微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展

随着大量含氮和磷的废水流入湖泊和江河,导致淡水蓝藻水华污染现象日趋严重.蓝藻水华污染的最主要危害是产生和释放以微囊藻毒素(microcystins,MCs)为主的多种藻毒素.由于MCs对动植物具有很强的毒性,且其在水体中很难被传统的处理方法有效去除,因此如何有效控制蓝藻水华污染和去除MCs是摆在中外环境科学领域的一个难题.针对MCs的结构与毒性、降解菌株、酶催化降解、降解基因和生物降解途径与分子机制的研究进展进行了综述,并对今后微生物降解MCs的研究方向进行了展望,以期为解决我国日益严峻的湖库水体MCs污染和饮用水安全问题提供参考.     

固定化泛菌对底泥中孔雀石绿的降解

用2%海藻酸钠对孔雀石绿高效降解菌Pantoea sp.EF192586菌株进行固定化包埋,研究固定菌对底泥中孔雀石绿的降解情况。研究结果表明:固定菌对底泥中不同浓度孔雀石绿均有降解,且0.45和0.95μg/g干重降解率更好,达80%。增加固定菌的投菌量可提高降解速率和降解率,但当投菌量增至1.5g后降解率不再增加。泥水系统中水量减少可以提高固定菌起始阶段的降解速率。当固定菌和光照联合作用时可以提高降解率。     

重构土壤垂直剖面重金属Cd赋存形态及影响因素

针对矿业废弃地高背景值-历史矿业源相叠加区下土壤重金属Cd污染问题,以西南地区某历史硫磺矿业废弃地重构土壤为研究对象,采集剖面土壤共30个样品,分析测试土壤样品中镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)和汞(Hg),利用电镜扫描-能谱分析(SEM-EDS)和重金属形态连续提取的BCR方法,分析不同土层厚度下Cd的赋存形式,运用风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对其进行有效性评价,以及对不同理化性质下Cd各形态的变化规律进行了初步探讨.结果表明,研究区5种重金属中Cd全量的富集系数最高,达4以上;通过形貌特征可以发现,样品中存在较多的次棱角状、棱角状颗粒,不同深度下的能谱特征显示结果相似,均含有Cd、Fe、S和As等元素,Cd元素是以类质同象形式存在;对Cd进行潜在风险评价,RAC结果显示为中等风险及以下,RSP结果主要为重度污染;重金属全量是影响Cd各形态含量分布的最主要因素,其次pH、有机质和CEC,对垂直深度的土壤Cd赋存形态也表现出不同程度的影响.该研究结果可为进一步了解Cd在剖面土壤的活性、迁移规律、生物毒性和赋存形式提供科学依据.     

基于条件变分自编码器的齿轮箱故障诊断

目的实现齿轮箱故障类型的智能识别诊断。方法针对传统故障诊断方法通用性不广、数据依赖强、泛化能力弱并需人工提取特征问题,提出一种基于条件变分自编码器的故障诊断方法。以故障类别概率分布为目标并将振动信号频谱作为条件,通过条件变分自编码器,建立齿轮箱振动信号频谱到对应各故障下的条件概率模型,并通过多层神经网络结合变分推断方法进行训练优化,实现对齿轮箱各类型故障的高精度分类诊断。结果在仅有少量训练数据条件下,实现了准确的故障识别。结论条件变分自编码器在齿轮箱振动信号频谱概率分布建模上具有优异性能,对故障信号数据量的依赖低、泛化能力强,无需人工提取特征。能有效实现齿轮箱故障的智能分类诊断。     

模糊聚类分析在水环境污染区划中的应用

应用模糊数学的方法并采用污染强度的概念 ,对多污染因子的水体环境污染进行模糊聚类分析。实例表明 ,此方法拓宽了模糊聚类分析方法的应用范围 ,是可行的。     

基于雷达估算降雨的湖北漳河流域径流模拟研究

本文以湖北省漳河流域为研究对象,从2008-2017年中选取了16次洪水过程(10次过程用于率定参数,6次过程用于检验),分别采用了4种方法进行雷达降雨估算,并将估算结果输入到TOPMODEL和新安江模型进行了径流模拟计算。结果表明:4种雷达降雨估算方法中动态Z-I的平均相对误差最小为8.16%,其次是分组Z-I为20.1%,最优Z-I和经典Z-I分别为29.7%和29.02%;从径流模拟结果来看,动态Z-I效果最佳,分组Z-I次之,最优Z-I和经典Z-I模拟效果相对较差,且TOPMODEL模型的洪峰相对误差和峰现时差比新安江模型的模拟结果要小,新安江模型模拟结果的确定性系数与TOPMODEL模型接近。     

河湖疏浚淤泥的表征、絮凝和脱水

以无锡锡山湿地公园河道淤泥及太湖贡湖湾疏浚底泥为研究对象,对比分析了两种淤泥的矿物组成、粒径分布及泥微粒表面基团、ζ电位等理化特性。以聚丙烯酰胺类聚合物(polyacrylamide,PAM)为絮凝剂,对比分析了其在2种底泥絮凝分离、真空抽滤脱水过程中的作用特征,并对相关影响因素进行了探讨。结果表明,两种淤泥样具有相近的主体矿物组分、有机基团及ζ电位值,但有机质含量稍高的淤泥样中大颗粒所占比例相对较高。相比阳离子型PAM,阴离子型PAM在较少用量下即可获得较大絮团,但上清液浊度较高。絮凝泥在抽滤过程受絮团尺寸影响较大, PAM不同类型基团间的差异对其影响较小,但对趋于平衡后的泥饼含水率略有影响。     

四环素对铜绿微囊藻光合作用和抗氧化酶活性的影响

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为试验材料,研究了四环素暴露对铜绿微囊藻光合作用和抗氧化酶活性的影响。结果显示,0.80~35.00 mg.L-1四环素暴露胁迫4 d时,铜绿微囊藻的叶绿素荧光和潜在最大电子传递速率(Re,t,max)受到抑制,抑制作用随ρ(四环素)的增加而增强,最大抑制率分别为39.95%和44.08%;暴露7 d时,2者最大抑制率分别升高至59.48%和91.90%。抗氧化酶系统也受到四环素的影响,暴露4和7 d时,超氧化物歧化酶(SOD)活性分别下降30.36%~35.92%和25.03%~35.51%,不同四环素浓度组间差异不显著;过氧化物酶(POD)活性升高,在7 d内呈现诱导现象。可见,四环素暴露能够阻碍铜绿微囊藻光合作用,破坏抗氧化酶系统平衡,抑制藻类生物量的增长。     

邻苯二甲酸二丁酯污染对苦草生理生化指标的影响

以沉水植物苦草为试验材料,通过模拟实验研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)长期暴露对苦草的生长状况以及丙二醛、可溶性糖、叶绿素、谷胱甘肽、蛋白质和氨基酸的含量等生理生化指标的影响,试验结果表明：高浓度DBP长期暴露对苦草生长有严重伤害,DBP对苦草丙二醛和可溶性糖含量以及叶片中叶绿素含量的影响比较相似,都有一定的起伏．在DBP胁迫下,苦草中氨基酸总量和蛋白质含量与对照组相比呈下降趋势．苦草体内谷胱甘肽(GSH)含量明显低于对照,且随DBP浓度的升高GSH含量下降,统计分析表明有显著性差异．因此,谷胱甘肽含量可以考虑作为DBP对沉水植物早期伤害的指标．     

绿化带下的生态复合塘污水处理工艺设计

工程旨在探讨生态复合塘作为污水处理工艺,以实现城乡污水处理的多元化与可持续性目标。文章以蓟县毛家峪长寿度假村为例,结合混凝沉淀池、污泥浓缩池、快速渗滤湿地、潜流湿地和表面流湿地等技术,从工艺设计及其关键设计参数出发,在防治系统堵塞、冰冻、油渍及渗漏的基础上,创造性地将人工湿地同绿化带相结合,解决了生态塘占地面积大的问题。工程的预期结果:该技术工艺设计可使出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB8978-2002)一类A级水平、农田灌溉和城乡杂用水的用水标准,各类污染物去除率分别为SS(mg/L)87.5%～96.7%,BOD5(mg/L)93.3%,COD(mg/L)61.5%～84.8%,TP(mg/L)50%～91.7%,NH3-N(mg/L)最高达87.5%。该设计实现了污水处理与绿化、节地的有机统一,可根据实际情况在机关、企事业单位和住宅小区推广应用。