Biological methane production coupled with sulfur oxidation in a microbial electrosynthesis system without organic substrates

Methane is produced in a microbial electrosynthesis system (MES) without organic substrates. However, a relatively high applied voltage is required for the bioelectrical reactions. In this study, we demonstrated that electrotrophic methane production at the biocathode was achieved even at a very low voltage of 0.1 V in an MES, in which abiotic HS⁻ oxidized to SO₄²⁻ at the anodic carbon-cloth surface coated with platinum powder. In addition, microbial community analysis revealed the most probable pathway for methane production from electrons. First, electrotrophic H₂ was produced by syntrophic bacteria, such as Syntrophorhabdus, Syntrophobacter, Syntrophus, Leptolinea, and Aminicenantales, with the direct acceptance of electrons at the biocathode. Subsequently, most of the produced H₂ was converted to acetate by homoacetogens, such as Clostridium and Spirochaeta 2. In conclusion, the majority of the methane was indirectly produced by a large population of acetoclastic methanogens, namely Methanosaeta, via acetate. Further, hydrogenotrophic methanogens, including Methanobacterium and Methanolinea, produced methane via H₂.     

长期定位有机物料还田对关中平原夏玉米-冬小麦轮作土壤NO排放的影响

农田土壤是大气光化学活性气体一氧化氮(NO)的主要人为源之一.为定量研究有机物料还田对NO排放的影响,利用静态暗箱法对关中平原26 a长期定位施肥夏玉米-冬小麦轮作农田NO排放通量进行周年(2016年6月至2017年6月)观测.除对照(CK)处理全年不施肥外,田间设3个施肥处理,冬小麦季分别为全化肥(NPK,165 kg·hm~(-2))、化肥加秸秆[NPKS,(165+40)kg·hm~(-2)]和化肥加牛粪[NPKM,(50+115)kg·hm~(-2)];夏玉米季均施等量化肥(188 kg·hm~(-2)).观测期内,CK处理NO排放通量较小[12.2 g·(hm~2·d)~(-1)];各施肥处理均在夏玉米播种、施肥和冬小麦施肥后出现排放峰,其中NPK处理峰值最高[112.0 g·(hm~2·d)~(-1)].各处理NO年排放总量和排放系数分别为0.13~0.57 kg·hm~(-2)和0.04%~0.12%.NPKS和NPKM处理年排放总量较NPK分别减少17.6%和增加68.0%(P0.05).与NPK处理相比,NPKS和NPKM冬小麦季排放总量降低41.1%~60.0%(P0.05);但夏玉米季增加25.2%~292.1%(P0.05).冬小麦季添加有机物料有效降低NO排放,而夏玉米季NO排放增加则与土壤有机质含量有关.     

不同进口模式对我国出口产品碳足迹的影响——以木质橱柜为例

产品碳足迹及其绿色贸易壁垒的研究越来越得到重视,但另一方面,进口模式对碳足迹的影响研究尚不充分.本研究采用生命周期评价方法,对橱柜的国内加工阶段的碳排放、国外不同原材料生产阶段碳排放分别进行计算,并分析不同进口模式情景下上游原材料对橱柜整体碳足迹的影响.主要结论如下:1不同进口模式原材料碳排放差异较大:北欧的原材料碳排放高于中欧和美国,碳排放的主要来源材料为胶合板.2全球的原材料碳排放波动最大,最大原材料碳排放是最小原材料碳排放的7.26倍;美国的原材料碳排放波动最小;3不同进口模式对我国产品碳足迹的影响不同,从贡献结构上看,除了北欧最大碳排放进口模式和全球最大碳排放进口模式是外源型以外,其余模式的产品碳足迹来源皆为内源型,即主要贡献仍为国内加工阶段.4从减排潜力看贸易策略,减排潜力最大的是全球进口模式,为30%~52%,并建议转变北欧为其它进口模式,以寻求更大的减排空间.本文结论可服务于企业绿色采购策略中原材料减排潜力的发掘,以及国家贸易政策的制定.     

中国流域水环境生物监测体系构成和发展

分析了国外水环境生物监测体系的构成和特点;总结了中国生物监测的发展历程、基础、存在问题和发展需求;提出了体系发展的总体发展目标,即以流域为单元,以各级支流为监测区段,发展以实现流域水环境生态完整性评价为目的的综合监测体系;同时,着重介绍了重点发展内容:建立以市级站为核心的监测网络;建立包含4个板块的核心业务监测能力;开展生物监测业务标准化建设;进一步完善水环境质量评价报告。对全国监测系统生物监测体系的构成和发展提出建议:在总体发展目标指导下,完成构建水环境生物监测技术体系、构建全国水环境生物监测网络体系、建立数据管理与评价平台及建立运行保障体系4个分目标,实现中国环境管理以"污染防治"为重点到以"生态健康"为目的的转折。     

绍兴市典型印染废水中重金属锑排放现状及排放源调查

分析和统计的86家印染工业企业当中,废水总排口中的总锑超标率为25.6%,质量浓度0.050 mg/L以下较低排放浓度所占比例最大,达62.8%。印染废水锑排放源主要有涤棉和涤纶化纤类布料的染色、印花工艺废水,碱减量工艺废水等,工业液碱、废酸以及硫酸铝污水处理剂等原料当中含锑浓度较高。印染废水经污水处理厂集中纳管深度处理后,锑排放浓度较低,锑去除效率最高达到88.0%,大大降低了环境地表水体锑污染的风险。     

新发展阶段中国矿山安全法规标准体系研究

为充分发挥立法的引领和推动作用,不断完善中国矿山安全法律法规体系,分析我国矿山安全领域的立法现状,借鉴美国矿山安全立法经验及启示,立足于我国矿山安全监管监察体制革新的新形势和新要求,提出了以《矿山安全法》为基本法,以行政法规、部门规章、监察手册和强制性标准为支撑的新发展阶段矿山安全法规标准体系,为中国矿山安全领域立法提...     

不同部位玉米秸秆对两种质地黑土CO2排放和微生物量的影响

秸秆还田后作物残体的分解是农田生态系统碳循环及养分周转平衡的一个至关重要环节.为了探索秸秆化学性质和土壤质地对黑土区土壤CO2排放和微生物量的影响,本文通过室内恒温培养实验研究了添加不同植株部位玉米秸秆(根、茎下部、茎顶部、叶)进入黑土区两种质地土壤(砂壤土和黏壤土)后的CO2排放、微生物量,并分析了它们与秸秆C/N、木质素含量的关系.结果表明,添加不同部位秸秆一致增加土壤CO2排放量,激发效应值介于216.53~335.17μmol·g-1,黏壤土大于砂壤土.激发效应值与木质素/N之间的线性回归关系明显好于激发效应与木质素含量、C/N、含氮量之间的线性关系.添加秸秆增加MBC和MBN含量,降低MBC/MBN,微生物群落氮固持的速率高于碳固持.添加秸秆后,砂壤土微生物量增加的幅度大于黏壤土,总溶解性氮含量小于黏壤土.结果说明,秸秆的木质素和氮含量均会对它的分解和CO2排放产生影响,木质素/N比木质素含量、C/N等更好地说明秸秆分解和CO2排放的差异;与黏壤土相比,在砂壤土中实施秸秆还田可以取得更好的土壤碳固存、微生物量和氮素保持效果.     

金属污染物对神经系统损害及毒性机制研究进展

神经系统与生物体其他系统联系密切,共同维持机体正常的结构和功能.环境中的金属污染物可通过多种途径进入生物体,干扰幼年或成年动物神经系统的发育和功能,其损害机制是目前研究的热点.本文系统地总结了汞、铅和铝等金属污染物对神经系统的损害作用,着重在细胞、分子和基因水平上阐述了金属对神经系统的毒性机制,在此基础上分析了当前研究的不足之处和发展趋势,并对今后的研究方向进行了展望.     

中国工业园区生态化发展决策优化方法研究

工业是当前中国经济绿色转型升级的关键行业,而工业园区作为工业集聚化发展的主要载体,工业园区生态化发展是解决资源环境问题、实现经济可持续发展的有效途径。本文关注工业园区生态化发展的中长期发展战略和具体方案,致力于通过仿真模拟的方法提出工业园区生态化发展的方向和优化路径,实现研究方法的创新。研究以3E系统(经济—环境—能源)为基础,综合分析工业园区经济发展与能源环境之间的耦合关系,并结合动态投入产出模型和系统动力学模型构建生态化发展决策模型,通过最优化动态模拟方法开展趋势预测和路径研究。通过辛集工业园区的实证和案例研究,对其生态化发展路径进行深入研究,验证了研究方法的科学性和可靠性,能够为工业园区生态化发展提供实践指导。本文为工业园区生态化发展规划提供新的研究方法,为制定合理有效的工业园区综合战略和实施路径提供科学依据。     

太原市多环芳烃(PAHs)排放清单与分布特征分析

根据太原市11种主要排放源的排放因子和活动量数据,估算了美国国家环境保护局(US EPA)优先控制污染物清单中16种多环芳烃(PAHs)的年排放量.结果表明2010年太原市16种PAHs的排放量约为332.10t,其中7种致癌性PAHs排放总量为35.11t.从排放源看,生活燃煤和炼焦煤是太原市排放PAHs的主要来源,占总排放量的65%以上.从各地区的PAHs排放情况看,排放量最大的地区是清徐县(87t/a),占总排放的27%.其次为古交市(54t/a)、晋源区(44t/a)、尖草坪区(40t/a).各地区人均收入与单位GDP排放量之间呈负相关 (R2=0.727);各地区PAHs排放量与农村人口之间呈正相关(R2=0.813),从排放谱看,排放以低环PAHs为主(81%),致癌性PAHs占总排放量的10.6%.结果表明,太原市PAHs的排放与太原市特殊的能源结构和人群结构有关.