Water-dispersible nano-pollutions reshape microbial metabolism in type-specific manners: A metabolic and bacteriological investigation in Escherichia coli

• Water-dispersible nano-pollutions exhibit type-specific toxic effects on E. coli. • Global metabolite profiling was used to characterize metabolic disruption patterns. • Key dysregulated metabolites responsive to nano-pollution exposures were found. • Amino acid metabolism and purine metabolism are perturbed at nano-pollutions. Incomplete separation and recycling of nanoparticles are causing undesirable nanopollution and thus raising great concerns with regard to nanosafety. Since microorganisms are important regulator of physiological processes in many organisms, the interaction between nanopollution and microbial metabolomics and the resultant impact on the host’s health are important but unclear. To investigate how typical nanopollution perturbs microbial growth and metabolism, Escherichia coli (E. coli) in vitro was treated with six water-dispersible nanomaterials (nanoplastic, nanosilver, nano-TiO₂, nano-ZnO, semiconductor quantum dots (QDs), carbon dots (CDs)) at human-/environment-relevant concentration levels. The nanomaterials exhibited type-specific toxic effects on E. coli growth. Global metabolite profiling was used to characterize metabolic disruption patterns in the model microorganism exposed to different nanopollutants. The percentage of significant metabolites (p<0.05, VIP>1) accounted for 6%–38% of the total 293 identified metabolites in each of the nanomaterial-contaminated bacterial groups. Metabolic results also exhibited significant differences between different nanopollutants and dose levels, revealing type-specific and untypical concentration-dependent metabolic responses. Key metabolites responsive to nanopollution exposures were mainly involved in amino acid and purine metabolisms, where 5, 4, and 7 significant metabolic features were included in arginine and proline metabolism, phenylalanine metabolism, and purine metabolism, respectively. In conclusion, this study horizontally compared and demonstrated how typical nanopollution perturbs microbial growth and metabolomics in a type-specific manner, which broadens our understanding of the ecotoxicity of nanopollutants on microorganisms.     

生物可降解地膜覆盖对关中地区小麦-玉米农田温室气体排放的影响

为探究生物可降解地膜覆盖对冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统温室气体排放的影响,布设了普通地膜覆盖（PM）、生物可降解地膜覆盖（BPM）和无覆盖（CK）这3个处理,采用静态暗箱-气相色谱仪法监测了2018～2019年土壤CO₂、 CH₄和N₂O的排放通量,并用水分利用效率（WUE）、温室气体排放强度（GHGI）和净生态系统经济预算（NEEB）指标评估覆膜对作物产量、农田环境和经济效益的影响.结果表明,与CK相比,PM和BPM增加了玉米季土壤CO₂的排放,PM处理下CO₂排放总量高于BPM处理（P>0.05）.PM和BPM处理均能够显著减少土壤对CH₄的吸收,CH₄的年吸收量较CK处理分别减少了42.0%和24.2%（P<0.05）.与CK相比,PM和BPM增加了小麦季N₂O排放总量（P>0.05）,而显著降低了夏玉米季N₂O排放（P<0.05）.覆膜能够提高作物产量和水分...     

电子设备机房空调供冷量探讨

电子设备机房的空调供冷量与普通办公室相差甚远 ,介绍了其计算方法和影响空调制冷设备实际制冷量的因素     

浙北水稻主产区田间土-水磷素流失潜能

选取嘉善、余姚、德清、余杭 4个具有代表性浙北水稻主产区 ,研究了水田土 水磷素流失潜能及环境意义 .4稻区高水平磷肥投入促进了土壤富磷化 ,土壤Olsen-P积累的同时 ,相应地提高了土壤生物性有效磷、水浸提磷 ,并提高了土壤磷素的流失潜能 .稻区土壤在富磷化过程中 ,存在着土壤磷素的农学意义向环境意义方向演变的趋势 .在非植稻期 ,稻区农田水体 ,包括沟渠水、田表水、排渠水、暗管排水等总磷 (TP)平均超过了易诱发水体富营养化临界值 ,其中溶解磷 (DRP)占总磷 40% ;主要是源于绿肥田表水及部分排渠中的溶解磷对稻区外水体构成了直接危害 .在非植稻期 ,因稻区间农耕措施的差异导致了土壤富磷水平与对应田表水磷素水平不具相关性 ;在植稻期 ,施磷措施促进水田土壤富磷 ,相应地提高了田表水磷素水平 .     

活性污泥工艺中加代谢解偶联剂降低污泥产率的研究

2,4,5-三氯苯酚（TCP）作为代谢解偶联剂投加到连续曝气分批培养的活性污泥工艺中,在30d的运行期间,TCP质量浓度为2．0mg／L和4．0mg／L的污泥产率分别比对照反应下降了约25％和50％,而基质的去除率及出水的氮和磷浓度均未受很大影响,污泥的沉降性能也未受影响。镜检发现,30d运行后对照实验的反应器中仍有丝状菌,而投加TCP反应器的污泥中几乎未发现丝状菌的存在。应用TCP作为代谢解偶联剂投加到活性污泥工艺中可减少剩余污泥的产量。     

能量耗损相关底物消耗对微生物产率的影响

根据底物反应平衡,提出在底物充分的条件下,微生物消耗的底物总量等于微生物生长所利用的量,微生物维持代谢所利用的量及由于能量代谢分离而消耗的量之和,由此,建立了描述在底物充分的条件下,微生物产率与剩余底物浓度相应关系的动力学模型,证明了观测到的产率随剩余底物２的增加而减少的现象,此模型能很好实验数据相符,结果表明随剩余的底物２的增加,微生物的产率可下降７０％左右。     

浒苔生物炭与木醋液复配改良碱化土壤效果及提高油葵产量

为探究浒苔生物炭与木醋液复配改良碱化土壤效果及提高作物产量,以龟裂碱土为例,通过田间试验研究不同生物炭施加量(0、1％、2％和4％)与不同木醋液稀释倍数(0、2％)复配对土壤pH、碱化度、全盐、容重、速效磷、有机质、盐分离子、油葵生长和产量的影响,不施加生物炭和木醋液视为对照(CK).结果表明,2％浒苔生物炭+2％木醋液(V2BC2)改良龟裂碱土的综合效果最佳;在最佳处理条件下:①浒苔生物炭与木醋液复配能改善土壤理化性质,具体表现为作物生长期内土壤平均pH、碱化度和全盐含量显著降低,较CK分别降低12.14％、40.63％和42.75％,土壤容重显著减小,较CK减小20.78％;②浒苔生物炭与木醋液复配能显著降低土壤Na+、Cl-和SO42-含量,较CK分别降低47.17％、45.32％和33.33％,提高土壤K+和Ca2+含量,其他离子含量的差异不显著;③浒苔生物炭与木醋液复配显著提高土壤养分含量及有效性,增强土壤酶活性,与CK相比,速效磷提高2.88倍,有机质提高58.76％,土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别提高0.92、1.02和2.29倍;④油葵产量在V2BC2处理时最高,为3 546.7 kg-hm-2,较CK增产2 325.3 kg-hm-2.因此,浒苔生物炭与木醋液复配能进一步提高盐碱土改良效果及作物产量.     

活性污泥数学模型中异养菌产率系数的测定研究

利用活性污泥数学模型预测污水生物处理系统,首先必须确定其参数和水质组分。采用间歇活性污泥法和呼吸计量法对活性污泥数学模型中异养菌产率系数γ_H进行测定研究。结果表明,间歇活性污泥法测定结果重现性较差,试验控制条件比较严格;呼吸计量法测定结果准确性较高,重现性良好,因而,呼吸计量法是比较可行的γ_H测定方法。     

小麦产量的遥感动态预估研究──以山东禹城县为例

本文利用现代遥感信息、数理统计和回归分析方法，研究了禹城县试验区的小麦单产与卫星遥感信息（绿度）间的关系，并建立了小麦单产与绿度关系的预估模型；阐述了直接利用遥感宏观信息动态预估小麦产量的可行性和这一方法的应用前景。     

生物炭改良剂对小白菜生长及低质土壤氮磷利用的影响

生物炭技术是近年来新兴的具有多重农业和环境效益的土壤改良技术.本研究以宁夏低质淡灰钙土为研究对象,以"中白78"小白菜(Brassica chinensis)为供试作物,分别按0、1.5%、3%和5%(质量分数)的比例添加花生壳生物炭(Biochar,BC)和基于花生壳生物炭研发的生物炭改良剂(BC-based amendment,AD),系统研究了BC和AD对小白菜植株生长、产量及土壤养分利用有效性的影响.结果表明:BC和AD的添加均增加了小白菜的株高和产量,与BC相比,AD对小白菜的增产效果更为显著(BC和AD处理的产量分别为对照的2.34~3.77倍和4.37~4.60倍).各剂量BC处理中,小白菜地上部、根系生物量的顺序为1.5%BC3%BC≈5%BC;而对于AD处理,3种添加量处理的小白菜生物量无显著性差异.增产的主要原因包括两方面:第一是两种材料中主要养分对小白菜生长的直接贡献;第二则是两种材料均促进了小白菜根系的生长,增强了根际效应,从而改变了N、P等土壤养分的利用有效性.BC和AD的加入均增加了小白菜对N的利用有效性,AD促进了小白菜对P的利用有效性.可见,BC和AD均可作为土壤改良剂,改善宁夏低质淡灰钙土的养分状况,提高作物产量.