砷污染湿地生境下土壤微生物多样性及群落结构特征

为研究As（砷）污染对微生物多样性的影响,找寻有利于As污染修复的抗As菌种,利用高通量测序技术分析As胁迫〔w（As）分别为0、80、100、150、200和400 mg/kg,依次记为AT0组、AT80组、AT100组、AT150组、AT200组和AT400组〕对湿地生境中土壤微生物多样性及群落结构特征的影响.结果表明:As污染会引起微生物多样性和群落结构的变化,但并不是简单的负相关.在各处理组中,AT80组的土壤中微生物多样性最高,OTU（operational taxonomic units）数高达1 849,较未经As处理的AT0组增加了58.9%,说明低As胁迫在一定程度上会刺激As敏感微生物的生长繁殖,如Desulfovibrio（脱硫弧菌属）和Allobaculum等菌属,使群落结构更加复杂多样.高w（As）（400 mg/kg）对微生物有明显的抑制作用,导致某些物种消亡和多样性下降.As胁迫会诱导抗As微生物〔如Pseuomonas（假单胞菌属）〕成为优势类群,群落结构趋于稳定、单一.微生物群落结构对不同w（As）胁迫有明显的响应特征,可作为As污染湿地土壤质量评价的灵敏指标.在AT400组中存在大量的Pseudomonas veronii,可为As污染湿地微生物修复提供借鉴.研究显示,微生物对As污染具有较为敏感的响应,其中,Proteobacteria（变形菌门）和Firmicutes（厚壁菌门）为As污染生境中微生物优势门类并且与非专性吸附态As和谷胱甘肽含量呈正相关.      

Applications of magnetic nanoparticles in surface-enhanced Raman scattering (SERS) detection of environmental pollutants

Environmental pollution, a major problem worldwide, poses considerable threat to human health and ecological environment. Efficient and reliable detection technologies, which focus on the appearance of emerging environmental and trace pollutants, are urgently needed. Surface-enhanced Raman scattering(SERS) has become an attractive analytical tool for sensing trace targets in environmental field because of its inherent molecular fingerprint specificity and high sensitivity. In this review, we focused on the recent developments in the integration of magnetic nanoparticles(MNPs) with SERS for facilitating sensitive detection of environmental pollutants. An overview and classification of different types of MNPs for SERS detection were initially provided, enabling us to categorize the huge amount of literature that was available in the interdisciplinary research field of MNPs based SERS technology. Then, the basic working principles and applications of MNPs in SERS detection were presented. Subsequently, the detection technologies integrating MNPs with SERS that eventually were used for the detection of various environmental pollutions were reviewed. Finally, the advantages of MNP-basedSERS detection technology for environmental pollutants were concluded, and the current challenges and future outlook of this technology in practical applications were highlighted. The application of the MNPsbasedSERS techniques for environmental analysis will be significantly advanced with the great progresses of the nanotechnologies, optics, and materials.     

产纤维素酶嗜热地芽孢杆菌HTA426的筛选鉴定、酶学性质分析及其应用

为解决现今纤维素酶生产的低效率和高成本问题,以及实现利用木质纤维素废弃物生产纤维素酶的目的,本研究结合羧甲基纤维素钠(CMC)水解圈法和胞外酶活测定法,从嗜热菌资源丰富的温泉区土壤中筛选出一株具有产羧甲基纤维素酶(CMCase)的嗜热地芽孢杆菌HTA426(Geobacillus kaustophilus HTA426).对菌株生产的酶进行酶学性质分析并将菌株应用于以木质纤维素为替代碳源产纤维素酶.采用硫酸铵沉淀法和离子交换层析法对粗酶液进行二级纯化,回收率和纯化倍数分别为10.14%和5.12,纯化后的CMCase的分子量约为40 k Da.其CMCase活性在温度为60℃,pH为7.0下达到最高.培育5 h后,酶的活性在温度为50~70℃下也能保持相对稳定.HAT426菌株能够在已经经过碱处理的甘蔗渣、稻杆及水葫芦为碳源的培养液中生长和生产CMCase.以甘蔗渣为碳源的培养液最适合于生产CMCase,其活性为103.67U·m L~(-1).菌株HTA426是首次报道的具有产纤维素酶能力的嗜热地芽孢杆菌,经纯化的纤维素酶具有广泛的pH适用性(pH 5~8)和良好的热稳定性(50~70℃),在运用于木质纤维素能源化中具有较大潜力.     

铜胁迫对铜绿微囊藻生长及产毒素的影响

以硝酸盐和磷酸氢盐为主要氮源和磷源,通过测定一定初始氮、磷条件下不同Cu~(2+)浓度培养液中藻密度及藻毒素浓度来研究微量元素Cu对铜绿微囊藻生长的影响.结果表明:当Cu~(2+)浓度为1和10μg·L~(-1)时,藻细胞的生长情况最好,藻密度取得所有浓度梯度中最大值;当Cu~(2+)浓度为1μg·L~(-1)时,藻细胞产毒素总量最大;Cu~(2+)严重缺乏(0.01μg·L~(-1))和过量(100μg·L~(-1))时,藻毒素的合成均受到严重抑制.Cu~(2+)浓度变化影响铜绿微囊藻对硝氮的利用效率,当Cu~(2+)浓度为0.01、0.1及100μg·L~(-1)时,氮元素的利用效率都相对较低.细胞比增长率与单细胞产毒量之间的相关性分析及线性拟合结果表明,单细胞产毒素量与细胞比增长率之间存在很好的线性关系:在Cu~(2+)浓度处于0.01~10μg·L~(-1)范围内,二者表现为正相关;Cu过量时(100μg·L~(-1)),表现为负相关,依据此结果可通过比增长率来预测单细胞的产毒素水平.     

我国人为源挥发性有机物反应性排放清单

以我国人为源挥发性有机物(VOCs)为研究对象,使用具有代表性的VOCs总量排放清单、各污染源成分谱及物种最大增量反应活性值(MIR),建立了2010年我国人为源VOCs基于臭氧生成潜势(OFP)的反应性排放清单.结果表明,2010年我国人为源挥发性有机物总OFP为84 187.61 kt,其中,烷烃6 882.53 kt,烯炔烃41 496.92 kt,芳香烃32 945.32 kt,卤代烃161.45kt,含氧有机化合物2 701.40 kt.OFP贡献前10种物种分别为丙烯、乙烯、间/对-二甲苯、甲苯、1-丁烯、邻-二甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3-丁二烯、间-乙基甲苯和乙苯,占人为源总OFP的63.95%,仅占VOCs排放总量的31.84%.人为源三大污染源中,工业源贡献了49.29%的OFP,为最大贡献源,其次是交通源28.31%和农业源22.40%.建筑装饰、石油炼制、储存与运输、机械设备制造、交通设备制造和包装印刷为工业OFP主要贡献源;轻型载客汽车、重型载客汽车及摩托车为交通源OFP污染控制的重点;生物质燃烧两类子源均为农业源OFP重点控制对象.山东、江苏、广东、浙江和河南是我国人为源OFP贡献最大的省份,占人为源总OFP的39.65%.该反应性清单的建立,对我国基于反应性臭氧(O3)控制对策的制定具有重要意义.     

象山港海域水质与沉积物主要污染因子及污染源分析

通过分区调查2007~2015年象山港海域的水质变化情况,分析了象山港海洋环境主要污染因子的空间分布特征及年际变化,并利用富营养化指数法（E）和沉积物重金属潜在生态危害指数法（RI）分析了港内水体富营养化情况及沉积物重金属生态危害程度,结果表明四项主要水质污染因子中DIN、DIP及石油类的平均浓度呈现港口>港中>港顶的趋势,富营养化程度虽偶有改善,但仍较严重,沉积物重金属潜在生态危害已达中等程度,并有逐年加重的趋势。对陆上氮源、磷源的主成分分析结果显示氮肥和畜禽废弃物是主要的氮污染源,而畜禽废弃物和磷肥则为主要的磷污染源,此外,海水养殖也是富营养化不可忽视的另一个污染源。     

南通市重污染过程PM_(2.5)中OC/EC浓度水平及污染特征分析

采用EC/OC在线分析仪连续监测数据,结合空气自动监测站监测的PM_(2.5)浓度数据和气象参数,对南通市几次重污染过程进行了分析。结果表明,OC/EC浓度随PM_(2.5)浓度变化趋势基本一致,重污染过程中明显升高,是导致南通市重污染天气的重要元素之一。重污染过程中存在明显的二次有机碳污染,且重污染程度越高,二次有机污染越严重。单次重污染过程OC/EC来源基本相同,仅凭OC/EC的比值判断污染物来源是不充分的。污染过程中TC(OC+EC)的上升幅度较PM_(2.5)中其他组分低,污染后其下降幅度也相对较低。     

基于宏观计量经济面板数据模型的我国交通事故发生规律研究

从经济发展水平、人口数量、汽车保有量和道路条件等宏观因素入手,分析了我国8个省市不同经济发展条件下,人均GDP与千人汽车保有量、万车死亡人数、十万人口死亡人数和人均道路里程之间的关系,并选取万车死亡人数作为因变量,人均GDP、千人汽车保有量和人均道路里程作为自变量,以科布-道格拉斯生产函数为基础,建立了基于计量经济学的固定效应面板数据模型,并对我国交通事故发生规律进行了模拟分析。结果表明:模型拟合效果较好,相关系数R2为0.957 1,各项因素均表现显著,模型较好地反映了我国2003年之后8省市的交通事故宏观规律。     

基于碑刻记录的嘉陵江清代洪水发生规律及成因研究

基于历史文献法收集整理了《四川两千年洪水史料汇编》中嘉陵江清代洪水碑刻的碑文记录,并利用Gibbs-Mirtin多样化指数法分析洪水碑刻记录的空间分布特征。结果发现:清朝时期,嘉陵江流域共有洪水碑刻记录55通,月份明确可辨的有36通。空间上整体分布不均,下游多于中上游,其中嘉陵江干流28通(20通有明确月份;Gibbs-Mirtin多样化指数为0.46,上游仅有零星分布,相对集中于中下游),渠江16通(10通有明确月份;Gibbs-Mirtin多样化指数为0.71,各河段均有分布),涪江11通(6通有明确月份;Gibbs-Mirtin多样化指数为0,仅集中于下游的重庆市)。洪水碑刻记录在年内主要分布于6、7、8、9四个月,洪水碑刻清晰记录了清代1679年(2通)、1840年(3通)、1870年(17通)、1903年(2通)4次特大洪水,洪水碑刻记录的嘉陵江流域清代洪水的发生频率为7 a一洪。清代嘉陵江洪水碑刻记录反映了流域夏秋季洪水较多,这与嘉陵江流域的亚热带湿润季风气候、多洪齐发的扇状水系、低山丘陵-谷坝地形、松散的土壤质地以及"湖广填川"时期毁林垦荒导致的水土流失与河道淤积有关。     

成都西南郊区春季PM2.5中元素特征及重金属潜在生态风险评价

于2012年和2014年春季在成都西南郊区采集PM_(2.5)样品,采用重量法测定PM_(2.5)的浓度,利用X射线荧光光谱法测定PM_(2.5)中24种元素的质量浓度,运用地累积指数法和富集因子法分别讨论了PM_(2.5)中元素的污染特征、富集程度及来源,并用潜在生态风险指数法对PM_(2.5)中重金属的潜在生态风险进行评价.结果表明,成都西南郊区春季PM_(2.5)的质量浓度处于相对较高的水平;PM_(2.5)中元素组成特征表现为K和S的质量分数最高,Ga、Cs、Co、Cd、V的质量分数最低.国内外典型城市比较发现,不同城市PM_(2.5)中元素质量浓度水平存在较大差异.地累积指数结果表明,PM_(2.5)中As、Br、S、Cd、Se、Pb、Cl和Zn污染程度较严重.富集因子分析表明,PM_(2.5)中Se、Cd为超富集,As、Br、Cl、Pb、Zn、S为高度富集,Cu、Cs、Ni、Ga、Co为中度富集,这些元素主要受人为污染影响,受自然源的影响很小;Cr、Mn、Ca、V为轻度富集,受自然源和人为源的共同作用;Na、Ti、Al、Si和Mg为基本无富集或微量富集,主要来自于土壤尘或扬尘源.潜在生态危害指数法评价显示,PM_(2.5)中重金属单因子潜在生态危害程度大小为CdAsPbCuZnNiCoCrMnVTi,重金属联合的潜在生态风险为极强,Cd是多种重金属联合的潜在生态风险指数中的主要贡献因子.