基于宏基因组学的三峡库区重庆主城段水体浮游微生物群落的组成和功能分析

三峡水库建成以来,水生环境发生了显著的变化,水库浮游微生物在关键生源要素循环中发挥关键驱动作用。为了分析三峡库区重庆段水体浮游微生物的功能及多样性,于2015年5月对三峡库区重庆主城段(北碚、朱沱、木洞)表层水环境总DNA样本进行了提取。调查水域总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)已分别达到IV、V类水标准,水体污染主要是由TN,TP造成的,各调查水域均处于中营养至重富营养状态。基于宏基因组学技术在Illumina HiSeq 4000平台上对总的浮游微生物进行了序列测定,分析了重庆主城段水环境浮游微生物的物种以及功能结构特征。结果显示,朱沱和木洞点位水体优势门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。北碚点位水体优势门为放线菌门、变形菌门、拟杆菌门和蓝细菌门(Cyanobacteria)。在属水平上,颤藻属(Oscillatoria)和微鞘藻属(Microcoleus)只出现在北碚点位的嘉陵江表层水体,其余两处几乎没有。在对3组样本一共99 472条基因进行通路分析时,有54 340条有功能注释结果。由直系同源聚类(cluster of orthologous group,COG)注释结果得知,浮游微生物物种基因的主要功能为翻译、核糖体结构和生物合成、氨基酸转运和代谢。Pearson相关分析结果显示:水温(T)、总碳(total carbon,TC)、溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)是影响三峡库区重庆段浮游微生物群落结构的重要环境因子。     

万州道路灰尘重金属空间分布及污染评价

运用ArcGIS的地统计分析模块,分析了三峡库区典型移民城市——万州老城区道路地表灰尘中重金属元素Cr、Cd、Cu、Ni、Mn的空间分布特征,并采用地积累指数法评价了道路灰尘中重金属的污染状况。结果表明:在空间分布上,Cr含量分布为:交通枢纽区>港口物流区>科教文化区;Cu和Ni含量分布为:科教文化区>交通枢纽区>港口物流区;Cd和Mn在交通枢纽区的含量均高于其他区域,并存在一定的复合污染。地积累指数计算结果表明:万州老城区Cd为重度污染,Cr、Cu为轻度污染,Ni、Mn未受污染。     

万州城区夏季、冬季PM_(2.5)中有机碳和元素碳的浓度特征

在位于三峡库区腹心的山地城市万州城区采集夏季和冬季PM2.5样品,采用热光反射法(Thermal Optical Reflection,TOR)测定了PM2.5中有机碳(OC)和元素碳(EC)的浓度,探讨了其污染特征及来源.结果发现,OC和EC在夏季的平均浓度分别为(7.09±1.86)μg·m-3和(3.49±0.64)μg·m-3;冬季分别为(16.82±6.87)μg·m-3和(6.21±2.06)μg·m-3,高于夏季,这可能与冬季当地居民生物质燃烧的贡献显著增加有关.冬季OC和EC显著线性相关(r=0.89),表明冬季两者的一次污染来源相近.冬季PM2.5中总碳(TC)和水溶性K+含量的相关性(r=0.88)高于夏季(r=0.69),表明冬季生物质燃烧对碳污染贡献显著.利用OC/EC比值法对二次有机碳(SOC)进行估算,SOC的浓度均值在夏季为(2.17±1.46)μg·m-3,占OC比例为28.18%±13.85%;冬季为(4.46±3.69)μg·m-3,占OC的23.13%±12.30%.通过计算PM2.5中8个碳组分丰度,初步判断机动车尾气排放和生物质燃烧是万州城区碳组分的主要来源.     

香蕉皮改性吸附剂对氨氮吸附特性

利用NaOH对香蕉皮进行改性,制备改性吸附剂,研究吸附时间、温度、pH等3个因素对其氨氮吸附性能的影响。实验结果表明,NaOH改性提高了该吸附剂对氨氮的吸附能力,在较广温度范围内,该改性吸附剂保持着较高的吸附效率,在吸附氨氮过程中氨氮去除率随着pH值增大呈上升趋势,水质呈中性和碱性时,改性吸附剂表现出较高的吸附效率。相同氨氮初始浓度条件下,在吸附剂投加量增加,氨氮去除率升高,在氨氮浓度为6 mg/L时,可达到96.78%。在20℃温度条件下,饱和吸附量理论值达到9.478 7 mg/g。改性香蕉皮吸附剂对氨氮的吸附符合伪二阶吸附动力模型,氨氮饱和吸附数据符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。