鞘氨醇单胞菌:降解芳香化合物的新型微生物资源

鞘氨醇单胞菌属是一类丰富的新型微生物资源,可用于芳香化合物的生物降解.该属菌株凭借自身的高代谢能力与多功能的生理特性,在环境保护及工业生产方面具有巨大的应用潜力.但是由于对鞘氨醇单胞菌的认识较晚,该菌的生态价值及经济价值很少被关注,对其的研究也停留在初级阶段.本文综述了鞘氨醇单胞菌属自发现以来的研究进展,包括生理生化特性的描述、分类学研究、生物高聚物的合成、特殊组分鞘脂以及相关酶与基因的研究,并结合目前国际研究的热点,提出值得进一步探讨和研究的问题.     

石油烃厌氧生物降解研究进展

烃是由碳和氢两种元素组成的稳定化合物,长期以来人们普遍认为烃的生物降解只能在好氧条件下进行.近年来国外的研究表明,厌氧微生物能以硝酸盐、硫酸盐、三价铁或二氧化碳等为电子受体代谢烃,烃厌氧代谢的初始反应机理主要有延胡索酸盐结合反应、羧化反应、羟基化反应和甲基化反应,但国内还未见相关报道.本文综述了烃厌氧降解微生物及其代谢机理,并以甲苯为例概述了烃厌氧生物降解过程中的起始反应酶和作用机制.结合国外烃厌氧降解的研究进展和本实验室的工作,作者也提出了自己的思考和看法.     

100年来东湖富营养化发生的沉积学记录

在210Pb计年的基础上,运用水生生物遗存、色素、有机碳同位素和磁化率分析了东湖钻孔沉积物中的生物与环境信息,重建了东湖100多年来湖泊营养与环境演化历史.研究发现东湖100多年来在人类活动不断增强的背景下,指示重金属污染的磁化率和指示湖泊富营养化的色素指标如蓝藻叶黄素(Myx)、颤藻黄素(Osc)快速上升,相应的水生生物如介形虫、腹足类、水生高等植物等表现明显的组合和变化阶段,同时有机碳同位素偏正与湖泊生产力升高和藻类繁盛有关.沉积记录表明东湖生态系统近代发生了深刻变化,湖泊营养演化自早至晚呈现四阶段性:贫营养阶段(1900-1966AD)色素水平低、拥有较丰富的水生高等植物和腹足类;中营养阶段(1966-1983AD)色素含量增高、水生高等植物和腹足类减少;富营养化阶段(1983-1989AD)色素含量快速增高、水生高等植物消失;超富营养化阶段(1989AD－至今)色素含量稳定居高、某些耐污染的介形类较繁盛.结果对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、以及如何治理湖泊环境具有现实的意义.     

城市扩展与热岛空间分布变化关系研究——以上海为例

随着城市建设区域和格局的迅速改变,城市热岛分布也发生了巨大变化.为了了解城市热岛分布与城市建设的关系,为城市建设同时缓解改善热岛效应奠定基础,文章采用遥感动态监测和GIS多要素空间分析技术,对上海城市90年代以来的城市扩展以及热岛分布变化状况和演变规律进行监测分析,得出城市建设区域的扩大将会导致城市热岛范围和面积的增大,城市扩展与热岛扩展趋势具有空间一致性.同时,通过对上海城市不同温度情况下地面不同介质的比例、面积进行因子权重分析,得出温度越高,其建筑、交通、工业区的比例越大;反之温度越低,农田、耕地等介质的比例越高;表明不同地物对温度分布、强度的影响明显.研究还表明:城市扩展虽会导致热岛范围加大,但如注重环境和绿化建设,则在一定程度上可缓解热岛效应和缩小热岛范围.     

剩余污泥厌氧发酵过程中氮的转化规律与计量关系

以某采用A/O生物处理工艺水质净化厂排出的剩余污泥为研究对象,利用18组棕色消化瓶,定期测试污泥中TCOD(总化学需氧量)、SCOD(溶解性化学需氧量)、TSS(总悬浮固体)、VSS(挥发性悬浮固体)等指标,分析这些指标与上清液中各种形态N元素的变化关系,讨论了N元素变化与各指标的计量关系.结果表明:剩余污泥厌氧发酵过程中总氮的损失的主因足上清液中氨态氮的挥发,同时也存在因硝化、反硝化作用而导致的总氮损失.氨态氮与VSS减少、SCOD增加呈显著线性相关,而总氮变化与它们的相关性相对较差.总氮每损失1 mg的同时,其它指标变化情况为TSS损失约计24.0mg,VSS损失约计34.0 mg,TCOD损失约计68.0 mg,SCOD增加约计44.0 mg.氨态氮增加约计0.40 mg.     

镉对南美蟛蜞菊光合特性的影响

镉(Cd)积累是造成土壤重金属污染的重要因素之一,它是一种对植物生理代谢过程产生诸多影响的环境胁迫因子,光合作用的变化可以直接反映植物对Cd胁迫的适应特性.通过对外来植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata (L.) Hitchc.)生长过程不同程度的Cd胁迫处理,利用光合气体交换与叶绿素荧光技术,初步观测盆栽土壤中不同质量分数的Cd对南美蟛蜞菊叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素质量分数与荧光特征等光合特性的影响.结果显示:①当土壤中Cd质量分数达到5 mg·kg-1时,叶片净光合速率Pn明显降低,但蒸腾速率Tr和气孔导度gs降幅较小,水分利用率WUE则没有表现出明显差异;②随着土壤中Cd的增加,叶绿素a质量分数与叶绿素a/b降低,但叶绿素b变化不明显;③ Cd质量分数达到2 mg·kg-1时,初始荧光Fo与光化效率Fv/Fm变化明显,光系统Ⅱ电子传递速率ETR和量子效率ΦPSⅡ从Cd质量分数为0.5 mg·kg-1起有明显变化.由此看出,Cd对叶绿素有一定程度的破坏作用,其中光反应中心对Cd胁迫尤为敏感,叶片光合速率和光能转化效率的下降与此密切相关.     

北方和温带森林生态系统的蒸腾耗水

北方和温带森林地处气候变化敏感的中高纬度地区,认识其蒸腾耗水过程的时卒动态及其控制因子是评价和预测森林在气候系统中作用的基础.本文综述了北方和温带森林蒸腾耗水的近期研究结果,从叶片、个体和林分3个尺度综合分析了树木蒸腾耗水的变异性及其影响因子,并探讨了其中的尺度转换问题.主要结论如下:尽管相同生活型树木的蒸腾耗水量变异性较大,但针叶树的平均蒸腾耗水量在叶片和个体尺度上显著低于阔叶树,而在林分尺度上针叶林和阔叶林之间差异不显著.3个尺度上的蒸腾作用均受太阳辐射、蒸汽压亏缺、土壤含水量等环境因子的影响,且存在因子间的交互作用,但主导控制因子因时空尺度而异.单株树木蒸腾量与胸径、边材面积和树高均呈显著正相关;林分日蒸腾量最大值与叶面积指数相关显著,而生长季日蒸腾量平均值则与年降水量和年均温呈正相关.这些蒸腾速率与生物环境因子之间的关系模型和不同空间尺度之间的联系是目前森林蒸腾过程尺度转换的基础.本文还讨论了该领域研究中存在的问题和研究热点.     

PDMS半透膜采样装置的制作研究

水中痕量持久性有机污染物的监测是经典的分析化学难题,传统分析方法既费时又费材料,且只能测定某一时间点的浓度.三油酸甘油脂半透膜被动采样器虽能克服传统方法的一些缺点,但对膜的要求较高.通过在一个固定于不锈钢网上,扁平、密封的商品低密度聚乙烯(LDPE)膜袋夹层中均匀涂布聚二甲基硅氧烷(PDMS),制作出一种新的半透膜被动采样器.用此被动采样器在混合多氯联苯(PCBs)的过饱和水溶液中反复模拟采样,测得半透膜最佳富集时间、时间和富集量的关系曲线以及其它特性.使用气质联用仪测得的数据证明此装置可用于水体中多氯联苯等痕量持久性有机污染物的采集和定量分析,其线性富集时间可达 9 d,富集率大约为3×103 ~ 6×103倍,为今后的环境监测提供了一种制作简单、使用方便、富集率好、费用低廉的新方法.     

温度对小叶海金沙生长的影响

用野外调查测定和室内模拟的方法研究了温度对小叶海金沙生长的影响.结果表明,小叶海金沙疯狂生长群落中的温度比正常生长群落高,且温度与其净光合速率呈极显著正相关,而这两种类型群落内大气相对湿度以及光照差异较小.此外,土壤养分和土壤pH与小叶海金沙的生长速度无明显的关联性.根据研究结果推测:温度可能是小叶海金沙疯狂生长原因之一.     

河西走廊城市化与水资源利用关系的量化研究

基于1985-2003年的统计数据,分析了河西走廊5市以及三大内陆河流域城市化水平与用水总量、用水效益、人均用水水平的定量关系,建立了它们之间关系的数学模型。结果表明,河西走廊城市化水平与用水总量呈对数增长关系,与用水效益呈线性增长关系,与人均用水水平的定量关系则较为复杂。同时,河西走廊短缺的水资源对城市化进程存在明显的约束作用,而且约束强度在水资源最为紧缺的东部地区表现最为明显;中部地区城市化的较快发展是以水资源的巨大消耗为代价的;而西部的疏勒河流域,则是城市化水平和用水效益相对较高的地区,但也是人均用水量相对较高的地区。因此,建立集约的水资源利用体系,缓解水资源对城市化进程的约束,是河西走廊各地区实施城镇化战略和西部大开发战略所面临的共同任务。