聚乙烯和聚乳酸微塑料对大豆生长和生理生化及代谢的影响

为揭示生物可降解性不同的微塑料对农作物的毒性效应,选择聚乳酸(polylactic acid可生物降解)和聚乙烯(polyethylene难生物降解)微塑料(microplastics)为供试材料,以大豆为供试植物,深入探究了不同暴露水平(0.1%,1%,W/W)下两种不同的微塑料对大豆(Glycine max)生长、光合作用、抗氧化性、营养品质以及代谢方面的影响.结果表明,聚乙烯微塑料(PEMPs)对大豆根部鲜重有促进作用,而0.1%聚乳酸微塑料(PLAMPs)则抑制根部长度.大豆的叶绿素含量在0.1% PEMPs作用下能够显著提高.PLAMPs则能够导致大豆过氧化氢酶(CAT)活性显著下降,而过氧化氢(H₂O₂)含量在0.1% PEMPs和1% PLAMPs下显著升高.此外,微塑料的暴露能够改变大豆根部中锰、铁以及铜的含量,其中0.1% PEMPs的效应最为显著.大豆叶片中的氨基酸代谢在PEMPs的作用下上调,而0.1% PLAMPs则引起有机酸以及糖类代谢下调.综上,微塑料的植物毒性效应与其生物可降解性及浓度密切相关,低浓度可生物降解微塑料的效应最强.这些发现有望为微塑料的植物毒理研究提供新的方向.     

地下水中阴离子对球磨零价铁除砷影响

研究了不同浓度下几种阴离子（NO₃^-、SO₄^2-、H₂PO₄^-、SiO₃^2-）对球磨零价铁（BZVI）除砷规律的影响,探讨了上述阴离子对BZVI氧化As（Ⅲ）能力的影响,三价砷及五价砷的转化机制,及BZVI腐蚀产物.研究证实,不同浓度的NO₃^-和SO₄^2-对砷去除效率影响不显著,但是随着H₂PO₄^-和SiO₃^2-浓度升高,溶液中As（V）分别由25.1%上升到83.6%和下降到3.8%;通过SEM和拉曼光谱分析发现,H₂PO₄^-促进BZVI的腐蚀,导致As（Ⅲ）氧化能力增强;而铁表面形成二氧化硅聚合物或非晶固相则是SiO₃^2-降低BZVI对砷氧化和吸附能力的主要机制.     

以淀粉为模板多孔纳米氧化铈的制备及其催化性能研究

为获得多孔纳米CeO₂（氧化铈）,以淀粉为生物模板,以Ce（NO₃）₃·6H₂O为铈源,在温和条件下制备出海绵状的多孔纳米CeO₂,同时考察了焙烧温度、碱液、铈源投加量对样品形貌的影响.利用XRD（X射线衍射光谱）、SEM（扫描电镜）、N₂吸附-脱附等表征手段对合成的多孔纳米CeO₂进行物相组成、微观形貌及孔径大小分布的分析.通过湿式催化过氧化试验,探究其对腈纶废水中有机物COD_Cr的催化降解性能.结果表明:①所制备的多孔纳米CeO₂具有多孔结构,孔径分布范围为2~4 nm,孔容为0.225 cm3/g,BET比表面积为256.426 m2/g;②多孔纳米CeO₂的最佳制备条件为1 g淀粉溶解于20 mL水中,加入0.02 mol Ce（NO₃）₃·6H₂O,以5%的氨水调节前驱体混合液pH,以1℃/min升至400℃,焙烧4 h,得到海绵状的多孔纳米CeO₂.③以不同形貌的CeO₂作为湿式催化反应中的催化剂,催化降解腈纶废水中有机物,其中以制备的多孔纳米CeO₂催化性能最佳,COD_Cr去除率可达82.5%.研究显示,焙烧温度、碱液、铈源投加量均可影响样品的形貌,在湿式催化过氧化处理腈纶废水试验中,多孔纳米CeO₂能显著提高废水COD_Cr的去除率.      

纳米乳化油修复地下水硝酸盐过程中产气及微生物增殖代谢对多孔介质堵塞的模拟评估

为有效评估纳米乳化油原位处理地下水硝酸盐过程中,产气及微生物增殖代谢对含水层多孔介质的堵塞作用,以纳米乳化油为碳源,采用市售反硝化菌剂接种微生物进行硝酸盐降解批实验研究,探讨产气及微生物增殖代谢的动态变化及特征,并基于Kozeny-Carman(K-C)方程、Clement、Pham及Kozeny Grain(KG)模型,对假定含水层一维流模拟柱,预估产气及微生物增殖代谢造成的渗透性损失,识别堵塞过程及主导因素.结果显示,反硝化菌降解效果良好,硝氮总去除率达90.23%.CO_2及N_2为主要产气成分,降解1 mg硝氮对应的平均CO_2产气量为0.71 mL,平均N_2产气量为0.14 mL;微生物代谢产物胞外聚合物以蛋白质及多糖为主,降解1 mg硝氮平均蛋白产量为0.64 mg,平均多糖产量为0.16 mg.在含水层不与外界交换气体的假设前提下,K-C方程预测显示产气可在2个周期内造成渗透性完全损失,Clement、Pham及KG模型评估的微生物增殖代谢造成中、细砂渗透性损失分别为10.87%～31.10%、12.77%～48.32%,分析认为初期细胞生物量是导致渗透性骤降的关键因素,后期为细胞生物量和胞外聚合物共同作用.此外,封闭体系中产气是堵塞的主导因素,随着含水层开启程度增加,产气的贡献占比会下降,微生物的贡献占比提高.因此,对于相对封闭的含水层系统,探索增强其开放状况是缓解堵塞的有效途径之一.     

细菌-矿物复合吸附剂对重金属离子的吸附与解吸作用

将胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)KO2菌株在无氮培养基中培养得到细菌吸附剂,将K02分别接种到含有硅藻土或沸石粉的培养基中培养,得到细菌-硅藻土复合吸附剂和细菌-沸石复合吸附剂,研究三者对几种重金属离子的吸附和解吸作用.结果表明,细菌与矿物的复合吸附剂效果更好,解吸率也更高,其中细菌-沸石复合吸附剂效果最好.比较对Cu2+、Zn2+、Cd2+、Cd3+、pb2+的吸附作用.该吸附剂对Pb2+选择性最好,吸附率达97%,且吸附后可以自动聚集成团沉降,相比细菌和矿粉单独使用,沉降时间明显加快.用浓度均为0.1 mol/L的草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、硝酸钠4种溶液作解吸剂,分别对上述3种吸附剂体系进行解吸.EDTA-2Na对3种吸附条件下的Pb2+解吸效果最好,最高达到90%.在应用细菌吸附剂和细菌-硅藻土吸附剂条件下,EDTA-2Na解吸效果从大到小为Pb2+、Cu2+、Cr3+其他解吸剂均对Cu2+效果最好;草酸的解吸率从大到小依次为Cu2+、Cr3+、Cd2+、Zn2+、Pb2+.而在采用细菌-沸石吸附剂条件下,不同解吸剂对不同重金属解吸效果完全不同.用EDTA-2Na做解吸剂,5种离子的解吸率都明显高于其他组,草酸对Cr3+解吸率最高.研究表明,对重金属离子废水吸附和解吸效果较好的组合为细菌-沸石吸附剂和EDTA-2Na.     

细菌絮凝剂与沸石对模拟重金属废水的吸附作用

以含Fe3+、Cd2+的模拟废水为例,利用细菌絮凝剂和沸石两种吸附剂,分析了两种吸附剂单独及联合使用对模拟重金属废水的处理效果。结果表明,在处理高浓度含Fe3+废水时细菌絮凝剂表现出较好的吸附效果,在处理高浓度含Cd2+废水时,沸石处理效果明显,两种吸附剂联合处理废水可弥补各自吸附特性的不足,细菌絮凝剂能促进天然沸石颗粒物沉降。     

小球藻对Pb2+吸附及其亚细胞分布研究

通过溶液培养小球藻Pb2+暴露实验分析小球藻对Pb的富集以及亚细胞分布情况.结果表明:小球藻对Pb的富集总量随暴露浓度、暴露时间的增加而增加.运用差速离心法研究了小球藻中Pb在亚细胞中的分布,热力学实验与动力学实验的细胞分布结果均表明含细胞壁等残渣部分(组分I)中Pb的浓度远高于含细胞核、叶绿体、线粒体等细胞器膜系统(组分II)和可溶蛋白等细胞溶质部分(组分III)中Pb的浓度.采用动力学模型与等温线方程对实验数据进行拟合,结果表明小球藻对于Pb2+的生物吸附过程适宜用Elovich方程和二级吸附速率方程采描述,生物吸附平衡可用Langmiur等温式和Freundlich等温式来描述,小球藻对于Pb2+的生物吸附为非均相的扩散过程.     

Effect of nitrification inhibitor DMPP on nitrogen leaching, nitrifying organisms, and enzyme activities in a rice-oilseed rape cropping system

DMPP （3,4-dimethylpyrazole phosphate） has been used to reduce nitrogen （N） loss from leaching or denitrification and to improve N supply in agricultural land. However, its impact on soil nitrifying organisms and enzyme activities involved in N cycling is largely unknown. Therefore, an on-farm experiment, for two years, has been conducted, to elucidate the effects of DMPP on mineral N （NH4^＋- N and NO3^--N） leaching, nitrifying organisms, and denitrifying enzymes in a rice-oilseed rape cropping system. Three treatments including urea alone （UA）, urea ＋ 1% DMPP （DP）, and no fertilizer （CK）, have been carded out. The results showed that DP enhanced the mean NH4^＋-N concentrations by 19.1%-24.3%, but reduced the mean NO3^--N concentrations by 44.9%-56.6% in the leachate, under a two-year rice-rape rotation, compared to the UA treatment. The population of ammonia oxidizing bacteria, the activity of nitrate reductase, and nitrite reductase in the DP treatment decreased about 24.5%-30.9%, 14.9%-43.5%, and 14.7%-31.6%, respectively, as compared to the UA treatment. However, nitrite oxidizing bacteria and hydroxylamine reductase remained almost unaffected by DMPP. It is proposed that DMPP has the potential to either reduce NO3^--N leaching by inhibiting ammonia oxidization or N losses from denitrification, which is in favor of the N conversations in the rice-oilseed rape cropping system.     

厦门市酸雨分布特征与气象条件的关系分析

厦门市是我国酸雨控制区之一。文章利用1992～2005年厦门市的探空、降水量和酸雨资料来分析厦门市不同气象条件对降水酸度、酸雨出现率的影响,分析结果表明:(1)不同等级的降水对降水酸度和酸雨出现率有明显影响,相对于夏、秋二季,冬、春二季的降水酸度更酸,酸雨出现率更高。(2)K指数、850～700hPa层的冷暖平流对酸雨污染没有明显影响。(3)酸雨出现率随着1500m高空风速的增大而增多,风向变化对降水酸度和酸雨出现机率的影响不大。(4)逆温对酸雨污染的有一定的影响。     

几种常用农药在菠菜中的残留动态研究

在露地栽培条件下,研究了氯氰菊酯、氰戊菊酯、毒死蜱和百菌清在菠菜生产中的残留降解动态.试验结果表明,不同农药在菠菜体内的降解速度有很大差异,其残留量随用药后时间的延长而减少.在推荐用量和加倍用量叶面喷洒处理条件下,毒死蜱的半衰期分别为3.95 d和4.61 d,氯氰菊酯的半衰期分别为5.03 d和5.88 d,氰戊菊酯的半衰期分别为5.26 d和7.22 d,百菌清的半衰期分别为2.63 d和3.39 d.在试验的4种农药中,氰戊菊酯的半衰期最长,百菌清的半衰期最短.因此,在菠菜生产中使用农药时,应充分考虑所用农药的半衰期,严格掌握安全间隔期,确保生产的菠菜达到无公害菠菜的质量标准要求.