不同温度牛粪厌氧消化中四环素类抗性基因的丰度变化特征

为考察不同温度畜禽粪便厌氧消化中抗性基因变化情况,该文在45℃和65℃条件下研究了牛粪的厌氧消化特性,重点分析了消化过程中四环素类抗性基因(tet G、tet T、tet O、tet C、tet X和tet W)的丰度变化,探讨了抗生素抗性基因对厌氧消化温度的响应及其与SCOD、NH_4~+-N和Ⅰ类整合酶基因(int I1)等因子的相互关系。结果表明,65℃较45℃提高了厌氧消化前期产气速率,但总产气量和产甲烷量较45℃无明显差异,消化过程中NH_4~+-N、SCOD、TOC和pH变化趋势相似,无明显差异。45℃下目标基因总拷贝数增加了0.27 logs,其中,tet W和tet G的绝对丰度增加了0.29 logs和0.03 logs,tet T、tet O、tet C和tet X减小了1.67、0.15、0.08和0.84 logs;65℃下目标基因总拷贝数减小了1.22 logs,各目标基因绝对丰度均减小40%以上。RDA分析表明,大多数四环素抗性基因与NH_4~+-N和温度显著负相关,提高消化温度,更有利于抗生素抗性基因的去除。     

低温冲击对人工快渗系统厌氧氨氧化脱氮性能的影响

文章采用人工快渗(CRI)系统启动厌氧氨氧化处理低基质浓度污水,分别考察了(20±1)、(15±1)、(10±1)、(5±1)℃低温冲击对其脱氮性能的影响,并探讨了低温冲击后厌氧氨氧化脱氮性能的可恢复性。结果表明,在(30±1)℃条件下,CRI系统经83 d运行后可成功启动厌氧氨氧化,稳定运行期NH_4~+-N、NO_2~--N、TN平均去除率分别为99.7%、99.8%、91.3%。(20±1)℃低温冲击对脱氮效果的影响较小,厌氧氨氧化在20～30℃范围内均能高效稳定的运行。受(15±1)、(10±1)、(5±1)℃低温冲击后,CRI系统对TN的平均去除率分别较低温冲击前降低了5.7%、20.9%、59.3%,低温冲击对厌氧氨氧化的抑制作用随温度的降低而增大。当恢复(30±1)℃运行后,受(15±1)、(10±1)℃低温冲击的CRI系统分别于6、19 d后恢复至受冲击前水平,而受(5±1)℃低温冲击后的厌氧氨氧化脱氮性能难以在短期内恢复。     

棉秆炭调控对碱性镉污染水稻根际土壤真菌群落结构和功能的影响

为研究棉秆炭对碱性镉污染水稻根际土壤真菌多样性、结构及功能的影响,采用室外水稻盆栽试验,在土壤中添加了0、 1和8 mg·kg~(-1)的镉和炭土质量比分别为0%、 1%和5%的棉花秸秆生物质炭,以水稻成熟期根际土壤为研究对象,借助Illumina HiSeq高通量测序手段分析棉秆炭与镉污染条件对碱性水稻根际土壤真菌群落多样性、结构及潜在功能的影响,探寻不同土壤环境因子与真菌群落结构间的关联性.结果表明:①施用棉秆炭显著提高了土壤pH、速效养分和有机质等指标,并降低土壤中可还原态镉的含量(P0.05).②水稻根际土壤真菌菌门分布主要为子囊菌门、Aphelidiomycota门和壶菌门,占所有菌门的57%.菌属分布主要为被孢霉属、链格孢属和镰刀菌属.各处理间真菌群落α-多样性差异显著(P0.05).未添加棉秆炭处理下(C0),镉浓度的增加降低了土壤中壶菌门、被孢霉属和链格孢属的相对丰度和真菌多样性指数(Shannon指数).在不同浓度镉处理下(Cd0、 Cd1和Cd8),增加棉秆炭会降低真菌群落丰富度指数(Chao1指数)和Shannon指数.镉污染导致土壤中壶菌门相对丰度增多,却使子囊菌门丰度下降,施用棉秆炭可显著提升壶菌门的相对丰度(P0.05).镉污染使被孢霉属和链格孢属丰度下降,但是施用棉秆炭可使链格孢属相对丰度增多.增加棉杆炭施用量,土壤中会存在更多的内生菌、植物病原体和腐生菌;而镉污染程度增加会减少土壤中内生菌、植物病原体和腐生菌.③影响真菌群落多样性及结构的主要环境因子有土壤速效钾、有机质和pH.水稻土壤镉含量中占比最大的可还原态镉与轮形动物门、Aphelidiomycota门和子囊菌门呈显著正相关(P0.05),但与其它菌门呈负相关(P0.05).研究结果说明棉秆炭在碱性镉污染土壤微生态调控方面具有一定的作用.     

饥饿对人工快速渗滤系统硝化性能的影响

为探究饥饿条件下人工快速渗滤(CRI)系统硝化性能的衰减及恢复情况,分别考察了不同饥饿时间(5、10、15、20 d)对稳定运行的CRI系统(C~1、C~2、C~3、C~4)内氮素污染物转化、硝化细菌活性及胞外多聚物(EPS)组分的影响.结果表明,C~1、C~2、C~3分别在恢复进水3、7、10 d后NH~+_4-N去除率可恢复至60%左右,而C~4在恢复进水24 d后NH~+_4-N去除率仅有40%左右;C~2、C~3、C~4在恢复进水后均表现出不同程度的NO~-_2-N积累现象,积累率最终分别稳定在25%、65%、80%左右.稳定运行期间亚硝酸氧化菌(NOB)的活性高于氨氧化菌(AOB),而饥饿期超过10 d时NOB的衰减速率开始高于AOB;经10、15 d饥饿后AOB活性可恢复至饥饿前水平而NOB活性无法完全恢复,导致NO~-_2-N积累;经20 d饥饿后AOB和NOB活性均难以恢复至饥饿前水平,导致NH~+_4-N去除率下降.饥饿期间EPS能为CRI系统内的微生物提供碳源和能源,维持细胞的新陈代谢;蛋白质(PN)/多糖(PS)比随着饥饿时间的延长而降低,表明饥饿期间对PN的利用更加显著.研究结论可为饥饿条件下CRI系统的运行优化提供理论支持,同时为进一步探寻饥饿时硝化性能的稳定调控策略奠定了基础.     

预曝气及提取方法对活性污泥胞外聚合物的影响

为了获得更高的胞外聚合物质（EPS）得率及其对污染物的去除效果,比较了活性污泥预曝气时间及2种提取方法（超声法和甲醛+NaOH法）对提取EPS的影响,分析了EPS的荧光组分以及与污染物去除有关的基团差异.结果表明,污泥经过4h预曝气,EPS得率最高;甲醛+NaOH法提取的EPS是超声法的1.5~1.7倍;其中蛋白质、多糖、DNA含量分别是后者的1.4~1.7、0.8~2和2.3~2.7倍.甲醛+NaOH提取法获得的EPS对高岭土的絮凝率和对Cr³⁺的去除率分别高出超声法16%和33%,絮凝率和去除率分别达到了65%和63%.三维荧光光谱分析结果表明,甲醛+NaOH法提取的EPS中芳香蛋白和溶解性微生物代谢产物含量分别是超声法的1.4~1.9倍和1.8~2.4倍;胡敏酸类物质仅大量存在于甲醛+NaOH法提取的EPS中,且腐殖质与Cr³⁺去除率呈显著相关（P<0.01,R²=0.920）.红外光谱分析表明,甲醛+NaOH法提取的EPS中有区别于超声法的特殊基团,其中-OH、-COOH、-NH₂等基团与Cr³⁺发生了配位络合作用.     

应用生物完整性指数评价我国河流的生态健康

河流生态健康评价是开展流域水生态健康评估和管理的重要技术基础,生物完整性是评估流域生态完整性的重要构成指标.基于生物群落特征参数的多参数指数（MMI）和预测模型的样点物种组成观测值与期望值比值的O/E指数（O,观测值;E,期望值）,是应用最广泛的评价生物完整性的两个重要指数;美国和欧盟等都已建立完善的基于生物完整性指数评价水生态健康的国家和地方规范.本文综述了MMI和O/E指数的基本概念和构建方法,比较了两者的共同点和优缺点;回顾了两者的发展简史和国内外的应用现状,分析了目前我国对MMI和O/E指数研究与应用的现状和不足,并提出了国内未来研究和应用MMI与O/E指数的建议.     

二氧化碳排放与经济增长关系的实证分析

在全球范围内为应对气候变化而达成二氧化碳减排共识的背景下,探求“经济增长”与“二氧化碳排放”间相互关系.运用协整,向量自回归模型,脉冲响应函数以及格兰杰因果检验等方法,对处在经济发展不同阶段区域的人均二氧化碳排放量与经济增长间关系进行因果检验.研究结果表明：区域经济发展与人均二氧化碳排放量存在长期均衡关系,但是由于区域间经济发展水平及发展方式的不同,人均二氧化碳排放量与经济增长间相互影响程度存在差异,且二氧化碳排放量的减少并不是经济增长的必然结果,必须通过产业结构调整,扶持第三产业,使用清洁能源,发展低碳经济的方式来实现,本文对我国碳减排政策的制定具有一定借鉴意义.     

重庆市主城区移动源排放清单建立与分布模拟

为掌握重庆市主城区机动车排放情况及其对排放的定量影响,于重庆市机动车类型分布、技术水平、行驶情况进行数据采集的基础上,利用Arc GIS系统建立了重庆市主城区2105年1 km×1 km的高时空分辨率移动眼排放清单。结果表明,2015年,重庆市主城区机动车污染物VOCs的年排放量为6.26×10~4t/a,主要来自线源道路的排放,排放量为5.84×10~4t/a,其排放量占移动源总排放量的93.08%,与人群出行规律有极大的相关性。     

永定河底栖动物生物完整性指数构建与健康评价

构建大型底栖动物生物完整性指数是河流健康评价与河流修复的重要步骤.根据2017年4月永定河流域23个采样点的大型底栖动物生物监测数据,基于监测点水质状况与栖息地质量综合评估指数得分,选择潮白河水系大型底栖动物类群相似且人为干扰较小的5个监测点作为参照区域,构建永定河B-IBI（大型底栖动物生物完整性指数）.通过对大型底栖动物33个生物参数的分布范围检验、判别能力分析和Spearman相关性检验,最终确定永定河B-IBI由总分类单元数、蜉蝣目（E）-襀翅目（P）-毛翅目（T）个体相对丰度、优势分类单元个体相对丰度、摇蚊科个体相对丰度、敏感类群分类单元数、科级耐污指数（family biotic index,FBI值）等6个核心参数构成.采用生物完整性研究中常用的比值法和三分法构建的B-IBI评价得分体系.结果表明,两种方法计算出的B-IBI均具有较高的判别能力,均能较好地判别参照水体和受损水体的健康状况,二者具有较高的相关性和一致性（R>0.90）.永定河河流健康评价结果表明,洋河、桑干河和永定河干流监测点B-IBI平均得分分别为1.97、1.86和1.78,妫水河B-IBI平均值为2.48,23个采样点中有16个处于较差状态,7个处于一般状态.相关性分析表明,B-IBI指数与栖息地质量综合评估指数得分、ρ（DO）呈显著正相关,与ρ（NH₄+）、浊度、电导率呈显著负相关,表明B-IBI指数对于栖息地人为干扰和水质污染均具有较强的指示作用.研究显示,永定河大型底栖动物生物完整性基本丧失,全流域底栖动物群落呈现全面退化趋势,识别影响大型底栖动物群落的关键要素、恢复永定河河流生态系统结构和功能研究亟待开展.      

河南省焦作市中小学土壤重金属污染状况及健康风险评价

以焦作市部分城乡结合部学校、市区学校以及农村学校为研究对象,测定其土壤重金属含量,并进行富集因子分析以及健康风险评价。结果表明:焦作市采样点学校土壤中Zn、Cr、Ni、Cu的平均含量分别为142、65、31、22 mg/kg,均高于河南省土壤背景值;土壤重金属污染程度呈现出城乡结合部学校城市学校农村学校。重金属富集因子分析表明除城乡结合部学校中希望实验学校Zn呈现出显著富集之外,其他学校土壤重金属整体污染比较轻微。焦作市学校土壤重金属对儿童的非致癌健康总风险(HI)排序为CrNiCuZn,但是均小于1,不存在非致癌健康风险;Cr的总致癌风险大于10~(-4),存在致癌风险,Ni的总致癌风险在10~(-6)~10~(-4)之间,其致癌风险在可接受范围。从不同途径看,致癌风险和非致癌风险均是表现为手口摄入皮肤摄入呼吸摄入;从不同的学校类型来看,致癌风险和非致癌风险均表现为城乡结合部学校城市学校农村学校。总体而言,焦作市部分学校的儿童存在一定的健康风险,应予以重视。