Quantity and activity of ammonia-oxidizing archaea and bacteria and their contribution to ammonia oxidation in farmland soil of Qinghai-Tibet Plateau北大核心CSCD

Ammonia oxidation, the first and rate-limiting step of nitrification, is mainly performed by ammonia-oxidizing archaea (AOA) and ammonia-oxidizing bacteria (AOB). However, the activities of AOA and AOB in soil and their relative contribution to ammonia oxidation are unclear, and whether there is a significant correlation between the quantity of AOA and AOB and the ammonia oxidation rate is also controversial. In this study, quantitative PCR combined with acetylene (C2H2) and 1-octyne inhibition methods were used to determine the quantity and activity of AOA and AOB in wheat, highland barley, and oilseed rape soils in Nyingchi, Lhatse, Sangzhuzi, and Sangri counties on the Qinghai-Tibet Plateau. The results showed that the quantity of AOB ((2.34 ± 0.84) ×105 - (2.65 ± 1.07) ×106 copies g-1 dry soil) was significantly higher than that of AOA ((0.20 ± 0.10) ×104 - (4.02 ± 0.39) ×104 copies g-1 dry soil) in all the soil samples. Soil pH was the key factor affecting the quantity of AOB, and the total phosphorus and ammonium nitrogen in soil were the key factors affecting the quantity of AOA. The rates of ammonia oxidation in the farmland soils of Lhatse (2.42 ± 0.73 mg kg-1 d-1) and Sangzhuzi (3.24 ± 1.15 mg kg-1 d-1) were significantly higher than those in the soils of Nyingchi (1.17 ± 0.43 mg kg-1 d-1) and Sangri counties (0.88 ± 0.57 mg kg-1 d-1). The rates of ammonia oxidation in the farmland soils of Lhatse and Sangzhuzi were dominated by AOB, while those in the farmland soils of Nyingchi and Sangri counties were dominated by AOA. For crops, the ammonia oxidation rates of wheat and oilseed rape soils in all four regions were significantly higher than those of highland barley soil, whereas the activity of AOA and AOB was not influenced by crops. The ratio of nitrogen to phosphorus was the key factor influencing AOA activity, whereas soil pH and total carbon were the main factors influencing AOB activity. Additionally, the quantities of AOA and AOB were not significantly correlated with the total ammonia oxidation rates and AOA and AOB activity. Overall, our study suggests that both AOA and AOB play important roles in ammonia oxidation in farmland soils of the Qinghai-Tibet Plateau. Moreover, it is unreliable to predict the activity of AOA and AOB and their relative contribution to ammonia oxidation directly based on their number of amoA genes, and the activity of AOA and AOB should be directly and accurately measured. These results are important for understanding ammonia nitrogen removal processes, slowing nitrate loss, and reducing the emission of the greenhouse gas nitrous oxide in the farmland ecosystem of the Qinghai-Tibet Plateau. © 2022 Science Press. All rights reserved.     

2,2′,4,4′-四溴联苯醚（BDE-47）对4种海洋微藻的急性毒性

多溴联苯醚(PBDEs)是一类具有生态风险性的新型持久性有机污染物,其中BDE-47是对生物和人体毒性最强的PBDEs同系物之一.选择4种海洋微藻(海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻),采用概率单位-浓度对数法研究了BDE-47对海洋微藻的急性毒性效应(BDE-47浓度梯度设置为0、0.1、1、5、10、50μg·L-1).结果显示,BDE-47对海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻的96h半效应浓度(96hEC50)分别为0.79、1.52、1.99和2.25μg·L-1,表明BDE-47对海洋微藻属于极高毒性物质.     

水功能区划在流域排污权初始分配中的应用——以沙颖河流域为例

排污权交易是治理环境污染问题的有效手段,排污权初始分配则是排污权交易制度实施的基础,在流域水功能区划基础上研究排污权初始分配问题,将有助于流域排污权交易制度的有效实施.结合我国现行行政特征和流域水功能区划成果,以行政单元作为排污权初始分配主体开展排污权初始分配研究.选取沙颍河流域为例,根据淮河水利委员会制定的沙颍河流域水功能区划及COD、氨氮限排总量要求,以COD、氨氮作为排污权初始分配的客体,通过等比例削减方法对沙颍河流域内的行政单元进行了排污权初始分配,得到了流域内各行政单元的COD、氨氮初始排放权,并将分配结果与区域社会经济发展水平等进行了比较研究,研究认为将水功能区划应用于排污权初始分配研究是一种有效的尝试.在此基础上探讨了关于排污权初始分配的政策可行性、初始分配的方法及地方政府定位等几方面问题,目的在于为将来的排污权分配研究工作提供一些思考和建议.     

深度氧化技术处理有机废水的研究进展

利用深度氧化技术处理有机废水是目前国内外废水处理的新技术,在美国和欧洲等发达国家,该技术已应用于各种废水和饮用水处理过程。针对我国石油、石化企业在外排废水中所含有毒有害有机物质大多难以降解的特点,经过调研,详细介绍了深度氧化技术处理有机废水的研究进展,并着重探讨了在光催化氧化技术、超声降解技术、超临界水氧化技术、湿式氧化技术等方面所做的工作及深度氧化过程除去水中有机污染物的原理。     

涡喷消防车在化学事故中的抢险救援功能

我国化学工业中的有毒气体的泄漏 ,化学品爆炸、失火等特种灾害的发生频度随化学工业的发展速度而同步增长。涡喷消防车是一种特大功率的气体、洗消剂、灭火剂的喷射平台 ,在化学事故的抢险救援中 ,对吹散、稀释、洗消事故现场的有毒气体 ,强制通风、驱散有毒烟雾和火场降温有独特功能 ,有利于赢得抢险救援的宝贵时间。在防毒抢险和消防救援中 ,在保护人民生命安全和消除毒害及爆炸事故方面有其重要作用。     

华北地区气溶胶数浓度和尺度分布的航测研究 ——以石家庄为例

2009年秋季利用河北省人工影响天气办公室机载气溶胶粒子探头(PCASP-100X)和前向散射滴谱探头(FSSP-100-ER)在石家庄市上空进行了多次气溶胶观测.选取2009年9~10月间的7架次雾天、1架次小雨天及1架次密卷云天观测资料,重点研究雾天气溶胶粒子数浓度和直径的垂直、水平分布特征及粒子谱分布,并与密卷云天和小雨天的探测资料进行对比分析.结果表明:石家庄地区气溶胶粒子数浓度较高,近地面最大值达11910个/cm3.气溶胶粒子数浓度主要受天气条件影响,逆温层是影响粒子垂直输送的主要因素,在逆温层下粒子累积形成粒子数浓度的高值区,逆温层以上气溶胶粒子数浓度迅速减少,雾天和密卷云天粒子数浓度随高度多呈负指数分布;雾天多伴有逆温层和较大空气湿度,有利于气溶胶粒子累积,数浓度一般可达104个/cm3以上,容易形成低能见度污染天气;气溶胶粒子数浓度在无降水日有累积效应,降雨对气溶胶粒子有明显清除作用;粒子数浓度和粒子直径在水平方向上呈不均匀分布,随着高度增加粒子数浓度和直径的水平绝对偏差减小,相对偏差往往增大;不同天气下尺度谱型类似,多呈单峰分布,在0.11μm左右处出现峰值,但在雾天、密卷云天、小雨天气下的气溶胶粒子峰值依次变小,并且随高度增加,尺度谱峰值数密度值降低,谱变窄.     

1991—2004年东亚温室气体浓度特征及变化趋势

利用NOAA Earth System Research Laboratory提供的1991─2004年Tae-ahn(韩国),Ulaan Uul(蒙古)以及瓦里关(中国)的大气温室气体CO₂和CH₄的数据,对东亚地区大气温室气体的浓度特征及变化趋势进行研究.结果表明:14年来东亚地区大气中φ(CO₂)和φ(CH₄)月和年平均值总体呈明显上升趋势;3个监测站的φ(CO₂)年线性递增率比较接近,平均值为1.91×10-6a-1,季节变化较一致;从沿海到内陆这2种温室气体的浓度均随海拔升高而逐渐降低.      

100年来东湖富营养化发生的沉积学记录

在210Pb计年的基础上,运用水生生物遗存、色素、有机碳同位素和磁化率分析了东湖钻孔沉积物中的生物与环境信息,重建了东湖100多年来湖泊营养与环境演化历史.研究发现东湖100多年来在人类活动不断增强的背景下,指示重金属污染的磁化率和指示湖泊富营养化的色素指标如蓝藻叶黄素(Myx)、颤藻黄素(Osc)快速上升,相应的水生生物如介形虫、腹足类、水生高等植物等表现明显的组合和变化阶段,同时有机碳同位素偏正与湖泊生产力升高和藻类繁盛有关.沉积记录表明东湖生态系统近代发生了深刻变化,湖泊营养演化自早至晚呈现四阶段性:贫营养阶段(1900-1966AD)色素水平低、拥有较丰富的水生高等植物和腹足类;中营养阶段(1966-1983AD)色素含量增高、水生高等植物和腹足类减少;富营养化阶段(1983-1989AD)色素含量快速增高、水生高等植物消失;超富营养化阶段(1989AD－至今)色素含量稳定居高、某些耐污染的介形类较繁盛.结果对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、以及如何治理湖泊环境具有现实的意义.     

三江平原白浆土不同土地利用类型Fe2+分布特征

土壤铁元素由高价态转化为低价态(二价铁),是土壤中铁元素移动的主要途径.为了探讨三江平原不同土地利用类型Fe2 分布情况及影响因素,文章通过在三江平原典型白浆土区采取水田、旱田、草地、林地4种不同土地利用类型样点,对其Fe2 含量及其影响因子进行对比研究分析.结果表明:土壤表层(0~10 cm)Fe2 含量高低顺序为水田>草地>旱田>林地,主要影响因子为水分状况和pH值(r=0.851,r=0.909,p＜0.01),其中水田Fe2 含量(305.5 mg·kg-1)明显高于林地和旱田(30~40 mg·kg-1),是其含量的8~10倍;草地除表层(0~20 cm)Fe2 含量低于水田外,以下各层含量均高于其它土地利用类型;草地、旱田、林地Fe2 含量垂直分布规律相似:表层(0~10 cm)及白浆层(30~40 cm)含量略高,40 cm以下Fe2 含量持续缓慢递减,相关分析表明旱田、草地主要影响因子为土壤pH值(r=-0.871,r=0.795,p＜0.05),林地影响因子相关性均不显著;水田垂直变化趋势与其它3种类型相比有所不同,表层最高达305.5 mg·kg-1,至40 cm深处急剧递减至35.2 mg·kg-1,以下无明显变化,主要影响因子为水分状况和TOC(r=0.962,r=0.991,p＜0.01).     

氮源对枯草芽孢杆菌WSHDZ-01合成过氧化氢酶的影响

为提高枯草芽孢杆菌WSHDZ-01合成过氧化氢酶的水平,尝试了不同种类氮源的添加.结果表明,硝酸钠(NaNO3)为适宜氮源,虽然生物量仅1.25 g/L,但过氧化氢酶活力最高可达3 200 U/mL.在添加NaNO,的基础上,研究了添加其它氮源麦芽汁、酵母膏、玉米浆对提高wsHDz.0l生物量的影响,发现适宜浓度的麦芽汁不仅可以提高生物量,并且能够缩短发酵周期.经进一步优化,在3 L发酵罐中,WSHDZ-01生物量提高到6 g/L,过氧化氢酶活力达到11 000 U/mL,与优化前相比,发酵周期缩短了近60%,生产强度提高了3倍.