High-throughput metagenomic analysis of petroleum-contaminated soil microbiome reveals the versatility in xenobiotic aromatics metabolism

The soil with petroleum contamination is one of the most studied soil ecosystems due to its rich microorganisms for hydrocarbon degradation and broad applications in bioremediation.However, our understanding of the genomic properties and functional traits of the soil microbiome is limited. In this study, we used high-throughput metagenomic sequencing to comprehensively study the microbial community from petroleum-contaminated soils near Tianjin Dagang oilfield in eastern China. The analysis reveals that the soil metagenome is characterized by high level of community diversity and metabolic versatility. The metageome community is predominated by γ-Proteobacteria and α-Proteobacteria, which are key players for petroleum hydrocarbon degradation. The functional study demonstrates over-represented enzyme groups and pathways involved in degradation of a broad set of xenobiotic aromatic compounds, including toluene, xylene, chlorobenzoate, aminobenzoate, DDT, methylnaphthalene, and bisphenol. A composite metabolic network is proposed for the identified pathways, thus consolidating our identification of the pathways. The overall data demonstrated the great potential of the studied soil microbiome in the xenobiotic aromatics degradation. The results not only establish a rich reservoir for novel enzyme discovery but also provide putative applications in bioremediation.     

超声降解水中的磺胺嘧啶

以磺胺嘧啶(SD)为研究对象,探讨了超声功率、初始浓度、pH值以及超声协同H2O2、Fenton、TiO2等组合工艺对超声降解SD效率的影响。实验结果表明,超声可有效降解水中低浓度的SD,尤其在酸性条件下,超声降解更为显著,降解过程遵循准二级反应动力学模型。加入H2O2或TiO2可在一定程度上促进SD的超声降解,加入Fenton试剂则显著提升SD的去除率。依据量化计算以及LC-MS测定结果,探讨了SD的超声降解机理。超声降解水中SD主要是基于.OH自由基的氧化过程。     

喀斯特地区典型风化剖面重金属超标程度及元素迁移特征研究

我国西南喀斯特地区是著名的重金属元素地球化学异常区。除了人类活动所导致的土壤污染问题以外,地质背景很可能是造成土壤重金属超标的重要因素。为了弄清岩石风化和成土过程中重金属的释放规律及其环境效应,本次研究以贵州省罗甸县典型的碳酸盐岩和碎屑岩风化剖面为载体,采用实地调查、地球化学测试分析等手段,结合质量平衡系数的计算方法对研究剖面的重金属元素超标程度及元素迁移规律展开调查。研究结果表明:碳酸盐岩比泥质岩具有更高的重金属元素释放潜能,其风化和成土过程向环境中释放重金属的量与风化壳的发育程度有关。研究区石灰土剖面重金属元素超标程度严重,且以Cd和As的超标程度最大。地带性黄壤中Cr、Ni元素的富集很可能与剖面发育过程中铁氧化物的沉淀富集有关。综合分析认为岩性不同所导致的风化速率的差异很可能是造成碳酸盐岩和泥质岩剖面重金属淋失程度差异的主要原因。而且,重金属元素在风化剖面中的迁移规律受元素自身地球化学性质、母岩类型和风化壳发育程度等多重因素控制。     

聚合氯化铝中纳米Al13形态的分离纯化及形态表征

采用超滤法和层析法分离纯化聚合氯化铝(PAC)中的Al₁₃形态,并采用Al-Ferron逐时络合比色法、²⁷Al-NMR、TEM和粒度测定仪对分离纯化所得的Al₁₃形态进行了分析和表征.研究结果表明,超滤法分离纯化的效果受超滤膜的孔径及PAC浓度的影响,选择合适孔径的膜和PAC溶液浓度即可以获得高纯度的Al₁₃,在层析法中则随着洗脱时间延长按分子的大小依次洗脱下来,因此截取中间组分即可得到Al₁₃;Al-Ferron逐时络合比色法和²⁷Al-NMR的分析结果表明,采用上述2种方法分离提纯得到的样品中Al₁₃的含量分别可达到90%以上和100%.TEM和粒度测定结果表明,在B=2.5的PAC溶液中,Al₁₃极少以Al₁₂AlO₄(OH)₂₄(H₂O)⁷⁺₁₂的单体形态存在,而是呈两维结构的线性和枝状的聚集体,Al₁₂AlO₄(OH)₂₄(H₂O)⁷⁺₁₂的聚集体尺寸通常在几十至几百nm.     

垂直防渗帷幕在平原型卫生填埋场中的运用

通过具体的工程实例论述垂直防渗帷幕在平原型卫生填埋场中的功能与作用,以及对3种常用的垂直防渗型式作了比较,对在填埋场工程中垂直防渗型式的选择提出了建议。     

氮氧化物在闽南地区酸雨中的贡献

通过对闽南地区降水?雾水和空气质量等数据的分析,说明闽南地区酸雨是燃煤和光化学烟雾混合型污染;闽南地区降水的SO2-₄/NO-₃比值是我国主要酸雨区中最低的,NO_x是闽南地区酸沉降形成的重要致酸前体物之一;闽南地区酸沉降中的NO-₃主要来源于当地的源排放。      

自来水厂除锰滤砂的催化活性分析

研究来自我国东北２个自来水厂的除锰滤砂对Ｍｎ＾２＋的催化活性,以确定微生物在除锰过程中的作用,利用ＰＹＣＭ培养基可在每ｇ湿砂上计到１０＾５－１０＾６个细菌,其中有４０％￣５０％具有Ｍｎ＾２＋氧化能力,对滤砂表面的微生物进行原位培养,灭菌和ＨｇＣｌ２抑制,表明微生物群落的存在与稳定对于活性表面的存在与稳定是至关重要的,当生物活性被抑制后,锰砂残余活性约为原活性的２０％,这部分活性可能来源于化学催化。     

建筑与火灾

火灾同水灾、地震、雷电等灾害一样,其历史已大大超过人类的生存史。但是人类认识、研究和建立火灾学科体系,却比其他灾害晚得多,这是因火灾的突发性、蔓延性和复杂的不确定性等原凶,使人们系统的、深入地认识并防消火灾的难度增大。     

Y型与ZSM-5型分子筛吸附VOCs性能的对比

从疏水性较好的分子筛中筛选出2类吸附性能优良的分子筛,通过实验考察其对VOCs的吸附量、脱附量、吸附穿透曲线、脱附活化能等,评价其对VOCs的吸附脱附性能;评估了所选分子筛经多次吸附再生后的性能稳定性,建立了一套分子筛工业应用性能指标体系。结果表明：Y型分子筛性能优于ZSM-5型分子筛;同种分子筛比表面积及孔径越大,单位质量能吸附的VOCs量越多;在甲苯/乙酸丁酯的竞争吸附体系中,Y型分子筛及ZSM-5型对甲苯的吸附量较单组分情况下分别下降了50.1%、40.1%,而对乙酸丁酯的吸附量分别增加了189%、102%;甲苯在Y型分子筛上的脱附活化能为76.7 kJ·mol⁻¹,在ZSM-5分子筛上的脱附活化能为64.7 kJ·mol⁻¹;Y型分子筛和ZSM-5型分子筛均具有较好的循环使用性,吸附性能稳定;Yoon-Nelson模型能较好地拟合分子筛吸附穿透曲线,拟合系数在0.97以上。     

硝酸钙缓释颗粒原位修复黑臭底泥的作用机制及其应用

为解决水体中沉积底泥的内源污染释放问题,亟需高效底泥修复技术。硝酸盐为底泥微生物的电子受体,可通过反硝化作用氧化底泥的黑臭物质,是极具潜力的底泥修复剂。为探明硝酸盐在实际工程中的修复效果和潜在问题,结合实验室模拟和实际修复工程,分析了投加硝酸钙颗粒对黑臭底泥原位修复的环境过程。结果表明,投加硝酸钙缓释颗粒产品能显著提高底泥氧化还原势能（以Fe(II)/Fe(III)表征）,促进黑臭物质转化,实际硫化物氧化率达85.2%,使得底泥由黑转黄,最终实现修复目标。同时,硝酸钙修复底泥的过程不受上覆水水质影响,且因修复过程消耗了大量底泥耗氧物质（硫化物和易降解有机质）,使水体整体复氧能力提高。另一方面,钙离子的加入使磷素以较为稳定的钙磷形态转化,能改变水相总磷的归趋（TP_SedCaN < TP_CK,p < 0.01）。然而,由于反硝化产气增加了底泥孔隙,增加了泥水界面表面积和污染物扩散通量,故在修复初期存在底泥污染物和硝酸盐向其浓度较低的水相扩散,产生了一定风险,而实际上这也有利于泥相污染物的加速释放。因此,建议在可控工程段,联合覆盖法阻断污染物扩散或联合曝气加速水相污染物氧化,以确保在控制风险的前提下达到最优的底泥修复效果。