应用双因素方差分析评估环境标样均匀性的研究

均匀性是标准样品的基本属性,主要反映了环境标样特性的空间分布特征,均匀性检验是环境标样研复制过程中的重要步骤。文章以水质氟、氯、硫酸根与硝酸根混合环境标样的多家协作定值为例,采用可重复双因素嵌套实验设计,利用方差分析,评估了环境标样的均匀性。结果显示,该方法有效利用了多家协作定值,避免了单一实验室对样品均匀性评价的系统影响,认为适合利用协作定值的方式对环境标样定值进行均匀性评估。     

基于轻量级梯度提升机的南京大气臭氧浓度预测

采用南京地区2015年1月至2016年12月期间的空气质量数据和常规气象资料数据,分析了南京地区O₃浓度变化特征,建立基于轻量级梯度提升机(LightGBM)的O₃浓度预测模型,并将该模型与支持向量机、循环神经网络和随机森林等3种在空气质量预测方向上常用的机器学习方法进行了对比,验证模型的有效性和可行性.结果表明,南京地区O₃浓度变化具有显著的季节性差异,浓度变化受前期浓度、气象因子和其他空气污染物浓度的共同影响.LightGBM模型较为准确地预测了南京地区地面O₃浓度(R²=0.92),且该模型的预测精度和计算效率等性能优于其他模型.尤其是在容易出现臭氧污染的高温天气,该模型预测准确性明显高于其他模型,模型稳定性较好.LightGBM具有预测准确度高、稳定性好、有良好的泛化能力和运算时间短等特点,在O₃浓度预测方面具有显著的优势.     

蓝藻水华过程中优势种群演替模式、效应及驱动因子分析

不同蓝藻种类形成水华的条件不尽相同,因此,蓝藻水华过程中常出现不同优势种群的演替,增加了蓝藻水华生态效应的不确定性和复杂性.然而,关于蓝藻水华过程中优势种群内部的演替模式、生态效应及其驱动因素,尚未受到足够关注.因此,于2018年4月至9月对重庆市内饮用水源地南彭水库进行浮游植物群落动态和水环境监测分析.结果表明：①南彭水库共检出浮游植物8门59属108种,其中优势种4门13种,以拉氏拟柱孢藻（Cylindrospermopsis raciborskii）优势度最高,其次为假鱼腥藻（Pseudoanabaena sp.）;② 5月和7月分别出现蓝藻密度峰值,此时水华优势类群分别以假鱼腥藻和拟柱孢藻为主,且Shannon-Weiner多样性指数和Pielou均匀度指数均显著低于其它月份;③ NMDS结果显示拟柱孢藻和假鱼腥藻与周边浮游植物群落关联程度分别为0.58和0.48,而VPA结果显示群落变化可由环境因子解释47.51%,拟柱孢藻和假鱼腥藻仅分别能解释其中的12.04%和12.74%;④拟柱孢藻丰度受到WT、pH和RUE_N的显著正影响,受到SD和RUE_P的显著负影响;假鱼腥藻丰度受到高锰酸盐指数的显著正影响,受到EC和DO的显著负影响.以上结果说明两种蓝藻在大量生长繁殖时均对周边浮游植物群落产生了显著的影响,而与假鱼腥藻相比,拟柱孢藻对水生态系统影响更加明显;氮限制和温度升高的共同作用能促使拟柱孢藻取代假鱼腥藻,形成优势种群.     

库布齐沙地生物土壤结皮中解磷菌的分离鉴定及解磷能力

解磷菌对生物土壤结皮(Biological soil crusts,BSCs)中不同形态磷之间的转化起重要的生物驱动作用.以无机磷和有机磷培养基分离筛选库布齐沙地BSCs中的解磷菌,基于16S r RNA基因进行分类鉴定;采用钼锑钪比色法测定菌株解无机磷能力;采用钒钼比色法测定其解植酸磷能力,以植酸酶活性表示.结果共分离得到33株可在无机磷(磷酸钙)培养基上生长迅速的细菌,以Bacillus属和Sphingomonas属为主;其中18株菌可以使PVK培养基变色,解无机磷能力较强,达0.422-3.531 mg/m L;这18株菌中有15株可在植酸钙培养基上生长,其植酸酶活力为2.45-20.84 IU/m L,主要为Sphingomonas属.本研究揭示了库布齐沙地BSCs中可培养解磷菌的类群组成及其解磷能力,结果可为认识和利用荒漠解磷菌提供理论依据和实践基础.     

湖滨带不同植物群落对水体氮磷净化效果的研究

为了研究湖滨带不同植物群落对水体氮磷的净化效果,选取芦苇（Phragmites australis）、荇菜（Nymphoides peltatum）、苦草（Vallisneria natans）、黑藻（Hydrilla verticillata）、马来眼子菜（Potamogeton wrightii Morong）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）和狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）7种常见植物作为研究对象,构建自然式（NSC）、逆序式（RSC）和芦苇（PAC）3种不同植物群落以及空白对照（CK）,通过野外模拟试验进行水质净化研究,观测不同植物群落对水体总氮（total nitrogen,TN）、总磷（total phosphorus,TP）和氨氮（ammonia,NH₄+-N）的净化效果.结果表明:①湖滨带植物群落对水体氮磷的净化能力存在明显的周期性,净化能力与其自身的生长周期及温度密切相关.②RSC去除水体TN速率较快的时间是6—7月和11—12月,NSC是6—7月、8—9月和11—12月,PAC是8—9月和11—12月;NSC、RSC和PAC去除水体NH₄+-N和TP速率较快的时间基本一致,均是6—7月.③植物群落能有效提升湖滨带对水体氮磷的净化效果,至试验结束,3种植物群落处理对水体TN、NH₄+-N和TP的去除率分别为53.37%~61.13%、71.36%~77.67%、70.45%~74.60%,去除贡献率分别为7.47%~15.23%、12.42%~18.73%、4.90%~9.05%;不同植物群落处理去除氮磷能力依次为RSC>NSC>PAC.④RSC对水体TN、NH₄+-N、TP的去除率显著高于（P < 0.05）空白对照（CK）.研究显示,多种植物群落（RSC、NSC）较单一植物（PAC）具有更强的净化能力,相同植物不同的排序方式（RSC、NSC）对水体氮磷的净化效果存在差异,因此在实际水体修复过程中可以考虑对不同类型植物搭配组合以及调整排序方式以提升对污染水体的修复效果.      

基于病毒宏基因组学鉴定水环境中噬菌体携带的新型耐药基因及其耐药特点分析

水环境作为耐药基因的存储库，为耐药基因的水平转移和新型耐药基因的产生提供重要场所.但到目前为止，对水环境中病毒携带耐药基因的特征及其功能还知之甚少.因此以南四湖和东平湖为研究对象，利用病毒宏基因组学结合体外实验的方法探讨水环境中病毒携带新型耐药基因的情况及其耐药特点.通过分析病毒基因组的片段（reads）和重叠群（contigs），鉴定出多种耐药基因，包括AAC（6’）、Qnr A、Van Y、Vat和β-内酰胺酶基因.值得关注的是，通过核心序列比对和进化分析，挖掘出两种噬菌体携带的新型β-内酰胺酶基因bla_NSDPV-1和bla_NSVM-1.最小抑菌浓度试验表明，这两种编码新型β-内酰胺酶的耐药基因对临床常用头孢类和碳青霉烯类抗生素具有一定的耐药性.综上所述，水环境中噬菌体很可能在新型耐药基因的产生和耐药基因散播中起着重要的作用.另外，病毒宏基因组学结合体外实验是发现噬菌体携带新型耐药基因的重要方法.     

额头皮脂-角质层中有机磷阻燃剂的垂直分布规律及健康风险评估

皮脂-角质层是有机磷阻燃剂（OPFRs）从环境进入人体皮肤的桥梁，揭示OPFRs在皮脂-角质层中浓度的垂直分布规律，对于准确评估OPFRs的皮肤暴露剂量有重要意义.本研究选取40名在校大学生为志愿者，基于胶带粘贴技术，分5层采集了志愿者额头皮脂-角质层样品，采用气相色谱-三重四极杆串联质谱仪测定其中9种OPFRs的浓度.结果显示，在校大学生额头5层皮脂-角质层中Σ₉OPFRs的总浓度为1320~3650 ng?m^-2，平均浓度为2550 ng?m^-2.其中TDCIPP含量最高（933 ng?m^-2），TPP最低（3.1 ng?m^-2）；除TPHP男性显著高于女性外（p<0.01），男女额头表面OPFRs负荷无显著性别差异.整体上，9种OPFRs均在表层皮脂中的浓度最高，且随深度增加逐步降低，Σ₉OPFRs在5层皮脂-角质层中的浓度变异系数为71%±22%.基于皮脂-角质层第1和第5层中OPFRs浓度估算其皮肤暴露剂量，分别为1.7×10^-4 ng?kg^-1?d^-1和2.3×10^-5 ng?kg^-1?d^-1，存在显著的差异.由此可知，OPFRs在皮脂-角质层中并非均匀分布，基于擦拭法获取皮肤表层皮脂中OPFRs的平均浓度并用于评估OPFRs皮肤暴露剂量，可能显著高估其生物学实际暴露水平.     

气相分子吸收光谱法测定水中氨氮干扰因素的研究

气相分子吸收光谱法测定成分复杂氨氮实际样品时,干扰因素造成测定结果不准确,而现有的标准方法和文献对干扰物质的研究不全面,制约了仪器的应用。该文系统地开展干扰因素的研究,提出干扰因素的消除方法,用加标回收率验证消除的有效性。结果表明,亚硫酸盐、硫化物等还原性物质对测定产生负干扰;石油烃、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等挥发性有机物、有机胺类以及亚硝酸盐对测定产生正干扰。根据不同干扰类型,通过加入适量酸性重铬酸钾溶液、在酸性条件下加热煮沸、预蒸馏等方法可消除干扰,消除干扰后加标回收率为84%~120%。生活污水、石化企业废水等6种典型水样消除干扰后,气相分子吸收光谱法和纳氏试剂分光光度法测定氨氮有较好的可比性,干扰消除方式有效。