宁夏养牛场粪污和周边土壤中抗生素及抗生素抗性基因分布特征

畜禽粪便是抗生素和抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）重要的储存库.为揭示宁夏肉牛养殖场牛粪和养殖场周边土壤中抗生素及ARGs的分布特征,采用超高效液相色谱-串联质谱法和高通量荧光定量法对不同规模的养牛场进行调查研究.结果表明：①牛粪中优势抗生素为四环素类、喹诺酮类和磺胺类.不同养殖期牛粪中抗生素含量差异显著;育肥前期和哺乳期抗生素含量较高,犊牛期相反.②土壤中以喹诺酮类和四环素类抗生素为主,喹诺酮类抗生素检出率和含量都最高.养殖场对周边土壤中抗生素的分布无影响;施用牛粪的土壤中喹诺酮类和四环素类抗生素含量显著增加.③牛粪中共检测到ARGs亚型79~142种,其中氨基糖苷类ARGs数目最多.育成期ARGs数目最多且相对丰度最高,犊牛期相反.所有养殖期牛粪中共存ARGs是tetQ、ermF和tetO-01.④土壤中ARGs亚型有35~79种,主要是多药类和氨基糖苷类ARGs.养殖场对周边土壤中ARGs的数目和相对丰度无影响;施用牛粪的土壤中ARGs数目和相对丰度都显著高于其他土壤.⑤磺胺类和氯霉素类ARGs在牛粪和土壤中都有水平移动的风险.牛粪中氨基糖苷类和四环素类ARGs相对丰度与其对应抗生素含量呈极显著相关.⑥对牛粪和土壤中各类ARGs相对丰度而言,氨基糖苷类与磺胺类和氯霉素类、可移动遗传元件（mobile genetic elements,MGEs）与氨基糖苷类和磺胺类均呈显著或极显著正相关,而大环内酯类与万古霉素类则呈显著负相关.本研究结果可为肉牛不同养殖期抗生素的使用和牛粪施用等提供理论依据.     

盐度对厌氧氨氧化工艺处理含海水污水脱氮特性的影响

采用ASBR厌氧氨氧化反应器,通过逐步提高所含海水比例,研究了厌氧氨氧化工艺处理含海水污水的脱氮特性.结果表明:经过一定时间的驯化后,厌氧氨氧化菌可以在各个海水比例下保持活性并维持较高的脱氮性能.当海水比例不高于40%时,反应器的稳定性和脱氮效能几乎不受盐度提升的影响,同时厌氧氨氧化菌的活性还会得到增强,比厌氧氨氧化活性(SAA)最高时的海水比例为30%,是10%海水比例时的121.3%;当海水比例高于40%时,反应器的脱氮效能开始下降,但经过一段时间的驯化后会得到恢复,在此期间反应器对海水盐度的响应可分为敏感期、过渡稳定期和恢复期3个阶段.在100%海水比例下,反应器的NRR可达0.341kgN/(m³·d),为10%海水比例时的73.7%,且其还有进一步提升的趋势.     

地下水位变化在分析海水入侵中的应用

基于同期的外海潮位与S-1监测井电导率监测数据,对辽东湾西侧绥中砂质平原海水入侵岸段的外海潮位对海水入侵的影响进行了分析。结果表明外海潮位的变化可以对海水严重入侵区域的S-1监测井附近产生显著的影响,高潮位时会导致该地区海水入侵程度加重。基于实测的过渡区地下水位与Cl-含量数据,得出季节变化的地下水位与季节变化的地下水Cl-含量呈现明显的正相关关系,相关系数在0.92以上。利用该相关关系,可以得出该地区的海水入侵过渡区(250 mg/L)对应的地下水位值为-2.22 m~0.25 m,可以为确立该地区海水入侵过渡断面的位置提供间接的依据和参考。     

北长山岛海水入侵成因机理及现状评价

受全球气候变化影响,海水入侵已成为海岛地区普遍面临的地质灾害,严重制约海岛的开发与利用。本文以北长山岛为例,通过对不同含水层野外现场取样分析与高密度电法测试,探讨该地区海水入侵的成因机制与主要影响因素,并结合前人研究成果对该地区海水入侵现状进行评估。研究成果可为防治海水入侵灾害以及北长山岛地下水资源开发和管理提供科学依据。     

水合物法海水淡化脱盐效率研究

采用水合物生成装置分别加入二氧化碳和甲烷气体通过水合物法进行2组海水淡化实验。每组实验分别提取3次不同反应时间的水合物晶体,检测水合物中Na+、Mg2+、K+、Ca2+、B3+的离子浓度。结果表明:CH4水合物形成过程中,盐离子的脱盐效率与离子半径和所带电荷量呈线性相关性。CO2水合物生成实验中,由于Ca2+与CO2-3反应生成Ca CO3颗粒,故Ca2+离子浓度变化与离子半径和电荷量呈非线性关系。同时提出更全面的水合物法海水淡化中盐离子的排斥机制。较于反渗透传统方法,水合物法具有脱硼效果好的优势。     

向海洋要淡水

正海水又苦又咸,而淡化海水成本高昂,这是众所周知的事实。缺水的人类应该如何向大海要淡水?人类能不能像开采石油那样从海底开采淡水?答案是肯定的,在一望无际的大海中确实存在淡水资源,而且不久前,我国在浙江省舟山群岛附近海域打出了一口淡水井,此举开创了我国海底探水的先河。     

多参数指示南极普里兹湾浮游植物的时空变化

以南极普里兹湾沉积物为研究对象,运用气相色谱技术,研究了生物标志物菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮对应指示的硅藻、甲藻、颗石藻等浮游植物的生产量和种群结构的历史变化,结合2001—2011年实测和遥感水体ρ(Chla)(Chla为叶绿素a)及SST(海水表层温度)数据,探讨了该湾浮游植物生产量时空变化特征及其影响因素. 结果表明:过去100多年间南极普里兹湾浮游植物总生产量(212.04~759.10 ng/g)〔以w(菜子甾醇)+w(甲藻甾醇)+w(长链烯酮)计〕和w(硅藻)所占比例(62.28%~87.13%)〔以w(菜子甾醇)所占比例计〕均呈上升趋势,而w(甲藻)所占比例(10.09%~27.98%)〔以w(甲藻甾醇)所占比例计〕和w(颗石藻)所占比例(1.97%~9.74%)〔以w(长链烯酮)所占比例计〕则呈下降趋势. 全球变暖背景下浮游植物种群变动通过改变南大洋对CO₂的吸收进而影响全球碳循环. 水体ρ(Chla)与沉积生物标志物指示的浮游植物总生产量均具有湾内高、湾外低的空间分布特征. 湾内ρ(Chla)与SST的年际变化趋势相似,二者以2002—2003年和2009—2010年相对较高,SST分别为-0.30和0.01 ℃,ρ(Chla)分别为1.69和2.31 mg/m3;以2001—2002年和2010—2011年相对较低,SST分别为-1.19和-0.95 ℃,ρ(Chla)分别为1.08和0.79 mg/m3,表明该湾SST变化可较明显地影响浮游植物的生长.      

自然条件下水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解及其影响因素

研究了室外条件下河水和海水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解(光解和水解)行为,并考察了室内条件下硝酸盐、腐殖酸和颗粒物对光解的影响.结果表明,3种目标农药在水环境中的非生物降解(光解和水解)动力学符合一级动力学模型.在厦门夏季室外条件下(平均气温25—32℃),河水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解半衰期(t1/2)分别为17.6—49.8 d、25.6—90.5 d、16.5—42.6 d,光解t1/2分别为19.9—73.6 d、28.0—131.8 d、17.6—50.5 d,水解t1/2分别为154.0 d、288.8 d、271.8 d;海水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解t1/2分别为22.8—48.1 d、74.8—93.8 d、37.2—48.4 d,光解t1/2分别为34.1—160.6 d、113.4—163.8 d、87.4—193.0 d,水解t1/2分别为68.6 d、219.7 d、64.6 d.目标农药的光解在非生物降解中占主导地位,河水中的光解速率普遍快于海水.pH升高促进三环唑和苯醚甲环唑的水解,但抑制氟环唑的水解.室内实验发现,硝酸盐抑制目标农药的光解,腐殖酸抑制氟环唑和苯醚甲环唑的光解,但促进三环唑的光解;河水中的颗粒物抑制目标农药的光解,但海水中的颗粒物却能促进目标农药的光解.总体而言,水环境中3种唑类农药的降解半衰期都较长,在实际水环境中的存在状况和毒理效应值得进一步研究.     

刺参(Apostichopus japonicus)养殖环境中可培养细菌与理化参数的动态及其相关性分析

随着刺参(Apostichopus japonicus)人工养殖业的快速发展,刺参病害日渐突出.养殖环境微生物和理化参数作为养殖生态系统的重要组成部分,其变化规律及其相关性研究对防治刺参病害具有重要意义.本研究于2012年4月至2013年4月,对山东省即墨市刺参养殖池塘水体中4种可培养细菌(总异养菌、弧菌、硝化细菌、硫化细菌)、4项理化参数(温度、pH、盐度、溶解氧)和沉积环境中6种可培养细菌(总异养菌、弧菌、硝化细菌、硝酸盐还原菌、硫化细菌、硫酸盐还原菌)、6项理化参数(温度、pH、氧化还原电位、硫化物、有机碳、总氮)的动态变化进行了监测,并分析了不同细菌类群的数量及其与沉积物中5项理化指标间的相关性.结果显示:水中大多数细菌类群的周年变化呈夏季高、冬季低的趋势,与温度的变化趋势基本一致,弧菌的变化幅度较异养菌大;硝化细菌较硫化细菌高一个数量级,但变化趋势一致;水体的pH与溶解氧均在夏季高温出现最低值,与温度变化趋势相反;沉积物中异养菌数变化不大,弧菌数量在夏季和冬季出现两个高值.氮循环相关细菌的数量高于硫循环相关细菌.相关性分析结果显示,刺参养殖池塘沉积物的pH与氧化还原电位呈显著正相关(P0.05),二者与硫化物含量均呈极显著负相关(P0.01).硫化物含量与总异养菌、硫酸盐还原菌和硝化细菌均呈极显著正相关(P0.01),与硫化菌和硝酸盐还原菌呈显著负相关(P0.05),总氮含量与硝化细菌正相关性显著(P0.05).各类细菌数量之间也存在一定的相关性:总异养菌与硝化细菌、硫酸盐还原菌之间、硝化细菌与硫酸盐还原菌之间均存在极显著正相关性(P0.01),弧菌与总异养菌、硝化细菌之间存在正相关性,硝酸盐还原菌与硝化细菌之间、硫酸盐还原菌与硫化细菌之间存在负相关性.本研究表明刺参养殖池塘环境中多项理化参数和细菌数量之间相关性显著,其关系错综复杂,可为防治刺参病害提供理论依据.