接种混合功能细菌降低黑麦草体内菲和芘污染的机理初探

本研究通过批量降解试验,探讨了功能菌株Massilia sp. Pn2和Mycobacterium flavescens 033降解菲和芘的基本动力学过程和规律;重点采用温室盆栽试验,研究了接种混合菌株对黑麦草体内PAHs含量及多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,菌株Pn2和033可以分别利用菲和芘作为碳源和能源进行生长;在30℃、pH=7.0条件下,菌株Pn2和033对100 mg·L~(-1)菲和50 mg·L~(-1)芘的降解率分别高达99.7%和98.3%,降解半衰期分别为0.34 d和0.95 d(R~20.98).与接种灭活混合菌株对比,接种混合菌株Pn2和033显著地降低了黑麦草体内菲和芘的含量和积累量(p0.05),并阻控菲和芘由黑麦草根向茎叶转移.同时,接种混合菌株Pn2和033显著地提高了黑麦草根和茎叶中POD(p0.05)活性,该酶能够促进黑麦草体内超氧自由基的清除,并保护细胞免受PAHs损伤,进而影响PAHs在黑麦草体内的代谢过程.研究结果为阐明接种混合功能菌降低植物体内PAHs污染的作用机理提供了一定的参考价值.     

成晶节杆菌NT16和共生芽孢杆菌NG16联合代谢1-萘酚的特性

1-萘酚是多环芳烃降解过程中极易积累的典型含氧多环芳烃,其难降解、毒性大,直接影响多环芳烃污染环境的修复效果.为探究微生物联合代谢1-萘酚的特性,以前期从含氧多环芳烃污染土壤中分离出的两种共生菌株——成晶节杆菌NT16和芽孢杆菌NG16为受试菌株,结合HPLC、TOC、GC-MS等测定方法进行降解特性的测定.结果表明,NT16菌和NG16菌均能以1-萘酚为唯一碳源和能源生长,两种菌株联合代谢比NT16菌、NG16菌单独降解1-萘酚的生长量分别高2.758×10~9 cfu·mL~(-1)和1.4×10~9 cfu·mL~(-1),对1-萘酚的降解率可提高20%,使体系中TOC值加速降低.NT16菌和NG16菌联合代谢1-萘酚可按照两个途径进行,其一,1-萘酚羟化后开环,进入邻苯二甲酸代谢途径.NT16菌更易进入该途径,而NG16菌则不易通过该途径降解1-萘酚;其二,1-萘酚羟化后开环,进入苯丙酸代谢途径.NG16菌迅速将1-萘酚降解为对羟基苯乙酸,其在降解体系中积累,NT16菌无法高效降解1-萘酚却能够降解对羟基苯乙酸至较短烷基链的小分子化合物.该研究结果将为含氧多环芳烃污染环境实际修复中微生物群落协同作用降解污染物奠定基础.     

村镇生活垃圾与秸秆混合焚烧过程中多环芳烃(PAHs)释放特征

为了解我国农村地区生活垃圾与玉米秸秆焚烧处置过程烟气中多环芳烃(PAHs)释放特征,对我国农村地区生活垃圾可燃组分以及生活垃圾与玉米秸秆混合焚烧组分在焚烧过程烟气中PAHs化合物释放特征进行分析,利用气相色谱-质谱仪(GC-MS)对样品中的16种PAHs进行分析,研究气态以及颗粒态PAHs的释放因子、环数比例、气固态分配以及排放特征值.结果表明气态PAHs排放因子为当垃圾与秸秆混合比例为1∶2时PAHs的总量最多,而颗粒态为当垃圾与秸秆混合比例为1∶3时PAHs的总量最多;气态PAHs主要集中于2～3环低环数化合物,颗粒态PAHs则主要以中低环数(3～4环)化合物为主,本研究为促进我国村镇生活垃圾处理与资源化运用提供理论依据.     

某生物质电厂周边农田土壤中多环芳烃污染特征及生态安全评价

为了解与评价某生物质电厂周边农田土壤多环芳烃的污染状况,按照点源扇形布点原则,在电厂周边4个方位不同距离布点,在远离电厂区域设置对照点.参照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166—2004)采样,共采集25个农田土壤样品.取经过处理的样品5.00 g,用乙腈超声提取、浓缩后,HPLC法测定15种PAHs的含量.描述其空间分布特征,采用特征污染物分析、环数分析、异构体比值分析及聚类分析等方法解析污染来源,运用荷兰分级标准评价法进行生态安全评价.结果显示生物质电厂周边农田土壤中15种PAHs总量为311μg·kg~(-1)(204～576μg·kg~(-1)),TEQ(BaP)为21.9μg·kg~(-1)(4.39～58.1μg·kg~(-1)),明显高于对照区的193μg·kg~(-1)(76.1～329μg·kg~(-1))和12.7μg·kg~(-1)(0.499～31.9μg·kg~(-1)).在常年主导风向下风向,BaP、PAHs总量和TEQ(BaP)随烟囱距离的增加呈抛物线趋势分布,最大值在距电厂1000 m处.生物质电厂周边农田土壤中高环PAHs组分高于对照区和燃煤电厂周边,生物质燃烧是该区域PAHs的主要来源.生物质电厂周边农田土壤中BaP、∑PAHs和TEQ(BaP)高于燃煤电厂和医疗垃圾焚烧厂,存在不容忽视的生态风险.     

油指纹多元统计分析在鉴别地表水石油类污染来源中的应用研究

采用油指纹多元统计方法,对嘉兴市杭州塘和长山河水系沿岸加油站9个不同来源的轻质柴油进行了分类鉴别,并考察了风化的影响.结果表明:仅基于GC-MS谱图,很难对不同轻质柴油的来源进行鉴别;但基于GC-MS谱图,提取正构烷烃及多环芳烃特征比值,进一步采用多元统计方法,可以对不同来源的轻质柴油进行区分.考虑实际水环境中油污染物会风化,向河水中投入两种轻质柴油,考察了不同初始浓度和不同风化时间下的油指纹变化,发现油污染物初始浓度为0.5 mg·L~(-1)时,所有特征比值在风化过程中均极不稳定,无法用于分类鉴别;油污染物初始浓度达到1.0 mg·L~(-1)及以上时,特征比值C_(17)/Pr、C_(18)/Ph在风化5 d内可用作油指纹的鉴别指标,5 d后无法用于鉴别;特征比值Pr/Ph、(C_(19)+C_(20))/(C_(21)+C_(22))、CPI受风化时间影响小,始终可以作为油指纹鉴别的特征指标.     

基于DALYs的北京市大气PM2.5载带苯并[a]芘疾病负旦研究

苯并[a]芘(BaP)是一类兼具强致癌性和非致癌毒性的物质,可随PM_(2.5)经呼吸途径进入人体而威胁健康.本文采集2016年北京城区监测点PM_(2.5)样品并采用气相色谱质谱联用仪测定其载带BaP浓度.通过BaP的流行病学及动物毒理学数据的检索和分析,确定BaP呼吸暴露的致癌和非致癌毒效应评价终点及其剂量效应关系.运用伤残调整生命年(DALYs)指标估算了呼吸途径人群PM_(2.5)载带BaP暴露导致的疾病负担.结果显示北京市BaP导致总疾病负担为431.36 DALYs·a~(-1),每千人DALYs为0.03 a~(-1).其中非致癌效应的疾病负担为1.98 DALYs·a~(-1),致癌效应为429.39 DALYs·a~(-1).不同毒效应的疾病负担排序为:癌症(99.54%)发育毒性(0.41%)生殖毒性(0.04%).不同季节的疾病负担贡献差异较大.北京市BaP暴露导致疾病负担的主要贡献季节为冬季,疾病负担贡献的顺序为冬季(88.01%)秋季(4.91%)春季(4.34%)夏季(2.74%).     

廊道与源地协调的国土空间生态安全格局构建

构建生态联系紧密且生态干扰更小的生态安全格局,是平衡国土空间规划中生态保护与经济社会发展的重要手段。在国土空间中,为形成廊道与源地的协调与保护兼顾的生态安全格局,以环洞庭湖区域33个县（区）为例,针对核心生态源地与自然廊道、经济社会源地与人工廊道分别形成的生态格局、城镇格局,揭示两者之间生态关键点及生态干扰点的分布特征,并差异化应对。结果表明：（1）为促进生态要素的空间联系,1537条生态廊道应纳入生态安全格局中,908处生态关键点需要保护,而0.48%的经济社会源地面积应退让给自然廊道。（2）受干扰的核心生态源地面积占比和自然廊道长度占比分别为1.36%、12.95%,8800处生态干扰点可采取缓冲、预警等主要应对策略,以协同发展自然—人工系统。（3）为满足生态保护用地应持续增加的需求,非核心生态源地内,面积分别为203.22 km²、125.67 km²、35.59 km²的一、二、三级自然廊道可分批作为生态安全格局未来发展的储备用地。研究结果可为协调国土空间规划体系中生态用地与城镇建设用地提供参考。     

福州城市及郊区冬、夏两季大气中多环芳烃特征研究

2010年冬、夏两季,利用大流量采样器和气相色谱-质谱联用仪(GC-MSD),分析了福州市大气中多环芳烃(PAHs)的浓度水平、分布特征及来源.结果表明,福州城郊冬、夏两季大气(颗粒相+气相)中ΣPAHs浓度范围分别为115.45～187.76ng.m-3和45.55～59.20 ng.m-3,整体而言,气相显著高于颗粒相,冬季高于夏季;冬季城区高于郊区,夏季城区则低于郊区,但城郊区差异不显著;气相中PAHs比例夏季高于冬季.整体而言,气相中PAHs主要以2～4环化合物组成,颗粒相中则以4～6环化合物为主.冬季气相中PAHs主要以3环化合物为主,夏季主要以3环和4环化合物为主;颗粒相中PAHs组成无明显的季节特征.毒性当量因子法分析表明福州市空气质量状况总体良好.来源解析表明,福州大气PAHs主要为燃烧源,福州机动车燃料以柴油为主.     

固相微萃取和固相萃取评价多环芳烃降解过程中的生物有效性变化

为了揭示多环芳烃(PAHs)降解过程中的生物有效性变化规律,应用PAHs降解菌剂对PAHs污染焦化厂土壤进行微生物修复,采用固相微萃取及固相萃取方法提取评价PAHs的生物有效性,分析降解率和生物有效性变化的差异及相关关系.结果表明,该焦化厂土壤中PAHs总量以低环PAH为主,微生物菌剂对土壤总PAHs降解率为68.3%;微生物作用后,孔隙水中PAHs的降低以3、4环为主,孔隙水中PAHs变化率普遍低于土壤中的降解率;Tenax-TA提取降解前后土壤中的PAHs,降解后3、4环PAHs的快速解吸组分降低,5、6环的快速解吸组分变化不大;土壤中PAHs降解量分别与PAHs孔隙水浓度和Tenax-TA快速提取量存在相关关系.以上结果表明可用PAHs孔隙水浓度以及Tenax-TA快速提取量预测微生物对土壤PAHs的降解,这为焦化厂土壤PAHs污染的修复提供了理论依据.     

巢湖水体和水产品中多环芳烃的含量与健康风险

利用GC-MS测定了巢湖水体15个样品及9种主要水产品中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量,并用美国环保局(USEPA)推荐的健康风险评价模型估算了巢湖地区居民由于饮水、洗澡及食用水产品造成的PAHs暴露量.在此基础上,利用概率风险评价和蒙特卡罗模拟方法分析了巢湖水体与水产品中PAHs的健康风险及其不确定性.研究结果表明,巢湖水体中16种优控PAHs总含量(PAH16)范围为95.63～370.13ng·L-1,平均为(170.72 ±70.79) ng·L-1,BaP当量浓度(Bapeq)为(1.43±0.79) ng·L-1;水产品中PAH16的干重含量范围为129.33 ～575.31 ng·g-1,均值为(320.93±147.50) ng·g-1,BaP当量浓度为(4.67±6.68) ng·g-1.巢湖地区居民由于饮水和洗浴造成的PAH16暴露量分别为(5.76±2.39)×10-3 ng·kg-1·d-1和(25.08±10.40)×10-3 ng·kg-1·d-1,城镇与农村居民食用水产品造成的PAH16暴露量分别为(190.86±84.17) ng· kg-1· d-1和(75.88±33.47) ng·kg-1·d-1;水产品食用是巢湖地区居民PAHs暴露的主要途径.洗浴和饮水造成的PAH16暴露风险分别为(6.33±4.70)×10-9 a-1和(4.32±2.47) ×10-7 a-1,城镇与农村居民食用水产品造成的PAH16暴露风险分别为(3.17±3.79)×10-5 a-1和(1.25±1.50) ×10-5 a-1;居民食用水产的PAH16暴露风险高于USEPA建议的可接受风险(1.0×10-6 a-1),存在一定的致癌风险.水产品食用风险的不确定度较高,Bap当量浓度是影响风险评估不确定性的主要因素.