxylate radical, amino and amide groups of the microalgae cells, which provides nucleation sites for the precipitation of insoluble minerals. Uranium stimulates Ankistrodsemus sp. to metabolize potassium ions (K⁺), which may endow algae with the ability to biomineralize uranium into the rose-like compreignacite (K₂[(UO₂)₆O₄(OH)₆]•8H₂O). As the time increased, the amorphous gradually converted into compreignacite crystals and a large number of crystals would expand over both inside and outside the cells. To the best of our knowledge, this is the first investigated microalgae with a time-dependent uranium biomineralization ability and superior tolerance to uranium. This work validates that Ankistrodsemus sp. is a promising alga for the treatment of uranium-contaminated wastewater.     

卧龙湖湿地生态系统与生态经济可持续发展的能值分析

采用能值理论,评估了卧龙湖湿地多年平均能值投入及其生态服务价值,并分析了卧龙湖湿地生态系统结构功能及系统内外的物质、能量流动特征。结果显示,卧龙湖湿地生态系统的年能值投入为4.94×101 9sej,其中自然资源能值投入为1.75×101 9s ej,经济反馈的能值投入为3.60×1019sej:能值投资率为2.06,能值自给率仅为0.27,且环境负载率较高。此外,卧龙湖湿地生态系统能提供较高的生态系统服务价值,尤其是蒸腾作用,为每年每公顷269万美元,远远高于其他湿地。对研究结果的分析表明,区域经济发展对于卧龙湖湿地的依赖性很强,而目前卧龙湖湿地的环境负载率较高,因此,加强对卧龙湖湿地的保护和恢复,对于促进区域经济的可持续发展具有重要意义。     

Differences between 4-fluoroaniline degradation and autoinducer release by Acinetobacter sp. TW: implications for operating conditions in bacterial bioaugmentation

To develop a bacterial bioaugmentation system for fluorine-containing industrial wastewater treatment, optimal conditions for 4-fluoroaniline (4-FA) degradation and autoinducer release in Acinetobacter sp. TW were determined. Quorum sensing in biofilms of strain TW was also investigated. Different optimal conditions exist for 4-FA degradation and autoinducer release, particularly with regard to pH. Quorum sensing modulates extracellular polymeric substance (EPS) secretion and biofilm formation in the strain but plays no role in 4-FA degradation. Under optimal conditions for 4-FA degradation, the release of N-3-oxo-hexanoyl-homoserine lactone (3-oxo-C₆-HSL) and N-hexanoyl-homoserine lactone (C₆-HSL) in strain TW was significantly lower than required for quorum sensing. Under optimal conditions for autoinducer release, on the other hand, 3-oxo-C₆-HSL and C₆-HSL levels exceeded the quorum sensing thresholds, thereby inducing EPS secretion and biofilm formation. We conclude that the optimal conditions for autoinducer release (25 °C, pH 5, 800 mg L^?1 4-FA, and 0 % NaCl) are suitable for bacterial colonization in bioaugmentation, while those for 4-FA degradation (25–30 °C, pH 8 and 800 mg L^?1 4-FA) maximize the system performance after colonization.     

广西综合环境质量结构与功能属性构建及其关系耦合优化

用主分量分类分析方法对广西2001—2015年各要素环境质量监测指标与自然、经济、人口、能源和污染物排放等年鉴统计指标构成的综合环境质量结构与功能属性关系进行耦合。结果表明:广西综合环境质量在省域层次上呈现明显的年、季、月等时间尺度变化规律。在市域层次上,年际时空交互变化规律分异明显;月份的时空交互变化规律在城市空间格局上有明显分异,但时间序列的分异规律不明显;季度的时空交互变化规律在空间与时间上均无明显分异。研究可为经济发展、国土空间优化、能源利用、环境保护等决策管理与判别提供参考。     

超声-生物沥浸-氧化钙联合超高压压滤系统实现市政污泥深度脱水及其泥饼的毒性评估

本研究采用超声-生物沥浸-氧化钙调理联合超高压压滤系统对市政污泥进行深度脱水试验,探讨了其调理过程对污泥脱水效率的影响,并对调理后的脱水污泥的重金属含量及植物毒性进行评估.结果表明,经超声-生物沥浸-氧化钙调理后,比阻（SRF）去除率和结合水去除率分别达到90.12%和72.21%.经预调理联合超高压压滤系统处理后,泥饼含水率降低至49.94%,泥饼中Cr 、Cu、Cd、 Zn、As 和Pb的去除率分别为42.41%、36.50%、30.92%、27.97%、25.94%、22.11%,白菜发芽指数大于80%.通过分析污泥理化性质及滤液有机物含量,阐明该联合技术的作用机理.首先,超声预处理后,污泥结构被破坏,造成污泥粒径d_0.5减小、zeta电位上升,污泥中多糖和蛋白质被释放,从而改善脱水性能,促进污泥中重金属释放,植物毒性降低;经超声-生物沥浸调理后,污泥粒径d_0.5进一步减小、zeta电位趋近于中性,滤液中酪氨酸/色氨酸类氨基酸类有机物和酪氨酸/色氨酸类蛋白有机物被降解且疏水性的腐殖酸和富里酸类有机物含量升高,污泥脱水性能进一步提高,泥饼重金属含量进一步下降,但植物毒性反而加强;最后添加氧化钙后,污泥颗粒被重新絮凝,形成刚性骨架,增加了污泥的可压缩性能,在高压压滤过程释放出更多有机物,最终实现了污泥深度脱水,重金属总量减少,植物毒性显著降低.此外,经济分析表明该联合工艺具有一定潜在推广应用价值.     

红蛋植物对重金属镉、锌的吸收动态研究

采用水培的方法研究了红蛋植物（Echinodorus osiris）对镉、锌的吸收动态。结果表明：无论是低镉（5 mg·L-1）还是高镉（15 mg·L-1）处理,长时间（27 d）培养时,红蛋地上部和地下部镉质量分数均持续增加,至收获时,低镉和高镉处理红蛋地上部镉质量分数分别为364.95和502.97 mg·kg-1;地下部镉质量分数分别达到1 762.81和2 742.95 mg·kg-1。短时间内,红蛋对镉的吸收速率随时间增加而降低,1.0 h内表现为快速吸收模式,而在1.0 h后表现为缓慢吸收模式。在低镉条件下,红蛋对镉的短时间吸收动态符合二次多项式数学模型,高镉条件下,红蛋对镉的吸收动态符合三次多项式数学模型。长时间（27 d）培养时,红蛋地上部锌和地下部质量分数的动态变化趋势基本一致,即先增加后减少再缓慢增加的趋势。低锌（100 mg·L-1）和高锌（400 mg·L-1）处理,红蛋地上部锌质量分数分别为2 211.38和3 190.47 mg·kg-1;地下部锌质量分数分别为3 067.89和3 303.85 mg·kg-1。短时间内,无论是低锌处理还是高锌处理,红蛋对锌的吸收动态均符合二次多项式数学模型,但是两者有所不同,低锌处理,红蛋吸收锌的速率短时间内略有降低,而高锌处理,红蛋对锌的吸收速率短时间内则持续增加。     

锰胁迫下龙葵和小飞蓬根叶中植物螯合肽和类金属硫蛋白的变化

采用溶液培养的方式研究不同锰浓度(0.005,2,4,8,16mmo.lL-1)胁迫下龙葵和小飞蓬的根和叶中的植物螯合肽(PCs)和类金属硫蛋白(MTLP)的诱导合成量.结果显示,随着锰浓度的升高,两种植物的株高和根长先略高于对照,而后逐渐下降.锰胁迫诱导植物产生的PCs有先上升后下降的趋势,但含量较少;而PCs产生的前体物质谷胱甘肽(GSH)和MTLP的诱导量与锰浓度之间存在一定相关性,随着锰浓度增加呈现先上升后下降的规律.两者的非蛋白巯基化合物(TNP-SH)和GSH在8mmol·L-1锰浓度下达到最大值,总体上龙葵的含量比小飞蓬大.MTLP的含量随着锰浓度的升高呈先上升后下降的趋势,龙葵在8mmol·L-1锰浓度时含量最高,而小飞蓬叶和根分别在2mmol·L-1和4mmo.lL-1时即达到最大,之后下降,且龙葵的MTLP含量大于相应浓度下的小飞蓬的含量.实验表明GSH和MTLP对不同锰处理浓度的响应都较敏感,故可作为植物耐锰胁迫及鉴定土壤锰污染的参考指标.随着Mn处理浓度增大,龙葵受Mn胁迫的影响比小飞蓬小,说明其耐Mn水平较小飞蓬高,更适合用于Mn污染地区的植物修复.     

试述汶川8．0级地震我国“十五”地热观测网的映震情况

2008年5月12日汶川8．0级地震的地震异常信息是否在我国现有的技术手段中有明显的异常体现,引起了人们的思考。本文用收集到的全国“十五”地热观测网中的190个地热前兆观测点的数据资料,对汶川8．0级地震的映震情况进行分析。结果30个观测点震前有前兆异常,86个观测点有同震响应及震后调整。其中有前兆异常的观测点仅占16％,震中距〈1100km出现前兆异常观测点占全部异常点（30个）的77％,占震中距〈1100km观测点（83个）的28％。由此分析了我国地热观测的现状及预测实践中存在的不足。例如观测孔勘选不理想有待筛选改进,数据资源私有应在全国及时实现资源共享等问题。     

亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化过程影响因素研究

亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化(Nitrite-dependent denitrifying anaerobic methane oxidation,n-damo)是指微生物在厌氧条件下利用甲烷还原亚硝酸盐的过程,该过程的研究可为污水脱氮减排提供技术支持.采用n-damo富集培养物(荧光原位杂交实验结果表明n-damo功能菌丰度可达73%)为研究对象,着重探讨温度(25,35,45℃)、p H值(5.5~9.5)、甲烷分压(0~98 k Pa)和亚硝酸盐初始浓度(0~6.0 mmol·L-1)对n-damo反硝化速率的影响,以获得最优条件,为n-damo过程在污水处理中的应用提供理论依据.结果表明,在本实验条件下n-damo过程进行的最适温度为35℃,最适p H值为7.5,最适甲烷分压为49 k Pa,最适亚硝酸盐初始浓度为2.4~3.42 mmol·L~(-1).     

2011年春季华南师范大学石牌校区冷凝水的化学成分特征及其来源

为深入研究广州城区的大气环境质量,于2011年春季在华南师范大学石牌校区采用人工冷凝方法采集了33个冷凝水样品,对其进行pH和阴阳离子分析,以探讨这些冷凝水的化学成分特征.结果表明,石牌校区绝大多数冷凝水样品的pH值分布范围为5.65 ～7.11(个别样品pH值为5.06),平均值为6.45,显示其已不属于酸雨,这在一定程度上反映出过去10多年特别是广州为迎接2010年亚运会在城市大气环境污染治理方面取得了较好的成效.冷凝水的阴阳离子总浓度(TDS)介于195.96～1267.76 μeq·L-之间,平均为395.46 μeq·L-1;各离子浓度高低依次为Ca2、SO42-、NH4+、Cl-、Na+、NO3-、Mg2+、K+、N02-、F-.石牌校区冷凝水的这种离子浓度分布特征指示,其清洁程度差于香港、广东鹤山、云南丽江、青海瓦里关山等地的大气降水,而优于同期采集的石牌校区大气降水;其污染来源除部分属自然源外,还主要与建筑活动、工业生产、汽车尾气等人类活动等有密切关系.