我国饮用水中嗅味问题及其研究进展

综述了我国饮用水中的嗅味问题及其国内外研究进展,着重讨论了我国面临的饮用水中嗅味问题的现状、水中嗅味来源及饮用水中嗅味的定性定量分析技术、致嗅物质组成特性、典型致嗅物质的去除技术及工艺.旨在阐明除了土嗅素(geosmin)和2-甲基异莰醇(2-MIB)等微生物代谢产物外,硫醇硫醚类厌氧分解产物也是我国饮用水中重要的致嗅物质.硫醇硫醚类致嗅物质于2006年首次在东莞饮用水中发现,后被证明也是2007年太湖饮用水危机中的主要致嗅物质.Geosmin和2-MIB的吸附效果好于氧化,而硫醇硫醚类致嗅物质易于被氧化去除,不易被吸附去除.需要尽快开展我国饮用水中致嗅物质组成特性及典型致嗅物质去除技术和工艺的研究,形成应对不同水源、不同季节、不同致嗅物质嗅味的饮用水处理工艺.     

一种分析城市代谢系统互动关系的方法

提出一种集成了能值分析和生态网络分析,研究城市代谢系统组分间互动关系的方法.基于城市复合生态系统和城市代谢的基本原理,在确定城市系统代谢单元和代谢环节的基础上,采用提出的方法,分析了城市代谢单元之间掠夺、限制和共生的关系.最后,以中国北京、上海、天津、重庆、广州和深圳6大城市为例进行了实证研究.结果表明,天津、重庆、广州市社会经济子系统对自然生态子系统存在着掠夺关系;北京、上海和深圳市自然生态子系统对社会经济子系统存在着限制关系;实现城市代谢系统良性运行的前提在于调控代谢单元间的互动关系,促进城市代谢单元间的协调共生.     

典型城市内河菌群组成与氮循环功能垂向分布及溯源分析

微生物在城市河流氮循环中发挥重要作用.由于河流的三维流动性,有必要明晰河流微生物组成和氮循环功能的垂向分布以及水动力因子对微生物来源和群落构建的影响.基于16S rRNA高通量测序技术,研究了北运河北京通州段水体和沉积物的细菌群落组成和氮循环功能,解析了环境要素和水动力因子对群落结构的影响,并对河流细菌进行了溯源.结果表明,沉积物细菌α多样性显著高于水体;从组成上来看,变形菌门(Proteobacteria)丰度最高,在水体和沉积物中的相对丰度分别为54.72%和32.36%. PICRUSt2功能解析表明,北运河有丰富的氮代谢功能,共获得47个氮代谢基因.水体和沉积物表现出相似的功能分布：反硝化作用、氮的同化和异化还原作用相关基因丰度较高,生物固氮和硝化作用相对较低.溯源分析表明,水体细菌来自上游、两岸和沉积物的比例分别为60.05%、37.93%和1.05%,而沉积物细菌来自上游、两岸和上覆水的比例分别为50.16%、45.55%和1.55%,细菌主要通过纵向和横向运移影响当地微生物群落的组成.环境因子、水动力因子和两者相互作用对水体细菌群落变化的解释率分别为44.22%、3.21...     

The first metagenome of activated sludge from full-scale anaerobic/anoxic/oxic (A2O) nitrogen and phosphorus removal reactor using Illumina sequencing

The anaerobic/anoxic/oxic (A2O) process is globally one of the widely used biological sewage treatment processes. This is the first report of a metagenomic analysis using Illumina sequencing of full-scale A2O sludge from a municipal sewage treatment plant. With more than 530,000 clean reads from different taxa and metabolic categories, the metagenome results allow us to gain insight into the functioning of the biological community of the A2O sludge. There are 51 phyla and nearly 900 genera identified from the A2O activated sludge ecosystem. Proteobacteria, Bacteroidetes, Nitrospirae and Chloroflexi are predominant phyla in the activated sludge, suggesting that these organisms play key roles in the biodegradation processes in the A2O sewage treatment system. Nitrospira, Thauera, Dechloromonas and Ignavibacterium, which have abilities to metabolize nitrogen and aromatic compounds, are most prevalent genera. The percent of nitrogen and phosphorus metabolism in the A2O sludge is 2.72% and 1.48%, respectively. In the current A2O sludge, the proportion of Candidatus Accumulibacter is 1.37%, which is several times more than that reported in a recent study of A2O sludge. Among the four processes of nitrogen metabolism, denitrification related genes had the highest number of sequences (76.74%), followed by ammonification (15.77%), nitrogen fixation (3.88%) and nitrification (3.61%). In phylum Planctomycetes, four genera (Planctomyces, Pirellula, Gemmata and Singulisphaera) are included in the top 30 abundant genera, suggesting the key role of ANAMMOX in nitrogen metabolism in the A2O sludge.     

植被类型对黄土高原露采矿山复垦土壤碳循环功能基因的影响

植被恢复可有效地改善矿区生态环境,提升生态服务功能,促进生态系统固碳增汇.但目前矿区植被恢复影响土壤碳循环相关功能基因的机制尚缺乏深入研究.为此,采集黄土高原黑岱沟露天矿排土场复垦区草地(GL)、灌丛(BL)、针叶林(CF)、阔叶林(BF)和针阔混交林(MF)共25个表层土壤样品,利用实时荧光定量PCR技术测定土壤碳循环功能基因绝对丰度,探究不同植被类型对土壤碳循环相关功能基因的影响及内在机制.结果表明：(1)不同植被类型对矿区复垦土壤化学性质和碳循环相关功能基因丰度影响差异显著(P<0.05),GL和BL对土壤有机碳、全氮和硝态氮的积累显著优于CF(P<0.05);(2)所有碳固定基因中rbcL、acsA和mct的丰度最高,BF土壤中碳循环相关功能基因丰度高于其它类型,与BF土壤中的铵态氮和BG酶活性较高及易氧化有机碳和脲酶活性较低密切相关.碳降解和甲烷代谢功能基因丰度与铵态氮和BG酶活性呈显著的正相关,与有机碳、全氮、易氧化有机碳、硝态氮和脲酶活性呈显著的负相关(P<0.05);(3)不同植被可直接影响土壤BG酶活性或影响土壤硝态氮含量从而间接作用于BG酶活性,从...     

碳中和VS水体甲烷超量释放/甲烷悖论

碳中和目前已成为国际共识,亦是我国政府的政治承诺.实现碳中和目标无疑需要人为努力,但自然界还存在着一些仍未完全被认知但又不可小觑的碳排放源.例如,地表水体中在常规水底沉积物厌氧产甲烷（CH₄）现象之外还存在着一种非常规CH₄释放现象（甲烷悖论）,且这种非常规CH₄释放量在某些地区甚至超过化石燃料使用、汽车尾气排放、管道泄漏等温室气体排放量总和.如果这种现象变得普遍,则有可能形成在21世纪中叶虽可实现碳中和目标,但在世纪末却难以完成控温<2℃的尴尬局面.因此,有必要了解甲烷悖论现象及过程机制,高度警惕甲烷悖论现象下的CH₄超量释放现象,而不仅仅是以完成碳中和作为唯一目标.基于碳中和目的,首先简述水体底泥常规甲烷生成途径,并由此引出水体甲烷超量释放现象,即甲烷悖论.其次,综述现有甲烷悖论过程机理研究,揭示表层有氧水体过量释放甲烷现象的实质.最后,分析调控甲烷悖论有可能适用的技术策略.     

Effects of lanthanum（Ⅲ） on nitrogen metabolism of soybean seedlings under elevated UV-B radiation

The hydroponic culture experiments of soybean bean seedlings were conducted to investigate the effect of lanthanum(La)on nitrogen metabolism under two different levels of elevated UV-B radiation(UV-B,280-320 nm).The whole process of nitrogen metabolism involves uptake and transport of nitrate,nitrate assimilation,ammonium assimilation,amino acid biosynthesis,and protein synthesis. Compared with the control,UV-B radiation with the intensity of low level 0.15 W/m~2 and high level 0.45 W/m~2 significantly affected the whole nitrogen metabolism in soybean seedlings(p<0.05).It restricted uptake and transport of NO_3~-,inhibited activity of some key nitrogen-metabolism-related enzymes,such as:nitrate reductase(NR)to the nitrate reduction,glutamine systhetase(GS)and glutamine synthase(GOGAT)to the ammonia assimilation,while it increased the content of free amino acids and decreased that of soluble protein as well.The damage effect of high level of UV-B radiation on nitrogen metabolism was greater than that of low level. And UV-B radiation promoted the activity of the anti-adversity enzyme glutamate dehydrogenase(GDH),which reduced the toxicity of excess ammonia in plant.After pretreatment with the optimum concentration of La(20 mg/L),La could increase the activity of NR, GS,GOGAT,and GDH,and ammonia assimilation,but decrease nitrate and ammonia accumulation.In conclusion,La could relieve the damage effect of UV-B radiation on plant by regulating nitrogen metabolism process,and its alleviating effect under low level was better than that under the high one.     

中华绒螯蟹幼蟹饥饿代谢研究

于1998年10～12月在华东师范大学生物学系动物学实验室,对体重为(1.42±0.69)g的幼蟹在(20±0.5)℃温度条件下进行饥饿实验,研究了饥饿对中华绒螯蟹幼蟹代谢的影响.结果表明,经过30d的饥饿处理,幼蟹的耗氧率降低为摄食状态的45.8%;CO2排出率减小为摄食状态的54.1%;NH3-N排泄率减小为62.3%.耗氧率和CO2排出率、NH3-N排泄率的变化差别较大,耗氧率和CO2排出率的减小可分为4个阶段,而NH3-N排泄率的减小仅可分3个阶段.与此同时,幼蟹的标准代谢水平同样受到饥饿的影响,饥饿30d后,由8.15Jg-1h-1减小为3.97Jg-1h-1;在饥饿幼蟹的代谢中,脂肪消耗最多,其次是碳水化合物.图2表2参18     

土壤微生物对灭幼脲3号杀虫剂代谢作用的研究

从施药后的土壤中分离出的青霉菌、芽枝霉菌、木霉菌、曲霉菌均能降解灭幼脲3号.其中青霉菌可以裂解灭幼脲C—N键,产生新的代谢产物.经鉴定,其代谢产物为:对氯苯基脲、对氯苯胺,邻氯苯酰胺.探讨了青霉菌对灭幼脲3号的代谢途径和机理.试验说明青霉菌对氯苯基脲,对氯苯胺仍有降解代谢能力.     

硝基芳香化合物的植物作用研究进展

硝基芳香化合物是环境中难以降解的污染物之一。因其用途广泛,大量残留于土壤,水体和大气中,造成的环境污染日趋严重。多种植物对该类污染物具有吸收、富集和代谢降解作用,利用植物对其环境污染进行治理是一种有效的方法。文章在总结国内外有关硝基芳香化合物的植物作用研究基础上,重点阐述了植物对硝基芳香化合物的吸收、转运和代谢过程,分析了吸收、代谢机理以及影响吸收的因素;硝基芳香化合物的理化特性、浓度和植物自身特性及其它外界条件都会影响植物对该类化合物的吸收,植物可以通过体内降解、体外联合代谢、根部释放酶催化的机制实现该类化合物的降解。目前,硝基芳香化合物进入植物细胞膜的机理认知不足,模拟模型缺乏有力数据验证;代谢机制中参与反应的酶、化合物等体系和反应产物环境特性仍不明确,植物修复可行性缺乏有力证据。未来将在模型预测构建、降解机理和修复工程的实际应用方面作进一步探究,以形成系统的认知,为硝基芳香化合物污染土壤和农产品的生态风险评价以及植物修复提供理论依据。