Characteristics of plankton Hg bioaccumulations based on a global data set and the implications for aquatic systems with aggravating nutrient imbalance

• Hg bioaccumulation by phytoplankton varies among aquatic ecosystems. • Active Hg uptake may exist for the phytoplankton in aquatic ecosystems. • Impacts of nutrient imbalance on food chain Hg transfer should be addressed. The bioaccumulation of mercury (Hg) in aquatic ecosystem poses a potential health risk to human being and aquatic organism. Bioaccumulations by plankton represent a crucial process of Hg transfer from water to aquatic food chain. However, the current understanding of major factors affecting Hg accumulation by plankton is inadequate. In this study, a data set of 89 aquatic ecosystems worldwide, including inland water, nearshore water and open sea, was established. Key factors influencing plankton Hg bioaccumulation (i.e., plankton species, cell sizes and biomasses) were discussed. The results indicated that total Hg (THg) and methylmercury (MeHg) concentrations in plankton in inland waters were significantly higher than those in nearshore waters and open seas. Bioaccumulation factors for the logarithm of THg and MeHg of phytoplankton were 2.4–6.0 and 2.6–6.7 L/kg, respectively, in all aquatic ecosystems. They could be further biomagnified by a factor of 2.1–15.1 and 5.3–28.2 from phytoplankton to zooplankton. Higher MeHg concentrations were observed with the increases of cell size for both phyto- and zooplankton. A contrasting trend was observed between the plankton biomasses and BAF_MeHg, with a positive relationship for zooplankton and a negative relationship for phytoplankton. Plankton physiologic traits impose constraints on the rates of nutrients and contaminants obtaining process from water. Nowadays, many aquatic ecosystems are facing rapid shifts in nutrient compositions. We suggested that these potential influences on the growth and composition of plankton should be incorporated in future aquatic Hg modeling and ecological risk assessments.     

美国水环境质量报告及对中国的启示

中国和美国对水环境质量的评价方法有本质不同,因此得出的评估结论有十分显著的差别。所谓“他山之石可以攻玉”,了解其他国家水环境质量评价方法、评价指标和评价结论并与我们目前的评价框架结构和结论进行比较,有助于我们认清形势、发现差距、适当调整水环境/水生态保护策略。
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高锰酸盐复合剂强化饮用水除污染生产性研究

采用依时间序列进行对比的方法,考察了高锰酸盐复合剂(PPC)对饮用水源的强化除污染效能。生产性实验结果表明,PPC具有优良的强化混凝和强化过滤效能,能显著降低水厂沉后水和滤后水的浊度、COD_Mn、UV₂₅₄等水质指标。与未投加时相比较,水厂投加PPC后沉后水和滤后水浊度分别降低了25%和33.3%,沉后水和滤后水COD_Mn去除率分别提高了15.3%和11.5%,UV₂₅₄去除率分别提高了16.3%和9.5%。同时,GC/MS分析表明PPC能有效去除水源水中的多种微量有机污染物,显著提高饮用水的化学安全性。PPC通过高锰酸钾的氧化作用,水合二氧化锰的吸附作用,以及各组分间的协同强化作用,显著提高了对水中污染物质的去除效率。     

苇浆造纸黑液的Fenton预处理研究

采用Fenton试剂预处理高浓度苇浆造纸黑液,经正交设计得出各因素对黑液COD去除率的影响顺序为:pH＞[H2O2]＞[Fe2 ]＞反应时间.确定最佳操作条件为:初始pH=4、[H2O2]=0.088 mol/L、[Fe2 ]=14.39 mmol/L、反应40 min,此条件下废水COD去除率可达80%以上,色度及浊度去除率达96%.动力学表明:Fenton试剂预处理高浓度苇浆造纸黑液的表观过程近似符合一级反应规律.废水经处理后可生化性指标BOD/COD平均从0.303升高到0.558.     

3株反硝化聚磷菌的分离与鉴定

通过烛缸法培养富集、分离,结合除磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和PHB颗粒染色辅助检验相结合的方法筛选,得到3株具有较高脱氮除磷效率的反硝化聚磷菌DNPA8, DNPA9和DNPA10。在富氮富磷培养基中培养48 h,各菌株的脱氮率均大于75%,除磷率均大于78%。采用多相分类的方法确定了3株反硝化聚磷菌的分类地位,DNPA8为嗜麦芽寡养单胞菌,DNPA9为水生丛毛单胞菌属首次发现的反硝化聚磷菌;DNPA10为约翰逊氏不动杆菌。该研究结果为富营养化水体的治理提供了有效的菌种资源。     

交联壳聚糖对铀的吸附研究

以壳聚糖(CTS)为原料,在碱性条件下用环氧氯丙烷对壳聚糖进行化学改性,制得不溶水的交联壳聚糖(CCTS)。利用CCTS吸附铀(UO22+),探讨吸附动力学规律以及初始浓度,pH值的影响。实验结果表明,CCTS对UO22+的吸附符合Langmu ir吸附等温模型,并能用准二级速率方程对吸附动力学加以描述。当在CCTS为10 mg,pH为3,UO22+初始浓度为50μg/mL条件下,CCTS对UO22+的吸附去除率为98%以上。     

PM10-PM2.5冲击采样器的研制与开发

在颗粒物研究中,分级采样是一种常用的监测方法,而冲击采样器是颗粒物分级采样的重要仪器.根据斯托克斯数,对PM10-PM2.5冲击采样器设计参数进行了详细分析,并对PM10-PM2.5的捕集效率特征进行了分析.结果表明,PM10-PM2.5冲击采样器具备理想的PM10和PM2.5捕集效率,PM10冲击采样器、PM2.5冲击采样器切割粒径分别为9.94、2.43μm,均在其允许误差范围内.     

巯基化合物在万寿菊镉解毒中的作用

采用水培实验方法研究了万寿菊体内镉积累和解毒与巯基化合物含量的关系。万寿菊植株分别在镉浓度为0、0.1、0.5、2和8 mg/L的营养液中暴露7 d,测定了根、茎、叶中镉、非蛋白巯基(NPT)、半胱氨酸(Cys)、γ-谷氨酰半胱氨酸(γ-EC)、谷胱甘肽(GSH)和植物络合素(PCs)的含量。植物根、茎、叶中镉含量都随着镉暴露浓度的增加而增加。当溶液中镉浓度较低(0.1～2 mg/L)时,茎叶中NPT、PCs、Cys和γ-EC含量随着镉浓度增加而增大;当镉浓度较高(8 mg/L)时,茎叶中PCs含量迅速降低,GSH含量大幅度增高。在根部,这些巯基化合物的含量几乎不受镉处理影响,且含量较低。以上研究结果表明:PCs在万寿菊镉的解毒机制中发挥一定的作用,暴露于高浓度的镉,GSH比PCs起着更为重要的解毒作用。     

改性TiO_2光催化降解三苯甲烷类污染物

以硫酸钛为原料采用水热法制备了掺Fe3＋TiO2晶体粉末,采用X射线衍射仪（XRD）对样品的结构进行了表征。在可见光条件下,用溴酚蓝、甲基绿、甲基蓝、孔雀石绿、甲基紫和碱性品红等6种典型三苯甲烷类化合物为目标降解物,研究了以自制的掺Fe3＋TiO2晶体粉末对它们的催化降解作用。实验结果表明,制备的掺Fe3＋TiO2晶体属于锐钛矿型。6种化合物的光催化降解反应遵循拟一级动力学规律,且可用Langmuir-Hinshelwood（L-H）动力学模型描述,其表观反应速度常数（k）的大小顺序为：溴酚蓝〈甲基绿〈甲基蓝〈孔雀石绿〈甲基紫〈碱性品红,大小变化次序与其半衰期t1/2成反比,并从分子结构上对它们的降解规律进行定性解释。     

锰污染土壤根际微生物分离及耐Mn2+特性

为了研究锰污染土壤的生物修复,在湘潭锰矿不同植物根际土壤中分离得到7株真菌和8株细菌,依次命名为F1-7和B1-8。经耐锰性能测定,获得高耐锰性真菌3株,F3-5、细菌3株,B1、B2和B7。其中,F3耐锰浓度最高可达600mmol/L,细菌B7最高耐锰浓度为80 mmol/L。当Mn2+浓度小于300 mmol/L时,对3种真菌的生长均具有一定的促进作用,高于此浓度时,产生较大程度的抑制作用。在低Mn2+浓度(20~40 mmol/L)条件下,Mn2+对3种细菌的生长均表现出一定的促进作用,尤其是对B2作用明显。当Mn2+浓度逐渐增加到80 mmol/L时,抑制作用明显。在Mn2+浓度为300mmol/L时,F3对锰的吸附率约为60%,达到峰值。而在Mn2+浓度为60 mmol/L时,细菌B2对锰的吸附率约为70%,达最大值。