化学品固有生物降解性试验OECD标准方法的适用性检验与改进

在经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)颁布的3项固有生物降解标准测试方法中,改进的MITI(Ⅱ)(OECD 302C)方法因适用于难溶、易吸附和弱挥发等物质的固有生物降解性评估,成为目前适用范围较为广的方法。但OECD 302C对接种物规定特殊,需周期性采集不少于10个位点、不同类型的接种物进行驯养,采集、驯养和维持成本及操作复杂程度相对高,而OECD 302C方法获取的化学品生物降解率并未优于其他2项固有生物降解方法。因此,对10位点采集并驯养不同时间的接种物及污水处理厂曝气池采集的活性污泥进行微生物学特征比较,采用Biolog微生物鉴定系统及磷脂脂肪酸分析系统研究2种不同接种物的代谢活性及群落多样性,同时比较2种接种物对6种化学品的固有生物降解能力。结果表明,驯养接种物在驯养14 d后,活性与多样性开始下降,与真实环境来源接种物(10位点采集且未驯养接种物,即驯养0 d的接种物)的微生物群落差别较大。驯养1个月后的接种物在碳源利用活性、降解能力上与污水处理厂曝气池新鲜采集的活性污泥无明显差异。故笔者认为,在试验条件下,OECD 302C标准方法中的驯养接种物未达到预期目的,未经驯养的活性污泥更能反映真实环境,未来可以活性污泥作为该方法的接种物进行后续降解方法改进的研究。     

Quantification of pesticide residues on plastic mulching films in typical farmlands of the North China

• Pesticide residuals on mulching film of Shandong, Tianjin and Hebei. • Detected 29 pesticides in soil and 30 in mulching film. • Pesticides on plastic films: 86.4‒22213.2 ng/g and in soil: 9.3‒535.3 ng/g. • Pesticides on plastic films 20 times higher than in soil. Plastic debris as new pollutants attracts much attention in the recent years. The plastic mulching films is one of the most important plastic debirs source in the environment. The aim of this work was to investigate the current status of pesticide residues on the plastic mulching films. Based on the QuEChERS method, multi-residue methods for detection of pesticide residues with gas chromatography tandem mass spectrum (GC-MS) and high performance liquid chromatography tandem mass spectrum (HPLC-MS) were developed for the analysis of the pesticides residues in plastic film and soil samples from Tianjin, Hebei and Shandong. The total concentrations of pesticide residues were in the range of 86.4‒22213.2 ng/g in plastic film debris, which was about 20 times higher than that in soil (9.3‒535.3 ng/g). Residual level of pesticides varied greatly in different samples. The historical usage and recent application of pesticides were the main sources for pesticide residues on plastic films and soil. In short, plastic mulching films could act as a sink for pesticides in farmland and the ubiquitous pesticide residues on plastic films should draw more attention.     

京津冀生态文明与城市化协调发展的时序与空间演变

构建反映生态文明与城市化发展内涵的两系统评价指标体系,以均方差决策法、耦合协调度模型、探索性空间数据分析(ESDA),借助Arc GIS软件从时间和空间两个维度定量分析京津冀13市2007—2016年生态文明与城市化的耦合协调关系及变化趋势。结果表明:①生态文明与城市化系统耦合协调度逐年提升,从2007年13市均处于拮抗发展阶段,到2016年实现较低水平协调,多数城市生态文明建设滞后于城市化进程。②生态文明与城市化耦合协调发展水平存在显著的全局正向空间自相关性,局部空间自相关性存在显著的空间集聚特征,处于高-高集聚区与低-低集聚区的城市最多,北京、廊坊和保定三地的局部空间自相关性最为显著,此三地对周围临近城市的辐射能力更强。基于分析结论,提出实现京津冀13市生态文明与城市化高质量耦合协调发展的策略:①将生态文明建设融入城市化进程,强力推进京津冀"弱势区域"生态文明建设与城市化"同频共振",推动京津两地优势资源向河北溢出和辐射。②强化三地的区域协作,促进共同发展,充分利用高水平集聚区的示范效应,带动和提升低水平集聚区协调发展,加强三地环境治理的联防联控,构建共建共治发展平台。③根据耦合协调度"中间高、南北低"的空间分布差异,三地政府还需根据自身特色,因地制宜研判和明确发展策略。     

基于人工神经网络的街道峡谷NO_x浓度的数值模型研究

通过对反向传播人工神经网络的算法和网络结构的研究,发现拟牛顿算法训练速度较快,能够较好地接近误差目标值,同时建立了包括输入层、隐含层、输出层的人工神经网络三层拓扑结构。通过对街道峡谷人工神经网络的训练,模拟计算了街道峡谷NOx浓度分布值。结果显示,训练误差和测试误差比为1.11,训练样本的模拟值与实测值的相关系数为0.93,测试样本的模拟值与实测值的相关系数为0.87,模拟值与实测值的相关系数均高于显著水平为α=0.05与α=0.01所对应检验性表的相关系数临界值。该模型能够用于街道峡谷污染物浓度的模拟计算,具有较好的泛化能力。     

稻草经超声波辅助预处理后酶解过程的动力学研究

在功率为120 W、处理时间为30 min的条件下,分别对稻草进行超声波辅助酸碱预处理,与传统化学预处理(碱-预处理、酸-预处理)后稻草的主要化学组成相比较,结果表明超声波技术辅助酸碱预处理可以更为有效地去除半纤维素和木质素,从而提高了稻草基质中纤维素的相对含量,有利于缩短稻草水解时间。在一系列实验研究的基础上,建立了稻草酶水解动力学模型。结果表明,分别经碱、超声波-碱、酸、超声波-酸预处理的稻草在糖化过程中的模型参数(米氏常数KM,速率常数k和抑制常数KI)均不相同,KM分别为17.55、14.14、15.29和15.08 g/L;k分别为15.30、21.32、13.40和15.42 h-1;抑制常数KI变化不明显分别为2.31、2.08、1.81和1.85 g/L。模型及实验方法简便可靠,有较好的拟合性,对稻草酶水解过程工程放大及过程控制都具有一定的参考价值。     

产漆酶食用菌的粗酶液对多环芳烃降解研究

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,可以降解多种有机污染物,其中包括多环芳烃。但是由于纯漆酶的价格昂贵,限制了在环境修复中的应用。采用液态和固态2种方式培养了食用菌Pleurotus ostreatus和Coprinus comatus,并考察了固态培养的粗酶液对多环芳烃的降解和去毒能力,结果发现2种真菌均可产漆酶,但不产木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶,其中固态培养的漆酶产量高于液态培养,且C.comatus的漆酶产量大于P.ostreatus。2种真菌固态培养的粗酶液对多环芳烃均有一定的降解和去毒作用,且P.ostreatus粗酶液的漆酶活性虽然较低,但是对多环芳烃降解率和去毒效果却优于C.comatus,这可能是P.ostreatus的粗酶液中含有较多的调节物质造成的。P.ostreatus的固态发酵粗酶液对蒽、苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苊等均有较高的降解率(50%以上),但是对生物有效性高的萘的降解率却较低,这种降解特征可能与底物的电离势大小有关。     

Occurrence of monoethylmercury in the Florida Everglades: Identification and verification

A few studies have reported the occurrence of monoethylmercury (CH₃CH₂Hg⁺) in the natural environment, but further verification is needed due to the lack of direct evidence and/or uncertainty in analytical procedures. Various analytical techniques were employed to verify the occurrence of CH₃CH₂Hg⁺ in soil of the Florida Everglades. The identity of CH₃CH₂Hg⁺ in Everglades soil was clarified, for the first time, by GC/MS. The employment of the recently developed aqueous phenylation-purge-and-trap-GC coupled with ICPMS confirmed that the detected CH₃CH₂Hg⁺ was not a misidentification of CH₃SHg⁺. Stable isotope-tracer experiments further indicated that the detected CH₃CH₂Hg⁺ indeed originated from Everglades soil and was not an analytical artifact. All these evidence clearly confirmed the occurrence of CH₃CH₂Hg⁺ in Everglades soil, presumably as a consequence of ethylation occurring in this wetland. The prevalence of CH₃CH₂Hg⁺ in Everglades soil suggests that ethylation could play an important role in the biogeochemical cycling of Hg.     

基于人工神经网络的街道峡谷NOx浓度的数值模型研究

通过对反向传播人工神经网络的算法和网络结构的研究,发现拟牛顿算法训练速度较快,能够较好地接近误差目标值,同时建立了包括输入层、隐含层、输出层的人工神经网络三层拓扑结构。通过对街道峡谷人工神经网络的训练,模拟计算了街道峡谷NOx浓度分布值。结果显示,训练误差和测试误差比为1．11,训练样本的模拟值与实测值的相关系数为0．93,测试样本的模拟值与实测值的相关系数为0．87,模拟值与实测值的相关系数均高于显著水平为α=0．05与α=0．01所对应检验性表的相关系数临界值。该模型能够用于街道峡谷污染物浓度的模拟计算,具有较好的泛化能力。     

满度漂移对红外分光光度法测定废水中石油类物质的影响

红外分光光度法是测废水中石油类物质的国家标准分析方法,但仪器在使用过程中,满度会发生变化。满度的漂移对实验数据准确性的影响很大,尤其是低浓度水样。本文讨论了红外分光光度法测定水体中石油类物质满度对实验数据的影响。