Aqueous free radical chemistry of mercury in the presence of iron oxides and ambient aerosol

The effect of goethite (α-FeOOH), hematite (α-Fe₂0₃) and maghemite (γ-Fe₂0₃) on the aqueous photoreduction of divalent mercury with organic acids (oxalate, formate and acetate) is investigated. Laboratory photochemistry experiments with synthetic iron oxides and simulated sunlight were performed to assess the role of the oxides on the photoreduction. Ambient aerosol was also collected and introduced as the solid phase to compare its effect with that of synthetic oxides. It is observed that the presence of various iron oxides or aerosol particles enhances the photoreduction. It is also found that the hydroxyl radicals produced in the hematite-oxalate systems can re-oxidize the reduced mercury back to Hg(II). Based on the experimental observations, mechanisms responsible for the Hg(II) reduction are proposed. The kinetics of Hg⁰ oxidation by hydroxyl radicals was also studied by a steady-state kinetic technique using nitrate photolysis as the * OH radical source. The second-order rate constant is determined to be 2.0 × 10⁹ M⁻ s⁻¹. The implications of the studied reactions on the atmospheric chemistry of mercury are discussed.     

粘虫受中红侧沟茧蜂寄生后的生理变化

粘虫（Ｐｓｅｕｄａｌｅｔｉａ ｓｅｐａｒａｔａ）被中红侧沟茧蜂（Ｍｉｃｒｏｐｌｉｔｉｓ ｍｅｄｉａｔｏｒ）寄生以后生理生化上发生了一系列变化。通过被寄生粘虫的生长（体重）、发育（龄期）、血淋巴总蛋白含量和酚氧化酶活性等生理生化指标动态的研究,试图探讨中红侧沟茧蜂对寄主粘虫的生理调节方式和途径,进一步探讨寄生蜂同寄主相互协调、相互影响的关系。图６参２０     

Fenton试剂法降解餐厨垃圾异味

自行设计Fenton试剂法降解还原性气体异味的反应器,研究了Fenton试剂法处理餐厨垃圾异味主要成分(苯、乙酸乙酯、苯乙烯)的降解效果。以苯为典型代表物,优化得出该实验的最佳反应条件为:pH=3,FeSO4.7H2O投加量为1 g/L液相,30%H2O2投加量为10 mL/L液相,紫外光源辅助。结果证明,Fenton试剂法处理单一异味气体的效果较理想,在前180 min内能达到90%以上,该法在处理气态异味污染物方面具有广阔的应用前景。     

固定化氧化还原介体加速亚硝酸盐生物反硝化作用

考察了利用循环伏安法所制备的固定化氧化还原介体(AQS/PPy/ACF)加速亚硝酸盐生物反硝化的特性,及其降解过程中pH和氧化还原电位(ORP)的变化特征。结果表明,AQS/PPy/ACF可显著地加速亚硝酸盐的生物降解;在不考虑各因子间交互作用的条件下,AQS/PPy/ACF加速亚硝酸盐降解的最佳条件为温度35℃,pH=8和碳氮比为6;AQS/PPy/ACF加速亚硝酸盐生物反硝化过程中pH的变化趋势与传统的亚硝酸盐生物反硝化过程中pH的变化趋势相似;AQS/PPy/ACF的加入可使亚硝酸盐生物反硝化过程中的ORP降低约45 mV;AQS/PPy/ACF具有较好的催化稳定性。本研究可为亚硝酸盐的生物降解提供新的技术途径,并为该技术的实际应用提供理论基础。     

Wild fire impact on copper, zinc, lead and cadmium distribution in soil and relation with abundance in selected plants of Lamiaceae family from Vidlic Mountain (Serbia)

Fire has been considered as an improving factor in soil quality, but only if it is controlled. Severe wild fire occurred in the summer 2007 on the Vidlic Mountain (Serbia) overspreading a huge area of meadows and forests.Main soil characteristics and content of heavy metals (Cu, Pb, Cd, Zn) in different fractions obtained after sequential extraction of soil from post-fire areas and from fire non disturbed areas were studied. In four plant species of Lamiaceae family (Ajuga genevensis L., Lamium galeobdolon (L.) L., Teucrium chamaedrys L., Acinos alpinus (L.) Moench.), that grow in typical habitats of the mountain, distribution of heavy metals in aerial parts and roots was investigated too.For all samples from post-fire area cation exchange capacity and soil organic matter content are increased while rH is decreased. Fire caused slightly increased bioavailability of the observed metals but more significant rise happened in metal amounts bound to oxides and organics. The plants showed variable behavior. T. chamaedrys collected on the post-fire area contained elevated concentrations of all analyzed metals. A. alpinus showed higher phytoaccumulation for Zn and Cd, while the other two plant species for Pb and Cd in the post-fire areas.     

环境修复中锰氧化物与变价重金属交互作用的研究进展

氧化-还原过程是影响重金属环境行为的重要过程.锰氧化物作为重要的天然氧化剂,通过对变价重金属的氧化还原和吸附作用,影响着其在环境中的形态、生物有效性乃至归趋,具有很高的环境修复潜力和应用价值.近年来对锰氧化物和变价重金属元素的研究主要集中在以下几个方面:生物氧化锰的形成与多铜氧化酶体系的关系;锰氧化物与变价重金属的交互作用的机制及其影响因素,尤其锰氧化物的空间结构和作用位点的影响.目前,锰氧化物在环境修复中的应用主要集中在水环境修复方面,土壤体系及土壤微界面还很鲜见.同时土壤体系中影响锰氧化物与重金属交互作用的因素更多,其过程也更为复杂.本文通过总结锰氧化物与变价重金属交互作用的研究进展,对比不同重金属种类之间反应机制的差别,为更好的理解锰氧化物的环境作用提供基础,也期望能够进一步拓展其在污染环境的修复中的应用范围.     

氧化还原循环过程中沉积物磷的形态及迁移转化规律

为研究沉积物在氧化还原循环过程中磷循环迁移转化机制,通过控制实验模拟分析氧化还原条件下,上覆水理化性质变化特征、沉积物各形态磷变化及机制研究,并量化沉积物中磷的重新分配和沉积物磷酸盐的释放通量影响.结果表明:(1)氧化还原电位Eh和p H体系、硫体系、碳体系以及与磷相关性密切的铁体系变化规律具有周期性,并对解释沉积物-水两相界面磷的迁移转化机制有重要作用;(2)在氧化还原循环过程中,各形态磷含量随着氧化还原条件和时间变化,根据水-沉积物磷素变化量化分析可得,可还原态磷(BD-P)和铁铝结合态磷(Na OH-rP)是可逆地重新分配到弱吸附态磷(NH4Cl-P)、聚磷/有机磷(Na OH-nrP)、残渣态磷(Rest-P)和间隙水溶解性活性磷(SRP)中,且沉积物中变化量93. 7%的磷在还原反应时不会释放到水体中;(3)上覆水总磷(TP)浓度变化的92%为上覆水的SRP,表明水-沉积物在该循环过程中以水溶性磷交换为主;(4)根据Fick第一定律得,还原阶段磷扩散通量最大值为0. 58 mg·(m~2·d)-1,而氧化阶段第7 d扩散通量约为0. 16～0. 22 mg·(m~2·d)-1;氧化反应阶段,扩散通量随时间逐渐降低,还原阶段的变化趋势相反,表明还原状态会加速沉积物磷的扩散程度,而曝氧降低了沉积物磷扩散通量.     

曝气灌溉条件下土壤N2O排放特征及影响因子分析

为了明确曝气灌溉下土壤N₂O排放特征及主要影响因子,实验设置了2个灌水量（70%和90%田间持水量）和2个增氧水平（5,40mg/L）,采用静态箱法和qPCR技术对土壤N₂O通量及土壤关键功能基因进行测定,研究不同灌水量和增氧水平对土壤充水孔隙度、溶解氧、氧化还原电位（Eh）、矿质氮及氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）和反硝化基因（narG和nosZ）的影响.结果表明：培养过程中,各处理N₂O排放通量均呈现先增加后降低的趋势,于灌溉后1d达到峰值;曝气量和灌水量的增加可显著增加土壤N₂O的排放通量和排放峰值.灌溉造成土壤含水量增加的同时,降低了土壤溶解氧和Eh;曝气可提高土壤溶解氧和Eh,改善土壤通气性（P<0.05）,而对土壤充水孔隙度无显著影响.土壤充水孔隙度、Eh、NO₃^--N含量是曝气灌溉下驱动土壤N₂O排放的主要理化因子.曝气显著增加了AOA的基因拷贝数,且N₂O排放与AOA的基因拷贝数呈显著正相关关系（P<0.05）.研究结果为进一步明确曝气灌溉对土壤N₂O排放的影响机制和曝气灌溉模式下农田N₂O排放管理提供支撑.     

沉积物电缆细菌研究进展

目前,在沉积物中发现一种丝状多细胞微生物-电缆细菌,该菌属于变形菌门的脱硫球茎菌科（Desulfobulbaceae）.电缆细菌通过远距离电子传输将沉积物表面的氧还原与深处缺氧层的硫化物氧化电耦合进行完整的氧化还原反应,调节氧分子和硫化物迁移转化.电缆细菌有3种连接方式,表层存在脊段结构进行电子运输,并在富含硫酸盐和季节性周期变化的自然环境中广泛存在.这种新型的多细胞合作方式对沉积物的生物地球化学循环产生显著影响,促进沉积物硫化区铁锰的溶解,并抑制硫和磷等元素的释放.此外,电缆细菌参与硫化物和烃类污染物的降解,为污染沉积物生物修复领域提供新的研究方向.本文对电缆细菌的发现、生理代谢、栖息环境以及生物地球化学循环的影响等研究进行了综述.     

Eh、pH和铁对水稻土砷释放的影响机制

水稻水淹管理是导致水稻土砷大量释放和水稻对砷富集累积的关键环节.为研究土壤氧化还原电位(Eh)、pH值和铁对水稻土砷释放的影响,采用有氧/厌氧和间歇式有氧水淹培养方式,并分析土壤Eh、pH值、溶解态砷和铁(Ⅱ)随时间的变化,结果表明,长期厌氧水淹培养具有最大的砷释放量,且随着土壤Eh降低,砷(Ⅲ)和总砷(Ⅴ)的浓度均显著提高,其中相比于第一阶段,第二阶段砷(Ⅲ)和砷(Ⅴ)浓度分别提高了1.37μg·L~(-1)和0.99μg·L~(-1);相反,间歇式有氧水淹处理砷的释放量则相对较低,当有氧处理时间最长(6 d)时,砷的释放量最低.土壤Eh与pH值和砷的关系研究表明,二者均与土壤溶液砷呈指数关系,且随着土壤Eh降低和pH提高,水稻土砷的释放速率增大;土壤溶液铁(Ⅱ)与砷则存在显著正相关关系(r=0.868,P0.001).水稻土微环境中Eh降低和pH值提升是驱动砷释放的关键因素,因而有氧水管理模式是能够抑制砷的释放和降低水稻对砷吸收累积的有效方法.