抗生素环丙沙星(CIP)在两种红树林湿地中的残留及迁移特征

沿海地区水产养殖废水直排导致滨海红树林内抗生素富集.本研究在广东省湛江市高桥红树林自然保护区展开,采用高效液相色谱法对两种优势红树植物群落—红海榄(Rhizophorastylosa)、白骨壤(Avicennia marina)根际沉积物及植物根、枝、叶中环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)的残留进行定量分析,同时分析红树植物根系含脂率(Lipid ratio,LR)与根系中CIP累积的相关性.结果表明,红海榄、白骨壤根际沉积物中CIP残留无显著差异(p0.05),含量分别为(69.0±5.9)、(63.0±6.2)μg·kg~(-1),高于国内外其它湿地沉积物中CIP残留水平;植物体内CIP累积表现为白骨壤((1306.3±234.8)μg·kg~(-1))红海榄((366.6±52.0)μg·kg~(-1))(p0.05),且均呈现地上部(枝、叶)根部的特征,转移因子(Transfer Factors,TF)分别为3.5±1.7、1.4±0.5.两种红树植物对环境中CIP均具有净化潜力,其中,以白骨壤净化能力更强.研究同时发现,含脂率不是影响根系吸收累积CIP的关键因子.本研究对抗生素在红树林湿地内的迁移和吸附特征研究具有借鉴意义.     

农药与土壤腐殖物质的结合残留及其环境意义

农药或其代谢产物进入土壤环境后，可通过多种途径与土壤无机和有机组分形成结合残留物。越来越多的证据表明，在农药土壤环境行为的研究中，应重视其结合残留问题。文章阐述了农药在土壤中的主要结合残留机理，结合残留物在土壤腐殖物质各组分中的分布状况及其环境意义，并对该领域的深入研究提出建议。     

土壤中结合残留态农药的生态环境效应

土壤中农药结合残留态的形成，导致其活性暂时降低，但并未从土壤中消失，在特定的环境条件下又重新释放到环境中并表现出较高的生物有效性，从而威胁农产品质量安全与环境质量。文章论述了土壤中结合残留态农药的定义、形成过程及影响因素、老化和释放过程及机制。土壤中结合残留态农药主要通过吸附过程、化学反应及物理镶嵌等作用而形成，其形成过程受农药的结构和化学特性、土壤理化性质、环境条件和农艺措施的影响。老化是化合物和土壤组分紧密结合，减少被普通提取方法提取出来的数量，降低了化合物的生物有效性。同时老化的物质在土壤环境条件改变的情况下又重新释放到土壤溶液中或进行矿化，此过程可以通过物理一化学机制或生物化学作用而发生。重新释放到环境中的结合残留态农药又表现出较高的生物有效性，可能被植物、动物或微生物所吸收，并沿食物链富集和放大或进入水体污染水产品和造成水质恶化，从而威胁人体健康。文章还分析了土壤结合残留态农药可能带来的环境问题，提出了此问题今后研究的方向。     

秸秆还田配施生物炭对关中平原夏玉米产量和土壤N2O排放的影响

为探明秸秆还田配施生物炭对夏玉米产量和土壤氧化亚氮（N₂O）排放的影响,基于2019~2020年关中平原田间定位试验,利用静态暗箱-气相色谱法监测了土壤N₂O排放通量,综合分析夏玉米产量、土壤N₂O排放和土壤活性氮组分,明确了秸秆还田配施生物炭在培肥土壤、增产减排方面的效应.以秸秆不还田（S₀）为对照,设置秸秆还田（S）和秸秆还田配施生物炭（SB）共3个处理.结果表明,各处理N₂O排放峰值出现在秸秆还田后10 d,秸秆还田30 d后土壤N₂O排放通量处于较低水平,土壤N₂O排放通量与铵态氮（NH₄⁺-N）、无机氮、微生物量氮（MBN）和可溶性有机氮（DON）含量呈显著的正相关关系（P<0.05）.S较S₀显著增加夏玉米产量、N₂O累积排放量、单位产量N₂O累积排放量和土壤总氮（TN）含量,分别为7.4%~13%、65.8%~132.2%、54.6%~103%和27.8%~33%.虽然SB较S提高夏玉米产量（2.5%~3.3%）的趋势不显著（P>0.05）,但是SB较S显著降低N₂O累积排放量和单位产量N₂O累积排放量,分别为24.0%~27.3%和26.4%~29.2%.在土壤N₂O排放通量达到峰值时,SB较S显著降低土壤N₂O排放通量45.1%~69.6%,生物炭能够缓解秸秆还田所诱发的土壤N₂O排放,具有削峰的作用.SB较S显著增加土壤总氮9.1%~12.2%.综合作物产量、N₂O排放和土壤总氮,对夏玉米生产而言,秸秆还田配施生物炭不仅培肥地力,提高夏玉米产量,而且减少单位产量N₂O累积排放量,是可供推广的兼顾作物产量和环境友好的适宜管理措施.     

废弃轮胎制备热解炭对醋糟厌氧产甲烷性能的提升效果研究

醋糟在酿造行业中大量产生,除少量用于饲料添加外,大部分成为生物质废弃物,适合于厌氧产沼方式进行能源化处理,但较低的产气量又成为制约厌氧消化工艺应用的主要因素.本研究发现利用废弃轮胎热解过程产生的热解炭,可有效提升醋糟厌氧产甲烷效果,在接种比为1：1（以VS计）时,产甲烷效果最优,相对于未投加热解炭的对照组,甲烷产率提高56%,达到283 mL·g^-1;进一步对热解炭制备温度和投加量影响产甲烷效果进行了研究,结果表明,在接种比为1：1的条件下,热解炭投加量越多,热解温度越高,甲烷产率提升效果越明显,本研究中,当热解炭投加量为12 g,热解温度为1000℃时,甲烷产率相比对照组提升104.4%.通过高通量测序分析,同时结合热解炭本身特性表征,进一步证实热解炭投加可提升水解产酸菌和厌氧产甲烷菌丰度,而其热解炭本身的导电性能可能在增强菌群间互营产甲烷过程中发挥重要作用.     

稳定化处理对矿渣中重金属迁移转化的影响研究

土壤中重金属的不同存在形态会产生不同的环境效应,并直接影响重金属的毒性、迁移性和生物有效性.以石灰、粉煤灰、干化污泥、花生壳为稳定剂,对某金矿区含重金属矿渣进行组合处理;通过重金属形态分析、淋滤试验、植物盆栽试验,探讨矿渣中重金属的迁移转化规律.结果表明,添加稳定剂后,酸性矿渣的pH升高至中性以上,有机质含量显著增加.矿渣中As、Pb、Zn的主要存在形态为残渣态,添加粉煤灰、干化污泥和花生壳使矿渣中可交换态As和有机结合态As含量分别降低了65.6%、87.7%;添加石灰、粉煤灰和花生壳使矿渣中铁锰氧化物结合态As主要向碳酸盐结合态As转化;添加石灰和粉煤灰使矿渣中的可交换态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Pb、Zn主要向残渣态Pb、Zn转化.经前期稳定化处理后,矿渣淋滤液中As、Pb、Zn的含量均有不同程度的下降,添加花生壳处理后淋滤液中的As、Pb、Zn含量进一步下降.其中,粉煤灰、干化污泥和花生壳处理后淋滤液中As含量下降最显著,降幅为57.4%;石灰、粉煤灰和花生壳处理后淋滤液中Zn含量下降最显著,降幅为24.9%.添加稳定剂处理矿渣明显有利于植物的萌发与生长,其中添加粉煤灰、干化污泥和花生壳效果最好,香根草的萌发率为76%.     

鸡粪与中药渣共堆肥对抗生素抗性基因的影响

畜禽粪便是抗生素抗性基因(antibiotic resistant genes,ARGs)进入环境的重要途径,为了削减畜禽粪便中的ARGs,在为期46 d的鸡粪与中药渣共堆肥后,对不同阶段ARGs和可移动基因元件(mobile gene elements,MGEs)的丰度通过实时定量PCR进行检测. 100种ARGs中检测到21种,以及2种整合酶基因(int I1和int I2)和3种转座酶基因(tnp A-01、tnp A-02和tnp A-03).结果表明,在堆肥过程中5种MGEs均显著降低,其中tnp A-01和tnp A-02去除效果最好,减少了两个数量级;氨基糖苷类抗性基因aac A/aph D和aad E显著性降低(P 0. 05);β-内酰胺类抗性基因bla OXA1与堆肥天数显著相关(P=0. 016),其去除率为78. 63%;林可酰胺类抗性基因均随堆肥时间显著降低,平均去除率为90. 39%;四环素类抗性基因的去除效果相差较大,tet G降低了99. 77%,tetR仅降低了31. 72%;喹诺酮类抗性基因qnr D去除率最高为99. 89%;磺胺类中sulⅢ的去除率高达99. 88%,而sulⅠ呈增长趋势. ARGs与MGEs相关性表明tnp A-01与ARGs之间具有显著相关性(P 0. 05). ARGs随堆肥时间的变化趋势表明,中药渣与鸡粪共堆肥可显著降低ARGs丰度,从而降低畜禽粪便在农田施用中ARGs扩散的风险.     

Current status and perspectives of accelerated carbonation processes on municipal waste combustion residues

The increasing volumes of municipal solid waste produced worldwide are encouraging the development of processes to reduce the environmental impact of this waste stream. Combustion technology can facilitate volume reduction of up to 90%, with the inorganic contaminants being captured in furnace bottom ash, and fly ash/APC residues. The disposal or reuse of these residues is however governed by the potential release of constituent contaminants into the environment. Accelerated carbonation has been shown to have a potential for improving the chemical stability and leaching behaviour of both bottom ash and fly ash/APC residues. However, the efficacy of carbonation depends on whether the method of gas application is direct or indirect. Also important are the mineralogy, chemistry and physical properties of the fresh ash, the carbonation reaction conditions such as temperature, contact time, CO₂ partial pressure and relative humidity. This paper reviews the main issues pertaining to the application of accelerated carbonation to municipal waste combustion residues to elucidate the potential benefits on the stabilization of such residues and for reducing CO₂ emissions. In particular, the modification of ash properties that occur upon carbonation and the CO₂ sequestration potential possible under different conditions are discussed. Although accelerated carbonation is a developing technology, it could be introduced in new incinerator facilities as a “finishing step” for both ash treatment and reduction of CO₂ emissions.     

Agriculture, pesticides, food security and food safety

Decades ago, agrochemicals were introduced aiming at enhancing crop yields and at protecting crops from pests. Due to adaptation and resistance developed by pests to chemicals, every year higher amounts and new chemical compounds are used to protect crops, causing undesired side effects and raising the costs of food production. Eventually, new techniques, including genetically modified organisms (GMOs) resistant to pests, could halt the massive spread of agrochemicals in agriculture fields. Biological chemical-free agriculture is gaining also more and more support but it is still not able to respond to the need for producing massive amounts of food. The use of agrochemicals, including pesticides, remains a common practice especially in tropical regions and South countries. Cheap compounds, such as DDT, HCH and lindane, that are environmentally persistent, are today banned from agriculture use in developed countries, but remain popular in developing countries. As a consequence, persistent residues of these chemicals contaminate food and disperse in the environment. Coordinated efforts are needed to increase the production of food but with a view to enhanced food quality and safety as well as to controlling residues of persistent pesticides in the environment.     

黑曲霉固态发酵三七渣产纤维素酶

考察了硫酸铵添加量、磷酸二氢钾添加量、三七渣粒径、培养基含水率等因素对黑曲霉固态发酵三七渣产纤维素酶的影响,并采用正交实验对培养基制备条件进行了优化。研究结果表明,三七渣作为发酵培养基用于生产纤维素酶是可行的;含水率、硫酸铵添加量、磷酸二氢钾添加量以及三者之间的交互作用对实验结果的影响极显著(P 含水率> 磷酸二氢钾添加量> 交互作用;优化的培养基制备条件为:采用过80目的筛三七渣,硫酸铵添加量为40 mg/g干药渣,磷酸二氢钾添加量为10 mg/g干药渣,初始含水率为55%,pH值自然,在此条件下发酵,所产CMC酶活可达73.23 IU/g湿物料。