生物矿化在重金属污染治理领域的研究进展

生物矿化通过生物代谢影响金属及类金属物质的形态分布,进而改变金属及类金属物质的生物有效性及毒性,在环境污染治理领域成为研究热点.文献计量学结果显示,2007—2017年生物矿化研究以微生物为主要对象,在纳米颗粒物和矿区修复等方面形成热点,并在环境学、生物学、化学和工程学等领域形成交叉学科.结合典型矿化菌与重金属间的矿化关联规律和微界面反应对微生物矿化中重金属的钝化机制进行归纳:①依据矿化菌与矿化产物的关联性对矿化菌进行分类,从碳酸盐、铁锰氧化物、硫化物和磷酸盐4类矿化产物角度汇总了碳酸盐矿化菌、铁锰氧化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌的代表微生物;②矿化菌通过诱导矿化的方式固定重金属离子,其中碳酸盐矿化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌可以直接促进金属矿物的形成,铁锰氧化菌生成的矿物间接吸附金属离子;③微生物矿化是由外及内的过程,细胞壁及胞外多聚物具有丰富基团,在矿化初期提供吸附和成核位点,原生质体也可以提供矿化场所,在矿化中后期继续固定游离离子.但是,由于微生物复杂的细胞结构及独特的生理习性,矿化过程的微界面反应机制研究尚显不足,需要利用生物学、矿物学、环境科学等领域的先进技术进一步的探索;同时也应开展宏观生态水平的生物矿化研究,并结合实际问题完善生物矿化在环境污染治理中的理论,为重金属污染地区的治理提供新的思路和技术.      

工业腐殖酸提纯前后对泰乐菌素的吸附特性

本文采用稀碱法对购买的工业腐殖酸进行了提纯,研究了腐殖酸提纯前后对泰乐菌素的吸附特性,并对其吸附机制进行了初步的探讨.研究结果表明:在对腐殖酸提纯之后,其C、H、O、N、S的含量明显增加,灰分含量显著减小.腐殖酸经提纯后对泰乐菌素的吸附明显增强,在24h可以完全达到吸附平衡,其吸附动力学曲线可以用拉格朗日二级动力学方程和颗粒扩散模型较好的拟合;吸附等温线可以用线性吸附模型和Freundlich吸附模型较好的拟合;且提纯后的腐殖酸对泰乐菌素的吸附随着溶液的p H值和离子强度增加而逐渐减小.综上,推测腐殖酸对泰乐菌素的吸附机制可能以疏水性分配、氢键作用和离子交换作用为主.     

基于熵值-主成分分析的环境治理公众参与水平评价研究

文章运用主成分分析法与熵值法相结合的方法,以公众参与环境治理的各个途径为数据依据,先通过数学变换和降维得到新的指标并算出分值,再通过熵值法赋权,对31个省市的公众参与水平进行评价。结果表明,华东地区公众参与水平最高,后依次是中南、西南、东北和华北地区。以此结果为基础提出制定个性化环保政策、提升政府环境治理能力和提升公众环保意识3条建议。     

基于加速老化和自然贮存数据的氟硅橡胶制品贮存寿命预估

目的准确评价氟硅橡胶制品的贮存寿命。方法利用G402氟硅橡胶制品自然贮存数据对加速老化试验数据进行检验。结果确认加速老化试验方法可行,数据可信,并根据加速老化试验中的模拟试验确定了贮存失效临界值。结论推测出G402氟硅橡胶制品的贮存寿命可以达到15年。     

植被重建下煤矿排土场土壤熟化过程中碳储量变化

植被重建是治理因露天煤矿的开采而形成的大面积排土场行之有效的措施,了解植被重建模式对排土场土壤有机碳(SOC)储量的影响是筛选植被治理措施的重要因子.在内蒙古准格尔旗黑岱沟露天煤矿,选取15 a治理排土场中5种植被重建模式(自然恢复地、草地、灌木林、乔灌混交林、乔木林),16种植被配置类型,采集土壤剖面(0~100 cm)样品408个,研究不同重建模式下SOC储量的变化.结果表明:1治理排土场植被重建模式显著影响剖面SOC含量与分布(P<0.05),表层0~10 cm SOC呈草地>灌木>乔木>乔灌混交林>自然恢复地;全氮(TN)也呈相似的变化特征.2植被配置类型中,苜蓿地0~10 cm的SOC含量(5.71 g·kg-1)和TN含量(0.49 g·kg-1)均最高,比自然恢复地分别高166.7%和171.3%,且是沙棘、紫穗槐+油松、香花槐的两倍左右.3植被重建对SOC影响深度主要集中在0~20 cm,而对TN的影响可达40 cm.4与新建排土场相比,植被重建后,草地、灌木地和乔木地0~100 cm碳储量分别增加了15.47、6.93和6.95 t·hm-2,但仅相当于原地貌水平的2/3、1/2和1/2.植被重建表现出碳汇效应和巨大的固碳能力.从土壤固碳的角度考虑,建议植被重建模式以草地为主,植被类型优先考虑苜蓿.     

掺杂过渡金属的TiO2/累托石复合材料的制备及其光催化性能研究

以累托石为载体,钛酸四丁酯和硝酸铜为原料,采用溶胶-凝胶法制备出了掺杂过渡金属铜的TiO2/累托石复合光催化材料,并对其进行了X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)的表征.同时考察了复合材料在紫外光照下对对氯苯酚的光催化活性,研究了铜掺杂量和煅烧温度等因素对复合材料光催化活性的影响,探讨了过渡金属掺杂改性TiO2的机理及对氯苯酚的光催化降解机理.实验结果表明:在制备复合材料的过程中,累托石的层状结构遭到一定程度的破坏;复合材料中的TiO2主要是以大部分的锐钛矿型和小部分的金红石型的混合形态存在;负载累托石后复合材料的吸附性能明显增加,掺杂铜的TiO2/累托石复合材料的光催化活性要高于未掺杂铜的TiO2/累托石复合材料,并且当掺铜量为0.5%(质量分数),煅烧温度为500℃时,复合材料对对氯苯酚的光催化去除率达到最大;苯醌类物质可能是对氯苯酚光降解的中间产物.     

Straw bio-degradation by acidogenic bacteria and composite fungi

A composite microbial system, including a strain of Candida tropicalis (W3), a strain of Lactobacillus plantarm(WY3) and three strains of basidiomycete pL104, pL113 and C33, was chosen to degrade com straw.The final pH was acid owing to the inoculation of acidogenic bacteria, and under this condition the composite fungi system could produce complex enzyme to destroy the compact structure of corn straw. The experimental results showed that the biomass of composite fungi could reach up to maximum when the pH value was 4.5. Through the bio-degradation by combining acidogenic bacteria with the composite fungi system, the cellulose, hemi-ceUulose and lignin degradation rates of corn straw powder were 26.36%, 43.30% and 26.96%, respectively. And the gross crude protein content increased 60.41%. This study provided the evidence for the feasibility of developing a composite microbial system with high capability of degrading straw lignocelluloses in order to make reasonable use of straw resource and protect rural eco-environment.     

易分解碳输入模式对沉积物共代谢效应的影响

通过构建室内微宇宙系统,运用稳定碳同位素示踪法,解析混合处理组中各有机组分代谢释放的CO2含量,探讨相对易分解碳源的输入对湖泊沉积物有机碳矿化过程的影响.结果表明:添加相对易分解碳源的处理组中,CO2排放量明显升高,较对照组分别提高了45.49％(单次添加组)、52.61％(重复添加组)和57.65％(连续添加组),分...     

灰霾天气期间南京气溶胶的化学组成及光学特性研究

利用2013年6月—12月灰霾天气期间南京城郊气溶胶采样结果,研究气溶胶中水溶性离子的特征和相关性;结合同期城区的大气成分逐时观测资料,分析黑碳的日变化及其与气态污染物的关系;运用光学参量计算模型(OPAC)和辐射传输模型(TUV)研究气溶胶的光学特性及辐射强迫。结果表明:发生灰霾天气时南京城郊主要大气污染物是细颗粒,其中SO2-4与NO-3是最主要的水溶性无机盐离子,NO-3/SO2-4质量比较高,呈现硫酸盐和硝酸盐混合型污染特征。黑碳浓度具有明显的日变化特征,呈双峰型结构。灰霾期间硫酸盐气溶胶在大气层顶和地面造成的平均辐射强迫分别为-10.6 W/m2和-10.8 W/m2,黑碳气溶胶在正午大气层顶和地面造成的平均辐射强迫分别为9.12 W/m2和-29.77 W/m2。     

中国水旱灾害特点及水利减灾措施效果排序研究

改革开放以来,农村减灾防灾投入不断加强,水利减灾措施对农业发展做出了巨大贡献。特别是2011年中央进一步强调加强水利基础设施建设的重要作用,决定在"十二五"期间加大水利投资,新一轮的水利建设正在全国全面展开。为了更有效地发挥水利综合减灾措施的作用,合理地进行投入,科学配置各种水利减灾资源,必须了解和掌握灾害承受体如水库、堤防等的承灾能力状况,以指导我们合理安排水利减灾投入。应用灰色关联分析法对各个减灾措施的效果进行了排序分析,并据此提出了对今后投入调整的建议。