Alkyl polyglucosides as cell surface modification factors: influence of the alkyl chain length

The use of surfactants in a bioremediation process is aimed at increasing the efficiency of the removal of hydrophobic contaminants from the environment. The subjects of the study were three alkyl polyglucosides (APGs) of different alkyl chain length: Glucopon 215 CS UP, Glucopon 600 CS UP, and Glucopon 650 EC. The impact of these surfactants on the surface properties of the test strain Pseudomonas fluorescens ATCC 14700, as well as on the biodegradation of diesel was tested. It was observed, that the length of alkyl chain has an influence on the cell surface properties. The modification of the cell surface hydrophobicity and the electrokinetic potential on the bacteria cells is dependent on the structure of Glucopon molecules. The elongation of alkyl chains in surfactant molecule caused an increase of the hydrophobic properties and a reduction of the electrokinetic potential on the bacteria cells. Moreover, the use of APGs below critical micelle concentration caused an increase of diesel oil biodegradation, especially in the case of Glucopons with longer alkyl chain (Glucopon 600 CS UP and 650 EC). The better diesel oil removal by tested strain after surfactant addition was correlated with the hydrophobic properties of bacteria strain.     

Comparative analysis of metal translocation in red maple (Acer rubrum) and trembling aspen (Populus tremuloides) populations from stressed ecosystems contaminated with metals

Uptake of contaminants by plants and their mechanisms have been the subjects of several studies, but reports on the analysis of metal translocation in hardwood trees are limited. The main objective of this study is to compare metal accumulation and translocation in red maple (Acer rubrum) and trembling aspen (Poplar tremuloides) growing in Northern Ontario. Results show that P. tremuloides leaf tissues accumulate more nickel (Ni) and zinc (Zn) than roots. The concentrations of these elements in A. rubrum were low in leaf, branch, and roots tissues compared to the bioavailable levels of these metals in soil. The translocation factors (TFs) of metals from roots to leaves were low for copper (Cu) and high for iron (Fe), magnesium (Mg), Ni, and Zn in P. tremuloides. They varied from 0.52 to 3.26 for Fe, 3.39 to 5.47 for Mg, 2.6 to 16.4 for Ni, and 1.41 to 4.1 for Zn. For A. rubrum the TF was low for all the elements except Mg. For this species, the TF values from roots to leaves varied from 0.08 to 0.17 for Fe, 2.62 to 4.13 for Mg, 0.26 to 0.81 for Ni, and 0.71 to 0.90 for Zn. Overall, Cu does not accumulate in P. tremuloides and A. rubrum tissues, and the two species have different mechanisms in dealing with the other main contaminants in the region, specifically Ni and Zn. P. tremuloides is an accumulator for Ni and Zn while A. rubrum is an excluder for Zn and it uses the avoidance strategy to deal with soil Ni contamination.     

复合污染下Cu、Cr、Ni和Cd在水稻植株中的富集特征

掌握水稻对污染土壤中重金属的吸收和富集特征,为科学认识水稻中重金属的残留问题、健康风险提供理论依据。采用田间试验,研究了4个不同处理量Cu、Cr、Ni、Cd复合污染下水稻的富集特征及其随生育期的变化规律。结果表明,重金属在水稻植株各部位中吸收富集系数的大小依次为：Cd〉Cu〉Ni〉Cr,根部重金属吸收富集系数是地上各部位的吸收富集系数的2~100倍。各重金属在水稻植株不同部位的积累分布明显不同,成熟期水稻植株中Cu在水稻不同部位的质量分数为根〉茎≥叶〉米粒〉谷壳,Ni的分布规律为根〉叶〉茎〉米粒〉谷壳,Cr的分布规律为根〉叶〉谷壳≥茎〉米粒,Cd的分布规律为根〉茎〉叶〉米粒〉谷壳;且随着重金属处理量的增加,水稻植株不同部位的重金属质量分数也呈上升趋势。成熟期米粒中Cu、Ni、Cr和Cd的质量分数范围分别为：4.50~6.19、1.86~4.63、0.72~0.76和0.08~0.39 mg·kg-1,与无公害食品标准（GB15199-94、GBT2762-2005）相比,米粒中Cu和Cr的质量分数均未超标,而Ni和Cd（Cd高剂量处理时）的质量分数均超标,存在食用安全风险。重金属在水稻植株不同部位的质量分数随生育期均呈现先升后降的趋势,灌浆中期达到最大,而到成熟期又明显降低。不同重金属在水稻植株中的富集能力和分布规律均呈现明显差异,不同生育期水稻植株中重金属的质量分数明显不同但其质量分数变化呈明显规律性。     

某钨矿采空区安全隐患治理研究

我国的钨矿主要分布在中南地区。由于开采年代较为久远,开采矿脉数目较多,形成了大量的采空区群,存在极大的安全隐患。通过现场调研,分析影响采空区稳定性的因素,并通过建立计算模型,采用数值模拟的方式,对某钨矿的采空区安全隐患治理进行研究,并给出处理意见及建议。     

中亚地区气候生产潜力时空变化特征

根据中亚5 国100 个气象站1901-2000 年月平均温度和降水资料,运用Miami、Thornthwaite Memorial 模型对中亚地区气候生产潜力进行了计算,用气候倾向率、Mann-Kendall 法、并结合ArcGIS 和SPSS 对其时空变化特征及驱动力进行了分析。结果表明：①中亚地区100 a 降水气候生产潜力（Yr）和蒸散气候生产潜力（Ye）均呈逐渐增加的趋势,温度气候生产潜力（Yt）趋势相反,Yr 和Ye 均发生了4 次突变,Yt 没有发生突变;②气候生产潜力区域差异明显,其中,Yt 呈从西南向东北减少的趋势,Yr 和Ye 变化比较复杂,大致具有东部大于西部的规律;③增温增湿的气候变化趋势有利于中亚气候生产潜力的提高,中亚气候生产潜力对增湿的响应更敏感。     

移殖“标准化”背角无齿蚌监测五里湖重金属污染

移殖生物因子相同、遗传质量稳定和污染本底值低的“标准化”背角无齿蚌至太湖五里湖,并以仍养殖在未受污染的中国水产科学研究院淡水渔业研究中心南泉基地的同批蚌作为对照,每3个月回收蚌样,应用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)研究了重金属Al、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl和Pb的含量变化.结果表明,“标准化”背角无齿蚌对重金属的积累与特定的季节/时间密切相关,在夏季的含量明显低于春季.移殖五里湖3个月蚌样中Mo和Tl的含量显著高于相应的对照组(P<0.05),而前者Ba的含量显著低于后者(P<0.05).移殖五里湖6个月蚌样中As的含量显著低于对照组(P<0.05).综合重金属污染指数(MPI)和我国及国际上的相关限量标准评价显示,五里湖和南泉基地水体中重金属的含量处于相同水平,重金属污染均不明显.     

南京市大气沉降中重金属特征及对土壤环境的影响

为明确城市大气重金属沉降对土壤环境的影响,在对南京市6个典型城市功能区连续4a大气(干、湿)沉降中重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni)含量、通量、时空变异等方面研究的基础上,结合不同功能区表土重金属含量与土壤剖面206Pb/207Pb特征,分析其在城市土壤的累积特征.研究显示,Cu、Zn和Pb在大气沉降中强烈富集,其中又以Cu和Pb为潜在生态危害的关键元素.大气沉降导致除在相对未受城市人为活动影响的风景区外各功能区表土重金属均有明显富集,这种富集受大气沉降重金属含量和沉降量的共同影响.土壤累积模式预测钢铁工业区表土受大气重金属沉降影响的长期累积增量最大,以Zn和Pb最明显.钢铁工业区土壤剖面Pb含量和同位素特征显示表层20cm土体受大气沉降影响明显,206Pb/207Pb二元模型与预测模式对定量大气Pb沉降的土壤影响结果较一致,表明土壤中某些重金属的累积与大气沉降密切相关.     

影响山东参考作物蒸散量变化的气象因素定量分析

根据山东省1961-2010 年90 个气象站的逐日气象观测数据,采用计算参考作物蒸散量(ET₀)的Penman-Monteith 模型方法,分析了山东省ET₀对最高气温、最低气温、风速、日照时数、相对湿度的敏感性,并结合各气象要素的多年相对变化定量探讨了影响ET₀变化的主导因素。结果表明:近50 a 来,山东平均ET₀以-1.818 mm/a的趋势减少,夏季减少趋势最显著,1983 年前后ET₀发生突变。各气象要素对ET₀变化的敏感区域、与ET₀相关性地域差异明显。虽然平均风速和日照时数的敏感系数较低,但其减小趋势极显著,多年相对变化较大,使平均风速成为ET₀变化负贡献最大的气象要素,日照时数次之,最高气温贡献最低,相对湿度在沿海地区的正贡献较大。年、春、秋和冬季对ET₀变化的主导因子是平均风速,夏季是日照时数,半岛大部分地区一年四季的主导因子是相对湿度。突变后主导因子是平均风速的站点明显减少,主导因子为相对湿度的站点明显增多,由于夏季日照时数极显著减少,导致突变后夏季大多数站点对ET₀变化的主导因子为日照时数。     

鄱阳湖水体悬浮物反硝化潜力模拟研究

以鄱阳湖为对象,采用乙炔抑制法,分别模拟了厌氧和好氧状态下的悬浮物反硝化潜力和过程,结果表明,厌氧和好氧状态下水体悬浮物均能够产生明显的反硝化作用.受乙炔抑制,其反硝化产物N2O的浓度累积随时间呈“慢-快-慢”的节律,浓度累积曲线符合逻辑斯谛模型(P<0.01).拟合结果显示:悬浮物浓度为30g/L时,厌氧培养条件下快增期反硝化速率达到(81.76±10.37)μmolN/(L·d),好氧环境下为(14.12±2.31)μmolN/(L·d).CO2浓度累积曲线同样符合逻辑斯谛模型,但好氧条件下CO2浓度累积极值较高,约为厌氧条件下的5倍,表明好氧条件下好氧呼吸占更大的比例.水体悬浮物反硝化潜力与悬浮物浓度有关,相同悬浮物浓度下,好氧培养水体悬浮物反硝化潜力较厌氧培养弱,且达到累积极值的时间更长,水体溶解氧一定程度上抑制了悬浮物反硝化作用.依据好氧培养的试验结果,估算得到鄱阳湖悬浮物全年反硝化导致的氮素净损失为1010t,约占鄱阳湖氮素年输入量的0.74%和鄱阳湖沉积物反硝化氮去除量的14%,鄱阳湖水体悬浮物反硝化在氮素净去除中起到一定作用.     

苯并[a]芘在两种海洋生物体内的富集动力学比较

应用半静态双箱动力学模型在室内模拟了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)对苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)的生物富集实验,通过对富集与释放过程中两种海洋生物体内BaP的非线性曲线拟合,获得两种海洋生物对BaP的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、平衡状态下生物体内BaP含量CAmax、生物学半衰期B1/2等动力学参数.拟合结果显示:脊尾白虾k1的平均值为18.80,k2的平均值为0.08,BCF的平均值为228.02,CAmax的平均值为46.78ng/g,B1/2的平均值为8.95d;三疣梭子蟹k1的平均值为22.55,k2的平均值为0.14,BCF的平均值为158.11,CAmax的平均值为32.70ng/g,B1/2的平均值为5.43d.两种海洋生物对BaP的k1、k2、BCF均随BaP暴露浓度的增大而减少,CAmax、B1/2随BaP暴露浓度的增大而增大.表明BaP容易在两种海洋生物体内富集,脊尾白虾对BaP的最高富集量高于三疣梭子蟹,前期富集速率高于后期,对BaP的释放主要集中在前期,后期释放速率放缓.