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。     

重金属污染土壤植物修复及进展

土壤污染是当今面临的一个重要环境问题。常规的土壤污染物理化学治理技术 ,如客土换土法、冲洗法、热处理、固化、玻璃化、动电修复法等 ,由于其技术要求高或经济成本高昂 ,对土壤结构的扰动破坏较严重 ,因而 ,大规模推广应用存在较大问题。重金属超累积植物的不断发现 ,使人们认识到有可能利用植物于土壤污染的治理修复。自 2 0世纪 90年代起 ,植物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题。研究表明 ,通过植物的吸收、挥发、根滤、稳定等作用 ,可以净化土壤或水体中金属污染物 ,达到净化环境的目的。近 10年来 ,在超累积植物的找寻培育、植物根际微生物共存体系研究、植物对重金属的耐忍性、超量吸收及其解毒机制以及植物修复的工艺技术方面已有不少研究 ,并取得长足的进展 ,现代分子生物学的发展以及基因工程技术的应用有可能使植物修复技术取得根本性的突破。     

水葱修复土壤镉污染潜力的研究

野外观察与研究发现水葱(Scirpus tabernaemontani G.)可以耐受土壤中高浓度的重金属污染,并对镉(Cd)有很高的生物富集量.实验室水培试验研究了两个主要因素,营养液pH与Cd含量,对水葱生物量以及Cd富集效果的影响.结果表明,它可耐受高浓度Cd (30 mg/L)和大范围pH变化 (3.7～7.7).当营养液pH为4.7, Cd为25 mg/L时,水葱富集的Cd达到最大值:地上部分264.71 mg/kg,地下部分234.39 mg/kg,平均转运系数1.13.这显示了它用于植物修复Cd污染土壤的潜力.     

强化供氧条件下潜流型人工湿地运行特性

针对潜流型人工湿地中溶解氧浓度和脱氮率偏低的问题,试验研究了强化供氧对植物和微生物的影响及人工湿地内溶解氧浓度、净化效率的变化规律.结果表明,强化供氧宜在湿地前端进行,最佳气水比为6左右,可采用连续供氧方式.供氧对湿地植物生理特性无明显不良影响,可显著增加湿地中硝化菌、反硝化菌数量,硝化菌可比供氧前高出1～2个数量级,反硝化菌高出1个数量级.强化供氧有效改善了湿地内氧环境,供氧前湿地内溶氧浓度普遍低于0.6 mg/L,供氧后氧浓度上升至1 mg/L以上.强化供氧有利于各类污染物质尤其是有机物和氮类物质的去除,有机物去除率比原湿地高出10％左右, TN去除率能够达到60％以上.因此,强化充氧措施具有较好的研究和应用价值.     

下行流人工湿地去除生活污水中氮磷的研究

用下行流人工湿地处理生活污水,分析了系统对TP,TN的处理效果,并将有无植物2种系统对污染物的去除效果进行对比.研究结果表明:下行流人工湿地对N,P都有很高的去除率;进水中TN,TP的浓度变化对出水中N,P含量影响不大,系统对N,P有一定的抗冲击能力;植物在污染物去除过程中起了一定的作用.     

增施CO2对C3和C4植物根际氯氰菊酯残留浓度的影响

CO2减排和土壤污染修复是我国实现经济和环境可持续发展必须解决的两大难题.基于生物固碳对根际微环境的影响,本研究提出通过增施CO2强化土壤有机污染的植物修复过程,为同时解决CO2减排和土壤污染植物修复面临的困境提供新思路.在模拟的CO2增施环境中,以C3植物菜豆和C4植物玉米为供试植物,以氯氰菊酯为目标污染物,研究增施CO2对C3和C4植物根际氯氰菊酯残留浓度的影响.结果表明,增施CO2可显著增加C3植物菜豆的地上和地下干重,在氯氰菊酯添加浓度为0、20、40 mg.kg-1时地下干重分别比自然CO2水平时增加了54.3%、31.9%和30.0%.增施CO2提高了未添加氯氰菊酯土壤的菜豆根际微生物数量,但降低了添加氯氰菊酯土壤的菜豆根际微生物数量.增施CO2对未添加氯氰菊酯土壤的菜豆根际氯氰菊酯残留浓度没有显著影响,但降低了菜豆根际氯氰菊酯的残留浓度,分别比自然CO2水平时下降24.0%（20mg.kg-1）和16.9%（40 mg.kg-1）.然而,对C4植物玉米而言,增施CO2对植物生物量、根际微生物、根际氯氰菊酯残留浓度下降没有明显促进作用,甚至有抑制作用.本实验表明,增施CO2降低了C3植物根际氯氰菊酯残留浓度,可以考虑将增施CO2作为C3植物修复土壤污染的强化措施,但对C4植物的影响还有待进一步研究.     

蜂窝流道热沉强化传热数值模拟

热沉是模拟太空深冷环境的核心部件。为提高空间深冷环境的模拟效果,更好地满足型号试验需求,设计了一种蜂窝流道热沉。利用流体力学理论和有限元方法对蜂窝热沉内部流体的流动和强化传热进行数值模拟,分析流道结构参数对流体流动和换热的影响,确定最优的流道结构参数。结果表明,同等条件下蜂窝热沉表面温度低于管板式热沉5 K左右,温度均匀性可达到±2 K;流道深度和间距是影响流体在热沉中流动与传热的重要因素,合理选择流道结构参数可以提高热沉的换热性能;需要综合考虑传热和阻力问题来确定最优的流道结构参数,最优的蜂窝热沉流道间距为75 mm,深度为10 mm。     

日本森林大气中过氧化物的浓度及其对森林植物的影响

为了研究森林衰退的原因,于2000,2001和2002年的8月,分别选择出现森林衰退的日本奥日光白根山落叶树森林和未出现森林衰退的长野县大芝高原红松森林设立监测点,对光化学氧化剂臭氧(O3)和过氧化物的浓度进行监测,同时利用人工气候室对森林植物山毛榉和白桦进行了50′10-9O3、100′10-9O3和50′10-9O3+2′10-9~3′10-9过氧化物(过氧化氢(H2O2)及甲基过氧化氢(MHP))的暴露实验.野外监测结果表明,监测期间奥日光和长野的O3平均浓度相同,奥日光的H2O2及MHP平均浓度均高于长野;大气中的H2O2和MHP总是与O3共存,并且其浓度随O3浓度的增加而增加.暴露实验结果表明,暴露于50′10-9O3+2′10-9~3′10-9过氧化物的山毛榉和白桦出现了不同于O3暴露的叶片伤害症状;与100′10-9O3相比,50′10-9O3+2′10-9~3′10-9过氧化物导致植物出现了严重的叶片伤害和显著的光合速率下降.研究结果表明,除O3外,大气中的过氧化物也是导致森林衰退的原因之一.     

Phosphorus utilization and microbial community in response to lead/iron addition to a waterlogged soil

Constructed wetlands have emerged as a viable option for helping to solve a wide range of water quality problems. However, heavy metals adsorbed by substrates would decrease the growth of plants, impair the functions of wetlands and eventually result in a failure of contaminant removal. Typha latifolia L., tolerant to heavy metals, has been widely used for phytoremediation of Pb/Zn mine tailings under waterlogged conditions. This study examined e ects of iron as ferrous sulfate (100 and 500 mg/kg) and lead as lead nitrate (0, 100, 500 and 1000 mg/kg) on phosphorus utilization and microbial community structure in a constructed wetland. Wetland plants (T. latifolia) were grown for 8 weeks in rhizobags filled with a paddy soil under waterlogged conditions. The results showed that both the amount of iron plaque on the roots and phosphorus adsorbed on the plaque decreased with the amount of lead addition. When the ratio of added iron to lead was 1:1, phosphorus utilized by plants was the maximum. Total amount of phospholipids fatty acids (PLFAs) was 23%–59% higher in the rhizosphere soil than in bulk soil. The relative abundance of Gram-negative bacteria, aerobic bacteria, and methane oxidizing bacteria was also higher in the rhizosphere soil than in bulk soil, but opposite was observed for other bacteria and fungi. Based on cluster analysis, microbial communities were mostly controlled by the addition of ferrous sulfate and lead nitrate in rhizosphere and bulk soil, respectively.