Microbial communities biostimulated by ethanol during uranium (VI) bioremediation in contaminated sediment as shown by stable isotope probing

Stable isotope probing (SIP) was used to identify microbes stimulated by ethanol addition in microcosms containing two sediments collected from the bioremediation test zone at the US Department of Energy Oak Ridge site, TN, USA. One sample was highly bioreduced with ethanol while another was less reduced. Microcosms with the respective sediments were amended with ¹³C labeled ethanol and incubated for 7 days for SIP. Ethanol was rapidly converted to acetate within 24 h accompanied with the reduction of nitrate and sulfate. The accumulation of acetate persisted beyond the 7 d period. Aqueous U did not decline in the microcosm with the reduced sediment due to desorption of U but continuously declined in the less reduced sample. Microbial growth and concomitant ¹³C-DNA production was detected when ethanol was exhausted and abundant acetate had accumulated in both microcosms. This coincided with U(VI) reduction in the less reduced sample. ¹³C originating from ethanol was ultimately utilized for growth, either directly or indirectly, by the dominant microbial community members within 7 days of incubation. The microbial community was comprised predominantly of known denitrifiers, sulfate-reducing bacteria and iron (III) reducing bacteria including Desulfovibrio, Sphingomonas, Ferribacterium, Rhodanobacter, Geothrix, Thiobacillus and others, including the known U(VI)-reducing bacteria Acidovorax, Anaeromyxobacter, Desulfovibrio, Geobacter and Desulfosporosinus. The findings suggest that ethanol biostimulates the U(VI)-reducing microbial community by first serving as an electron donor for nitrate, sulfate, iron (III) and U(VI) reduction, and acetate which then functions as electron donor for U(VI) reduction and carbon source for microbial growth.     

岷江上游高山森林冬季河流中凋落叶碳、氮和磷元素动态特征

高山森林河流中凋落叶元素释放动态不仅是生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分,而且是森林养分流失的主要过程,并可能与冬季雪被和冻融导致的水环境变化密切相关.以岷江上游高山森林4种代表性植物康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为对象,采用凋落叶分解袋法,研究冬季不同冻融时期(冻结初期、冻结期、融化期)河流中凋落叶碳(C)、氮(N)和磷(P)元素动态特征.康定柳、方枝柏和四川红杉凋落叶C(14.6%-47.7%)、N(22.3%-58.5%)和P(4.8%-20.5%)元素在整个冬季均表现为明显的释放现象,而高山杜鹃凋落叶C(-7.3%)和N(-62.7%)表现为明显的负释放(富集)现象,P(0.7%)表现为微量的释放现象.整体而言,凋落叶分解过程中C、N和P元素在冬季的冻结初期、冻结期和融化期整体表现为释放—富集—释放的模式,但康定柳和方枝柏凋落叶N表现为富集—富集—释放模式,方枝柏凋落叶P表现为释放—富集—富集模式.同时,凋落叶C、N和P元素的释放率受河流水温、p H、电导率和C、N、P营养元素等水体环境因子的显著影响.这些结果表明高山森林河流水环境特征显著影响了凋落叶分解过程中元素动态及其相关的物质循环过程,但影响程度受到凋落叶种类和基质质量的控制.     

大型钢铁厂及其周边土壤多环芳烃污染现状调查、评价与源解析

采用气相色谱-质谱联机方法(GC-MS)分析了东北某钢铁厂及周边居住区、风景区共11个采样点表层土壤样品16种多环芳烃(PAHs),结果表明,钢铁工业区16种PAHs(∑PAHs)浓度范围为3.39×103—1.54×105ng·g-1,平均浓度3.21×104ng·g-1;居住区∑PAHs浓度范围为587—6.70×103ng·g-1,平均浓度3.82×103ng·g-1;风景区千山∑PAHs浓度385 ng·g-1.∑PAHs和Bap浓度均呈工业区>居住区>风景区趋势.与国内外其他研究结果相比,该钢铁工业区及其周边居住区土壤PAHs污染相对较为严重,11个采样点中有9个采样点土壤∑PAHs为严重污染,4个采样点苯并(a)芘(Bap)浓度超过加拿大土壤质量基准.利用特征比值法(Diagnostic Rate)和主成分分析法(Principal component analysis,PCA)对钢铁工业区及其周边地区土壤进行了源解析,结果表明,钢铁工业区土壤中PAHs主要来源于焦炉、燃煤、柴油燃烧等污染源,周边地区土壤除受工业污染源排放影响外,机动车汽油、柴油污染排放也有重要影响.     

苯酚胁迫下罗非鱼组织中过氧化氢酶与谷胱甘肽-S-转移酶的动态变化

以奥尼杂交罗非鱼(Oreochromisaureus♂×Oreochromisniloticus♀)为试验鱼类,研究了其暴露于不同质量浓度苯酚后组织中过氧化氢酶CAT和谷胱甘肽-S-转移酶GST活性的动态变化。结果表明,罗非鱼肌肉和肝脏组织中的CAT正常值分别为8.56±0.2U·mg-1和15.48±0.1U·mg-1,GST的正常值分别为4.39±0.20U·mg-1和13.30±0.31U·mg-1,均是肝脏组织高于肌肉组织。采用不同质量浓度的苯酚处理罗非鱼25d,除了0.002mg·L-1质量浓度组罗非鱼体内CAT和GST与对照组相比无显著差异外,其余各质量浓度组的CAT和GST均发生了明显的变化,两者的变化趋势相近。CAT的变化规律为低质量浓度组先升高后降低,高质量浓度组不断下降。即低质量浓度苯酚对罗非鱼体内的CAT具有一定的诱导作用,而高质量浓度表现为抑制作用,可使鱼体内的CAT失活,且这种变化幅度肝脏比肌肉大。GST的变化规律为先升高后降低,即苯酚对罗非鱼体内的GST具有先诱导后抑制的作用。研究表明,0.002mg·L-1质量浓度以下的苯酚对罗非鱼没有生化毒性影响,罗非鱼组织中的CAT和GST可作为生物标志物来评价酚类污染物对鱼类的生化毒性。     

环境微生物群落分析的T-RFLP技术及其优化措施

末端限制性酶切片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)是近年来发展起来的、不依赖于培养的微生物群落分析方法之一.由于其在微生物群落结构分析方面的特点,包括分辨率高、易于实现自动化及互联网海量数据共享等优势,自1997年最先被报道以来得到了广泛的应用,成为环境微生物群落分析的最强有力的工具之一.本文详细介绍了T-RFLP技术的原理,并从环境样品群落DNA的提取、引物设计和PCR扩增、限制性酶切、电泳分离检测和T-RFLP图谱解析等5个方面讨论了用该技术解析环境微生物群落的方法和技巧,简述了近8 a来国外T-RFLP技术在群落分析中的研究进展.类似于其他的分子微生物生态学技术, T-RFLP也有自身的缺陷,因此重点分析了该技术的局限性及相应的解决办法.图2表1参62     

可溶性有机质对芘在泥炭和高岭土上吸附和解吸的影响

为掌握可溶性有机质(DOM)对憎水性有机污染物吸附和解吸行为的影响,本研究选取四环多环芳烃——芘作为目标污染物,通过批平衡实验研究了不同分子量组分DOM对芘在泥炭和高岭土上吸附和解吸的影响.结果表明,吸附和解吸数据均可以用Freundlich模型很好地拟合(R2＞0.93).DOM的添加抑制了泥炭对芘的吸附,并且分子量...     

太湖平原农田区域地表水特征及对氮磷流失的影响

为了解太湖平原不同类型农田氮磷流失特征,在嘉兴地区选择8类共38个农田作为定位点,在降水后对定位点农田沟渠和近农田河道地表水特征进行监测,并采集、检测水样.结果表明:太湖平原农田易产流,径流氮磷污染强度大.在24 h大于15 nm雨量(15 mm·(24 h)-1)或48 h大于20 mm雨量(20 mm·(48 h)-1)的降水条件下,各类农田产流次数占历次监测比例(简称产流频度)为50%～100%;径流氮磷含量超过国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的Ⅴ类水标准(N,2mg·L-1;P,0.4mg·L-1).汛期,农田产流频度平均高出非汛期13%,农田氮磷流失频度和强度均大于非汛期,氮磷含量分别高出1.2mg·L-1和0.26mg·L-1.不同类型农田氮磷流失强度差异大,氮素最大相差11倍,磷素达4倍.近农田河道水全年多停滞,河水停滞次数占历次监测比例(简称停滞频度)为40%以上,易于氮磷累积.在汛期的15 mm·(24 ·L-1或20mm·(48·L-1以上强度降水条件下,种植蔬菜、果木类和旱作大田作物的农田尤应作为农田面源污染防控重点,近农田河道流动特征应被关注.     

氨氮在天然沸石上的吸附及解吸

研究了氨氮浓度、温度、时间、共存阳离子等对氨氮在天然沸石上吸附的影响 ,比较了HCl及NaCl溶液对氨氮解吸的效果 ,初步探讨了沸石吸附氨氮后自然硝化的规律 .结果显示 ,随着氨氮浓度的增大或温度的升高 ,沸石吸附量上升 ,最大可达 1 1 5mg·g- 1 ;沸石吸附的初始阶段 (0— 8h) ,沸石吸附量随时间显著上升 ,此后趋于平缓 ;在不同阳离子共存的情况下 ,K 可使沸石吸附量降低 5 0 %以上 ;HCl溶液对氨氮解吸的效果好于NaCl溶液 ,解吸率最高可达到 6 0 % ;沸石吸附的氨氮在硝化细菌作用下可转化为硝氮 ,溶液中硝氮浓度 1 2 0h后可达 9mg·l- 1 ,在总氮中比率达到 2 7% .     

高效液相色谱-荧光检测法同时测定畜禽粪便中4种磺胺类药物残留

建立了高效液相色谱-荧光检测法测定畜禽粪便中4种磺胺药物(磺胺甲基嘧啶(SM1)、磺胺氯哒嗪(SCP)、磺胺邻二甲氧嘧啶(SDM’)、磺胺喹噁啉(SQ))的方法.样品用25 mL甲醇提取3次,合并提取液,浓缩干燥,用0.1 mol.L-1的HCL溶解残渣,经荧光胺衍生化后,用反相C18柱为分离柱,以乙腈∶0.5%乙酸=40∶60(V/V)为流动相进行洗脱,20 min内分离4种药物.在0.05—5.00μg.mL-1范围内,4种磺胺类药物的峰面积与质量浓度的线性关系良好(R2≥0.999),SM1、SCP、SDM’、SQ的定量限(LOQ)分别为2.3、6.3、4.3和9.6μg.kg-1;添加水平为50、100、1000μg.kg-1时,SM1、SCP、SDM’、SQ的回收率分别为74.91%—81.82%、78.45%—91.43%和86.10%—92.88%,RSD小于8.82%.     

珠江流域土壤中碳库的存量与通量

通过对珠江流域各主要环境介质中不同形态碳含量的分析和计算,得出该流域0~1.0m范围内土壤碳库的存量为1.36×1013kg,占中国陆地碳库总量的9.51%,全球碳库总量的0.907%;流域净碳输入量为4.141×1010kg/a,碳通量912.74kg/(hm2·a),初步计算表明珠江流域可能是陆地生态系统的一个碳汇区。另一方面,人类活动造成流域内有机碳的大量流失,其中,水土流失损失的碳8.01×109kg/a,植物收割及森林砍伐从土壤-植物系统中携带出的有机碳高达6.26×1011kg/a,这将造成土壤有机质含量的降低,因此促进陆地生态系统有机碳存储是提高本流域土地质量的关键。