中国森林凋落叶氮、磷化学计量特征及控制因素

建立中国森林凋落叶养分浓度及其化学计量比数据库,分析养分浓度及其化学计量比与主要环境因素之间的关系,对预测中国森林生态系统生物地球化学循环具有重要意义.通过收集已报道的中国森林凋落叶氮(N)、磷(P)浓度及其相关变量,探讨地理因素(纬度,LAT)、气候因素(年平均气温,MAT和年平均降水量,MAP)和叶特性(常绿与落叶、阔叶与针叶)对中国森林凋落叶N、P和N/P的影响.结果显示,N浓度和N/P随LAT的升高而降低,P浓度随LAT的升高而升高;N浓度和N/P随MAT和MAP的升高而升高,而P浓度随MAT和MAP的升高而降低;常绿树种和落叶树种N浓度差异不显著,落叶树种P浓度比常绿树种高53%,而N/P比常绿树种低57%;相反,阔叶树种N浓度比针叶树种的高37%,而P浓度和N/P在两者之间没有显著差异.综上,中国森林凋落叶N、P及N/P受环境因素和叶特性综合影响,特别是气候因素对凋落叶P浓度和N/P的影响尤为显著,这为预测全球气候变暖背景下森林物质循环提供了理论依据.     

化学品正辛醇空气分配系数定量预测模型研究

正辛醇-空气分配系数是描述化学品在空气和环境有机相之间分配的一个关键参数,对化学品分配、迁移、转化规律和生态效应评价具有重要意义。采用量子化学方法对309个化合物进行结构优化,采用遗传算法筛选最优结构描述符,运用多元线性回归和神经网络算法构建化学品正辛醇-空气分配系数预测模型。模型方程表明影响化学品正辛醇-空气分配系数的3个参数为分子中非氢原子个数(Nsk)、3D-MoRSE描述符(Mor12u)、氮原子和氧原子数目(n HDon)。拟合结果显示,多元线性回归模型决定系数R2和标准误差分别为0.911和0.880,神经网络模型决定系数R2和均方根误差分别为0.839和0.830。基于杠杆(leverage)法评价模型的应用域,结果表明模型具有较强的稳健性、预测性和拟合能力。通过定量结构-活性关系(QSAR)预测技术可弥补正辛醇-空气分配系数测试数据的缺失,减少测试费用和评估数据的不确定性。     

Fenton法和类Fenton法降解土壤中的二苯砷酸

本文对Fenton法与类Fenton法降解土壤中的二苯砷酸(diphenylarsinic acid,DPAA)进行了研究.考察了H2O2投加量和催化剂种类(Fe2+/Fe3+)对红壤及黑土中DPAA降解效果的影响,并采用高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS/MS)对降解中间产物进行了初步鉴定.结果显示,针对红壤与黑土分别采用类Fenton法与Fenton法,在H2O2投加浓度为1 mol·L-1,含铁催化剂浓度为0.25 mol·L-1,土水比为1∶3,反应时间为1h的条件下,红壤及黑土中DPAA的降解率均可达到65%以上.HPLC-MS/MS的分析结果表明,DPAA可脱苯环形成降解产物苯砷酸(phenylarsinic acid,PAA),而PAA进一步氧化生成无机砷,这可能是Fenton/类Fenton法降解DPAA的途径之一.     

动态稀释校准仪对VOCs自动监测系统的影响

基于环境空气VOCs自动监测系统中动态稀释校准仪在相同稀释比和不同稀释流量条件下,对仪器测试结果误差的影响进行研究,指出了当前环境空气VOCs自动监测普遍使用的校准仪的不足之处。选取臭氧前体物(PAMS) 57种有机化合物,以不同稀释总流量,分别测试0. 5和1. 0 nmol/mol的平均检出限以及平均回测偏差,结果显示,在输出流量1 000 m L/min时,平均检出限分别在0. 02～0. 17和0. 01～0. 10 nmol/mol;平均回测偏差在-12%～26%和-28%～10%。当总输出流量 1 000 m L/min时,多点曲线各浓度点重复性5%。     

反硝化颗粒污泥在纳米零价铁胁迫下的性能恢复

为探明纳米零价铁(nZVI)对反硝化颗粒污泥(DGS)潜在的胁迫效应,本研究通过连续多批次实验,考察了经历n ZVI短期冲击后,DGS反硝化活性在不同C/N比条件下的恢复情况.结果表明,当nZVI投加量高于5 mg·L~(-1)时,DGS比反硝化速率(μ)会出现下降,对应的比反硝化抑制率(IR)与基质C/N比、nZVI投加量呈现正相关.当nZVI投加量达到100 mg·L~(-1)时,胞外蛋白与多糖含量均明显降低.此时,充足的外加碳源(C/N≥4)将有助于促进DGS反硝化活性的恢复和减少去除单位硝态氮所消耗的COD值.由Freundlich和Langmuir吸附等温线的拟合结果可知,基质C/N比越高,DGS对n ZVI的吸附能力就越强.在恢复期内,泥相中总铁含量(Qe)的持续削减为高C/N比条件下,DGS反硝化活性的提升创造了有利条件.当Qe降至0.4 mg·g~(-1)以下时,μ值可达到或接近对照组的水平.     

酚类雌激素酶催化降解性的QSAR分析

以分子电性距离矢量(MEDV-13)和原子类型电拓扑状态指数(ETSI)2种分子结构描述符,分别有效表征了15个酚类雌性激素的分子结构,应用基于预测的变量选择与模型化(VSMP)方法分别建立了该类化合物经辣根过氧化物酶(HRP)催化氧化的速率常数(InkCAT)与分子结构的定量相关模型.以MEDV-13为分子描述符建立的模型显示:影响去除效果的主要结构因素是由5个MEDV描述子表达的5个子结构碎片,即-CH3、-CH2、-O-、-OH和-cCc,以ETSI为分子描述符所建模型表明:影响该反应速率的主要结构因素是由5个ETSI描述子对应的5个子结构碎片,即-CH3、-CH2、-O-、-OH和>C<.所建模型的估计相关系数分别为0.92和0.93,LOO检验相关系数分别为0.84和0.85,表明2种模型均具有良好的估计能力与稳健性,以上结果说明.虽然酚类雌激素的种类、结构多样,但决定其HRP酶催化去除效果的关键结构因素是酚环上所有取代基整体给电子能力的强弱.     

红树林放线菌的分离及其抗菌和抗肿瘤细胞活性

从福建漳州红树林保护区采集土壤样品中分离到163株放线菌,用5种指示菌(Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans and Rhizoctonia solani)测定了它们的抗菌活性,结果表明,其中42.3%的放线菌发酵液具有单一或多种抗菌活性.同时测定了它们的发酵液对肝癌细胞BEL7402、肺癌细胞A549和白血病细胞HL60三种肿瘤细胞的毒性,其中37.4%的放线菌发酵液具有单一或多种抗肿瘤细胞毒活性.对这163株放线菌的16S rDNA序列分析表明,它们分属于链霉菌属(89%)、小单孢菌属(6.1%)、糖单孢菌属(0.6%)、马杜拉放线菌属(3.7%)和拟诺卡氏菌属(0.6%).其中, 3株链霉菌与其亲缘关系最近的菌种的16S rDNA相似性低于97%,可能是3个新种.     

Fenton试剂预处理提高钻井废水可生化性

采用Fenton试剂预处理钻井废水,研究了Fenton反应中各影响因子对废水COD去除率、 BOD5/COD值的影响并分析其作用机制,确定了最佳条件,即初始pH为4.0, H2O2/Fe2 (摩尔浓度比, c∶c)＝20, H2O2/COD (质量浓度比, w∶w)＝1,反应时间为2 h.在该条件下,废水的COD去除率约为40%, BOD5/COD值从0.002～0.003提高至0.15～0.2,可生化性得到很大提高,为后续生物处理创造了条件.紫外-可见吸收光谱分析表明,可生化性的改善主要是由于有机物的分子结构发生了变化.     

崇明岛前卫湖水中有色溶解性有机质的分布和来源

通过溶解性有机碳(DOC)、紫外-可见吸收光谱及三维荧光激发发射矩阵(3DEEM)分析,研究崇明岛前卫湖有色溶解性有机质(CDOM)的分布和来源.结果发现,表层水中DOC的空间分布比较均匀,变化范围为5.87～7.02mg*L-1,平均值为6.35mg*L-1.吸收光谱分析表明,校正吸收系数a355在养殖区最高,为4.58m-1,并呈向两边逐渐递减的趋势,暗示养殖区CDOM可能存在陆源之外的其他来源.进一步的荧光指数(f450/500)分析证实了水生生物源的存在,同时也表明前卫湖水体的CDOM总体上并没有明显偏向陆源或者水生生物源(f450/500为1.50～1.84),而a355与DOC含量的比值和荧光指数存在显著正相关(r=0.787,n=10,P<0.01),说明养殖区存在一个比较明显的生物信号,其可能来源为藻类.三维荧光的分析结果表明,类腐殖酸组分普遍存在于前卫湖CDOM中,且空间差异不大;而类蛋白组分的分布差异较大,可能是影响前卫湖CDOM空间分布的主要因素,这与上述生物源的分析结果相吻合.     

吸附-电氧化法降解气态乙二醇乙醚乙酸酯(EGEA)的研究

采用吸附-电氧化两步联动降解VOCs,结果表明,相同电压下以铁作为阳极时的CODCr脱除率达到80%以上,比用不锈钢阳极时高40%左右.电解质溶液的pH值和CODCr值随时间有规律地变化,也验证了反应器中所发生的反应.