干旱区绿洲土壤氟污染生态风险评估研究

以典型绿洲区土壤-植物系统为研究对象,在大田条件下创建了干旱区绿洲土壤氟生态风险评估模型,并运用此模型对白银市城郊土壤氟污染进行了风险评估,具体表现为用潜在生态风险氟有效态含量评估模型(ERbc)评估绿洲区土壤氟污染生态风险.结果表明,研究区生态风险指数介于1.37~24.81,绝大多数地点风险程度表现为很高到极高,平均生态风险指数为11.28,风险程度为极高.白银市东大沟水浇地农田土壤需关注氟污染的修复.     

南麂列岛大型海藻重金属元素含量特征分析

利用原子吸收光谱法及原子荧光光谱法,分别对2010年5月和2011年4月采集的南麂列岛（121°01'~121°08'E,27°25'~27°30'N）13种常见大型海藻中8种重金属（Fe、Zn、Mn、Cu、As、Cr、Cd和Hg）含量进行检测,并利用聚类分析及主成分分析法考察南麂列岛大型海藻对重金属的富集特征。结果表明:不同藻类体内各重金属含量存在显著差异,同种藻类中各重金属含量也不相同。所测海藻中重金属含量平均值由高到低依次为:Fe > Zn > Mn > As > Cu > Cr > Cd > Hg,Fe和Cu在绿藻门中含量最高,Mn和Zn在红藻门中最高,As则在褐藻门中最高。Fe在石莼中富集系数最高,达200553,Cu在缘管浒苔中富集系数最高,为12992;Zn、Mn、Cr和Cd在小石花菜中富集系数最高,分别为46357、31921、25192和27556;As在鼠尾藻中富集能力最强,其富集系数为65278;Hg在铜藻中富集系数最高,为3165;富集系数最小的是珊瑚藻对Hg富集,仅为515。13种海藻对重金属的富集能力综合排序表现为:小石花菜>鼠尾藻>石莼>萱藻>缘管浒苔>海萝>蜈蚣藻>粗枝软骨藻>珊瑚藻>铜藻>鹅肠藻>铁钉菜>羊栖菜。     

生物氧化提金废物安全治理

随着人们对黄金需求量的增加,黄金的生产规模在不断地扩大,我国易处理的金矿资源日渐减少,人们逐渐把眼光转向难处理的金矿,同时给人类带来的环境污染日趋严重,开发无污染或少污染的选冶新技术及如何安全环保的处理提金产生的废物,越来越受到广大从事黄金提取科技工作者的关注。生物氧化提金工艺的出现解决了此问题。生物氧化法具有投资少,金的回收率高,工艺操作简单,不污染环境等优点,此方法已成为开发难处理低品位金矿石的主要方法。我国自2000年开始投入使用,近几年,它的发展在中国相当迅速。本文介绍了我国新疆金铬矿业有限公司的生物氧化提金工艺及环废物处理情况,概述了其他提金废物处理的进展,旨在促进我国生物氧化提金清洁提取技术的发展。     

黄河下游冲积平原轮作休耕农田土壤真菌群落结构与功能

通过明确不同轮作休耕方式对土壤真菌群落结构及功能的影响,探索农田土壤肥力对轮作休耕方式响应的微生态变化特性,为促进黄河下游冲积平原农田生态修复和耕地质量提升提供参考依据.以2018年开始的长期轮作休耕定位试验农田土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,通过FUNGuild真菌功能预测工具,分析田间定位条件下不同轮作休耕方式［长期休耕(LF)、冬小麦-夏休耕(WF)、冬休耕-夏玉米(FM)和冬小麦-夏玉米周年轮作(WM)］,土壤真菌群落组成和功能的差异及其影响因素.结果表明,LF使耕层(0~20 cm)土壤真菌群落丰富度和多样性增加,而WF则使冬小麦收获后深层(20~40 cm)土壤的真菌丰富度和多样性增加;所有土壤样本中共获得2262 OTU,划分为14门、34纲、75目、169科、309属和523种,两个土层中共有的OTU分别包含420类(0~20 cm)和253类(20~40 cm);4种轮作休耕土壤真菌群落门水平上的结构组成相似,但相对丰度各异,优势菌门均为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢菌门(Mortierellomycota),总丰度分别为91.69%~96.91%(0~20 cm)和91.67%~94.86%(20~40 cm);PCoA分析发现,PC1和PC2可以分别累计解释45.56%(0~20 cm)和46.20%(20~40 cm)的群落组成差异;LEfSe的LDA (阈值为4.0)结果可知,LF、FM、WF和WM中共有64个真菌进化枝在统计学上具有显著差异(P＜0.05);RDA分析表明,土壤有机碳(TOC)、全磷(TP)、碱解氮(AN)和含水率(SWC)同是显著影响0~40 cm土层真菌群落变化的主要环境因子(P＜0.05).通过FUNGuild功能比对发现,不同土层不同处理间的主要营养类型同为腐生营养型、腐生-共生营养型、病理-腐生-共生营养型和病理营养型,但其相对丰度存在差异;LF耕层土壤以病理-腐生-共生营养型真菌为主,深层土壤中则以病理营养型真菌相对丰度最高,而种植过小麦或玉米的处理(FM、WF和WM)两个土层都以腐生营养型为主.由此可见,不同轮作休耕方式改变了土壤真菌群落结构、多样性及营养类型,季节性休耕可用于调控集约化种植的农田土壤微生态环境,促进农田土壤生态系统健康和谐.     

不同城市PM2.5致小鼠肝脏纤维化的效应差异研究

为阐明PM_2.5诱发肝脏纤维化的潜在机制以及导致这种不良效应的主要组分,本研究以采自我国太原、北京、杭州和广州市的PM_2.5暴露10月龄C57BL/6雌性小鼠4周后,利用组织切片染色,荧光定量PCR (qRT-PCR)以及Western blot技术检测小鼠肝脏纤维化的发生,并采用皮尔森相关系数法分析不同城市PM_2.5暴露组小鼠肝脏纤维化相关基因表达水平与各城市典型化学组分的线性相关关系.结果发现,与对照组相比,太原组和杭州组小鼠肝脏脏器系数显著降低;太原组小鼠肝脏胶原沉积面积显著增加,肝脏纤维化相关基因(Col1a1、Col3a1、TGF-β和MMP2)的转录水平显著升高,并且也仅有太原组PM_2.5暴露诱导了小鼠肝脏Col1a1蛋白的显著增高,而其他城市PM_2.5暴露组并未见上述纤维化相关因子的显著变化.相关性分析结果显示,Cr、Mn、Mo、Cs、Pb、Bi、U和Fe等金属组分与Col1a1和Col3a1的mRNA表达呈显著正相关,除NA、AC及BaP外其余15种多环芳烃均与Col1a1表达显著相关,18种PAHs之和与Col3a1表达显著相关.上述结果表明,PM_2.5暴露可导致小鼠肝脏纤维化的发生,其中太原市PM_2.5诱导肝脏纤维化发生最为显著,TGF-β及其通路中相关信号分子在介导PM_2.5诱发肝脏纤维化发生中发挥了重要作用,Cr、Mn、Mo、Cs、Pb、Bi、U、Fe及PAHs很可能是细颗粒物暴露导致小鼠肝脏纤维化的关键毒性组分.     

两种生物除磷系统活性污泥中除磷菌的甄别——淀粉-缺氧/好氧交替与乙酸盐-厌氧/好氧交替系统

为了直接识别出污泥中的聚磷细菌和其种属,本研究采用4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)染色和流式细胞荧光分选技术(FACS)对以淀粉为唯一碳源的缺氧/好氧序批式活性污泥(SBR)系统(R1)的缺氧末期和好氧末期以及以乙酸盐为唯一碳源的厌氧/好氧SBR系统(R2)的好氧末期污泥的聚磷细菌进行了原位分选,并通过16S rRNA高通量测序技术鉴定了分选后细菌的种属.结果表明,在R1中,缺氧期和好氧期均进行生物除磷,且缺氧期吸磷量大于好氧期. R2中发生着厌氧期释磷、好氧期大量吸磷的传统生物除磷.利用FACS在R1和R2污泥中均分选得到10⁶个相对纯度为85%的具有聚磷颗粒的细菌.测序结果表明,在R1系统中,缺氧段优势的聚磷菌属为Halomonas(37.75%)、unclassified Brucellaceae(14.15%)、Pseudomonas(6.49%)、unclassified Chlamydiales(0.027%)和Sphingopyxis(0.007%);好氧段优势聚磷菌属为Halomonas(19.72%)、unclassified Brucellaceae(14.62%)、Pseudomonas(14.28%)、unclassified Comamonadaceae(0.046%)、unclassified Acidobacteria Gp3(0.036%)和Ferruginibacter(0.026%).R1系统中unclassified Chlamydiales和Sphingopyxis仅仅在缺氧条件下具有聚磷功能,而unclassified Comamonadaceae、unclassified Acidobacteria Gp3和Ferruginibacter仅在好氧条件下才具有聚磷功能.在R2系统中,优势聚磷菌群为Dechloromonas(11.06%)、unclassified Anaerolineaceae(9.29%)、unclassified Bacteroidetes(7.44%)、unclassified Gammaproteobacteria(7.34%)以及Acinetobacter(0.31%).这意味着在新型的除磷系统(R1)中,参与除磷过程的细菌包括好氧,缺氧和兼性缺氧聚磷细菌,而在传统的除磷系统(R2)中,参与除磷过程的细菌仅为好氧聚磷细菌.     

干旱区绿洲土壤镉、铅、锌、镍的形态转化

以我国西北干旱区绿洲土壤为供试土壤,采用Tessier形态连续浸提方法,研究了土壤中Cd、Pb、Zn、Ni单一胁迫下的形态分布及再分配趋势.试验结果表明,原状土壤中Cd的主要赋存形态为铁锰氧化态,Pb、Zn、Ni则以残渣态为主;外源可溶性重金属进入土壤后,Cd、Pb、Zn、Ni的主要赋存形态和形态分布特征均发生显著改变,各形态的响应程度因元素而异;重金属的活性均有不同程度的提高,Cd的活性最大;重金属的形态分布是不稳定的,尤以Zn、Pb为甚,尽管会随着时间和作物的影响继续向着稳定的方向转化,但过程是缓慢的.因此,重金属污染对土壤环境的影响是持久的.     

步行街在城市地下综合体中防火分隔的应用

城市地下综合体在大型城市中迅猛发展,而现行防火规范中对其商业部分防火分隔的要求难以满足设计需求。结合城市地下综合体的建筑特点,提出将采取加强消防设计的步行街作为防火分隔的措施,以某城市地下综合体为例,通过理论分析与数值模拟的方法,证明了该防火分隔方案能够达到现行防火规范要求的分隔效果。     

气候变化背景下宁夏近50年来的干旱变化特征

宁夏是中国的气候敏感地区,研究全球气候变化引起的干旱变化特征对其应对气候变化、指导农业生产和构建西北生态屏障具有重要的指导意义。根据宁夏的生态分区,在北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区分别选取代表性的气象站,基于1960-2012年的逐月降水和平均温度资料,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)和Mann-Kendall非参数检验方法,研究了宁夏近50a来干旱的时空变化特征。结果表明,宁夏近50a的气候变暖事实存在,年均增温0.027~0.040℃,由北向南增温幅度降低,年降水量显示减少趋势,但变化不显著;宁夏近50a来基本上经历了一个由湿润期到干旱期的旱化过程,1960-1980年期间为近50a内的湿润期,1980-1995年为气候波动期,而1995年以后全区基本进入干旱期;南部山区的干旱发生频率最高,中部干旱带次之,引黄灌区最低。     

城市污泥对Cd在黄土中的形态分布及再分配的影响

以黄土和小麦为供试对象,通过盆栽试验研究了不同胁迫水平Cd在施用污泥黄土中的形态分布特征及其再分配.结果表明,原状土壤中Cd以碳酸盐结合态及残渣态为主要赋存形态.随着外源Cd添加量的增加,土壤中可交换态和碳酸盐结合态Cd分配系数持续增加,而有机态与残渣态分配系数则持续减小,土壤Cd的主要赋存形态转变为可交换态和碳酸盐结合态,Cd的活性不断增强,加大了对作物的潜在危害.土壤中碳酸盐结合态Cd含量随Cd胁迫水平的增加而增加的幅度最大,施用污泥黄土中铁锰氧化态Cd含量随Cd胁迫水平的增加而增加的幅度高于可交换态Cd;黄土与施用污泥黄土中Cd的总再分配系数均随Cd胁迫水平的增加呈递增趋势,而结合强度系数均随Cd胁迫水平的增加呈递减趋势.污泥的施用可增加土壤中残渣态Cd的含量,有助于提高Cd各形态间再分配的稳定性,相对降低了土壤Cd的活性.