Cyanide Removal by Chinese Vegetation. Quantification of the Michaelis-Menten Kinetics (6 pp)

Background Little is known about metabolism rates of environmental chemicals by vegetation. A good model compound to study the variation of rates among plant species is cyanide. Vascular plants possess an enzyme system that detoxifies cyanide by converting it to the amino acid asparagine. Knowledge of the kinetic parameters, the half-saturation constant (Km) and the maximum metabolic capacity (vmax), is very useful for enzyme characterization and biochemical purposes. The goal of this study is to find the enzyme kinetics (KM and vmax) during cyanide metabolism in the presence of Chinese vegetation, to provide quantitative data for engineered phytoremediation, and to investigate the variation of metabolic rates of plants. Methods Detached leaves (1.0 g fresh weight) from 12 species out of 9 families were kept in glass vessels with 100 mL of aqueous solution spiked with potassium cyanide at 23°C for 28 h. Four different treatment concentrations of cyanide were used, ranging from 0.44 to 7.69 mg CN/L. The disappearance of cyanide from the aqueous solution was analyzed spectrophotometrically. Realistic values of the half-saturation constant (KM) and the maximum metabolic capacity (vmax) were estimated by a computer program using non-linear regression treatments. As a comparison, Lineweaver-Burk plots were also used to estimate the kinetic parameters. Results and Discussion The values obtained for KM and vmax varied with plant species. Using non-linear regression treatments, values of vmax and KM were found in a range between 6.68 and 21.91 mg CN/kg/h and 0.90 to 3.15 mg CN/L, respectively. The highest vmax was by Chinese elder (Sambucus chinensis), followed by upright hedge-parsley (Torilis japonica). The lowest vmax was demonstrated by the hybrid willow (Salix matssudana x alba). However, the highest KM was found in the water lily (Nymphea teragona), followed by the poplar (Populus deltoides Marsh). The lowest KM was demonstrated by corn (Zea mays L.). The values of vmax were normally distributed with a mean of 13 mg CN/kg/h. Conclusions Significant removal of cyanide from aqueous solution was observed in the presence of plant materials without phytotoxicity, even at high doses of cyanide. This gives rise to the conclusion that the Chinese plant species used in this study are all able to efficiently metabolize cyanide, although with different maximum metabolic capacities. A second conclusion is that the variation of metabolism rates between species is small. All these plants had a similar KM, indicating the same enzyme is active in all plants. Recommendations and Outlook Detoxification of cyanide with trees seems to be a feasible option for cleaning soils and water contaminated with cyanide. For phytoremediation projects, screening appropriate plant species adapted to local conditions should be seriously considered. More chemicals should be investigated to find common principles of the metabolism of environmental chemicals by plants.     

贵州珍稀濒危药用植物与可持续开发利用

通过调查贵州珍稀濒危药用植物的种类、分布、现状及用途，为该省珍稀濒危药用植物的合理开发利用提供依据。采用实地调查、资料查阅、市场调研，然后作出评估与评价。结果表明，贵州珍稀濒危药用植物种类较多，具有良好的开发应用前景。贵州珍稀濒危药用植物的开发利用应走深度开发、可持续利用模式。     

燃煤机组超低排放改造对汞的脱除效果研究

燃煤烟气中汞污染的控制是目前重要的环保课题之一,燃煤电厂利用现有的脱硝、脱硫、除尘设备去除汞,文章分析燃煤电厂烟气净化设备超低排放改造后汞的排放水平,说明现有废气处理设施超低排放改造,既能有效降低烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度,也有利于汞的去除,燃煤机组超低排放改造后汞的排放浓度远低于现行0.03 mg/m3的限值;通过分析燃煤电厂现有烟气净化设备对汞的协同去除效果和脱除汞的原理,提出了未来燃煤烟气汞污染控制措施的建议.     

超低排放改造后燃煤电厂常规大气污染物排放特征

基于海口电厂"超低排放"燃煤机组在线监测数据和实测结果，研究颗粒物、SO₂、NO_x排放特征，分析颗粒物粒径分布和化学成分谱.结果显示，"超低排放"机组颗粒物、SO₂、NO_x排放浓度均值分别为（1.57±0.81）、（15.15±6.23）和（40.10±3.63）mg·m^-3，均满足超低排放限值要求.TSP、PM₁₀、PM_2.5、PM₁、SO₂、NO_x的排放因子均值分别为0.0099、0.0098、0.0092、0.0065、0.1131、0.2882 kg·t^-1，排放因子集中在很窄的区间内，呈正态或偏正态分布，与未进行超低改造研究结果比较，排放因子减小了1~2个数量级.颗粒物数浓度分布呈双峰分布，数浓度峰值粒径为0.027 μm和0.641 μm；质量浓度呈单峰分布，峰值粒径为1.100 μm.PM₁₀、PM_2.5、PM₁的成分谱差异很小，其主要化学组分为SO₄^2-、Ca、NH₄⁺、NO₃^-、OC，在PM₁₀中质量占比分别为29.41%±0.94%、12.09%±1.95%、9.49%±2.35%、6.96%±0.49%、4.93%±0.57%；在PM_2.5中质量占比分别为29.18%±1.58%、12.72%±1.77%、9.21%±2.01%、5.31%±0.13%、4.33%±0.72%；在PM₁中质量占比分别为29.04%±3.15%、17.99%±3.61%、8.42%±1.50%、4.445±0.08%、5.075±0.07%.     

基于CFD的核电厂防火安全评估方法研究

目前国内核电厂普遍采用确定论方法进行防火安全评估。采用CFD模型对核电厂某典型电气间火灾发生过程进行数值模拟研究。模拟火灾行为（火势增长和蔓延）、温度场变化、烟气浓度变化等,分析结果中温度对电缆和电气设备的失效判定、烟气层对电缆和电气设备的风险影响,研究该方法对于核电厂防火安全分析的指导作用。通过分析数值模拟数据,计算结果与二代机型确定论分析方法结果相符,有效验证了CFD火灾模型在核电厂防火安全评估中的适用性,为国内自主建立核电厂火灾数值模拟评价体系提供参考。     

燃煤电厂可凝结颗粒物的测试与排放

建立了固定源可凝结颗粒物(condensable particulate matter,CPM)采样-分析方法,开发了CPM采样配件,与EPA Method202方法进行比对后应用于燃煤电厂.结果表明燃煤电厂CPM排放均值为(21.2±3.5)mg·m-3,同步使用国标方法测得的FPM为(20.6±10.0)mg·m-3;高效除尘器可有效降低FPM的排放水平,但对CPM无太大影响.高效除尘改造后CPM对TPM的贡献将有所提高,应引起足够的重视.CPM中冷凝液贡献了68%,滤膜为32%,有机组分较少,为1%.     

我国沿海地区城镇污水处理厂污泥重金属污染状况及其处置分析

采用ICP-MS分析法测定了我国3个典型沿海城市广州、上海和大连共13个污水处理厂污泥的7种重金属含量,并与2006年和2001年的数据进行了对比,以了解我国沿海城市污水处理厂重金属污染状况、变化趋势和处置方案.结果表明,我国沿海城市污泥中重金属污染分布存在较大差异,7种重金属平均含量大小顺序为Cr>Zn>Cu>Pb>As>Hg>Cd,Cr、Cu和As的含量超出了《城镇污水处理厂污染物排放标准》,污染严重.相对于以前,我国沿海城市污泥中Zn的含量明显减少,Pb、Hg和Cd的含量与没有明显变化,但Cr、Cu、As均明显增加.各区域各类型污水处理厂城市污泥重金属含量分析表明,来源于工业废水的城市污泥中Zn、Cu和Hg的平均含量较生活污水为主的污泥高;广州污水处理厂城市污泥中Cr、Pb、As、Hg和Cd的含量均高于上海和大连.沿海城市污水处理厂中超出《城镇污水处理厂污染物排放标准》中污泥农用标准限值的占总调查污水处理厂的23%,我国沿海城市污泥大部分仍可采用污泥农用的有益处置方式进行处置.同时,本次调查数据也为我国沿海城市开展污水污泥海洋倾倒相关技术标准的制定提供了基础数据.     

污水生物处理实际工艺中氧化亚氮的释放：现状与挑战

介绍了污水生物处理过程中N2O的产生途径,重点分析了污水厂典型脱氮工艺的N2O释放差异及其原因,提出了城市污水脱氮处理过程N2O减排的具体措施,并估算出全国城镇污水处理厂2011年N2O释放总量约为1.26×109g(以N计),对今后关于城市污水脱氮处理过程N2O产生及减排的研究趋势进行了评估.     

泽泻(Alisma orientale)对全氟化合物的吸收和传输特征-浓度的影响

为探究泽泻(Alisma orientale)对不同浓度全氟化合物(PFASs)的吸收、积累和传输特征,进行了为期3周的水培实验,全氟辛酸和全氟辛烷磺酸的暴露浓度分别为0、5、10、50、100、200、500和1 000μg·L~(-1).结果表明:随着PFASs浓度的增加,根系电导率、根茎中Cu含量、茎叶中Ca含量均降低,但泽泻生长状况良好;植物对PFASs的去除量不断增加(0. 87～116. 50μg),去除率却不断降低(20. 1%～2. 9%).根、茎和叶中PFASs的浓度随着PFASs浓度的增加呈线性增加,且符合Langmuir吸附等温式和Michaelis-menten方程,表明泽泻通过被动扩散的方式吸收PFASs.计算PFOA和PFOS的根、茎和蒸腾流富集系数(RCF、SCF、TSCF),并用限制分配模型对RCF和SCF值进行拟合,发现RCF、SCF、TSCF和限制分配模型准平衡分配系数αpt均随着PFASs浓度的增加而降低,这是由于随着PFASs浓度的增加,达到平衡所需要的水分量增加,达到平衡的时间也变长.     

抗生素抗性基因在两级废水处理系统中的分布和去除

废水处理系统被认为是水环境中抗生素抗性基因(ARGs)的重要污染源.为探究ARGs在废水处理系统中的分布特征和去除情况,选取某精细化工园区内的制药废水处理系统和园区综合性废水处理系统,使用PCR和实时荧光定量PCR对不同处理单元中ARGs的存在情况和丰度变化进行研究.在两个系统进水中分别检出了10种和15种ARGs,其中以四环素类和磺胺类ARGs居多,并首次检出了dfrA13基因.进水中sulⅠ和sulⅡ基因的丰度最高,随后依次是dfrA13、tetQ、floR、tetO和tetW基因.制药废水处理系统使总ARGs浓度上升了0.21个数量级,出水汇入园区综合性废水处理系统再次处理,其对综合性废水处理系统进水中总ARGs的贡献率为5.05%.综合性废水处理系统使总ARGs浓度下降了1.03个数量级,残留ARGs同最终出水一起直接排海,对近海环境中微生物群落的潜在影响有待深入研究.