丹江口水库浮游细菌和氮磷循环基因垂直分布特征及其驱动因素

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其驱动因素尚未清晰. 选取丹江口水库5个生态点位,采用宏基因组学研究表层、 中层和底层垂直分布浮游细菌群落组成,分析预测氮磷循环功能及其驱动因素. 结果表明,丹江口水库主要由变形菌门、 放线菌门和浮霉菌门等优势种群组成,不同深度来源的浮游细菌群落结构具有显著差异,水温（T）、 氧化还原电位（ORP）、 溶解氧（DO）和Chla是影响浮游细菌群落组成的主要因素. 氮循环功能基因分析表明,主要涉及生物固氮过程、 硝化作用、 反硝化作用和异化硝酸盐还原作用等7个主要途径的gltB、 glnA、 gltD、 gdhA和NRT等39个氮循环功能基因. 磷循环功能基因分析表明,主要涉及有机磷矿化、 无机磷溶解、 调节等6个主要途径的pstS、 ppx-gppA、 glpQ和ppk1等54个磷循环功能基因. 聚类分析表明不同深度是影响氮磷循环功能基因组成和丰度的主要因素,表层和底层氮磷循环功能基因丰度高于中层样品. 奇异球菌属、 嗜氢菌属、 Limnohabitans和棍状杆菌属等是氮磷循环的关键物种. DO、 pH、 T、 总溶解性固体（TDS）、 电导率（EC）和Chla与氮磷循环功能基因显著相关,以上环境因子随丹江口水库深度增加浓度降低或升高,导致浮游细菌氮磷循环功能基因呈明显的垂直分布特征. 通过揭示丹江口水库不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其影响因素,可为丹江口浮游细菌生态功能和多样性保护发挥潜在的作用.     

内蒙古典型草原土壤不同剖面深度CO_2通量格局及其驱动因子

土壤CO2的释放能够显著增加大气牛CO2的浓度,增强温室效应,从而对全球气候和环境变化产生重要影响.但是,不同的土壤层对CO2通量的贡献量有很大的差异.文章通过挖坑法结合红外气体分析法研究了内蒙古草原典犁针茅(Stipa krylovii)群落和羊草(Leymus chinensis)群落不同剖面深度土壤CO2通量格局以及影响CO2通量的驱动因素.结果表明,表层土壤移走后,土壤CO2通量的变化可分为瞬时、短期、长期三种格局.新剖面上最初的0～21 min内释放的CO2通量最均大于初始土壤表层CO2通量,而且两者比值随土壤深度增加而增大,也随土壤CO2生产能力增强而增大.2～4 d后,新剖面CO2通量持续下降至低于初始土壤表层CO2通量的水平.形成短期稳定状态.更长时间后,新剖面则逐渐表现出与初始土壤剖面表层相近的CO2通量特征.我们认为,(1)在新剖面形成时的CO2通量瞬时和短期格局主要受土壤中存留的原始CO2的浓度及其扩散过程控制,(2)长期格局则由资源水平和环境条件共同决定的土壤CO2生产能力主导.文章进一步揭示了建立包含垂直分层的SOC分解和CO2扩散过程的生态系统模型的必要性.     

中亚热带次生林成林规律及经营技术研究——Ⅱ.次生林的演替规律

本文研究了湖南省中亚热带次生林的种群动态,建立了静态生命表、存活曲线、结构模型以及材积或生物量动态模型,提出了中亚热带次生林的演替基本模式。     

无瓣海桑和互花米草群落土壤化感作用比较

为揭示不同植物群落土壤在无瓣海桑(Sonneratia apetala)控制互花米草(Spartina alterniflora)中的作用,利用化感生物测定的方法,选用黑麦草(Lolium perenne)为受体,对比分析红树林无瓣海桑群落、互花米草群落以及无瓣海桑+互花米草群落土壤水提液的化感作用大小。结果表明3,种植物群落土壤水提液对黑麦草具有化感作用,无瓣海桑群落土壤和无瓣海桑+互花米草群落土壤水提液对黑麦草根长和苗高的影响表现出低促高抑的现象;ρ为0.25 g·mL-1的土壤水提液对黑麦草种子发芽和幼苗生长影响不大,1.0 g·mL-1土壤水提液对黑麦草根长和苗高产生显著影响,加入活性碳之后能减弱水提液的化感作用。ρ为0.25或0.5 g·mL-1条件下3,种土壤浸提液对黑麦草发芽率的影响无显著差异;ρ为1.0 g·mL-1的3种水提液都显著抑制黑麦草根长,而无瓣海桑群落土壤水提液表现出更强的化感作用,ρ为1.0 g·mL-1的土壤水提液显著抑制黑麦草苗高,无瓣海桑群落土壤对苗高的抑制作用显著强于互花米草群落土壤(P<0.01)。以黑麦草为受体,无瓣海桑群落土壤化感作用强于互花米草群落土壤,通过根系分...     

基于PBPK模型评价三氯乙烯的职业暴露健康风险

三氯乙烯(TCE)作为脱脂和清洗剂被广泛应用于五金、电镀和电子等行业。TCE的职业暴露会产生一系列健康风险,包括过敏症和致癌等。2012年TCE被美国环保局(US EPA)和国际癌症研究机构列为1类致癌物。采用吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法分析了大连市某企业车间生产工况下空气中TCE浓度。基于生理学的药代动力学(PBPK)模型预测了呼吸暴露途径下TCE在职业工人体内组织中的动态分布、代谢产物生成情况和致癌风险。TCE在不同组织中预测的最大浓度呈现出脂肪肠充分灌注室支气管非充分灌注室肝脏静脉血动脉血的趋势。预测的与致癌有关的代谢产物最大浓度表现为三氯乙酸二氯乙酸三氯乙醛S-二氯乙烯基-L-半胱氨酸。在监测的TCE水平(39.2±24.4)μg·m-3下,暴露8 h·d-1,连续暴露20年,基于外暴露评价的职业工人致癌风险均值为1.31×10-5,该暴露水平下,基于PBPK模型预测的TCE内暴露与外暴露计算的致癌风险水平相近,但基于具有致癌性主要代谢产物的内暴露致癌风险值是外暴露风险值的1.17～1.73倍。TCE的暴露水平越高,基于内暴露方法和外暴露方法的致癌风险评价结果差异越大。敏感性分析表明,心输出血流量和充分灌注室血流量对PBPK模型输出结果具有重要影响。不确定性分析表明,模型参数变化会显著地影响PBPK模型输出结果,但变异在可接受水平。本研究结果说明,评价TCE暴露对人的致癌风险需要考虑其在体内的分布和代谢过程。     

TiO2@palygorskite composite for the efficient remediation of oil spills via a dispersion-photodegradation synergy

• A novel and multi-functional clay-based oil spill remediation system was constructed. • TiO₂@PAL functions as a particulate dispersant to break oil slick into tiny droplets. • Effective dispersion leads to the direct contact of TiO₂ with oil pollutes directly. • TiO₂ loaded on PAL exhibits efficient photodegradation for oil pollutants. • TiO₂@PAL shows a typical dispersion-photocatalysis synergistic remediation. Removing spilled oil from the water surface is critically important given that oil spill accidents are a common occurrence. In this study, TiO₂@Palygorskite composite prepared by a simple coprecipitation method was used for oil spill remediation via a dispersion-photodegradation synergy. Diesel could be efficiently dispersed into small oil droplets by TiO₂@Palygorskite. These dispersed droplets had an average diameter of 20–30 mm and exhibited good time stability. The tight adsorption of TiO₂@Palygorskite on the surface of the droplets was observed in fluorescence and SEM images. As a particulate dispersant, the direct contact of TiO₂@Palygorskite with oil pollutants effectively enhanced the photodegradation efficiency of TiO₂ for oil. During the photodegradation process, •O₂⁻and •OH were detected by ESR and radical trapping experiments. The photodegradation efficiency of diesel by TiO₂@Palygorskite was enhanced by about 5 times compared with pure TiO₂ under simulated sunlight irradiation. The establishment of this new dispersion-photodegradation synergistic remediation system provides a new direction for the development of marine oil spill remediation.     

铜氰溶液的电子束辐照降解

研究了铜氰溶液中总氰初始浓度、pH、铜浓度等对总氰降解效率的影响,比较了KCN溶液和铜氰溶液的总氰降解率,初步推断了铜氰溶液在辐照过程中的降解机制.实验结果表明,在同样的辐照剂量下,随着总氰初始浓度的增加,总氰降解率降低,相应的总氰降解G值增大;铜浓度越低,总氰降解率越高;pH越小的铜氰溶液总氰降解率越高.电子束辐照KCN溶液和铜氰溶液的总氰降解反应属于表观一级反应.在相同的辐照剂量下,KCN溶液的总氰降解率比铜氰溶液要高得多.铜氰溶液的电子束辐照降解过程非常复杂,主要是铜氰络合离子逐步离解出的CN-与·OH的反应.     

酸性条件下剩余污泥中Ca2＋和Mg2＋溶出对磷回收的影响

为了在酸性条件下实现剩余污泥中磷的高效回收,对pH=3时剩余污泥水解酸化过程中氨氮、正磷酸盐和钙镁离子的溶出现象以及磷回收进行了研究分析。结果表明：当pH=3时,所溶出的氨氮、镁离子和钙离子与磷酸盐的摩尔比均大于1,能满足采用鸟粪石沉淀法或者羟磷灰石沉淀法回收磷的要求;但所溶出的钙镁离子的摩尔比大于1,会对鸟粪石沉淀法回收磷的顺利进行有较大影响;有无外加镁剂对磷回收率影响不大。采用改型后的镁型强酸性阳离子交换树脂进行离子交换可以得到较高纯度的鸟粪石沉淀产品,通过XRD检测其纯度为95％以上。     

Baseline soil levels of PCDD/Fs established prior to the construction of municipal solid waste incinerators in China

In order to determine the baseline contamination by polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) in different areas in China, prior to the construction of municipal solid waste incinerators (MSWIs), a total of 32 representative soil samples was collected near 16 incinerators and analyzed for their PCDD/F concentrations. The PCDD/F baseline concentrations in the soil samples ranged from 0.32 to 11.4 ng I-TEQ kg⁻¹ (dry matter), with average and median value of 2.73 and 2.24 ng I-TEQ kg⁻¹ (dry matter), respectively, and a span between maximum and minimum recorded value of 36. The PCDD homologues predominated in 26 out of 32 soil samples, with the ratio (PCDDs)/(PCDFs) ranging from 1.1 to 164; however in the other 6 samples, PCDF homologues were larger, with the same ratio varying from 0.04 to 0.8. Principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA) were used to examine PCDD/F amount and profile in these soil samples, and their possible associations with known emission sources: in this process 6 really distinct isomer fingerprints were identified. Background PCDD/F levels and profiles were comparable to those found in soils from China and other countries and indicate a rather low baseline PCDD/F contamination of soils. The present data provide the tools for future assessment of a possible impact of these MSWIs.     

炭纤维载体固定床厌氧发酵启动运行效果实验

以开发高效率、抗冲击性能强的高浓度有机废水沼气发酵技术为目的,用传统的 UASB反应器作为对照,研究了以炭纤维为生物膜载体的固定床厌氧反应器的启动运行效果。反应器进口废水 COD 为 5 000 mg/L, 水力停留时间 (HRT) 由213 h 逐步缩短为35 h,进水有机容积负荷(OLR)由0.56 kg COD/ (m³·d)提到3.45 kg COD/(m³·d)。结果表明,固定床反应器厌氧发酵的效率比对照高,出水 pH 值也比对照稳定;运行到第 50 d 时,固定床厌氧反应器和对照的 COD去除率分别由第 7 d 的36.56%和33.58%上升到87.9%和62.6%;固定床厌氧反应器的容积比产气率最高为1.16 m³/(m³·d),累计产气量为415.59 L,而对照的容积比产气率最高值仅为0.31 m³ /(m³·d),累计产气量为 71.66 L,前者最高容积比产气率和累计产气量分别是后者的3.74倍和5.78倍。固定床厌氧反应器的启动速度、COD 去除率和产甲烷效率显著地高于对照反应器。