城市地表系统POPs多介质循环过程与模拟研究进展

城市地表系统(USS)是陆地表层系统的重要组成部分,而以不透水面覆盖为主要特征的城市土地利用/覆被变化(LUCC)时空过程,打破了系统原有自然地理格局与过程,影响不同介质和界面间的物质循环与能量流动,改变POPs等污染物的循环过程与机理,是城市环境变化和人地相互作用的指示器与重要驱动力,是城市生态环境规划与管理保护的关键依据.本文总结了城市LUCC对POPs多介质分布迁移的影响,包括单介质中POPs的时空分布特征和POPs多介质迁移累积过程;从城市POPs多介质归趋模拟和基于GIS的城市多介质归趋模拟等方面,讨论了城市POPs多介质循环过程归趋模拟的主要进展;展望今后研究中需要重点解决的科学问题:基于不透水面的城市LUCC信息精确提取及与POPs排放输入等相关数据的同化集成; POPs多介质多界面迁移、转化过程与城市LUCC的耦合机理;城市LUCC背景下POPs循环过程、机制的关键模型参数的构建与获取;基于GIS和城市POPs循环过程与机理的、具有高时空分辨率的城市多介质归趋模型(UMFM)的构建与应用.     

高温胁迫对爪哇稻剑叶光合特性和渗透调节物质的影响

以耐热能力不同的两个爪哇稻Oryza stavia L. ssp.javanica品种IRAT109(耐热)和19 D(热敏感)为试验材料,对两种水稻在人工气候室进行日平均气温为33.5℃的高温处理,研究了高温胁迫对耐热能力不同的两个爪哇稻光合特性和渗透调节物质的影响,旨在揭示全球气候变暖的大背景下,耐热能力不同的爪哇稻品种对高温热害的生理代谢变化规律及响应机制。试验结果显示,高温胁迫引起爪哇稻气孔导度下降,胞间CO2浓度升高,叶绿素含量降低,最终导致净光合速率下降,并随着胁迫时间延长而呈现逐渐下降的趋势,但耐热品种IRAT109与热敏感品种19 D相比仍能维持较高的光合作用。两种水稻中气孔导度,胞间CO2浓度,叶绿素含量,净光合速率在高温胁迫12 d后与自然温度下的植株相比差异显著。同时,高温胁迫造成两爪哇稻中可溶性糖、可溶性蛋白含量降低,且随着高温胁迫时间的延长而逐渐降低,热稳定蛋白随高温胁迫时间的延长而逐渐升高,脯氨酸含量随高温胁迫时间延长呈现先升高后降低的变化趋势。耐热品种IRAT09在高温胁迫过程中可溶性糖和可溶性蛋白的下降幅度小于热敏感品种19 D,热稳定蛋白和脯氨酸含量的上升水平高于热敏感品种19 D。高温胁迫6 d后两爪哇稻中的可溶性糖,可溶性蛋白和热稳定蛋白含量与自然温度下植株相比差异显著,在高温胁迫第3、6和9天两爪哇稻中脯氨酸含量与自然温度下的植株相比差异显著。研究结果表明,耐热爪哇稻品种在高温胁迫下维持较高的光合特性和较高的渗透调节物质含量是其耐热的生理基础。     

利用改进的SOS/umu方法检测水处理过程中污染物的遗传毒性效应

SOS/umu遗传毒性测试方法被广泛应用于化合物和复杂混合物遗传毒性的评价,但是目前已报道方法的实验周期长达17 h,给实验操作带来了不便,因此亟需对常规方法进行改进。建立了测试周期可小于8 h(2 h预培养,4.5 h暴露培养) 的SOS/umu快速测定方法之后,应用改进后的方法对5种典型遗传毒性物质, 4-硝基喹啉1-氧化物(4-NQO)、丝裂霉素C(MMC)、甲磺酸甲酯(MMS)、2-氨基蒽(2-AA)和苯并芘(BaP)进行测定,结果表明,改进后的SOS/umu方法对4-NQO、MMC、MMS、2-AA和BaP的检测限分别为0.013±0.0031、0.031±0.0028、229.18±60.51、2.29±1.22和1.28±0.0698 μmol·L^-1,优于或者相当于报道方法。采用经典方法和改进后的方法对全国两个地区6个环境水样的遗传毒性进行测定,结果表明,两种方法检测出的6个环境水样的遗传毒性强度无显著性差异。另外,将研究方法应用于北方某市甲乙两个水厂原水、出厂水和管网水的遗传毒性评价,结果表明,两个水厂的原水、出厂水和管网水均表现出一定的直接遗传毒性,对应的4-NQO当量浓度(TEQ4-NQO)在0.0012 μg·L^-1至0.0129 μg·L^-1之间;加入鼠肝微粒体酶系统(S9)后,仅有乙水厂的管网水检测出极其微弱的遗传毒性效应。以上研究结果表明,改进后的SOS/umu快速测定方法能够实现在短时间（8h）内完成环境化合物及环境样品的遗传毒性检测,为筛选和评价化合物和复杂环境样品的遗传毒性提供了更为快捷的手段。     

3种克藻物质对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidose）的组合抑制效应

通过世界经合组织推荐的藻类生长抑制实验方法,对气相色谱一质谱联机鉴定出的3种克藻物质进行对蛋白核小球藻的克藻效应的组合实验,得出棕榈酸＋琥珀酸、棕榈酸＋琥珀酸＋乙酸丁酯,这两种组合对蛋白核小球藻的克藻效应为协同作用;棕榈酸＋乙酸丁酯、琥珀酸＋乙酸丁酯组合出现拮抗作用。光学显微镜照片显示,克藻物质组合作用后,蛋白核小球藻...     

光周期对油桃芽休眠诱导及呼吸代谢的影响

以‘曙光’(Prunus persica var.nectariana cv.Shuguang)油桃为试材,研究光周期对油桃芽休眠诱导进程以及对芽内底物水平的呼吸代谢运行的影响.结果表明:短日照使油桃芽提前进入休眠诱导,并促进休眠迅速加深,而长日照使休眠延迟.整个休眠诱导期内,叶芽和花芽的总呼吸速率先升高后降低.在底物水平上,随着休眠诱导的进行,三羧酸循环(TCA)略有下降,但仍维持高位运行,磷酸戊糖途径(PPP)在总呼吸中比例持续上升.短日照诱导相关的呼吸代谢变化提前出现,而长日照对相关呼吸代谢的变化具有推迟作用.     

亚磷酸盐降解微生物的筛选、鉴定和降解特性

从太湖底泥中筛选出一株能够利用亚磷酸盐(+3价)的细菌P1.通过生理生化实验及16S rDNA基因序列分析鉴定,P1菌与所有已知菌的同源性都很低,属于未知的新菌株.P1菌的最适培养条件为:pH6.5~7.0、温度30℃.P1菌能以亚磷酸盐为唯一磷源生长,在60~100mg P/L的初始亚磷酸盐培养条件下,100mgP/L的亚磷酸盐培养基中亚磷酸盐减少量最大(11%),培养基中生成正磷酸盐的比例最高1.6%.初始亚磷酸盐浓度越低,碱性磷酸酶(BAP)活性越高,60mgP/L的亚磷酸盐培养基中BAP的最高活性为1.86mol PNP/(L菌液·h).P1菌可能通过BAP将亚磷酸盐转化成生物体内所需的磷源.     

加强城市废弃物循环和资源化利用的思路建议

当前,我国城市废弃物存在数量迅速增长,资源化利用短板明显等问题,我国城市废弃物循环和资源化水平仍存在提升空间。为落实党的十九届四中和五中全会精神,进一步加强城市废弃物循环和资源化利用水平,从城市废弃物源头减量、完善分类回收利用体系、提升再利用和末端处理水平及加强低值废弃物资源化利用水平四个方面提出了加强城市废弃物循环和资源化利用的思路建议,努力促进构建绿色生产生活方式。     

右旋糖酐制药废水循环流化产沼气实验

为提升生物制药废水处理效率,以某制药厂的右旋糖酐废水作为主要发酵原料,设计2种不同循环流化的水力搅拌方案,进行653.5 L规模的厌氧消化对比中试试验。1号罐为底部进水高位集中压力出水（单口）,4号罐为底部进水高位分散式压力出水（四口）。28 d连续发酵实验表明,1号罐较不搅拌的对照组（0号罐）的产气率和COD去除率分别提升了45%和20%,4号罐则分别提升了58%和24%。研究结论可为指导右旋糖酐废水产气潜能提升设计和进一步机理研究提供借鉴。     

基于活性污泥微生物冻后再生对废水基质降解效能的研究

采用高径比为12.5的序批式反应器(SBR)对冷冻的成熟好氧颗粒污泥（AGS）解冻驯化,研究母体颗粒冻后富集培养及其在番茄废水基质降解中的循环利用。结果表明：冻后恢复活性的污泥第60天全部颗粒化,平均粒径不小于0.45 mm;高通量测序结果显示,相较母体颗粒,该污泥中与颗粒化相关的变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)优势菌群富集,微生物丰度呈显著差异（P<0.05）;复合菌株对COD、NH3-N和PO3-4-P去除率分别为98.9%、82.1%和82.2%,可实现番茄废水的有效降解。     

循环载荷下煤样渗透特性试验研究

以原煤煤样为研究对象,采用自主研发的三轴应力渗流实验系统,进行等幅循环加、卸载的渗透率测试,研究煤样疲劳损伤过程中渗透率对应力水平的响应特征。结果表明:上、下限应力点处渗透率随循环次数出现降低-稳定-升高3个阶段,整体呈“U”型,并且随着上限应力水平的升高,曲线有向“V”型发展的趋势。拟合结果显示:在渗透率降低阶段,渗透率与循环次数呈幂指数函数关系;在渗透率升高阶段,渗透率与循环次数呈指数函数关系,并且渗透率随循环次数的降低和升高速率与上限应力水平正相关。