发光细菌活性控制的温度条件分析研究

以明亮发光杆菌和鳆鱼发光杆菌为研究对象,检测急性毒性和遗传毒性两种有毒物质的生物毒性,通过添加各种冷藏液,将发光细菌放置在液体培养基中,培养至对数生长期进行振荡离心,重新悬浮于脱脂牛奶溶液冷藏,对比脱脂牛奶悬液冷藏、冻干粉复苏后冷藏以及新鲜菌液直接冷藏3种方法的温度条件调控效果.结果表明,发光细菌采用脱脂牛奶菌悬液冷藏6 d后复苏相对发光率可达94.15%,说明采用此种冷藏方式有效提升了发光细菌活性的稳定性,在应对水质毒性快速检测评价中具有较好的应用前景.     

芘胁迫对5种羊茅属植物根系分泌的几类低分子量有机物的影响

根系分泌物与有机污染物的植物修复过程密切相关,研究胁迫条件下不同修复潜力植物根系分泌物的释放特征有助于揭示植物修复的内在机制.借助根际袋土培试验研究了芘胁迫(10~160 mg·kg~(-1))下5种羊茅属植物在不同胁迫期(30~70d)时根系分泌物中几种低分子量有机物的释放特征.结果表明:1芘胁迫促进了根系对可溶性糖的分泌:随着胁迫水平的升高、胁迫期的延长,其分泌量呈"先升后降"变化趋势,胁迫水平为C3(40.36 mg·kg~(-1))、胁迫期为40 d时达到最大值;修复潜力越大,趋势越明显.2芘胁迫增强了根系对低分子量有机酸的释放,修复潜力越大,释放高峰值出现时的胁迫浓度越高,且主要以草酸、乙酸、乳酸和苹果酸为主(98.15%),但修复潜力较强物种的根系分泌物中也检测到微量反丁烯二酸.3芘胁迫对氨基酸的种类影响不大,但对分泌量影响较大:苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸的分泌量随着胁迫水平的升高而剧增;脯氨酸、羟脯氨酸和天冬氨酸对芘胁迫的响应近乎以功能群的形式参与植物修复过程,参与的组分越多,修复潜力越强.可见,芘胁迫下根系分泌物中可溶性糖、低分子量有机酸以及氨基酸的释放特征与植物自身的修复潜力有关;修复潜力越强,释放量越多且成分越复杂,并表现出更强的环境适应性及生理可塑性.     

奥运前期与奥运期间北京市大气细颗粒物特征比较分析

利用城市生态系统研究站对北京市奥运前后(2008年6～9月)大气中细颗粒物(PM2.5)进行连续监测,获得不同阶段PM2.5日平均浓度的动态特征,分析气象因素、人为控制管理措施对颗粒物浓度的影响.结果表明,近北五环的生态中心站点(RCEES)颗粒物日均浓度平均值为0.067 mg.m-3,奥运期间的颗粒物浓度(0.060 mg.m-3)比奥运前期(0.081 mg.m-3)减少了约26%.而位于南二环市中心的教学植物园站点(JX)颗粒物浓度平均含量为0.078 mg.m-3.JX站点奥运期间的颗粒物浓度(0.069 mg.m-3)比奥运前期(0.095 mg.m-3)减少了约27%.各个阶段PM2.5的日变化都基本呈现双峰态势.第一个峰值出现在08:00～10:00左右,RCEES站点颗粒物浓度为0.068 mg.m-3,JX站点浓度值为0.089 mg.m-3;另一个峰值出现在晚20:00～22:00左右,RCEES和JX站点颗粒物浓度为0.079 mg.m-3和0.083 mg.m-3,这主要与上班交通高峰导致的尾气排放污染和道路扬尘污染等有关.研究气象参数发现奥运期间与奥运前期气象条件无显著差异,属于高温高湿风力不大的典型北京夏季天气条件.奥运期间颗粒物浓度与温度呈显著正相关(P<0.01),而与风速、相对湿度及降水相关性不显著(P>0.05).而连续多年大气污染综合治理措施和奥运空气质量保障措施的实施,产生了显著环境效益.在自然因素相差不大的条件下,人为控制因素对奥运期间颗粒物的下降起到主导作用.     

青岛大气气溶胶中水溶性有机氮对总氮的贡献

有机氮是大气气溶胶中重要的氮组分,其沉降入海后不仅能够促进海洋初级生产力的增长,还可能影响海洋生态系统的群落结构.利用2008年1～12月在青岛采集的64个总悬浮颗粒物样品,分析了其中水溶性有机氮的浓度.气溶胶中有机氮的浓度为30～2 073 nmol·m-3(100～12 157 μmol·g-1),以12月浓度最高...     

城市生态系统污染氮足迹与灰水足迹综合评价

水足迹和氮足迹指标的运用可定量分析人类水资源与氮元素消费对环境造成的影响,但联合双足迹指标评价城市发展对环境造成的多重负效应的研究尚缺.基于污染氮足迹及灰水足迹理论与内涵,以城市化程度较高的深圳市为例,分别对其城市污染氮足迹及灰水足迹进行核算与评价,综合评估城市快速发展导致的氮污染与水污染潜在风险的耦合关系.结果表明:2005—2015年深圳城市污染氮足迹呈波动下降趋势,年均约3万t.水体活性氮流失为主要的城市污染氮足迹来源.同时,深圳城市灰水足迹却呈波动上升趋势,年均约15亿m~3,生活灰水足迹为城市灰水足迹主要构成部分,也是城市剩余灰水足迹的主要来源.研究期间,城市污染氮足迹与灰水足迹呈协同变化趋势,但2012年后两者出现"脱耦"情况.城市污水处理能力与再生水利用率为影响未来深圳城市灰水足迹增加的主要因素,优先快速提高城市生活污水再生利用率和全面提高城市污水脱氮率,可应对城市发展过程水资源与氮元素利用带来的环境风险.     

全氟辛烷磺酸(PFOS)对半滑舌鳎肝脏细胞的毒性效应

为探究海洋环境中持久性有机污染物——全氟辛烷磺酸(PFOS)的生物毒性效应,以半滑舌鳎肝脏细胞(HTLC)为研究对象,将其暴露于含不同浓度PFOS的DMEM-F12培养基中,分别染毒24、48、72 h后,利用噻唑蓝比色法(MTT)和透射电镜实验评价PFOS的细胞毒性;同时测定活性氧自由基(ROS)和超氧化物歧化酶(SOD)活性来探讨PFOS对细胞的氧化损伤效应。结果发现,细胞活性随PFOS浓度升高呈先促进后抑制趋势,当PFOS浓度达到1 000%mol·L-1时细胞活性受到显著抑制(P0.01);电镜结果显示PFOS能引起与代谢相关的细胞器如线粒体、内质网等发生肿胀甚至破损;与对照组相比,ROS含量和SOD活性分别在20%mol·L-1、200%mol·L-1开始出现显著性差异(P0.05),证实在PFOS引起的氧化应激反应中SOD起到了清除自由基作用以维持细胞稳态。研究表明,PFOS对海洋鱼类细胞具有一定的生物毒性,能引起细胞产生氧化应激反应,并进一步破坏生物膜系统,从而导致细胞增殖和多种代谢途径受到抑制。     

基于关联向量机回归的水质预测模型

提出了一种基于关联向量机回归的水质时间序列预测模型,并以该模型对氢离子浓度指数(p H值)、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(NH3-N)4种重要水质指标进行预测.首先采用国家环保部发布的四川攀枝花龙洞水质自动监测数据进行实验,对该模型的有效性进行了验证;然后将关联向量机回归预测模型与支持向量机回归预测模型进行比较.为了比较不同核函数的预测效果,实验中预测模型的核函数分别采用了线性函数和高斯函数.实验结果表明,关联向量机回归模型的预测效果不亚于支持向量机回归模型;且在给出预测值时,还能同时给出预测结果的可信程度.     

中国森林生态系统的异戊二烯排放研究

植被的非甲烷碳氢化合物(non-methane hydrocarbon,NMHC)排放对大气环境变化有重要的影响,异戊二烯是对流层最主要的NMHC之一.本文应用Guenther的光温影响模型,对1993年中国森林生态系统的异戊二烯排放量进行了估算.结果发现:中国森林生态系统异戊二烯总的排放量约为0.03～8.6Tg/a,对全球碳的贡献量以碳计为0.026～7.589Tg/a,年最大可能排放量约占全球年排放总量的1.5%～4.3%;排放有较大的空间(地域)差异,年排放大值区分布在南方多林区和东北地区,以云南和黑龙江2省最大,对全国排放的贡献率分别为22%和11%;不同植被对总排放量的贡献率有较大差异,贡献率较大的杨树和栎类分别达到52.28%和44.29%.     

三氯生暴露加剧高脂饮食诱导的小鼠肠道和肝脏功能损伤

三氯生(triclosan,TCS)在环境中被广泛检出,已成为重要的环境污染物,且TCS暴露能够影响机体的肠道菌群组成和脂类物质代谢过程.为了探讨TCS暴露对高脂饮食(high fat diet,HFD)诱导的肝脏功能损伤的影响及其机制,C57BL/6J小鼠随机分为正常饮食对照组、TCS组、HFD组和HFD+TCS组;首先对TCS组和HFD+TCS组小鼠进行提前一周TCS(10μg·g-1饲料)暴露,然后再同时进行6周的TCS暴露和HFD喂养.实验结束后,利用细菌特征序列对肠道菌群进行绝对定量分析,利用苏木精-伊红染色、实时荧光定量PCR、酶联免疫吸附测定、蛋白免疫印迹和流式细胞术等试验技术检测小鼠肠道和肝脏等生理变化状况.与对照组相比,TCS暴露和高脂饮食均能明显引起肠道菌群中厚壁菌门和拟杆菌门含量降低,同时引起小鼠脾脏中CD8+和CD4+T细胞比例失调,但未导致显著的肠道屏障损伤和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)异位;高脂饮食能够显著提高小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)和甘油三酯(triglyceride,TG)的水平,而单独TCS暴露并没有引起明显的肝脏功能紊乱.与HFD组相比,HFD和TCS协同作用激活了小鼠肝脏中Toll样受体4(toll-like receptor 4,TLR4)炎症通路,造成小鼠肝脏炎症反应,并显著提高了小鼠ALT和AST水平,加剧了高脂饮食对小鼠肝脏功能的损伤.由此可知,TCS暴露通过引起小鼠肠道菌群紊乱和机体免疫响应,加剧高脂饮食诱导的小鼠肠道损伤和肝脏功能紊乱.     

融合YOLOX和ASFF的高原山地灾害检测模型

YOLOX 是全球首个一阶无锚框目标检测模型，超越了 YOLO‐V（3‐5）和 SSD 等传统锚框模型，极大提高了山地灾害检测识别精度。然而，该模型存在不同尺度之间特征不一致的问题，融合后的特征图质量有待提升。以西藏高原山地灾害重灾区为试验区，在建立了西藏高原山地灾害数据集的基础上，通过融合 Adaptively Spatial Fea‐ ture Fusion（ASFF）注意力机制和骨干网络尺寸调整机制，设计了一个优化的、不同适用性的高原山地灾害检测模型（Plateau mountain disaster detection model，PMDDM）。为验证 PMDDM 模型的优越性，将其与传统 YOLOX 模型、不同注意力机制、不同目标检测模型进行了对比分析，并且对不同尺度模型的检测性能和可视化结果也进行了对比分析研究。结果表明：ASFF 注意力机制可以有效的解决传统 YOLOX 模型中存在的不同尺度特征间的特征不一致问题，且对模型检测性能提升明显优于 SE、CBAM、ECA、GAM 和 Coord 等注意力机制；PMDDM 模型对山地灾害的检测精度优于 Faster‐RCNN、SSD 和 YOLO‐V3 模型，可以满足不同工作场景对硬件配置、检测速度和精度的需求，且模型尺度越大，识别目标的准确率越高。