Important role of reaction field in photodegradation of deca-bromodiphenyl ether: Theoretical and experimental investigations of solvent effects

Photolysis of deca-bromodiphenyl ether (BDE-209) was investigated in tetrahydrofuran, dichloromethane, isopropanol, acetone, ethanol, methanol, acetonitrile and dimethylsulfoxide. Noticeable differences of the photolytic rates and quantum yields were found in the diverse solvents. Different to the previous deductions, hydrogen donating efficiency and electron donating efficiency of solvents were not the decisive factors for the photolytic rate in this study, which was proved by the fast photolysis of BDE-209 in CCl₄, a solvent without hydrogen and difficult to donate electrons. Besides hydrogen addition process, intermolecular polymerization might occur during the photolysis. Density functional theory (DFT) calculation was performed to understand the molecular properties of BDE-209 in different solvents. The lowest singlet vertical excitation energy (E_ex) and the average formal charge on Br () of BDE-209, reflecting the difficulty for the excitation of BDE-209 and for the departing of Br atom, respectively, were changed by the reaction fields formed by the different solvents. E_ex and linearly correlated with the photolytic activity (log k). This study is helpful to better understand the photolytic behavior of BDE-209 in different media.     

超强静磁场对染料脱色菌Escheriehia coli的acpD基因的影响

将大肠杆菌E.coli ATCC8739置于12.0 T超强静磁场(ultra-strong static magnetic field,SMF)中进行处理,获得了磁场处理0.5、1、2、4和8 h的菌株E.coli-SMFn(n=0.5、1、2、4、8)。在37℃、pH 7、静置的条件下,菌株对偶氮染料AR14(I.C.Acid Red 14)的脱色结果指出,当反应进行到4、6和8 h时,E.coli-SMF8的脱色效率分别为18%、55%和96%,远高于E.coli ATCC8739的3%、19%和50%,表明SMF作用显著地增强了菌株的脱色效率。基因组DNA提取、PCR扩增、分子克隆以及基因测序的实验结果进一步表明,全部6例E.coli ATCC8739菌株的偶氮还原酶基因(acpD)序列均与GenBank中报道的完全一致;而E.coli-SMF8菌株的acpD-SMF8核酸序列中缺失了第99位的胞嘧啶。该缺失突变不仅使acpD-SMF8的核酸序列与acpD的存在显著不同,同时得到了具新活性中心的偶氮还原酶AzoR-SMF8。这个新的活性中心具有更强的黄素(FMN)结合能力,因此使该酶与偶氮染料的亲和力大大增加,促进了脱色效率的提高。     

国内外含硫气田应急预案编制对比分析研究

含硫气田井喷事故严重威胁着公众生命和财产安全,成为制约含硫气田开发的重要因素。本文对比国内外在含硫气田应急预案编制方面的先进理念和技术,分析我国在含硫气田应急预案编制工作中仍然存在的问题,针对我国实际情况,提出加强含硫气田应急预案科学性、合理性、可操作性和针对性方面的具体建议和对策措施。     

Contamination and vertical distribution of As,Cd, Cr,Cu, Pb,Tl, and Zn in paddy soil irrigated with untreated leachate from tailings retention ponds

The contamination and vertical distribution of As, Cd, Cr, Cu, Pb, Tl, and Zn in paddy soil irrigated with untreated leachate from the tailings retention pond were investigated. As, Cr, Cu, and Zn were slightly contaminated in the surface soil and hence their vertical distribution was not obvious. However, Cd and Pb were highly contaminated in the surface soil, while their concentrations decreased with depth, being negatively correlated with pH and positively with total organic matter. Tl was considerably contaminated in the surface soil and a V-shaped vertical distribution was observed where the concentration increased to a maximum at about 30 cm depth and decreased thereafter. The findings revealed that the regular irrigation with untreated leachate from the tailings retention ponds could cause considerable contamination of Cd, Pb, and Tl, and thus tailings should be stringently treated before disposal to minimize their potential environmental impacts on the surroundings.     

基于野外数据建立大型底栖动物电导率水质基准的可行性探讨

科学合理地设定水质基准是水生生物保护和水生态系统恢复的基础。水体电导率数值的高低由溶解于其中的各种阴阳离子的浓度所决定,而较多的研究也证明电导率能够显著地影响水生生物类群,特别是大型底栖动物物种存活和群落结构的稳定性。离子组成的复杂性,导致无法开展基于室内实验的水生生物电导率基准值的推导。本文借鉴美国环境保护局基于野外调查数据建立电导率基准值的方法,采用流行病学打分方法,分别从电导率是否对大型底栖动物敏感物种存在毒性效应、人为干扰的增强是否会通过电导率产生毒性作用,以及其他环境因子是否对电导率基准值的制定产生影响3个方面,探讨了基于野外数据建立我国电导率基准的可行性。研究区域为辽河流域的浑河及太子河,野外调查数据采集于2009年8月至2010年5月。研究结果表明,电导率的升高显著降低了大型底栖动物敏感物种的出现频率。通过分析研究区域土地利用方式同电导率之间的相关性,证明了农业和城镇建设用地比例的增加显著地增加了水体中电导率的数值。对有可能引起物种消失的其他环境因子进行分析,结果表明电导率是引起大型底栖动物消失的主要原因。综合以上结果,基于野外调查数据来建立大型底栖动物电导率基准值是可行的,为我国水质基准的研究提供了新的思路和方法。     

耕种方式对稻田甲烷排放的影响

通过田间试验研究了稻田2种土壤耕作强度(深翻耕和浅旋耕)和3种水稻栽培方式(直播、抛秧和插秧)下的CH4排放规律,以探讨稻田土壤耕作强度和水稻栽培方式对CH4排放的影响。结果表明,各水稻栽培方式下,深翻耕和浅旋耕稻田CH4排放季节变化趋势一致。土壤耕作强度对稻田CH4季节排放总量的影响受水稻栽培方式的制约:抛秧方式下,浅旋耕与深翻耕处理相比,稻田CH4排放量减少31.37%(P0.05);而直播和插秧方式下,2者CH4季节排放总量相当。水稻栽培方式显著影响稻田CH4排放季节变化规律:直播稻田CH4排放大致呈现"双峰型"模式,且水稻生育前期CH4排放水平较低;而移栽稻田(抛秧和插秧)CH4排放大致呈现"三峰型"模式,且水稻生育前期CH4排放水平较高。与深翻耕抛秧相比,深翻耕直播和深翻耕插秧稻田CH4排放分别减少23.31%和42.51%;而浅旋耕方式下,3种水稻栽培处理CH4季节排放总量相当。降低土壤耕作强度,以浅旋耕代替深翻耕,可以减少耕作对土壤的扰动,在一定程度上减少稻田CH4排放。与水稻移栽相比,水稻直播能够显著降低水稻生育前期CH4排放,具有一定的CH4减排潜力,但仍需加强中后期田间水分管理。     

天津市东疆港区绿化树种适应性评价

筛选适生树种是盐碱地绿化工作的技术关键。天津市东疆港区的土壤是淤泥质盐渍土,在该区域绿化树种现场调查的基础上,依据树种的适生能力、生态效益和实际生长效果建立了综合评价多级指标体系。通过确定各指标因子的权重和评判标准,计算出各树种的综合指数,并依次划分为骨干树种、重要树种、辅助和补充树种以及不适宜树种4个级别,该综合评价多级指标体系为类似盐碱地绿化建设工程提供了实践和理论依据。     

冬季淹水稻田CH_4产生、氧化和排放规律及其影响因素研究

采用静态箱/气象色谱法——田间原位观测和室内培养试验连续一年研究了冬季淹水稻田的CH4产生潜力、氧化潜力和排放通量,以探讨冬季淹水稻田CH4产生、氧化和排放的季节变化规律及其影响因素。结果表明：0~251 d（d表示淹水后天数）,CH4产生潜力逐渐增大,到251 d达最大值,之后逐渐减小;0~204 d,CH4氧化潜力变化较小,但到235 d急剧增至最大值,随后逐渐减小;0~169 d,稻田几乎没有CH4排放,192 d才开始有较明显的CH4排放,到230 d达最大值,为80.2 mg.m-2.h-1,随后逐渐减小,331 d出现一个CH4排放高峰。全观测期内CH4排放量为69.9 g.m-2,其中非水稻生长期排放6.7 g.m-2,占总量的9.5%。全观测期内CH4产生潜力与土温及土壤Eh均无显著相关性;全观测期内CH4氧化潜力与土温极显著正相关（P〈0.01）,水稻生长期CH4氧化潜力与土壤中氨氮含量呈极显著正相关（P〈0.01）;全观测期内稻田CH4排放与土温和CH4产生潜力两个因素均显著正相关（P〈0.05）而与土壤Eh呈显著负相关（P〈0.05）。     

鞍山市倪家台地热田水化学特征及其演化机制

水化学分析结果表明,鞍山市倪家台地下热水属于HCO3.SO4-Na和SO4.HCO3-Na型水,且含有氟、锶和二氧化硅等多种矿物成分.由构建的硅-焓混合模型得出倪家台地区地下热水已有大量冷水混入,且混入比例介于67%—83%之间,水温下降的诱因是该区域过量开采地热水,在这种人为的长期干扰作用下,增大了上部含水层冷水对下部地热水的补给量,对今后可持续利用该区域地热资源构成了严重的威胁.     

桑园土壤微生物群落功能多样性对PAHs污染的响应

为了探明桑园土壤微生物群落功能多样性与多环芳烃(PAHs)污染的关系,采用Biolog检测法研究某路域桑园土壤微生物功能多样性对PAHs污染的响应。结果表明,不同区域PAHs污染程度由大到小依次为区域2(位于区域1和3之间)、3(离公路最远)和1(离公路最近);Biolog分析发现不同区域土壤微生物对碳源利用的平均颜色变化率(AWCD)由大到小依次为区域2、3和1;区域2的Shannon指数和Gini指数均显著高于区域1和3,而区域1的Shannon均匀度显著低于区域2和3,区域2土壤微生物活性最强且群落结构最丰富,其后依次为区域3和1。主成分分析结果显示,3个区域微生物群落的生理功能差异明显,主要表现在对糖类和氨基酸类物质的代谢上。冗余分析表明,区域2土壤微生物与PAHs含量关系最密切,说明较高的PAHs含量更能激发桑园土壤微生物的生理活性,微生物群落代谢功能因PAHs污染而有所提高。