农田土壤镉生物有效性及暴露评估研究进展

随着工业化和城市化进程的发展,我国在农田土壤污染领域面临较大挑战,其中镉(Cd)为最优先控制元素之一。农田土壤Cd污染风险类型为健康风险,其主要暴露途径为经土壤-植物系统,并经膳食进入人体。在当前的土壤Cd风险评估中,一般不考虑生物有效性问题,这使得风险评价中实际暴露评估的不确定性普遍偏高。所以,近年来欧洲国家有许多研究者提出将生物有效性因素放在土壤污染物风险评价框架内。基于此,本文立足于农田系统,并从土壤、植物、污染物及环境因素等4个方面详细综述了农田土壤Cd生物有效性的影响因素及其作用机理。其次,分别综述了近年来土壤Cd生物有效性预测模型和土壤Cd膳食暴露评估模型研究进展。最后,分析了我国土壤重金属风险评价中存在的不足,并对农田土壤Cd暴露评估发展态势和研究方向进行了初步预测,以期为农田土壤Cd健康风险评估及安全基准研究提供一定参考。     

好氧颗粒污泥强化解体实验与机理研究

在120r／min的搅拌及pH=1的强酸条件下,进行好氧颗粒污泥的强化解体实验,研究颗粒污泥的总数、平均粒径和粒径分布的变化情况。在15h实验时间内,搅拌强化解体的颗粒平均粒径从1230μm降至320μm,颗粒总数从30个／mL增至193个／mL。强酸强化解体结果类似,但解体时间为110h。搅拌比强酸对颗粒解体的强化作用更明显。粒径分布结果显示,小颗粒所占比例明显增加。颗粒解体过程中粒径分布均符合对数正态分布,但颗粒粒径的期望值石,随解体时间明显减小。根据颗粒的解体机理,即4种解体类型：破碎、破裂、剥落和研磨,结合实验结果,将解体过程分为对数期、平缓期、二次对数期和稳定期。     

塌陷区回填煤矸石复垦

在矿区,地下煤炭资源被大量开采,破坏了岩体原有的平衡状态,被开采煤层的上覆岩层将依次发生冒落、断裂、弯曲等移动变形。晋城矿务局王台铺矿三号煤层赋存条件好,煤层平均厚度6.5m,盖山厚度薄,煤层埋藏深度为35～100m之间。煤层采过之后,在采空区上方地表造成大面     

农药对熊蜂的生态毒理研究进展

熊蜂(Bombus spp.)因其独特形态特征及生物学特性成为农业生产中重要传粉昆虫,在维持自然及农业生态系统平衡发挥重要作用。近年来,熊蜂多样性呈减少趋势,农药不合理施用为重要因素之一。本文基于农药对熊蜂的毒理学研究现状,系统整理了熊蜂急性致死和慢性亚致死毒理研究方法,围绕农药对熊蜂的急性毒性,亚致死剂量农药对熊蜂精子活性及体温调节等生理发育,颜色分辨及学习记忆行为、肠道微生物结构及解毒因子等方面影响展开综述,对研究中存在的问题和未来研究方向进行了思考和展望,旨在为农药的科学使用、生物环境安全评估及熊蜂多样性保护提供参考。     

全氟辛酸诱导小鼠睾丸生精细胞凋亡过程中内质网应激途径的研究

全氟辛酸(perfluorootanoic acid, PFOA)是当前广受关注的环境污染物之一,通过饮食、饮水及粉尘摄入等途径进入机体,造成雄性生育能力下降。目前已有相关研究证实PFOA可诱导生精细胞凋亡,但是关于PFOA诱导生精细胞凋亡的机制研究还比较匮乏。因此本研究以雄性BALB/c小鼠为研究模型,基于内质网应激途径探讨PFOA诱导小鼠生精细胞凋亡的机制。将52只雄性BALB/c小鼠按随机数字表法随机分为4组：Control组、PFOA低、中和高剂量组(1.25、5和20 mg·kg^-1),PFOA处理组小鼠分别灌胃给予不同剂量的PFOA,Control组给予等体积的生理盐水,连续给药28 d后处死,取睾丸组织备用。苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色观察各组睾丸组织形态变化;末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记测定法(terminal dexynucleotidyl transferase (TdT)-mediated dUTP nick end labeling, TUNEL染色)检测各组睾丸组织生精细胞凋亡,并计算凋亡指数;蛋白质印迹法(Western blot)检测Cleaved-Caspase-3、GRP78、CHOP、p-PERK、p-EIF2α、ATF4、p-IRE1、XBP1及ATF6表达水平变化;免疫荧光(immunofluorescence, IF)检测GRP78定位及表达水平。结果显示,PFOA可损伤小鼠睾丸生精结构,导致生精细胞脱落,此外PFOA还可诱导小鼠睾丸生精细胞凋亡,上调生精细胞凋亡指数,同时上调凋亡相关蛋白Cleaved-Caspase-3表达水平。随后Western blot结果显示PFOA可上调内质网应激标志蛋白GRP78及内质网应激介导的凋亡相关蛋白CHOP的表达水平,提示PFOA激活了内质网应激介导的凋亡信号通路。进一步研究发现,相比Control组,PFOA处理后睾丸组织内质网应激PERK信号通路相关蛋白p-PERK、p-EIF2α、ATF4上调,而内质网应激IRE1信号通路相关蛋白p-IRE1、XBP1和ATF6信号通路相关蛋白ATF6表达水平则无明显变化,提示PFOA暴露可特异性激活小鼠睾丸组织内质网应激PERK/EIF2α/ATF4信号通路。综上,PFOA可能通过激活内质网应激PERK/EIF2α/ATF4信号通路诱导生精细胞凋亡。     

米氏凯伦藻对海水青鳉影响效应的转录组学分析

近年来我国近岸米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)藻华频发,给当地水产养殖业带来严重的损失,但该藻在海洋生物分子水平上的影响尚不明确。本实验通过转录组学分析,探究了米氏凯伦藻对模式生物海水青鳉(Oryzias melastigma)鳃和肝脏mRNA转录水平的影响。结果发现受藻作用96 h后,青鳉鳃与肝脏中分别有508个与604个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中上调基因分别有184个和390个,下调基因分别有324个和214个。Gene ontology (GO)功能分类结果显示DEGs多集中于生物进程和分子功能,进一步GO富集分析结果表明,米氏凯伦藻能够显著影响青鳉鳃组织中凝血酶激活受体活性、受体信号通路和离子跨膜运输等相关通路;肝脏中氧运输和结合进程相关通路也受到显著影响。Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG)功能富集分析表明鳃和肝脏组织中DEGs均显著富集于免疫系统的补体和凝血级联反应,鳃DEGs还富集在IL-17免疫信号分子和细胞因子相互作用信号转导通路;而肝脏DEGs还富集在脂质、氨基酸代谢通路。此外,免疫因子serpine1、hsp90b1、bcl2l1在鳃中均被显著抑制,而凝血因子f2、f5、plg在肝脏中均被显著上调。实验结果表明米氏凯伦藻可能对海水青鳉鳃造成了一定程度的氧化损伤,也可能通过激活IL-17信号通路导致免疫炎症的发生。同时该藻还导致海水青鳉肝脏纤溶系统被激活,代谢功能发生变化。     

农村真空排水系统异味产生规律及控制措施

为探究农村真空排水系统异味逸散对周围居民的潜在健康风险,采用真空排水实验装置并结合异味分区监测和相关性分析等方法,研究了农村真空排水系统家庭户管、真空井、真空站等全流程的异味逸散规律。结果表明：农村家庭户管卫生间黑水(TBW)、卫生间灰水(TGW)、厨房灰水(KGW)管道中H₂S质量浓度平均值分别为0.08、0.06、0.06 mg·m⁻³,均达到恶臭污染物厂界标准(GB 14554-1993) 2级厂界标准限值(0.06 mg·m⁻³); TBW管道中NH₃、C₃H₉N、C₂H₆S₂、OU的异味质量浓度峰值为5.79、2.58、0.18、337 mg·m⁻³,明显高于在TGW和KGW管道中的质量浓度峰值(0.32和0.62 mg·m⁻³,0.18和0.31 mg·m⁻³,0.06和0.05 mg·m⁻³,136和170 mg·m⁻³); 真空井周围NH₃和H₂S质量浓度峰值分别超过3级厂界标准限值(4.0 mg·m⁻³、0.32 mg·m⁻³)的2.80和17.56倍,真空井防跌水结构改造后NH₃和H₂S峰值质量浓度分别下降72.3%和65.1%;真空站周围OU、H₂S、CS₂、C₈H₈、C₂H₆S₂质量浓度变化与其运行电功率变化的相关系数分别为−0.370、−0.452、−0.169、−0.426、−0.379。由此可知,农村真空排水系统存在H₂S等异味气体质量浓度超标的现象,不同水质管道异味特征不同,真空井是整个真空排水系统异味质量浓度最高的区域,对真空井进行防跌水结构改造可使真空井周围异味质量浓度明显降低,真空站周围异味质量浓度变化与其运行功率变化具有显著相关性。该研究结果可为农村排水技术的改良设计和参数优化提供参考。     

基于多层线性模型的铝合金大气腐蚀规律研究

目的 针对不同地区铝合金大气腐蚀差异性和样本数据利用不充分的问题,构建精度更高的铝合金大气腐蚀模型,研究铝合金在不同环境中的大气腐蚀规律。方法 基于多层线性模型,构建具备层次结构的腐蚀率模型。以某型号铝合金腐蚀数据为研究对象,逐步建立零模型、随机系数回归模型、完整模型探究大气腐蚀规律,并进行预测评估。结果 通过交叉验证进行模型评估,多层线性模型(MSE=0.001 3)优于幂函数回归(MSE=0.005 5),远优于线性回归(MSE=0.031 6),模型预测精度提升。多层线性模型能有效分解总方差,增强了模型的可解释性。结论 多层线性模型有效结合铝合金腐蚀数据区域差异性特征,能表征大气腐蚀规律,具有一定的实用价值。     

自然环境因素对铝合金大气腐蚀的影响性研究

目的 研究铝合金大气腐蚀受自然环境因素的影响性,探索环境因素对铝合金腐蚀的影响规律。方法 采用多层感知器神经网络分析环境因素对7种铝合金平均腐蚀速率的影响。结果 确定了影响铝合金腐蚀损伤的重要因素为SO2沉积率、Cl^–沉积率、NOx沉积率;辅要因素为年降雨量、年雾露时数、相对湿度、年日照时数、温度、铝合金成分;次要因素为年累积降水时数、雨水pH值。结论 基于多层感知器神经网络分析有效展现了环境因素对平均腐蚀速率的影响性。     

填方边坡碎石填土配比优化研究

在我国黄土丘陵地区,每年因为高填方边坡失稳而造成的人员伤亡和财产损失数不胜数,有必要从高填方边坡的填料入手,开展高填方边坡失稳问题研究。以陕西某高填方边坡为例,将高填方边坡的碎石填料作为主要研究控制对象,取其边坡正在填筑的碎石填料,通过诸多室内试验测定物理力学参数、渗透性等,并借助FLAC 3D数值模拟计算其稳定性,先确定最优土石比,再确定在最优土石比下的优选级配。择优选择的级配相比之前的填料,力学性能更好,强度更高,隔水效果控制更明显,坡体的整体稳定性加强。从填方填料入手,能有效降低因回填材料不合理而引发的边坡失稳。