Geobacter sulfurreducens对汞的甲基化及其影响因素研究

在实验室模拟条件下,研究了铁还原菌Geobacter sulfurreducens对汞的甲基化作用及其影响因素.结果表明,G.sulfurreducens在低浓度汞溶液中能够生长,但生长受到一定程度的抑制,主要表现在菌株生长曲线迟缓期的延长.G.sulfurreducens在生长过程中能同时将溶液中无机汞转化为甲基汞,甲基化过程受多种环境因素的制约.在初始HgCl2浓度为1 mg.L-1、温度35℃、pH 6.0、0.9%盐度的厌氧环境条件下,G.sulfurreducens对汞的甲基化率可达38%.适当增加HgCl2初始浓度与盐度能提高甲基汞的转化率,但过高汞浓度和盐度会造成微生物的死亡;温度在4～35℃范围内,温度越高甲基汞转化率越高;弱酸性环境比酸性或中碱性环境更利于汞的甲基化.此外,腐殖酸和半胱氨酸等均影响甲基汞的转化效率,其中腐殖酸对汞甲基化有一定的抑制作用,而半胱氨酸有较强的促进作用.该研究为自然水体生态系统中铁还原菌参与汞甲基化的过程提供了直接证据.     

活性污泥固定化、改性及对生活污水的处理

通过正交设计,以COD去除率为考核指标对固定化载体聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)与活性污泥的配比进行参数优化;使用硫酸钠、硝酸钠、磷酸钠为交联剂对固定化颗粒进行二次交联改性,研究其污水处理效果,探究在不同温度和pH值条件下固定化活性污泥对生活污水的处理效果及其稳定性。结果表明,固定化活性污泥对生活污水中的COD、NH4+-N、TP处理效果优于普通活性污泥,且固定化活性污泥颗粒运行稳定,20 d仍有较好的污水处理效果;正交试验结果显示,固定化活性污泥的适宜固定化载体浓度及污泥配比为质量分数8%聚乙烯醇(PVA)、2%海藻酸钠(SA)、质量分数50%活性污泥(普通活性污泥与包埋剂质量比1∶1)。经过二次交联的固定化活性污泥提高了污水处理效果,硫酸钠作为二次交联剂效果最好,污水中COD、NH4+-N和TP的去除率达93.5%、92.3%、78.0%;经固定化后活性污泥对温度和pH值的适应范围变宽,在温度低于4℃高于40℃、pH≤5和pH≥9仍然有较好的处理效果,去除效果均比普通活性污泥提高10%以上。     

秸秆连续还田配施化肥对稻-油轮作土壤碳库及作物产量的影响

依据田间连续7 a秸秆还田定位试验,探讨秸秆还田配施化肥对巢湖地区农田土壤剖面（0~20、20~50和50~80 cm）的土壤总有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）、颗粒有机碳（POC）、活性有机碳（LOC）、碳库管理指数（CPMI）和作物产量的影响.试验设置无秸秆还田+无施肥（CK）、常规施肥（F）、秸秆还田+常规施肥（SF1）和秸秆还田+80%常规施肥（SF2）这4个处理,分析不同土层土壤总有机碳和组分含量、CPMI和油菜-水稻产量的变化规律.结果表明,以CK为参考,常规施肥和秸秆还田配施化肥均提高了垂直剖面土壤总有机碳和组分的含量,且不同土层土壤总有机碳和组分的含量随土层深度增加而逐渐降低.在0~20 cm土层,与F处理相比,SF1和SF2处理显著提高TOC、DOC、POC和LOC的含量,增幅分别为：14.23%~28.97%、7.86%~27.01%、16.46%~24.24%和5.89%~6.64%（P<0.05）;在20~50 cm土层,SF1较F处理的TOC和LOC的含量显著增加9.43%和8.34%（P<0.05）,SF2较F处理的DOC和POC的含量显著增加17.51%和65.83%（P<0.05）;在50~80 cm土层,各处理间土壤总有机碳和组分的含量均无显著差异.秸秆还田配施化肥对土壤碳库管理指数影响显著,SF1较F处理显著提高0~50 cm土层的CPMI,而F处理的CPMI在50~80 cm土层最大,但各处理间均无显著差异.秸秆还田配施化肥对作物产量具有显著提升作用,且SF1处理的产量最高,SF1较F处理的水稻、油菜和周年产量分别显著增加6.19%、7.67%和6.54%（P<0.05）.总的来说,稻-油轮作模式下秸秆还田配施化肥对提高巢湖地区土壤碳库、土壤肥力和作物产量具有重要意义.     

基于变权理论和DPSIRM的中国森林生态安全评价

为克服常权权重不能精准刻画生态和经济复杂交互关系的缺陷,结合变权理论和DPSIRM因果框架,构建了包含6个子系统、23个具体指标的中国森林生态安全评价体系.基于2006~2018年的中国统计年鉴数据、林业统计年鉴数据及相关数据资料,运用K-means聚类法和变权理论对中国大陆31个省（市、自治区）（不包含台湾、香港、澳门）的森林生态安全状况进行评价.结果表明：（1）在研究时期内,基于DPSIRM因果框架的中国森林生态安全总指数呈现“W”型总体上升的小幅波动趋势;（2）经过变权处理后,状态子系统平均权重最大达到0.0781,管理和响应子系统次之,分别达到0.0728和0.0640,管理子系统平均得分呈“N”型变化趋势,与其他子系统相互作用显著,对森林生态安全具有全局性影响.（3）研究期内,大部分省（市、自治区）森林生态安全综合评估值呈现平稳上升或先降后升趋势,仅有辽宁、西藏等地区波动下降.区域森林生态安全状况差异明显,西南地区平均得分最高达0.3414,西北、华东、华中地区平均得分远低于各地区平均水平0.2794.（4）中国的森林生态安全状况整体呈改善趋势,但各省（市、自治区）之间森林生态安全状况呈现严重分化现象,传统林业优势地区森林生态安全状况较好,而经济高速发展地区的森林生态风险较大.建议在未来的森林生态安全管理中需重点关注生态脆弱区和经济发达地区,在加强现有森林资源保护的基础上,继续大力实施和推进林业生态恢复工程建设.     

有机酸强化Fe(Ⅲ)还原介导的Shewanella oneidensis MR-1降解磺胺甲噁唑

在实验室条件下,研究了Shewanella oneidensis MR-1对磺胺甲噁唑（Sulfamethoxazole,SMX）的降解特性以及低分子有机酸强化Fe（Ⅲ）还原介导的S.oneidensis MR-1对SMX的降解.结果表明,S.oneidensis MR-1对不同浓度SMX的降解能力与体系中的有机酸和Fe（Ⅲ）密切相关.低浓度SMX对其生长影响不大,高浓度时细菌生长则受到抑制,进而抑制SMX的降解率.当低分子有机酸单独加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX的最大降解率为58.5%;Fe（Ⅲ）单独加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX的最大降解率为67.6%.此外,当柠檬酸和Fe（OH）₃同时加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX生物降解和铁还原作用促进效果最显著,培养5 d后SMX降解率为90.3%.最后,采用液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）对SMX的降解中间产物进行了分析,推测SMX的可能降解途径是由S-N键断裂引起的.本研究以期为地下水污染场地修复提供理论依据.