有机氯农药微生物降解技术研究进展

文章综述了有机氯农药的污染化学特征、环境介质中的分布水平、降解功能微生物的种类以及典型有机氯农药的降解途径等,并对有机氯农药微生物降解相关的酶和基因以及降解机理进行了重点讨论。参与有机氯农药微生物降解过程的酶主要有脱氯化氢酶、水解酶和脱氢酶三种,它们通过共代谢,中间协同代谢或矿化等作用完成降解过程。相关降解基因主要是Lin家族基因,包括LinA～LinJ的10个典型功能基因编码。微生物降解有机氯农药的机理主要包括矿化作用、共代谢作用、种间协同代谢作用、活化作用和间接作用等,其中矿化过程包括氧化、还原、水解、脱水、脱卤和裂解等生化反应。由于有机氯农药的持久性和广泛污染性,其降解机理及中间产物的类型、毒性以及新型降解菌的效能开发仍是该领域今后的研究重点。     

HDPE土工膜长期性能稳定性的研究进展

垃圾填埋场底部高密度聚乙烯(HDPE)土工膜会因氧化降解而使防渗性能降低,对环境带来二次污染风险,因此,HDPE膜的长期稳定性是值得关注的问题,但国内相关研究甚少。HDPE膜的降解过程可分为3个阶段,主要受自身性质、温度、接触介质和衬垫结构等因素的影响。文章重点综述了国外研究HDPE膜长期稳定性的试验方法,归纳了相关的数学模型,并根据存在的问题提出了建议。室内试验一般采用老化试验,包括浸泡试验和模拟试验,二者均能加快HDPE膜的老化进程。前者一般将试样完全浸泡于研究介质中试验,试验值较为保守;后者将样品置于模拟的衬垫构造中试验,结果更接近实际。数学模型采用Arrhenius模型,精度和所需参数取决于老化试验,现阶段大部分计算结果较片面,完善试验是后续工作的重点。     

双氧水敏化二氧化钛的制备及表征

利用超声分散法,以钛酸丁酯为主要原料,以双氧水为敏化剂,无水乙醇作为溶剂,冰醋酸作为抑制剂,制备双氧水敏化的二氧化钛粉体。并通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对产品进行表征。同时研究不同影响因素对甲基橙去除率的影响。实验结果显示,当焙烧温度为550℃,H2O2浓度为0.3%,催化剂投加量为0.5 g/L时,可制备出降解甲基橙溶液效果较好的二氧化钛。     

黑龙江省土地退化类型特征及其驱动力分析

随着经济发展,资源开发规模和强度不断加大,黑龙江省的生态环境日趋脆弱,生态功能逐渐减弱,土地退化问题十分严重。本文分析了黑龙江省土地退化的主要类型特征,并从自然与人文两个方面对黑龙江省土地退化的驱动力进行了探讨,并提出相应的对策建议。黑龙江省土地退化主要表现为水土流失、土地沙化、土地盐渍化等方面,其土地退化是在地形地貌复杂、土壤侵蚀、自然因素组合不够协调等自然因素和水资源的不合理利用、破坏植被,水土流失严重、不合理的耕作制度等人为因素双重作用的结果。     

蒽醌-2-磺酸钠促进Klebsiella oxytocaGS-4-08脱色产氢机制与产能分析

采用0~0.5 mmol·L~(-1)蒽醌-2-磺酸钠(AQS)研究其对Klebsiella oxytoca GS-4-08厌氧降解甲基橙(MO)的影响,对比细菌产氢、降解碳源及生成产物等情况,得出最佳浓度为0.1 mmol·L~(-1).在该浓度下,Klebsiella oxytoca GS-4-08可在10 h内完全脱色MO,25 h内降解蔗糖达到92%,同时产生0.117 mol·mol~(-1)乙醇和0.116 mol·mol~(-1)乙酸,2.25 mol·mol~(-1)氢气;将实验结果与已有研究进行对比,分析了AQS促进Klebsiella oxytoca GS-4-08厌氧脱色MO与产氢的机制.通过将细菌降解过程中的物质转换为COD进行对比,对降解过程中电子转移进行了分析,得到0.1 mmol·L~(-1)AQS浓度时电子得率最高,其为87.98%;并将细菌降解过程中的能源转换进行对比,得到0.1 mmol·L~(-1)AQS浓度时能源产量最高,其为802 k J·mol~(-1);同时得出Klebsiella oxytoca GS-4-08发酵过程可产生两种以上生物燃料,表明了其在工业生产应用上的前景.     

光催化体系中噻虫胺降解动力学及机制

利用光催化技术探讨了烟碱类杀虫剂噻虫胺在水体环境中降解的可行性,不同催化剂浓度、反应温度、底物浓度、溶液初始p H值和不同阴阳离子等因素对其光催化降解动力学的影响,及其初步的光催化降解机制.结果表明噻虫胺的光催化降解符合L-H动力模型,其降解假一级动力学速率常数为0.050 6 min-1.当催化剂用量(TiO_2)为3.0 g·L~(-1)时,噻虫胺的光催化降解速率最大;高温和较低的底物浓度有利于噻虫胺的光催化降解;溶液的初始p H值为5时噻虫胺的降解速率最大,强酸和强碱均不利于其光催化降解.而无机阴、阳离子对噻虫胺降解均有明显的抑制作用.最后,通过GC/MS对噻虫胺光催化降解中间产物进行了初步鉴定,研究发现在活性氧物种的作用下噻虫胺降解途径主要有母体化合物的羟基化,硝基胍基团中N—N的断裂,以及连接硝基胍和噻唑环的C—N键的裂解等.     

四环素在水体中的自然光解作用机制

近年来,抗生素引发的水体环境污染问题日益受到关注,光解是其在环境中消减的重要过程,但其中的关键机制及影响因素尚不明确.本研究系统地考察了初始浓度、pH以及无机离子、溶解性有机物等环境因子对四环素（TC）光解的影响,明确了自然光解的关键活性氧物种（ROS）,同时结合理论计算和降解产物的分析,揭示出了TC的自然光解路径及作用机制.结果表明,模拟自然光条件下TC可快速降解,5 μmol·L^-1 的TC在180 min内降解率为75.0%,符合一级反应动力学,反应速率常数为0.007 min^-1,远高于避光条件.随着TC初始浓度的上升,TC光解率和速率呈现出下降的趋势,并且碱性条件更有利于TC光解.水体中存在Cu（II）、Fe（III）和NO₃^-均能显著促进TC光解;富里酸（FA）则由于光屏蔽和淬灭作用对TC的光解产生显著抑制,但FA 和Fe（III）共存时,Fe（III）对光解的促进作用占主导.水体中TC的自然光解不仅存在直接光解,并且以超氧阴离子（O₂^-·）和羟基自由基（·OH）为关键ROS的自敏化光解在TC的光解过程中也起到重要作用.结合TC光解后的产物分析发现,发生间接光解后TC发生开环反应,相比于直接光解和自敏化光解降解地更充分.综上,TC在自然水体中的光解强烈受环境因素影响,可以通过增强活性氧介导的间接光解过程促进水体抗生素污染修复.     

非自由基活化过一硫酸盐氧化降解喹啉的反应机制及毒性评价

采用非自由基活化的过一硫酸盐（PMS）氧化降解水中的喹啉,考察了PMS浓度、初始pH、反应温度及水中共存物质对喹啉降解效率的影响.结果表明,非自由基活化PMS体系可以有效降解喹啉,喹啉的降解过程符合伪一级反应动力学.初始喹啉浓度为10.0 mg·L^-1、PMS浓度为4.0 mmol·L^-1、pH 为7.0、温度为25 ℃的条件下,反应150 min喹啉降解率达到95.8%. HCO₃^-、NO₃^-、SO₄^2-和腐殖酸对喹啉的降解没有影响, 高浓度Cl^-可促进喹啉的降解.淬灭实验证实,反应体系中没有SO₄^-·和·OH的生成,而存在单线态氧（¹O₂）,PMS的直接氧化是喹啉降解的主导作用机制.通过GC-MS检测了喹啉降解的中间产物,并推测了喹啉降解的可能路径.毒性实验表明,反应体系降解喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物,而在最佳反应条件下体系可以有效脱毒.     

Transcending capitalism growth strategies for biodiversity conservation

The unlimited economic growth that fuels capitalism's metabolism has profoundly transformed a large portion of Earth. The resulting environmental destruction has led to an unprecedented rate of biodiversity loss. Following large-scale losses of habitats and species, it was recognized that biodiversity is crucial to maintaining functional ecosystems. We sought to continue the debate on the contradictions between economic growth and biodiversity in the conservation science literature and thus invite scholars to engage in reversing the biodiversity crisis through acknowledging the impacts of economic growth. In the 1970s, a global agenda was set to develop different milestones related to sustainable development, including green–blue economic growth, which despite not specifically addressing biodiversity reinforced the idea that economic development based on profit is compatible with the planet's ecology. Only after biodiversity loss captured the attention of environmental sciences researchers in the early 2000s was a global biodiversity agenda implemented. The agenda highlights biodiversity conservation as a major international challenge and recognizes that the main drivers of biodiversity loss derive from economic activities. The post-2000 biodiversity agendas, including the 2030 Agenda for Sustainable Development and the post-2020 Convention on Biological Diversity Global Strategy Framework, do not consider the negative impacts of growth-oriented strategies on biodiversity. As a result, global biodiversity conservation priorities are governed by the economic value of biodiversity and its assumed contribution to people's welfare. A large body of empirical evidence shows that unlimited economic growth is the main driver of biodiversity loss in the Anthropocene; thus, we strongly argue for sustainable degrowth and a fundamental shift in societal values. An equitable downscaling of the physical economy can improve ecological conditions, thus reducing biodiversity loss and consequently enhancing human well-being.     

无人机在重大自然灾害中的应用与探讨

重大自然灾害往往会造成重灾区信息通讯中断和道路交通破坏,灾情传递受阻将导致抢险救灾盲目部署,继而造成更大的损失和次生灾害。因此,获取灾情成为重大自然灾害抢险救灾的首要问题。无人驾驶飞机(简称无人机)是一种新工具,能够越过山川河流阻隔,通过摄影、摄像或其他遥感手段获取灾情。通过在北川县曲山镇等地震灾区进行无人机获取灾害信息实验,在2010年玉树地震抢险救灾工作中实现了高原灾区无人机首次航拍,获取的高清图片为划分灾区范围提供了重要依据。鉴于上述实践和探索,介绍了无人机性能和影响无人机摄影的诸多因素,如天气条件、无人机航带航迹和高度、航片重叠率、图片拼接及校正等,对相机与地面影像分辨率的关系进行了介绍,还通过航拍图片和地面图片比对,总结出建筑物倒塌破坏识别的基本要则。