久效磷农药对金鱼肝细胞DNA的损伤及其机制研究

以金鱼(Carassius auratus)为模式生物,研究了久效磷农药暴露导致的DNA损伤类型及其作用机制.结果表明:0.01,0.10,1.00mg/L的久效磷农药暴露24,48,96,168h均导致金鱼肝细胞DNA损伤程度显著升高,48h损伤最严重;暴露48h采用碱性、pH值12.1和中性彗星电泳发现DNA损伤类型主要为碱不稳定位点形成,其次为单/双链断裂;采用Endo Ⅲ酶和FPG酶处理的碱性彗星电泳,发现DNA出现氧化损伤;暴露24h肝脏谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著降低,丙二醛(MDA)含量显著升高达到峰值,96~168h超氧化物歧化酶(SOD)和GSH-Px活性显著升高,MDA含量与24h相比有所降低,表明活性氧自由基(ROS)含量在短期暴露升高(24h)、在96~168h暴露逐渐降低.影响抗氧化酶活性、干扰ROS清除过程是久效磷农药造成DNA损伤的主要机制.     

晋西黄土高原水资源植被承载力分析及对策建议

干旱缺水始终是黄土高原地区林业水资源管理面临的难题. 为了探究造成黄土高原地区林水失衡的主要原因,以2009—2012年晋西黄土高原蔡家川流域油松人工林树干液流量与土壤水分长期连续定位观测数据为基础,采用土壤有效水与单株油松耗水量的比值来衡量该区域水资源植被承载力. 结果表明:①在油松人工林实际密度(1 300株/hm2)下,油松人工林过度耗水是深层土壤干化的主要原因;降水量是决定水资源植被承载力的主要环境因子,降水量越大,油松人工林地的水资源植被承载力就越高. ②根据构建的降水量-水资源植被承载力拟合方程,在当地年均降水量为576 mm条件下,研究区20 a林龄油松人工林地水资源植被承载力为1 084株/hm2,而油松人工林地的实际密度远大于该水资源植被承载力. 在黄土高原地区,人工林密度过高是造成深层土壤干化、植被退化等生态恶化的主要原因. 因此,将人工林密度控制在当地水资源植被承载力范围之内,是减少林地深层土壤水分消耗、调节林地水平衡的重要措施.      

黄土丘陵区微地形梯度下草地群落植物与土壤碳、氮、磷化学计量学特征

论文以黄土丘陵区安塞实验站微地形（阳坡坡上、中、下部,坡顶,阴坡坡上、中、下部）条件下的草地群落为研究对象,测定群落叶片及不同土层根系和土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量,试图揭示微地形（坡向和坡位）对植物叶片、根系和土壤生态化学计量特征的影响。结果表明：研究区草本群落叶片C、N、P含量和C/N、C/P、N/P化学计量比的平均值分别为433.47、24.84、1.61 g/kg和18.18、320.36、17.41,叶片N/P值表明黄土丘陵区植物生长更易受P限制;根系C、N、P含量及C/N、C/P、N/P计量比的平均值分别为380.05、9.07、0.31 g/kg和49.61、1 326.64、30.73。叶片及根系C、N、P含量在不同坡向都表现出阴坡大于阳坡的现象。植物与土壤作为生物地球化学循环的不同环节,两者之间必然存在联系。论文相关分析表明：0~20、20~50、50~80、80~100 cm 4个分层的土壤C、N、P含量与叶片及根系化学计量特征之间都有不同程度的相关关系,特别是表层土壤C、N、P含量与叶片及根系C、N、P含量相关性较好。     

沂河小埠东橡胶坝蓄水段表层沉积物中重金属的分布及生态风险评价

为探讨沂河小埠东橡胶坝对蓄水段表层沉积物中重金属分布和富集的影响,在该河段设置了8个监测站位,分别于枯水期、丰水期、平水期监测了表层沉积物和水体中6种重金属的含量.结果表明:表层沉积物中w(As)、w(Cd)、w(Cr)、w(Cu)、w(Hg)和w(Pb)的平均值分别为6.65、0.40、71.21、42.48、0.15和41.54 mg/kg,而表层水体中重金属质量浓度均符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准;蓄水段沉积物浓缩系数为2.85×103～3.04×105,并且坝前表层沉积物中重金属含量从上游到下游递增,说明橡胶坝的建成促进了沉积物中重金属的富集;采用沉积物质量基准(SQG)方法评价表明,蓄水段As处于低风险水平,Cd、Cr、Cu、Hg和Pb均处于中等风险水平,其风险水平Cr>Cu>Pb>Hg>Cd>As.建坝后水动力条件的改变是坝前沉积物中重金属富集的主要原因.      

Use of metal-reducing bacteria for bioremediation of soil contaminated with mixed organic and inorganic pollutants

Mixed contamination by organic and inorganic compounds in soil is a serious problem for remediation. Most laboratory studies and field-scale trials focused on individual contaminant in the past. For concurrent bioremediation by biodegradation and bioleaching processes, we tested metal-reducing microorganism, Geobacter metallireducens. In order to prove the feasibility of the coupled process, multiple-contaminated soil was prepared. Mineralogical analyses have shown the existence of labile forms of As(V) as amorphous and/or weakly sorbed phases in the secondary Fe oxides. In the biotic experiment using G. metallireducens, biodegradation of toluene and bioleaching of As by bacteria were observed simultaneously. Bacteria accelerated the degradation rate of toluene with reductive dissolution of Fe and co-dissolution of As. Although there have been many studies showing each individual process, we have shown here that the idea of concurrent microbial reaction is feasible. However, for the practical use as a remediation technology, more details and multilateral evaluations are required in future studies.     

久效磷对细小色矛线虫胚胎发育和繁殖的影响

采用平板静态毒性实验方法,研究了久效磷对细小色矛线虫(Chromadorina germanica)的急性毒性及胚胎发育和繁殖的影响,并探讨了其毒性作用机制.结果表明,久效磷对C. germanica 的24,48,96h的LC50分别为66.42,36.94,16.03 μmol/L.对C. germanica繁殖具有显著的抑制作用:1.0μmol/L久效磷暴露组子一代的数量急剧减少,仅为对照组的52.9%,10μmol/L暴露组则完全抑制了产卵和子一代的产生.对C.germanica的胚胎毒性主要表现为胚胎发育时间的延迟:0.1,1.0,10.0μmol/L久效磷暴露组胚胎发育持续时间比对照组的17.05h分别延长了1.24,1.92,1.96h,呈剂量-效应关系,且10.0μmol/L久效磷完全抑制了卵的孵化.久效磷对C. germanica精巢和卵巢超微结构的损伤,导致了精子和卵子质量下降.因此,久效磷导致C.germanica的胚胎发育持续时间的延长和精子、卵子质量下降是其子一代数量急剧减少的主要原因之一.     

融雪剂对大叶黄杨生长和生理特性的影响

为了研究融雪剂对道路绿化植物的影响,以大叶黄杨(Euonymus japonicus Thunb)为研究材料,研究了其在3种融雪剂(JLR-01、LBR-4、芦笛一号)不同施用量影响下的生长量和生理特性。结果表明:随着融雪剂LBR-4和芦笛一号的施用量的增大,大叶黄杨叶片的相对生长量和株高相对生长量、光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随之减小,而低施用量的融雪剂JLR-01对大叶黄杨生长量、Pn、WUE和Tr有促进作用。随着融雪剂作用时间的延长,3种融雪剂的Pn和WUE也随之减小,Tr则是先减小后有所增大。当融雪剂施用量较小和胁迫时间较短时,Pn下降是因为气孔关闭;而当施用量较大和胁迫时间较长时,Pn下降是因为叶肉同化能力下降;3种融雪剂对大叶黄杨的胁迫程度由大到小的次序为:芦笛一号>LBR-4>JLR-01;大叶黄杨对3种融雪剂施用量的忍耐阈值在80 g.m-2左右,大叶黄杨对施用LBR-4和芦笛一号的耐受时间阈值大约为3周,对施用JLR-01的耐受时间阈值为3周以上。     

基于国产卫星的高含硫气田SCADA系统研究

针对高含硫气田安全生产和管理的实际需要,运用北斗卫星定位,以及短消息传输功能和中国通信卫星的数据传输功 能,研究基于国产卫星通信的高含硫气田生产管理、安全保障、应急救援的SCADA系统.该系统除了具有站场和管道生产数据上报、图像视频监控、电话通讯、短消息发送等功能外,还能在复杂的地理环境或突发地质灾害,以及通讯公网和专网中断、国外卫星掐断情况下传输监控数据,为组织应急救援提供可靠安全的资料,增强事故处理的机动性和灵活性.在此基础上,引入模糊神经网络,构建自诊断系统和气田专家处理系统,进一步提高监控能力.     

氯化钙活化稻草秸秆生物质炭的制备工艺及其吸磷性能研究

在大多数生态系统中,磷(P)元素是植物生长的限制性元素,也是造成水体富营养化的主要原因.而水体中P的去除方法中尤以吸附法的研究和应用最为广泛.本文以稻草秸秆为原料,Ca Cl2(质量分数10%)为活化剂制备活性生物质炭,作为控制农业面源污染的吸P材料.通过控制稻草秸秆炭制备的炭化温度、浸渍比等工艺条件及溶液初始P浓度、吸附时间、秸秆炭用量、干扰离子、pH等试验条件,研究改性稻草秸秆炭吸P性能及其吸附机理.试验结果表明:在考虑经济性的前提下,稻草秸秆炭吸P性能最优的制备工艺条件为:炭化温度为700℃,浸渍比(m稻草∶m氯化钙)为1∶0.5;改性稻草秸秆炭处理含10 mg·L-1PO3-4-P(以P计)水样,P去除率可达到97%,溶液pH从6.87升至9.52;对稻草秸秆炭对P的吸附情况采用Langmuir和Freundlich吸附模型进行拟合,R2可分别达到0.947和0.892,说明其主要为单分子层化学吸附;此外,根据溶液的pH和P浓度的变化情况,推测P的吸附主要由离子交换实现,即PO3-4-P(主要为H2PO-4)取代结合在Ca离子上的氢氧根而被吸附,秸秆炭上的氢氧根释放,水样pH值上升.     

采用Caco-2和PC12细胞检测有机磷农药的细胞毒性

建立了采用哺乳动物细胞系Caco-2和PC12细胞检测有机磷农药细胞毒性的新方法.10μmol/L甲基对硫磷、敌敌畏、氧乐果、辛硫磷处理经过单层培养的Caco-2细胞,随着农药处理时间的延长,Caco-2细胞跨上皮细胞电阻抗值逐渐降低,处理60min时,辛硫磷和甲基对硫磷对Caco-2细胞具有明显的透过性,约是正常组的15倍,4种农药对Caco-2细胞透过性由大到小的顺序为:甲基对硫磷,辛硫磷,敌敌畏,氧乐果;001μmol/L的甲基对硫磷和辛硫磷使PC12细胞乙酰胆碱酯酶活性迅速降低,随着处理浓度的增加酶活性降低不明显;而小于10μmol/L的氧乐果和敌敌畏呈现渐进降低的趋势,当浓度大于10μmol/L时酶活性降低比较显著.