基于微生物生物完整性指数的城市河道生态系统健康评价

生物完整性指数(index of biotic integrity,IBI)已被广泛运用于河流生态系统的健康评价.然而,目前基于微生物的IBI评价方法很少,针对城市河道的相关研究更是缺乏.本研究采用Illumina高通量测序技术,对浙江省内5条城市河道的微生物群落多样性及组成进行了分析.通过典型相关分析(canonical correlation analyses,CCA)和Spearman相关性分析水质对微生物组成的影响,明确受水质变化影响显著的微生物类群,与特定功能菌群一并作为备选指标.对备选指标进行分布范围、判别能力及Pearson相关性分析,筛选出香农多样性指数、微生物分类单元数、疣微菌门相对丰度、绿菌门相对丰度和分支杆菌属相对丰度等参数指标,初步构建了适合浙江城市河道的微生物生物完整性指数(microbiome index of biotic integrity,M-IBI)指标体系.采用比值法对生物指标计分,评价结果显示:总计22个样点中,9个样点为"健康"等级,占总样点的40. 9%;10个样点为"亚健康"等级,占总样点的45. 5%; 2个样点为"一般"等级,占总样点的9. 1%; 1个样点为"较差"等级,占总样点的4. 5%.各采样点M-IBI值可有效反映水体受干扰程度,且与水质状况基本吻合(R=0. 753,P 0. 01),表明M-IBI可以较合理地评价城市河道生态系统健康状况.     

微咸水灌溉下微生物菌肥对盐渍土理化性质和细菌群落的影响

微生物菌肥改良盐渍土具有高效、绿色环保等优势,同时施加微生物菌肥是安全利用微咸水的有效方式.试验基于河套灌区中度盐渍土,以枸杞为指示植物,在微咸水灌溉条件下设置施加不同微生物菌肥量F1(4 500 kg·km^-2)、 F2(7 500 kg·km^-2)、 F3(10 500 kg·km^-2)和无菌肥(CK)这4个处理,研究枸杞4个关键生育期(开花期、果实膨大期、盛果期和落叶期)不同微生物菌肥施用量对土壤盐基离子、水分、 pH值、养分和细菌群落的影响.结果表明,相较CK, F1仅显著降低了前2个生育期Na⁺含量(P<0.05),而F2和F3均显著降低全生育期Na⁺含量(P<0.05),平均降低33.66%和57.98%; F3显著提高了全生育期的土壤含水率(MC)、有机质(OM)、碱解氮(AN)和速效磷(AP)含量(P<0.05).枸杞生育旺盛期,F3的Shannon指数较CK提高了4.41%;土壤优势菌门为变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,优势菌属为鞘脂单胞菌属和...     

深圳市秋季大气OH自由基总反应性测量及其构成分析

羟基自由基(·OH)总反应性(k_(OH))是大气中所有·OH反应物的浓度与其·OH反应速率常数乘积的总和,对k_(OH)的直接测量有助于识别未知的·OH反应物种及提升·OH收支分析的准确度.因此,本研究建立了一套基于激光光解-激光诱导荧光技术的k_(OH)在线测量系统(LP-LIF),利用紫外脉冲激光在流动管内光解臭氧产生·OH,采用激光诱导荧光技术实时测量其与采样进入流动管的活性气体反应而导致的·OH浓度衰减,通过对该衰减进行指数拟合得到采样气的k_(OH).经实验室测试,LP-LIF系统对k_(OH)的测量灵敏度为1.2 s~(-1),时间分辨率5 min.应用该系统对2018年秋季深圳地区的大气k_(OH)进行为期1个月的连续测量,结合同步观测的·OH反应物浓度数据发现,k_(OH)观测值在10～30 s~(-1)之间,主要来自一氧化碳(14%)、氮氧化物(26%)和一次排放的挥发性有机物(24%).此外,由未测量的·OH反应物贡献的k_(OH)平均约23%,且在夜间和早晚高峰时段贡献较高,推测其主要来自溶剂涂料、石化工业及LPG机动车排放.     

上海秋季典型大气高污染过程中有机碳和元素碳的变化特征

于2011年10月1日至10日在上海市城区对大气中细粒子的质量浓度和含碳气溶胶进行了在线连续观测,获得了秋季典型大气灰霾污染过程中含碳气溶胶的变化特征.观测结果显示,在大气灰霾过程中PM2.5中有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度分别为(20.38±7.11)μg·m-3和(4.07±1.97)μg·m-3,浓度显著高于非霾过程.以非霾天气的起始点作为参照点,得出灰霾期间OC和EC的增长率分别为641％±258％和409％±246％,本次灰霾过程中OC的污染累积与二次生成作用分别占63.8％和36.2％,污染过程以累积为主.灰霾期间OC/EC与O3具有良好的线性关系,且相关分析表明二者之间呈正相关,OC浓度的升高与含碳组分的光化学反应有关.采用EC示踪法估算短期大气过程中有机碳(SOC)含量,灰霾天气和非霾天气PM2.5中的SOC浓度分别为1.64～17.96 μg·m 3和0.25 ～2.83 μg·m-3,分别占OC的l0.7％～66.7％和9.2％ ～52.5％.     

牡蛎壳负载壳聚糖去除水中活性红152

以牡蛎壳(OS)为原料制备一种新型牡蛎壳负载壳聚糖(CCOS)吸附剂,并利用电镜扫描(SEM)、红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)及热重(TG)分析等方法对吸附剂样品进行表征.同时,研究了吸附剂对活性红152(RR152)的吸附性能,考察了壳聚糖与牡蛎壳质量比、溶液pH值、吸附剂用量、活性红152起始浓度、吸附时间和温度对吸附的影响.结果表明,壳聚糖与牡蛎壳质量比为0.08,pH值为2时,活性红152的去除率达最大值;活性红152的去除率随着吸附剂用量的增加而增大,当吸附剂用量为0.3g时,活性红152的去除率达83.3%.吸附容量也随着起始浓度的增加而增大,并在150min达到吸附平衡.运用3种动力学模型对吸附过程进行拟合,结果表明,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述.吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich和Tempkin方程,最大吸附容量在298.15、303.15、308.15和318.15K下分别为135.14、142.86、144.92、149.25mg·g-1.在热力学研究中,ΔG0<0、ΔH0>0、ΔS0>0,表明此吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程.解吸实验表明,吸附剂用碱液处理再生后,可循环使用4次.     

上海城市河岸带土壤反硝化作用研究

2011年4月至2012年2月,以2个月为周期,在上海市不同地点浦东(PD)、金山(JS)、嘉定(JD)、青浦(QP)、崇明(CM)、闵行(MH)采集不同类型城市河岸带土壤,采用乙炔抑制法测定土壤反硝化速率.结果表明,上海河岸带土壤反硝化速率介于1.00 ～ 82.92μmol·m-2·h-1之间,时空差异明显.不同区域,农田背景下的河岸带土壤反硝化速率(浦东:29.51 μmol·m-2h-1,嘉定:36.99μmol·m-2·h-1)要高于以草地(青浦:4.95 μmol·m-2·h-1,闵行:7.84 μmol·m-2·h-1)、矮灌丛(金山:27.83 μmol·m-2·h-1,崇明:23.26 μmol·m-2·h-1)背景为主的河岸带土壤;垂直变化上,2～5 cm深度处的河岸带土壤反硝化速率最大,随深度增加反硝化速率呈逐步降低趋势;季节变化上,河岸带土壤反硝化速率呈现夏秋高冬春低的特点,夏季是反硝化作用最为强烈的季节.温度、pH值、土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)、土壤总氮(Soil Total Nitrogen,STN)等是影响反硝化速率的重要因子,其中,反硝化速率与温度、SOC、STN含量呈正相关关系,与pH值呈负相关关系.     

2013年1月中国中东部大气重污染期间上海颗粒物的污染特征

2013年1月,我国中东部地区连续遭受多场大范围、长时间、高强度的灰霾天气.期间,本研究采用在线连续观测手段测量了上海市城区大气中气态污染物、颗粒物的质量浓度、细颗粒物的化学组分等,获得了高污染过程中颗粒物的污染特征.观测结果显示,1月份期间PM₁₀、PM_2.5与PM_1.0平均浓度分别为(125±75) μg·m^-3、(82±54) μg·m^-3和(44±27) μg·m^-3,PM_2.5/PM₁₀为65.0%±13.0%,能见度小于10.0 km的累计时间长达284 h,占整月小时数的38.2%.灰霾期间大气PM_2.5中SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺和OM分别占PM_2.5的21.5%±4.9%、22.8%±5.9%、15.9%±3.1%和20.4%±4.3%,其中,二次组分(SNA+SOA)占PM_2.5的65.7%±8.4%,表明灰霾期间二次组分对PM_2.5的贡献较大;灰霾期间还测得较高的SOR和NOR,分别为0.335±0.121和0.229±0.066,说明SO₄^2-和NO₃^-的生成效率较高;较高的/比值(1.137±0.438)表明灰霾期间机动车的污染较明显.研究发现,随着PM_2.5质量浓度不断地增加,SNA的比例明显上升,期间NH₄⁺对SO₄^2-、NO₃^-等酸性物质的中和发挥了重要作用.研究结果显示,灰霾期间,因受低温和高浓度颗粒物的影响,上海地区的大气对有机物的氧化能力明显减弱,昼夜OC/EC值差别不大.     

模拟电镀污泥重金属浸出液对氧化亚铁硫杆菌活性的影响

从浙江温州某制革厂污泥中筛选到1株细菌,对其形态和16S rDNA序列研究表明,细菌细胞呈杆状,革兰氏染色阴性,其16S rDNA序列与嗜酸性氧化亚铁硫杆菌标准菌株Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC23270的序列相似度为99%,可鉴定为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌菌株,暂命名为WZ-1.为了研究电镀污泥浸出液中重金属离子对WZ-1活性的影响,考察了Ni2+、Cr3+、Cu2+、Zn2+这4种重金属离子及5种不同模拟电镀污泥重金属浸出液对WZ-1 Fe2+氧化活性和表观呼吸速率的影响,结果表明菌株在接种量6.7%、初始pH 2.0、温度30℃、转速150 r·min-1的条件下,浓度分别为5.0 g·L-1、0.1 g·L-1的Ni2+、Cr3+对WZ-1的活性没有影响;WZ-1对Ni2+、Cr3+、Cu2+、Zn2+的最大耐受浓度分别为:30.0、0.1、2.5、30.0 g·L-1;5种模拟电镀污泥重金属浸出液对WZ-1活性的影响有明显差异,抑制强弱顺序为:Cu/Ni/Cr/Zn>Cu/Ni/Zn>Cu/Cr/Zn>Cu/Ni/Cr>Ni/Cr/Zn.     

半横向通风方式隧道内污染物分布的数值仿真

某城市公路隧道采用半横向通风方式进行火灾排烟,其排风孔位于隧道侧壁顶部.针对该城市公路隧道,运用CFD数值仿真方法建立1:1的三维数值仿真模型,模拟不同工况下,开启不同形状排风孔时,隧道内的风速、风压以及污染物浓度的分布情况.研究表明,排风孔所在位置的隧道横断面上,形成一个左侧区域负压较高、压强变化梯度大而右侧区域负压...     

基于灰色-模糊理论的农业旱灾风险分析

从农业旱灾的自然与社会双重属性出发,并考虑系统的不确定性,分析了农业旱灾风险。应用信息扩散理论计算了干旱出现机率,将灰色系统理论和风险分析理论相结合,在确定干旱出现机率的基础上计算农业旱灾灰色风险率,前者考虑了系统的模糊不确定性,后者考虑了对系统认知缺乏所产生的主观不确定性,完善了农业旱灾风险分析,为防灾减灾和开展政策性农业保险提供参考。