开放体系中染料废水真菌脱色影响因素研究

为研究丝状真菌在开放条件下对染料废水的吸附脱色作用,从15株丝状真菌中筛选出1株对活性翠兰KN-G染料废水具有脱色作用的霉菌YE104,经平板点接培养与载片培养及菌落形态观察对该菌株进行了初步鉴定.利用正交试验对该菌株菌丝生长条件及其在开放体系中对染料废水脱色的应用条件分别进行了优化,并比较了该菌株对活性翠兰KN-G、酸性红4B、分散红S5BL、桃红3B和直接耐晒翠兰86等5种高水溶性染料废水的脱色效果.结果表明,菌株YE104为赭色青霉(Penicillium ochraceum),其菌丝体培养的最佳条件为:葡萄糖5 g/L,硫酸铵1 g/L,KH2PO4 1 g/L,MgSO4 0.5 g/L,pH=5.5,120r/min,接种量10％,培养48 h.在此条件下,菌株YE104菌丝生物量可达27.46 g/L.菌株YE104在开放体系中对染料废水脱色的优化条件为:菌丝体接种量3 g/L,染料废水质量浓度100 mg/L,菌丝体不经处理直接投加.在上述条件下,YE104对活性翠兰染料废水的脱色率达98.36％.在开放条件下,霉菌YE104对于印染工业的常用染料废水具有广谱脱色作用.     

灰色聚类法对太湖地区农村地下水水质的评价

以太湖流域典型水稻种植地区-宜兴、常熟王庄和辛庄9月份农村地下水水质为研究对象,分析了地下水样的硝态氮、铵态氮、亚硝态氮、总磷、高锰酸钾指数、硫酸盐、氯化物、总硬度等常规项目,确定硝态氮、铵态氮、亚硝态氮、总磷、高锰酸钾指数为该地区地下水的主要污染因子.运用灰色聚类法对地下水水质现状进行了评价.结果表明:太湖地区农村地下水普遍受到了污染,仅有10%的地下水水质勉强达到Ⅲ类水标准;80%的地下水达到Ⅳ类或劣Ⅳ类水标准;10%的地下水达Ⅴ类水标准,已不适合饮用.地下水中的主要超标项目是铵态氮、亚硝态氮和高锰酸钾指数,其中铵态氮和亚硝态氮超标十分严重.宜兴地区铵态氮和亚硝态氮污染最严重;个别监测点地下水中硝态氮含量较高,超过世界卫生组织规定的生活饮用水硝态氮质量浓度10 mg/L的上限.总硬度、硫酸盐、氯化物、砷和硒的含量较正常,但是发展趋势值得关注.     

太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响因素分析

以室内培养的铜绿微囊藻样品为参照,基于反复冻融法,探讨了滤膜类型、磷酸盐缓冲液加入体积、冻融次数对太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响。结果表明:1)GF/C玻璃纤维滤膜(孔径1.2μm)和CN-CA混合纤维素酯微孔滤膜(孔径0.45μm)提取的叶绿素a结果差异不显著(p分别为0.95和0.97),说明二者的生物截留量基本一致;2)在生物截留量相当的情况下,GF/C滤膜和CN-CA滤膜提取的藻蓝蛋白结果差异显著(p均为0.04),GF/C滤膜的提取效率高于CN-CA滤膜;3)加入的缓冲液体积和藻蓝蛋白质量浓度呈良好的负线性关系(r均大于0.85),受藻体包裹效应的影响,太湖水体对比组中的相关系数略低于人工培养的铜绿微囊藻;4)太湖水样和铜绿微囊藻在冻融次数上存在差异,太湖水样冻融9~11次的提取效果较佳,室内培养的铜绿微囊藻冻融次数以5~7次为宜。     

典型水稻土中硝态氮垂直穿透状况及模拟

硝态氮(NO3--N)不但可以污染地下水,也会造成河流和湖泊的富营养化.用穿透曲线(BTCs)描述室内土柱模拟的NO3--N在太湖地区3种典型水稻土(白土、黄泥土和乌栅土)中的垂直穿透状况并用Hydrus-1D模型对实验结果进行了拟合.结果表明,3种水稻土中NO3--N穿透土壤各土层所用的平均时间按从长到短的顺序为:黄泥土、乌栅土、白土,而峰值大小则正好相反,从大到小依次为:白土、乌栅土、黄泥土.因此,在白土样区过量施用氮肥最容易对水体造成污染.3种水稻土中NO3--N的穿透曲线都呈不对称分布,曲线尾部均存在一定的拖尾现象.通过对NO3--N穿透土壤的影响因素的分析可知,土壤容重和粘粒含量是影响NO3--N穿透的主要因素,土壤容重越大或粘粒含量越高,穿透所需的总时间就越长,峰值就越低且拖尾现象越严重;有机质含量对其也有一定的影响.用Hydrus-1D模型对实验结果进行模拟,所得的穿透曲线的模拟值与实测值均呈极显著的正相关关系,相关系数都在0.9以上.同时,在模拟过程中还得到了土壤饱和导水率和NO3--N的垂直扩散率等难以实测的参数,说明利用Hydrus-1D模型不但可以准确地预测NO3--N在研究区土壤中的运移状况,也可以推算出该地区水分和养分运移的参数.     

典型碳酸盐岩区耕地土壤剖面重金属形态迁移转化特征及生态风险评价

碳酸盐岩土壤母质区是我国耕地土壤重金属高含量的主要分布区,且耕地重金属迁移转化受到自然过程与人为活动的交互影响.以广西碳酸盐岩母质水田9条土壤剖面为研究对象,在分析测试土壤Cd、As、Zn、Cr、Cu、Hg、Ni和Pb含量、pH、Corg含量等土壤性质指标以及Cd、As、Zn和Cr赋存形态基础上,重点探讨了研究区耕地土壤重金属形态垂向分布特征、重金属生态风险以及对比在自然成土过程中和人为活动干扰下重金属迁移转化的影响因素.结果表明,研究区土壤剖面中Cd、As、Zn和Cr存在样本超农用地（水田）污染风险筛选值,Cd和As部分超管制值.土壤剖面Cd各形态均有一定比例分布,且随剖面深度由浅至深,Cd生态风险较高的水溶态、离子交换态比例呈显著下降趋势;土壤剖面As、Zn和Cr各深度段均以残渣态为主,随深度加深,水溶态和离子交换态比例变化不大.风险评价编码法（RAC）和次生相与原生相分布比值法（RSP）评价结果显示,研究区土壤Cd污染风险相对较高,总体上As、Zn和Cr处于无污染或无风险状态.研究区自然发育的土壤,黏土矿物含量和土壤发育程度对Cd迁移活动性的影响较为显著,而受人为活动影响的耕作层中,土壤pH与有机质含量则成为其迁移活动性的主控因素;土壤As的迁移能力主要与土壤有机质、Fe₂O₃含量以及土壤发育程度有关,但在耕作层中,有机质对其控制作用明显增强;土壤中Zn、Cr迁移能力的主控因素均为pH,而在人类活动干扰下,pH对其影响更为强烈.     

全球气候变化下的中国粮食安全问题研究

粮食是人类生存的基础,保障粮食安全是“2030年可持续发展议程”的重要目标之一。论文基于粮食系统视角,从全球气候变化对粮食系统的作用、保障粮食安全对全球气候变化的影响,以及应对全球气候变化的粮食安全适应性策略出发,揭示粮食安全与全球气候变化的相互作用,系统梳理全球气候变化下的中国粮食安全问题。研究结果表明：1）全球气候变化导致粮食系统不确定性增加,且对中国粮食生产的影响加剧;2）粮食需求是全球气候变化的主要驱动力,粮食生产要素的重新配置加剧了全球气候变化;3）多尺度有机结合应对全球气候变化保障粮食安全需在微观上“藏粮于技”实现提质增效,在中观上“藏粮于地”注重生态建设,在宏观上坚持市场为主导完善粮食政策体系。全球气候变化背景下,保障粮食安全研究呈现从单一学科、单一维度、单一手段向依靠多学科开展多尺度、多要素、系统综合集成研究保障粮食安全转变,从高碳粮食系统向低碳高效粮食系统转变的趋势。     

太原汾河景区浮游植物群落结构及其与环境因子关系分析

为了探究太原汾河景区水体浮游植物群落结构特征及水质状况,对浮游植物的种类组成、生物量及其与环境理化因子的相关性进行监测.在2014年丰水期6~10月对汾河太原景区从上游到下游设置9个采样点进行定期采样调查.分析结果表明,太原汾河景区水体中浮游植物主要为蓝藻门、绿藻门、硅藻门植物,其中蓝藻植物数量最多,其次为绿藻和硅藻.在丰水期浮游植物细胞密度呈现先上升后下降现象,7月达到最高.采样点间也存在较大差异,位于汾河景区中下游的3个样点浮游植物数量最多.浮游植物生物量与环境理化因子的关系通过冗余分析(RDA)进行整体排序,结果表明浮游植物总细胞密度与溶解氧呈显著正相关,与化学需氧量呈显著负相关.硅藻细胞密度与水温、气温呈极显著正相关,与化学需氧量呈极显著负相关.各种环境因子的作用在不同时期的表现不同.综合营养状态指数分析,太原汾河景区水体中总氮在整个时空范围内超标,处于轻度到中度富营养水平状态.     

重庆市主要农耕区土壤Cd生物有效性及影响因素

选择在重庆南川区采集大宗农作物水稻及根系土样品155件,另采集部分玉米、土豆、番茄、油菜、李子和猕猴桃及根系土样品进行测试分析,以生物富集系数表征元素的生物有效性,分析土壤理化性质、土壤组分、地质背景及作物种类等因素对Cd生物有效性的影响.结果表明,南川区水稻及根系土中均存在一定程度的Cd超标现象,且Cd生物有效性相对较低;土壤酸碱度为Cd生物有效性的主要控制因素,酸性条件下生物有效性更高;番茄、李子和猕猴桃对Cd的富集能力较弱.因此,可通过人工调控田块酸碱度或调整种植结构等手段预防土壤重金属污染、提高农产品质量.该方法亦可用于其它土壤重金属或Se等健康元素的相关研究,为土地安全利用、高品质农产品的生产提供科学依据.     

铈对水体富营养化影响的动态模拟研究

以红浮萍作为供试材料,在聚乙烯塑料板焊接成的水槽中做单稀土元素铈对水体富营化影响的动态模拟实验,以期对长江三峡水库及其上游流域的水体富营养化预防与防治提供基础依据。实验表明：浓度为2501~g／L的稀土元素铈对红浮萍生长和水体富营养化的促进作用受水体流速的影响,流速越快,促进作用越弱。依据所测指标运用相关加权综合营养状态指数法对实验水体进行水质评价,结果表明在实验条件下,静态水体发生“水华”的时间为5～6d;在平行条件下流速为12．5cm／s、25cm／s的动态水体发生“水华”的时间分别为8～9d和12～13d。     

酸活化赤泥催化臭氧氧化降解水中硝基苯的效能研究

以铝工业废物赤泥为原料,采用酸化的方法活化赤泥,提高其在多相催化臭氧氧化除污染体系中的催化活性,并对其催化臭氧除污染效能及机制进行探讨.研究发现,和赤泥原矿相比,酸化赤泥表现出十分显著的催化能力;酸化赤泥(RM6.0)催化臭氧氧化硝基苯的去除率随臭氧浓度的增加而增加;当臭氧浓度由0.4 mg.L-1增加至1.7 mg.L-1时,硝基苯的去除率由45%提高到92%.溶液pH对RM6.0催化体系利用臭氧能力的影响与其催化臭氧氧化降解NB的影响表现出一致的结果.初始pH变化所带来的RM6.0催化活性的变化,主要是由于体系中氢氧根浓度的变化,导致臭氧分解形成羟基自由基所致;过高pH值导致的羟基自由基的猝灭显促使RM6.0催化臭氧氧化NB活性的降低.通过RM6.0对臭氧的利用能力及羟基自由基抑制实验结果发现,RM6.0催化臭氧降解NB的主要作用机制是催化剂表面吸附臭氧,实现臭氧在催化剂表面的富集,进而实现对NB有机污染物的氧化降解.在这个过程中羟基自由基是存在的,主要是在臭氧与硝基苯在界面氧化过程中分解而成,并进一步氧化NB.