天然水与28种市售饮用水中"三氮"和磷的调查

2004年8月,测定了海水、黄河水、小清河水、雨水、地下水以及17种瓶装矿泉水、9种瓶装纯净水和北京市、青岛市自来水中的"三氮" (NH 4-N、NO-2-N、NO-3-N) 、无机磷、pH、DO等,发现天然水中NO-3-N过高,水体氮负荷增加,N/P最高达697,雨水pH最低为3.98,部分矿泉水NO-3-N比青岛市自来水还高,北京市自来水的NO-3-N高达8.53 mg/L,为所测饮用水之首.     

玉米/花生间作条件下土壤环境因子的相关性和主成分分析

玉米/花生间作具有明显的间作优势,对作物生长和产量均有促进作用。为了阐明玉米/花生间作效应机制,测定了玉米/花生间作根际土壤养分含量、酶活性和微生物数量的变化规律,并对这些环境因子进行相关性和主成分分析。结果表明,与单作玉米和单作花生相比,玉米/花生间作显著提高了根际土壤的全氮、有效氮、有效磷含量以及脲酶和酸性磷酸酶活性,促进了间作玉米根际土壤细菌和微生物总数量显著增加。相关分析表明,有效磷含量与脲酶和酸性磷酸酶活性呈极显著正相关(P<0.01),脲酶活性和酸性磷酸酶活性显著正相关(P<0.05),真菌和放线菌数量显著正相关(P<0.05)。总钾含量和p H值、蔗糖酶活性呈显著负相关(P<0.05),蛋白酶和过氧化氢酶呈极显著负相关(P<0.01)。主成分分析获得3个主成分,解析贡献率分别为48.981%,43.617%和7.402%。第一主成分主要是放线菌、真菌、有效磷等组成,第二主成分主要为有机质和p H,第三主成分主要是总氮和细菌。经标准化后计算栽培措施得分显示:间作花生得分最高1.937,其次是间作玉米1.008,两者均显著高于单作玉米和单作花生。该研究表明玉米/花生间作系统的生态环境优于单作系统,机制解析为玉米/花生间作可明显促进土壤有效氮磷含量、脲酶和酸性磷酸酶活性及微生物数量的增加,进而改善土壤微生态环境。     

人工湿地处理含盐富营养化水的植物根际与非根际菌群分析

为了探究盐胁迫对于人工湿地植物根际与非根际微生态环境的影响,将垂直流人工湿地应用于含盐富营养化水体处理,考察了0.05%、0.50%和1.00%盐度水平下的脱氮效果,并采用高通量测序方法分析湿地植物千屈菜根际与非根际的菌群变化。结果表明:在0.50%和1.00%盐胁迫下,系统的硝化作用受到抑制;然而在各盐度水平下,NO_3~--N的去除率均大于95%,盐度胁迫下反硝化菌更能适应环境。对人工湿地系统在0.05%、0.50%和1.00%盐度水平下千屈菜根际与非根际基质样品的OTU聚类情况分析可知,在盐胁迫下,千屈菜根系丰富了土壤中微生物的多样性,根际环境中的微生物多样性明显高于非根际环境。盐度胁迫抑制了硝化菌的生长,仅在0.05%盐度的非根际组和0.50%盐度的根际组检测到有硝化作用菌群的存在。与硝化菌相比,反硝化菌更耐盐冲击,0.05%、0.50%与1.00%盐度水平下,均检测到反硝化菌,在1.00%盐度水平下检测出耐盐反硝化菌黄杆菌属Flavobacterium。     

淹水胁迫对菖蒲生理特性及其根际细菌群落特征的影响

选取典型挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,通过在滆湖的原位模拟试验探究正常水位(T0)、半淹水深约40 cm(T1)和全淹水深约80 cm(T2)及淹水持续时间(试验周期42 d)对菖蒲生理特性及其根际细菌群落特征的影响。结果表明:(1)菖蒲能够适应28 d半淹环境,但半淹水35 d或全淹水21 d以上均会加剧菖蒲叶片的膜脂过氧化程度,促使丙二醛(MDA)含量增高,显著抑制菖蒲叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性及光合作用能力(P0.05)。(2)对比淹水前(0 d)和淹水结束后(42 d)菖蒲根际细菌群落特征发现,淹水导致菖蒲根际细菌群落结构发生改变,与淹水前相似度较低,但不同淹水深度之间相似度较高;淹水结束后菖蒲根际细菌群落多样性和丰富度均有所增加且特有细菌种类增多;淹水前后细菌群落组成在门、纲、目、科、属类水平上优势种群相近,但是数量不同:淹水结束后在门水平上蓝藻门和厚壁菌门丰度上升,变形菌门丰度下降;在属水平上,假单胞菌属、硫杆菌属和硫曲菌属等好氧菌群丰度下降,普氏菌属等厌氧菌群丰度上升,这与淹水易造成植物根际低氧环境有关。     

全固态硝酸根离子选择电极

研究了一种以玻碳电极为基底电极,以聚吡咯为中间体,以聚氯乙烯(PVC)为敏感基膜的全固态硝酸根离子选择电极。结果表明,电极在1×10-5~1×10-1mol/L的硝酸钠溶液中呈现近能斯特响应,响应斜率为(-54±1.0)m V/dec,检测下限为3.16×10-6mol/L。该电极的响应时间短,稳定性及重复性较好,对硝酸根具有很好的选择性。用于实验室水样中硝酸根的回收率测定,结果令人满意。该电极制作简单,机械强度高,使用寿命超过3个月,对用于水中硝酸根的在线分析与测定有重要意义。     

植物-微生物联合修复石油烃污染土壤研究进展

石油烃污染引发了严重的土壤污染问题,在各种修复技术当中,植物-微生物联合修复技术以成本低、修复效果好、二次污染少等优点得到广泛重视。文章以植物-微生物联合修复技术为中心,阐述了内生菌-植物联合修复和植物-根际微生物联合修复两种典型的联合修复技术的原理以及最新的应用进展,并总结了当前植物-微生物联合修复技术研究的不足,以期为石油烃污染土壤的生物修复提供参考。     

生物炭与有机肥等碳量投入土壤肥力与细菌群落结构差异及关系

为了探究推荐施肥（NPK）、增施生物炭（NPKB）和增施有机肥（NPKO）的土壤肥力和细菌群落结构差异及它们的相互关系,调查了马铃薯根际土壤特性、细菌群落组成和多样性,并分析这些因素对土壤综合肥力指数（IFI）的直接和间接影响. 结果表明,NPKB和NPKO处理的土壤pH、有效磷（AP）、速效钾（AK）、全氮（TN）、有机碳（SOC）和C/N均显著高于NPK处理（P<0.05）. 土壤IFI为NPKO最大（1.34）,NPKB次之（1.21）,NPK处理最小（0.65）. NPKO处理较NPK和NPKB处理具有更高的细菌多样性和显著差异类群数,土壤AN、AP、AK、SOC、TN和IFI是细菌多样性指数的显著相关因子（P<0.05）;pH、TN和SOC是细菌类群差异的显著影响因子（P<0.05）,重要性排序为：TN（70.59%）>SOC（49.42%）>pH（27.08%）. 结构方程表明,土壤pH相关的土壤特性和细菌群落多样性是影响IFI的直接路径,土壤pH相关的土壤特性还可通过影响细菌Shannon多样性间接影响IFI. 这些结果表明土壤肥力和细菌群落结构在生物炭和有机肥增施处理间有显著差异且相互关联,土壤pH和细菌群落多样性是影响土壤综合肥力水平的关键因素,其中NPKO处理对土壤综合肥力水平的提升效果最佳.     

玉米和黄豆对酸性土壤中石油的去除效果

通过室外盆栽试验,比较了玉米(Zea mays)和黄豆(Glycine max)2种植物对酸性土壤中石油污染物的去除效果。结果表明,2种植物对土壤中石油具有良好的耐受性和去除效果。玉米和黄豆对石油烃的去除率分别可达38.41%～64.30%和34.24%～63.96%,而自然条件下石油去除率仅为23.77%～58.43%。聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)图谱分析结果显示,当w(石油)为0～17 295 mg.kg-1时,土壤微生物群落的丰度和多样性大致随着w(石油)的升高而呈下降趋势,植物根系能够选择性地促进根际微生物的增殖,且玉米根系的作用比黄豆明显。     

不同培养介质中纳米氧化铜对小麦毒性的影响

采用琼脂培养和水培方法比较了纳米氧化铜(CuONPs)在不同暴露介质中的环境化学行为及其对小麦根生长的影响,并探讨了不同培养介质对CuONPs植物毒性的影响机制.结果表明,琼脂介质相对水相(营养液)环境可以减少CuONPs的团聚,增强其分散性.在琼脂和水相中Cu离子溶出随CuONPs浓度变化规律存在明显差异,在50～1000mg CuONPs·L-(1以Cu计)范围内,CuONPs在琼脂中无论是Cu2+的溶出浓度还是溶出比率均低于其在水相中的值.CuONPs在不同介质中表现出显著的小麦毒性差异.琼脂培养下小麦根生长半抑制效应浓度EC50(以CuONPs浓度表示)为108mg·L-1,而在水培方式下为9.0mg·L-1,说明琼脂介质极大缓解了CuONPs引起的植物毒性.分析表明,Cu2+溶出浓度较CuONPs投放量与小麦根生长抑制效应之间存在更好的指数相关关系,这说明该研究体系下CuONPs小麦毒性主要是由纳米颗粒释放Cu2+引起的.此结论较好地解释了当培养介质从水相变成琼脂时,Cu2+溶出减少,纳米毒性降低的现象.该研究结果认为,当前国内外使用水培法获得的纳米材料植物毒性研究结果在外推至实际土壤状况时将高估其环境安全性风险,推荐使用琼脂作为纳米材料土壤环境风险评价的模拟介质.     

水稻土中铁的厌氧生物氧化还原循环对砷的影响（The Effect of Anaerobic Redox Cycling of Iron on Arsenic Mobility in Paddy）

应用砷污染水稻土的厌氧富集培养,探讨水稻土中潜在存在铁厌氧生物循环及其对氮和砷的耦合作用.富集培养直接证明了水稻土中铁的厌氧生物循环:三价铁(人工合成针铁矿)在厌氧条件下被逐渐还原成二价铁;铁还原过程结束并外源添加硝酸根时,培养基中新生的二价铁在依赖于硝酸根的铁氧化菌的作用下被氧化;当提供新的电子供体乙酸时,生物合成的铁矿重新被还原.在铁氧化还原循环过程中,随着铁的还原,培养基中砷的浓度不断增加,反之,当铁逐渐氧化的同时不断地吸附固定培养基中的砷.在铁的厌氧氧化阶段,铁氧化的同时硝酸根被还原,培养基中积累了NH4+和NO2-.因此,厌氧水稻土中可以进行完整的铁氧化还原循环,同时这个循环过程耦合了氮和砷的迁移转化.