土壤环境中肠道致病菌的多重PCR检测研究初探

建立同时检测大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、福氏志贺氏菌、铜绿假单胞菌等5种土壤常见肠道致病菌的多重PCR检测技术,为这些肠道致病菌感染的快速诊断提供实验依据.根据这些肠道病原菌的毒素基因、高度保守基因及特异性基因分别合成5对特异性引物,应用PCR扩增技术对目的菌株进行特异性检测.实验结果表明,5对寡核苷酸引物都具有较高的特异性和专一性,多重PCR检测限达到104cfu·g-1.多重PCR应用于土壤样品分析,极大的缩短了检测时间(仅需3～4h)、降低了检测成本,对控制病原菌的传播具有重要意义,可推广应用于环境监测、水源检测、食品卫生监督、商品检验检疫等领域.     

人工湿地生态根孔技术及其应用

人工湿地亚表层介质的堵塞问题一直是湿地系统持续有效运行的障碍,极大地限制了人工湿地技术的大规模工程应用.通过白洋淀自然湿地现场研究,发现由大型水生植物所形成的根孔异常发达,径级不等的死活根孔混合在一起,组成了庞大的湿地根孔网络.人工湿地生态根孔技术通过模拟白洋淀湿地自然的芦苇根孔系统,以人为填埋的植物秸秆作为湿地的填料/介质,有效地改变了土壤亚表层大孔隙结构,为人工湿地建设和应用开辟了一条新途径.通过构筑根孔和自然根孔之间的过渡和湿地根孔的不断更新,实现湿地填料/介质的自我更新,克服了一般潜流人工湿地其填料/介质易发生堵塞的缺点.构筑根孔有效填补了人工湿地运行初期大量自然根孔尚未形成的空白期.该技术在小试湿地中获得了成功应用.以玉米秸秆和地肤秸秆作为小试模拟湿地的填埋介质,其填埋量体积比为2%～4%.与未填埋秸秆的基质土壤处理单元相比,填埋秸秆处理单元其导水效率和营养盐去除能力都得到了有效提高.研究结果表明:填埋秸秆腐烂后形成的构筑根孔其水分侧向入渗率是基质土壤的20倍左右.在中、低营养盐负荷情况下,填埋秸秆处理单元对溶解性总氮(DTN)去除率平均提高4.5%～27.1%;对溶解性总磷(DTP)去除率平均提高7.0%～20.4%.     

基于土地利用/覆被情景分析的长期水文效应研究——以西苕溪流域为例

论文以太湖上游的西苕溪流域为研究区,通过土地利用变化模型CLUE-S对未来15年土地利用/覆被变化的空间格局进行模拟,并在此基础上,应用长期水文影响模型L-THIA模拟分析1985年、2002年以及未来15年后3种土地利用情景对地表径流的长期影响,并识别不同土地利用方式转换水文效应的敏感性。结果表明：①在相同的降雨条件下,2017年土地利用情景下年均径流深度较1985年增加61.6mm,且土地利用变化对月径流的影响在春季尤为显著,同时,土地利用变化的水文响应程度,以枯水年响应最强,丰水年响应最弱;②不同土地利用方式转换产生的水文效应存在较大差别,以林地向建设用地转换的水文效应最为敏感,其次是耕地向建设用地、林地向耕地的转换,最后为耕地向林地的转换。文中采用水文模型与土地利用变化模型相耦合的方法,可为土地利用变化水文效应的分析提供新的思路和参考。     

磁性生物炭负载α-MnO2活化过一硫酸盐降解2,2',4,4'-四溴联苯醚

环境中的多溴联苯醚（PBDEs）对人类健康和生态环境存在潜在危害,开发高效、经济和环保的高级氧化体系对其进行有效降解具有重要意义.利用水热法合成的磁性生物炭负载二氧化锰复合材料（α-MnO₂/MWB）作为催化剂,有效活化过一硫酸盐（PMS）降解2,2'',4,4''-四溴联苯醚（BDE-47）,通过SEM、XRD、FT-IR和BET等手段对材料进行表征分析,同时探究了材料对PMS的催化活化能力.结果表明,α-MnO₂/MWB具有最佳的催化性能,在α-MnO₂/MWB负载质量比为1：2、催化剂投加量为0.05 g·L^-1、PMS浓度为5 mmol·L^-1的条件下,对1 mg·L^-1 BDE-47的降解率达到94%.溶液初始pH对体系的影响较小,氯离子（Cl^-）和腐殖酸（HA）对BDE-47的降解有抑制作用,随其浓度升高抑制作用增强,硝酸根离子（NO₃^-）和碳酸氢根离子（HCO₃^-）对降解几乎无影响.通过自由基淬灭实验证明SO₄^-·和·OH是该体系降解BDE-47的两种关键自由基,其中SO₄^-·占主导地位.反应前后材料的XPS表征分析表明,Mn和Fe元素的价态转化是活化PMS的主要原因.α-MnO₂/MWB经重复利用4次,仍保持着高效的催化性能.     

组合介质的微生物富集效果及其去除太湖水源水中微囊藻毒素的研究

采用组合介质进行改善太湖水源地水质的中试研究.应用定量PCR分析发现组合介质上富集了大量具有溶藻能力的假单胞菌和芽孢杆菌,表明组合介质对太湖土著溶藻细菌具有良好的富集效果.微生物的空间分布解析结果表明,细菌总数、硝化细菌及溶藻细菌(假单胞菌、芽孢杆菌)的分布具有显著特征,在反应装置纵向的中段、出水端及垂直方向的中层,组合介质上的溶藻细菌等特定微生物在密度及活性上处于相对优势,这与微生物的功能、生长所需的微环境及基质条件密切相关.组合介质通过富集微生物改善了太湖梅梁湾水源地的水质,对总藻毒素TMC、TMC-RR、TMC-LR、胞外藻毒外EMC、Chl-a的平均去除率为64.8%、72.7%、62.9%、55.4%、30.1%.     

古水稻土中多环芳烃的分布特征及其来源判定

测定了马家浜文化(距今约6 000a)遗址2个剖面表层土壤、古代水稻土和古代旱地土壤、以及底层土壤中15种多环芳烃的含量,并对其可能来源进行了判定.结果表明,表层土壤中PAHs的含量分别为202.9μg·kg^-1和207.7μg·kg^-1,主要来源于大气沉降;古水稻土中PAHs含量明显降低,仅为56.0μg·kg^-1,但高于古旱地土壤及底层土壤。古旱地土壤及底层土壤PAHs含量在32.0～36.9μg·kg^-1.古水稻土中,2环和3环所占比例较大,达63%,萘和菲含量最高,而4环以上的多环芳烃含量较低.Phe/Ant和BaA/Chr比值和有机质¹³C-NMR图谱显示,古水稻土中的多环芳烃主要来源于水稻秸秆的焚烧,同时还原条件下的生物合成可能是其另一个重要来源.     

家具板材排放VOCs成分谱及排放因子研究

随着目前人们对室内空气质量要求的不断提高,家具板材作为影响室内空气质量的VOCs（挥发性有机物）排放源,也逐渐受到重视.采用500 L静态箱,使用PTR-TOF-MS（质子转移反应-飞行时间质谱）对市售六类家具板材排放的VOCs进行测定,分别进行排放速率与排放平衡试验得到板材的排放特征与排放成分谱,并估算其排放因子.结果表明:①集成材、胶合板、细木工板、刨花板、密度板、实木地板8 h排放的ρ（TVOC）（TVOC为总挥发性有机物,total volatile organic compound）平均值分别为0.76、0.39、0.42、0.68、0.17、0.23 mg/m3,各类板材主要排放物种分别为甲苯、甲醛、甲醛、正壬烷、甲醇、甲醛,其质量浓度平均值分别为0.23、0.23、0.13、0.35、0.04、0.06 mg/m3.②排放平衡试验中焕城胶合板、吉林松木集成材、凯越密度板及时代刨花板TVOC的排放因子分别为3.63、10.63、0.51、2.07 g/m3.③板材排放VOCs成分谱中,焕城胶合板主要排放物种为丙烷、乙烷、甲醛、甲醇,其排放占比分别为18.57%、4.73%、19.74%、17.83%;吉林松木集成材主要排放物种为甲苯,其排放占比为43.27%;凯越密度板主要排放物种为乙烷与甲醛,其排放占比分别为26.44%、19.42%;时代刨花板主要排放物种为甲醛与甲醇,其排放占比分别为40.16%、31.55%.研究显示,各类板材VOCs排放特征、排放成分谱及排放因子均存在较大差异,部分板材VOCs排放量较大,需加强行业标准的规范化.      

青岛近岸表层海水和潮滩沉积物中微塑料的分布及其影响因素

微塑料（<5 mm）是一种备受关注的新兴污染物.目前微塑料在山东近岸的分布规律和影响因素尚不明确.本文选取青岛市红岛水产养殖区海域、李村河口附近海域、团岛污水处理厂海域、麦岛沙滩附近海域的表层海水和潮滩沉积物为研究对象,通过现场采样、密度浮选分离、显微镜观察、傅里叶红外测定等方法,揭示青岛近岸表层海水和潮滩沉积物中微塑料的分布规律及其影响因素.结果表明,4个区域表层海水中微塑料丰度从小到大为麦岛（1439个·m^-3）<李村河口（7209个·m^-3）<团岛（12785个·m^-3）<红岛（16869个·m^-3）,潮滩沉积物中微塑料的丰度从小到大为麦岛（1517个·m^-2）<团岛（1794个·m^-2）<红岛（2244个·m^-2）<李村河口（2789个·m^-2）.分析表明,青岛近岸小粒径微塑料（<1 mm）的含量最多;白色是青岛近岸微塑料的主要颜色;纤维在海水和潮滩沉积物中的含量最高,分别占海水和沉积物中微塑料的62.76%和59.92%;表层海水中聚对苯二甲酸乙二醇酯类塑料的比例最大,主要来自于海洋渔业和海洋运输业,潮滩沉积物中聚丙烯的比例最大,主要来自水产养殖业和旅游业.不同采样区域的主要人类活动的种类和强度不同,影响了微塑料的丰度和种类;不同环境介质（海水、潮滩沉积物）的自然条件不同（紫外线照射时间和强度、风化作用等）,影响了微塑料的颜色、粒径、形状和分布规律.     

雨洪管理措施的水环境效应差异——基于Meta的中国案例分析

雨洪管理措施的应用可有效控制雨水径流量及其污染物,系统分析雨洪管理措施对径流及其污染物的影响有助于理解雨洪管理的水环境效应。本文基于Meta方法整理国内已发表的文献案例,通过提取雨洪管理措施的类型、应用尺度、降雨特征及径流量和污染物削减率等信息,综述了雨洪管理措施应用后径流量和污染物的变化。结果表明：（1）不同雨洪管理措施所产生的水环境效应存在差异,样本中屋顶绿化的径流削减能力最强,透水铺装的径流污染物削减效果最佳;（2）雨洪管理措施对水环境的影响具有尺度效应,大尺度区域内雨洪管理措施对径流量削减作用较弱,而小尺度区域内径流污染物削减作用较弱;（3）雨洪管理措施对径流量及其污染物的削减能力随降雨量增加呈下降趋势。结合案例数据,系统分析了雨洪管理措施在径流量及其污染物控制效果上的差异及成因,可为径流调控与污染治理等实践提供理论参考。     

基于长时序“地-星”数据的京津冀大气污染时空分布及演变特征

为了促进区域社会经济与生态环境协调发展,构建美好人居环境,精准防污治污,对大气污染有准确充分了解,开展对京津冀大气污染状况深度摸排和普查.基于2014～2019年6 a地面环境观测数据和2000～2019年卫星数据,分析大气污染在不同尺度时间和空间上的分布特征和演变态势.结果表明：（1）站点PM_2.5日均值浓度显示,京津冀污染呈现天数多、等级重和总体向好的特征.污染主要发生在10月到次年4月,占近半年时间.张家口PM_2.5表现最优,其次秦皇岛;（2）卫星近20年PM_2.5年平均浓度呈现出平原大于山区,城市大于郊区的空间分布特征.时间上呈现出四阶段双峰结构的“M”型演变特征,从2000年开始逐渐增加,2006年出现第一峰,2007年开始逐渐降低,直到2012年. 2013年骤升为第二高峰,之后逐年降低,到2017年;（3）基于卫星每10 a的月平均AOT数据看月度变化特征,总体上,第一时间段（2000～2009年）的AOT月均值大于第二时间段（2010～2019年）同月,最大值在7月,最小值在12月.张家口和承德近20年月...