土著细菌胞外聚合物对浅层地下水系统中砷增强的生物指示

为探明地下水环境中砷(As)对土著细菌的胁迫和土著细菌胞外聚合物(EPS)对浅层地下水系统中砷增强的响应机制,研究了厌氧条件下土著细菌D51001-1受As(V)和As(Ⅲ)胁迫时的生长特征,测定了细菌培养液中生物量、砷含量和细菌EPS组分的变化,并借助傅里叶红外光谱(FTIR)技术分析了砷增强对土著细菌表面结构特征的影响。结果表明:土著细菌D51001-1具有较强的耐As(V)能力,并且在接种1 d内能使溶液中50%以上的As(V)还原为As(Ⅲ),而As(Ⅲ)则会显著抑制土著细菌D51001-1的生长;FTIR分析发现,土著细菌细胞表面存在多种结合砷的官能团(如羟基、羧基、酰胺基和苯酚类),在砷胁迫下,土著细菌的EPS分泌量增加,以应对砷增强对土著细菌细胞的伤害。利用土著细菌的这些特征性变化可以指示浅层地下水系统中的砷异常。     

稻壳基活性炭催化剂的低温NH3-SCR抗硫性能

以稻壳基活性炭（DAC）为载体,利用等体积浸渍法制备了DAC负载Mn、Ce氧化物的Mn-Ce/DAC脱硝催化剂,并用于氨法SCR反应.采用N₂吸附、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和程序升温吸附脱附（TPR/TPD）等手段对催化剂的物理化学性能进行了表征.结果发现与商业木屑基活性炭负载Mn、Ce氧化物催化剂（Mn-Ce/MAC）相比,Mn-Ce/DAC具有更高的Ce³⁺/Ce⁴⁺比率、表面化学吸附氧含量以及表面Brønsted酸性位点,这与其优良的低温SCR活性及抗硫抗水性能直接相关.原位红外光谱结果显示在含硫气氛中Mn-Ce/DAC表面的硫酸盐含量明显低于Mn-Ce/MAC,表明前者具有优良抗硫性能.     

砷污染湿地生境下土壤微生物多样性及群落结构特征

为研究As（砷）污染对微生物多样性的影响,找寻有利于As污染修复的抗As菌种,利用高通量测序技术分析As胁迫〔w（As）分别为0、80、100、150、200和400 mg/kg,依次记为AT0组、AT80组、AT100组、AT150组、AT200组和AT400组〕对湿地生境中土壤微生物多样性及群落结构特征的影响.结果表明:As污染会引起微生物多样性和群落结构的变化,但并不是简单的负相关.在各处理组中,AT80组的土壤中微生物多样性最高,OTU（operational taxonomic units）数高达1 849,较未经As处理的AT0组增加了58.9%,说明低As胁迫在一定程度上会刺激As敏感微生物的生长繁殖,如Desulfovibrio（脱硫弧菌属）和Allobaculum等菌属,使群落结构更加复杂多样.高w（As）（400 mg/kg）对微生物有明显的抑制作用,导致某些物种消亡和多样性下降.As胁迫会诱导抗As微生物〔如Pseuomonas（假单胞菌属）〕成为优势类群,群落结构趋于稳定、单一.微生物群落结构对不同w（As）胁迫有明显的响应特征,可作为As污染湿地土壤质量评价的灵敏指标.在AT400组中存在大量的Pseudomonas veronii,可为As污染湿地微生物修复提供借鉴.研究显示,微生物对As污染具有较为敏感的响应,其中,Proteobacteria（变形菌门）和Firmicutes（厚壁菌门）为As污染生境中微生物优势门类并且与非专性吸附态As和谷胱甘肽含量呈正相关.      

我国重点城市饮用水中砷健康累积风险评价

基于全国重点城市饮用水水质调查数据,完善现有砷的疾病负担计算方法,以伤残调整寿命年(disability-adjusted life years,DALYs)为评价终点,对全国重点城市饮用水中砷污染水平进行健康风险评价.结果表明,我国重点城市供水的饮水砷浓度很低(0.53μg·L~(-1)),远低于国家规定的上限值(10μg·L~(-1)).其导致的总的终身癌症发病率为1.76×10~(-5).不同癌症的风险排序为:皮肤癌(1.53×10~(-5))肺癌(2.25×10~(-6))肝癌(2.30×10~(-8))膀胱癌(1.34×10~(-10));饮水砷导致的人均癌症疾病负担为1.91×10~(-6)人·a~(-1).其中,皮肤癌和肺癌分别占70.2%和29.0%,膀胱癌和肝癌的疾病负担可忽略不计,但其总体致癌风险仍高于WHO所推荐的10~(-6)人·a~(-1)的水平.虽然我国饮水砷水平不高,但致癌风险不容忽略,未来需要采取更加有效可行的措施削减砷浓度,保障人们的饮水安全.     

生物炭负载铁前后对复合污染土壤中Cd、Cu、As淋失和形态转化的影响研究

复合污染土壤中Cd、Cu等阳离子重金属与As具有不同的化学性质和迁移转化行为.本研究以负载铁前后的小麦秸秆生物炭作为修复材料,研究酸雨淋溶条件下两者对复合污染土壤中Cd、Cu、As淋失量及赋存形态的影响;通过分析淋滤液pH值、电导率和溶解性有机碳含量等,探讨其可能的作用机制.结果表明,生物炭和负载铁生物炭均显著提高了淋滤液pH值和电导率.溶解性有机碳淋失量在生物炭处理中较对照(CK)处理提高3.4%~15.9%,而在负载铁生物炭处理中则降低27.3%~60.8%.与生物炭不同,负载铁生物炭能够不同程度地降低Cd、Cu和As的淋失,5%施用量下累积淋失量较CK处理分别降低85.7%、19.0%和62.1%.对淋溶后土壤中重金属和As赋存形态进行分析发现,施用生物炭促进了土壤中Cd和Cu由酸提取态向残渣态转化,却使As由无定形及弱结晶铁铝氧化物结合态向专性吸附态转化.负载铁生物炭能够降低土壤中有效态Cd、Cu和As含量,相较于CK处理酸提取态Cd、Cu和非专性吸附态As含量分别减少3.6%~13.4%、7.5%~24.4%和19.0%~58.8%,而可还原态Cd和残渣态Cu、As含量分别增加4.3%~43.3%、2.2%~18.1%和44.9%~53.5%,其中,5%施用量下差异达到显著水平.综合而言,在5%施用量下,生物炭能够降低土壤中有效态Cd、Cu含量,却提高了As的迁移性和有效性;而负载铁生物炭既降低了酸雨淋溶条件下Cd、Cu、As的淋失,还促进了土壤中Cd、Cu、As由有效态向潜在有效态或稳定态转化,是修复重金属和砷复合污染土壤的有效材料.     

地表水中总砷的测定方法

通过原子荧光法,对地表水中的砷进行测定。结果:简化前处理方法,检出限为0.3vg/l,标准曲线相关系数为0.9999,相对标准偏差为1.59﹪,平均回收率为95.9%-99.7%结论:该法准确度、精密度良好、灵敏度高,是简便、快速、实用的测试地表水中砷的方法。     

铁锰双金属材料在不同pH条件下对土壤As和重金属的稳定化作用

pH是影响土壤As和重金属赋存形态及稳定化过程的重要因素,本文以人工合成的铁锰双金属材料(FMBO)为研究对象,研究了其在不同pH条件下对3种As和重金属复合污染土壤的稳定化作用,同时探讨了材料添加对土壤pH和酸碱缓冲性的影响.结果表明,As、Pb元素分别在土壤pH 3~9的中性偏酸性条件、pH 5~10的中性偏碱性条件下较为稳定,Cd、Zn、Cu在pH为7~11的碱性条件下浸出浓度较低.在碱性条件下,FMBO材料自身稳定性及稳定化作用均优于酸性条件,在As和重金属稳定的最适pH范围内,随着材料添加量增加,稳定化效率逐渐升高,其对As、Pb、Cd、Zn、Cu的稳定化效率最高分别能达到92.7%、100%、97.0%、88.7%、82.7%.添加FMBO材料可使土壤pH值升高,并能够提高土壤的酸缓冲能力,对As和重金属的长期稳定性有促进作用,而对土壤碱缓冲作用影响较小.从浸出元素的相关关系可以看出,Fe元素对土壤中As的稳定性有重要作用,Pb、Cd、Zn、Cu的稳定性受土壤pH影响较大.     

二氧化钛对地下水中砷硅的吸附及再生回用

二氧化钛(TiO_2)材料作为性能优异的吸附材料被广泛应用于地下水砷(As)的去除中.结果表明,地下水中共存硅离子(Si)会占据TiO_2的吸附位点,从而影响As的吸附及TiO_2材料的再生回用.本文通过同步辐射扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)研究了Si对As微观吸附机制的影响,表明Si的存在不会影响As在TiO_2上的吸附构型.衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)原位研究表明Si在TiO_2表面形成Si单体、低聚体和多聚体,从而竞争As的吸附位点,同时增加TiO_2再生的难度.为了实现TiO_2材料的高效再生,本研究进一步考察了氟化钠(NaF)对TiO_2表面Si的脱附效果,发现NaF可以有效地洗脱Si,再生后的TiO_2吸附性能稳定.ATR-FTIR光谱原位分析发现,NaF的加入可有效脱附TiO_2表面的Si单体和多聚体.当利用NaF和Na OH共同洗脱TiO_2表面的As和Si时,3次循环中As的脱附率为86.8%~100.3%,Si的脱附率为67.9%~82.0%.本研究为地下水砷硅共吸附材料的再生提供了一种有效方法.     

无机砷与两种典型天然有机质络合行为比较

以毒性较强的无机砷(五价砷iAs~V和三价砷iAs~(III))和环境中常见的天然有机质(NOM)为研究对象,采用平衡透析的方法,研究在pH中性条件下两种无机砷与两种NOM(胡敏酸HA和富里酸FA)的络合平衡时间,并通过对络合态砷占总砷比例的测定以及条件分配系数(D_(om))的测定,对比不同NOM种类、不同无机砷种类及不同比率iAs/DOC(dissolved organic carbon,可溶性有机碳)条件下两者的络合特征,并对相应的络合机理进行探讨.结果表明,无机砷与NOM的络合过程分为快速扩散、慢速扩散和平衡3个阶段;其中iAs~V与两种NOM的络合平衡时间约为48 h,iAs~(III)则在24 h之后基本达到络合平衡状态.两种NOM与iAs~V和iAs~(III)的络合比例随NOM浓度的增高而增加,但由于HA比FA具有更高的分子量和更复杂的分子结构,HA较FA显示出更强的络合能力.由于配位点减少原因,无机砷与两种NOM的络合随iAs/DOC比率上升而呈现出非线性下降趋势,这样非线性的现象与络合点位至少有两种类型有关.     

基于多采样点的南京市PM2.5中的水溶性砷分析

对南京市的18个采样点进行PM_(2.5)样品采集,并利用电感耦合等离子体质谱仪以及液相电感耦合等离子体质谱联用仪分别对样品中的总砷和4种水溶性砷进行测量,在此基础上研究PM_(2.5)中砷的形态及其时空分布特征.结果表明:南京市PM_(2.5)中的砷以无机砷为主,有机砷为辅.无机砷以三价砷(As(III))为主,五价砷(As(V))为辅,As(III)/As(V)的平均值为0.39±0.03.有机砷以二甲基胂酸(DMAs(V))为主,所有样品均未检出甲基胂酸(MMAs(V)).总砷(As_T)、As(III)、As(V)和DMAs(V)的年平均浓度分别为6.90、0.99、3.20和0.03 ng·m~(-3).PM_(2.5)中的砷浓度具有明显季节变化:总砷和As(V)最大浓度出现在冬季,As(III)最大浓度出现在夏季,DMAs(V)只在夏季出现.T检验表明:As(III)、总砷和DMAs(V)年平均浓度在城区和郊区之间存在显著差异.空间变异系数的计算结果表明DMAs(V)的空间变化最大,其空间变异系数为0.6.总砷和3种水溶性砷年平均浓度由大到小排列为:农村郊区城区.道路采样点和城市背景点的总砷年平均浓度比为0.92,说明城区交通源对PM_(2.5)中砷污染的贡献不明显.As(III)和As(V)的主要排放源可能为燃煤电厂和钢铁冶炼厂,而DMAs(V)可能主要来源于生物挥发产物的二次生成.