镧改性膨润土对长荡湖底泥磷的释放机制

在监测常州长荡湖水样和沉积物磷形态与含量的基础上,开展了在温度、pH、溶氧度等不同环境因子背景下镧改性膨润土对底泥磷释放的抑制效果研究。通过对比监测上覆水体磷的浓度、底泥磷的形态变化,考察了镧改性膨润土对水体磷的钝化效果以及底泥磷的固定作用。结果表明,镧改性膨润土可以很好地抑制底泥释磷,抑制底泥的释放率达到了55%—75%。温度和溶氧度的变化对镧改性膨润土的抑磷率无影响,而强酸碱(pH=4、pH=10)环境相较与中性环境（pH=7）抑磷效率减少15%;沉积物中Ex-P和Fe/Al-P等活性态磷含量下降了55%—60%,而Ca-P等稳定态磷含量上升1—1.1倍,说明镧改性膨润土可以改变沉积物磷的形态,由不稳定态转化为稳定态,提高了底泥对磷的滞留能力,降低了对上覆水释放的风险。利用镧改性膨润土控制长荡湖水体磷污染具有较好的应用前景。     

高效离子色谱脉冲安培法同时测定饮用水中痕量硫化物及氰化物

本文建立同时分析饮用水中痕量硫化物及氰化物方法,优化后的离子色谱条件：Thermo Scientific Dionex IonPac^TM AS7 (2 mm× 250 mm,Analytical),100 mmol·L⁻¹ NaOH - 250 mmol·L⁻¹ NaAc为淋洗液,流速0.3 mL·min⁻¹,柱温30 ℃,工作电极为Ag金电极,参比电极为Ag/AgCl参比电极,波形：S/CN标准电位波形,检测器箱温控30 ℃. 结果表明,采用该方法、稳定性良好,连续进样5针,RSD均小于0.28%;标曲线性关系良好,R≥0.9992;方法灵敏度高,硫化物0.05 μg·L⁻¹,氰化物0.16 μg·L⁻¹,检测结果准确,加标回收均大于91.2%,故本方法适用于饮用水中硫离子及氰根定量分析.     

重金属-纳米颗粒联合毒性评价模型研究进展

基于单一污染物的毒性研究无法准确评估真实环境中多污染物共存的生态与健康风险,因此大量研究开始关注混合物联合毒性这一更具挑战性和现实性的课题. 本文围绕当前毒理学领域的主要研究对象——重金属、纳米材料,综述了重金属混合物、纳米颗粒混合物、以及两者混合物的联合作用评价方法,包括基于重金属间无相互作用或相互作用可忽略的浓度加和（concentration addition,CA）模型、独立作用（independent action,IA）模型及其改进模型,基于生物生理过程的生物配体模型（biotic ligand model,BLM）、毒代-毒效动力学模型（toxicokinetictoxicodynamic,TK-TD）、动态能量平衡（dynamic energy budget,DEB）理论,基于颗粒物结构性质的定量纳米结构-活性关系（quantitative nanostructure-activity relationships,QNAR,或nano-QSAR）模型等,介绍了各类模型的基本原理、适用条件和应用情况. 最后对重金属-纳米颗粒联合毒性的未来研究方向进行了展望.     

邯郸市微米细气溶胶粒子来源解析及其对重污染的贡献

灰霾污染在我国具有规模大、持续时间长、发生频率高的特点,其负面影响主要与不同粒径颗粒物的含量、组成和分布有关,因此受到越来越多的关注. 微米气溶胶粒子（PM₁）因为具有更大的比表面积,所以在化学成分、大气寿命、生态气候和健康影响方面表现出与其他颗粒物相异的特征,因此受到了广大学者的关注. 邯郸作为典型的大气气溶胶重污染城市,研究其微米气溶胶粒子的来源、形成和贡献对加深认识理解大气污染及城市空气质量治理方针政策的制定都能提供科学依据. 本文基于 2019 年1月邯郸市PM_2.5和PM₁离子浓度数据,通过正定矩阵因子模型（PMF）源解析方法对其进行来源分析,并结合后向轨迹聚类分析法和潜在来源贡献函数法（PSCF）研究邯郸市大气颗粒物的输送路径及潜在源. 结果表明,研究期间PM₁和PM_2.5的平均质量浓度分别达到94.94 μg·m^-3和164.50 μg·m⁻³,其中PM₁/PM_2.5的比值范围为45.20%—79.81%. 相较于PM_2.5,二次无机气溶胶（SO₄²⁻、NO₃⁻和NH₄⁺）在PM₁中的占比（43.88%）更高;PM₁中占比更高的二次无机气溶胶和典型无机元素表明人为因素所排放的污染物在较小粒径的颗粒物中更易积累. PMF分析确定了PM₁和PM_2.5的6个来源. 它们分别是二次污染物、交通源、工业源、生物质燃烧、扬尘源和燃煤源;其在PM₁中的贡献率分别为36.1%、7.9%、20.8%、6.8%、4.7%和23.8%;其在PM_2.5中的贡献率分别为32.7%、11.8%、16.0%、13.7%、5.0%和20.8%. 后向轨迹和化学组分分析结果表明冬季生物质燃烧和施肥对PM₁的潜在贡献. 潜在源分析表明邯郸市冬季重污染过程的产生是由西北部长—短气流传输共同作用的结果.     

土壤微生物代谢模式及其环境影响研究进展

随着土壤利用模式变化及矿产资源不断开发,土壤微生物活性降低及矿山土壤生态恶化已成为阻碍社会生产效率提高的主要因素之一．由于国家和社会逐渐重视土地高质量发展及微生物生态修复工程,本文综述了土壤微生物对碳、磷、氮和其它非金属污染物的代谢模式,并且基于土壤生态系统特性,讨论了微生物驱动的物质循环影响因素（pH、营养条件、重金属等土壤因子)．阐述了微生物多样性和根际环境的形成在矿山生态环境修复初期所起的重要作用,并通过土壤环境的外场作用机制分析,揭露了电、磁、紫外等外场的控制将有助于微生物群落及其功能的可控方向演变,对土壤污染物阻控和理化特性改善并推动实现退化土壤生态结构与功能的重塑具有重要意义．     

氨基酸螯合镧（La(Ⅲ)-AA）对模拟酸雨胁迫下三种作物生理指标的影响

酸雨对农业生态系统中作物的影响,攸关粮食安全,抗酸(雨)减灾研究迫在眉睫. 本文采用模拟酸雨污染盆栽实验方法,研究一种新型氨基酸螯合镧对酸雨胁迫下玉米、水稻、小麦等8项生理指标的影响. 结果表明,与对照组相比预施氨基酸螯合镧能有效降低酸雨对3种作物叶片质膜透性（45.95%—54.22%）、超氧阴离子自由基产生速率（28.44%—42.31%）、丙二醛含量（31.03%—38.71%）、脯氨酸（36.23%—47.17%）含量及过氧化物酶活性（48.3%—57.92%）的影响,提高过氧化氢酶活性（29.43%—78.61%）、叶绿素含量（7.89%—18.76%）和氮代谢强度（21.37%—60.63%）. 由此可见,氨基酸螯合镧对酸雨胁迫下,作物的过氧化损伤具有一定防护效应,预喷氨基酸螯合镧可在一定程度上减轻酸雨污染对作物的伤害.     

纳米金属氧化物对脂质吸附能力的定量预测模型

纳米金属氧化物（MeONPs）对肺部表面活性物质（PS）的主要成分脂质的吸附量,是影响呼吸暴露生物效应的重要因素. 目前关于MeONPs对脂质吸附的定量研究十分有限. MeONPs种类繁多,有必要构建MeONPs对脂质吸附量的预测模型. 本研究利用二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）囊泡模拟PS,测定25种MeONPs对DPPC的吸附量,建立了可预测MeONPs对DPPC吸附量的模型. 结果显示,预测模型具有良好的拟合度、稳健性和预测能力（$ R^2_{rm{adj}} $ = 0.79,$ Q^2_{rm{cv}} $ = 0.74,$ Q^2_{rm{ext}} $ = 0.86）. 机理解释表明,DPPC头部的磷酸基团是稀土金属氧化物吸附DPPC的重要位点,且MeONPs的金属元素电负性和金属元素质量百分比共同影响DPPC的吸附. 本研究建立的预测模型不仅为MeONPs对脂质吸附能力评价提供了基础数据,还拓展了对脂质吸附机制的理解.     

枯草芽孢杆菌漆酶与阴离子型聚丙烯酰胺微观作用机理

阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）常用于煤泥水的澄清处理,产生大量的含聚污水将对选煤厂周边环境造成不利影响. 为探究漆酶降解HPAM的微观作用机理,采用对接模拟了HPAM及其脱氨产物聚丙烯酸（PAA）结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（Lac）的结合,根据-CDOCKER_ Energyscore打分最高原则筛选出Lac的最适底物,然后对该最适复合物分别进行基于亲和力虚拟突变和不同温度下的分子动力学（MD）模拟. 结合模式分析表明,Lac对HPAM-3享有最高亲和力,且其结合最好,因此HPAM-3是该酶的最适底物;HPAM比PAA易被Lac降解;Lac可容纳一定碳链长度的HPAM和PAA. 相互作用分析表明,Lac-HPAM-3亲和力最大主要原因是盐桥;TYR133通过形成氢键以稳定Lac-HPAM-2、Lac-HPAM-3和Lac-HPAM-4,而ARG487通过形成疏水以稳定所有的酶-底物复合物. 基于亲和力虚拟突变分析表明,TYR118、TYR133、ARG487和LYS135是Lac降解HPAM-3的关键残基;LYS135和ARG487分别通过形成盐桥和疏水来最大限度地影响酶同底物的亲和力. MD分析表明,Lac-HPAM-3在298 K时总相互作用能、酶骨架RMSD及所有残基RMSF皆最低,因此该复合物在298 K时结合稳定性最佳;308 K时由于酶骨架RMSD最大,导致底物偏离最初对接位置,因此Lac-HPAM-3在308 K时结合稳定性最差. 这些数据为揭示HPAM酶降解过程奠定基础,为将来突变试验来改造酶提供位点支持.     

渔业养殖区藻源溶解性有机质性质特征对汞甲基化影响

溶解性有机质（dissolved organic matter, DOM）是水生生态系统中的重要成分,能够显著影响汞的甲基化等形态变化过程。以近岸渔业养殖区藻源DOM为研究对象,运用傅里叶变换红外光谱和三维荧光光谱技术,对其结构特征进行表征;并选取总有机碳浓度TOC_DOM=10 mg·L⁻¹（DOM₁₀）和TOC_DOM=50 mg·L⁻¹（DOM₅₀）两种水平藻源DOM提取液,分析其在不同汞浓度条件下对汞甲基化过程的影响。结果表明,藻源DOM主要由类蛋白和类腐殖质组分组成,其中前者含量较高,疏水及芳香组分含量较低;红外光谱显示藻源DOM中含有—OH、—CH₃、—CH₂、芳香性C=C等官能团。甲基化实验表明,在溶液中DOM含量相对较少时（DOM∶Hg浓度比≤15625）,DOM表现出抑制汞甲基化的趋势,而当溶液中 DOM 含量逐渐升高（DOM∶Hg浓度比>15625）,DOM可以显著促进水体中汞向甲基汞的转化。藻源DOM既能作为碳氮来源提高微生物活性,为汞的甲基化提供甲基供体,又可以与溶液中Hg²⁺发生络合,从而影响汞甲基化过程。在汞溶液浓度相对较低时,DOM对汞甲基化过程的影响主要表现为提供大量的甲基供体,同时作为微生物利用的底物,促进无机汞向甲基汞的转化,甲基汞转化率最高可达0.257%;但在高汞浓度条件下,DOM对汞的络合作用降低了无机汞的微生物可利用性,水体中甲基汞下降,表现出抑制作用。     

高浓度含油废水中不同组分烃的生物强化去除特性

为探究石油烃降解菌群对高浓度含油废水中不同组分烃的生物降解特性,向含油水相中接种石油烃降解菌群LW-10(Accession number: SRR15082184)进行降解实验。利用GC-MS研究了LW-10对原油中不同组分烃的降解性能,采用流式细胞术检测降解体系中的菌量变化。利用qPCR技术对控制不同组分烃降解的关键基因进行检测。结果表明,原油浓度为5000 mg·L⁻¹的含油废水中接种LW-10降解17 d,对原油中烷烃和多环芳烃组分的降解率分别为96.7%和28.4%。体系中的降解菌总浓度与高活性菌浓度由接种时的1.0×10⁸ cfu·mL⁻¹增加至2.1×10⁹ cfu·mL⁻¹和8.3×10⁸ cfu·mL⁻¹。检测的3种石油烃降解功能基因中,烷烃单加氧酶基因alkB2拷贝数由1.06×10⁸ copy·mL⁻¹变为2.84×10⁸ copy·mL⁻¹;芳烃双加氧酶基因Ahd由1.06×10⁸ copy·mL⁻¹降低至1.65×10⁷ copy·mL⁻¹;氧化还原酶基因PA4513由4.09×10⁶ copy·mL⁻¹增加增加至9.26×10⁸ copy·mL⁻¹。结果表明降解菌群LW-10对含油废水中的烷烃组分具有高效降解能力,对多环芳烃组分的降解能力较差。LW-10在降解石油烃过程中通过同化作用发生增殖,不同组分烃的降解效果与石油烃降解功能基因之间存在正相关关系。