Rapid field testing of mercury pollution by designed fluorescent biosensor and its cells-alginate hydrogel-based paper assay

With increasing industrial activities, mercury has been largely discharged into environment and caused serious environmental problems. The growing level of mercury pollution has become a huge threat to human health due to its significant biotoxicity. Therefore, the simple and fast means for on-site monitoring discharged mercury pollution are highly necessary to protect human beings from its pernicious effects in time. Herein, a “turn off” fluorescent biosensor (mCherry L199C) for sensing Hg²⁺ was successfully designed based on direct modification of the chromophore environment of fluorescent protein mCherry. For rapid screening and characterization, the designed variant of mCherry (mCherry L199C) was directly expressed on outer-membrane of  Escherichia coli cells by cell surface display technique. The fluorescent biosensor was characterized to have favorable response to Hg²⁺ at micromole level among other metal ions and over a broad pH range. Further, the cells of the fluorescent biosensor were encapsulated in alginate hydrogel to develop the cells-alginate hydrogel-based paper. The cells-alginate hydrogel-based paper could detect mercury pollution in 5 min with simple operation process and inexpensive equipment, and it could keep fluorescence and activity stable at 4?°C for 24 hr, which would be a high-throughput screening tool in preliminarily reporting the presence of mercury pollution in natural setting.     

全民所有自然资源资产“三权分置”产权体系研究——基于委托代理理论的视角

建立健全自然资源资产权利体系,是开展自然资源统一确权登记,推进自然资源资产价值核算和编制自然资源资产负债表的基础和前提。基于委托代理理论,按照“制度安排与市场建设欠佳——委托代理与资源监管低效——权能分解与委托代理耦合——三权分置设计”的逻辑思路,试图建构具有中国特色的新时代自然资源资产产权体系。研究发现：自然资源资产产权制度安排失灵,产权市场建设滞后,委托代理机制弱化以及资源监管失调等因素,是自然资源有效利用的主要障碍。通过对自然资源资产产权的权能分解与管理机制耦合,建立自然资源资产“三权分置”的产权体系,有利于明晰自然资源资产的所有者、代理者和使用者之间权、责、利的关系。     

GA-g-PAMPS/AA/ST凝胶的制备及对亚甲基蓝吸附性能

采用微波辐射技术,通过接枝共聚反应制备了阿拉伯胶（GA）-g-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）/丙烯酸（AA）/海泡石黏土（ST）（GA-g-PAMPS/AA/ST）复合水凝胶,利用FTIR、XRD、SEM对复合水凝胶进行了表征,研究了水凝胶对水溶液中亚甲基蓝（MB）染料的吸附性能.结果显示：GA、ST和AA与AMPS发生了接枝共聚反应,形成具有均匀三维网络结构的复合水凝胶.0.025g水凝胶可以使体积为50mL、pH值为6.4、浓度为600mg/L的MB溶液的吸附量和吸附率分别达1146mg/g和95.5%,水凝胶具有较好的重复利用性能.Freundlich等温模型和准二级动力学模型能更好地描述吸附过程.热力学研究表明水凝胶对亚甲基蓝吸附是自发、吸热和不可逆的过程.该水凝胶可用作阳离子染料和阳离子型污染物的潜在候选生物质吸附剂.     

可持续发展视角下自然资源综合利用效益评估方法与实证

在自然资源统一调查监测评价的背景下,研究制定一套自然资源综合利用效益评价模型,对于监测各地自然资源利用效益状况、诊断自然资源利用问题、提出高效利用对策等具有重要意义。基于可持续发展理论,构建自然资源综合利用效益评价指标体系,并以2018年全国分省的自然资源综合利用效益进行实证,结果发现：（1）全国自然资源利用经济效益呈现东南地区向中部、东北部、西北部递减的趋势;（2）不同区域自然资源利用效益的限制因素不同;（3）评价结果总体上符合各省市的实际情况,指标体系可以结合评价尺度和区域进一步完善。研究成果可以丰富自然资源利用效益的理论体系以及评价的技术手段,并为提高自然资源利用效益、实现资源的可持续利用服务。     

高压天然气含油检测及在除油效果评价中的应用

目的为高压天然气中含油量检测提供方法。方法将取样装置安装在管道中部,在管道上通过一级减压阀将进气压力减压至2 MPa,再通过二级减压阀减压至0.3～0.4 MPa。通过流量计控制流速为18～20 L/min,取样时间为30～50 min。当气体通过取样装置时,气体中的油分截留于取样滤膜上,从而进行取样。将取样滤膜取出,放入萃取烧杯中,使萃取剂充分萃取油分。将萃取后的溶液倒入比色皿中,将比色皿置于油分浓度分析仪,测出气体含油量。结果通过除油器后的压缩天然气含油量较高,体积分数最小值为7.7×10~(-6),最高值为12.1×10~(-6),远超除油器技术协议规定的4×10~(-6)。检测结果表明,除油器出口端含油量超过设计指标2～3倍,除油效果较差。结论提出了减压取样、萃取检测的方法,并通过现场试验验证了该方法可以准确测定高压天然气的含油量。将油量检测方法用于除油效果评估,现场试验验证该检测方法可行。     

两种水体铜配合容量测试方法的适用性比较及应用

配合(络合)容量是影响重金属在水体中环境行为的重要指标.为比较两种测量方法测量值的差异及人为污染物对配合容量的影响,以乙二胺四乙酸(EDTA)和安赛蜜分别作为强、弱配体,对水体铜配合容量(Cu CC)的双硫腙萃取动力学测试法(萃取法)和离子选择电极测试法(电极法)进行验证和比较.研究发现,萃取法更适合用于测定水体中强配体对Cu CC的贡献,而电极法的测试结果与水溶液中强、弱配体的存在均有关联.两种方法对实际水体的测定结果显示,电极法对水库、排污河等地表水体Cu CC的测定值(86.9~227.0μmol·L~(-1))比萃取法(9.9~14.6μmol·L~(-1))高约1个数量级,而对于垃圾渗沥液,电极法的测定值(6 998.4~31 005.8μmol·L~(-1))比萃取法(89.6~109.1μmol·L~(-1))高2个数量级.结果表明,污染受纳水体重金属络合容量的升高主要是由弱配体化合物增加导致,且弱配体的含量与水体氨氮和有机氮的总和具有显著的相关性(R=0.975,P0.01).     

天然气管路导气球阀失效分析

目的分析西部某气田天然气管路球阀发生开裂泄漏事故的原因。方法对球阀的化学成分、断口、金相组织等进行检测分析。结果球阀裂纹起源于阀体内表面,裂纹沿晶界扩展,晶界未发现贫铬现象,不存在晶间腐蚀;阀体材料存在沿晶铸造缺陷和枝晶露头,水淬激冷过程中形成沿晶微裂纹,承压状态下裂纹沿晶扩展;球阀螺纹根部最薄且应力集中,裂纹由内向外扩展,最终沿螺纹根部环向断裂,断口形貌为沿晶断裂。结论导气球阀失效原因是螺纹根部存在应力集中和铸造阀体存在缺陷。在两者共同作用下,导致阀体承压状态下沿晶脆性断裂。     

南方典型农田区浅层地下水污染特征

为分析我国南方农田生态系统浅层地下水污染特征及主要污染物的地球化学行为,以太湖流域典型农田区域为对象,联合常规水质分析方法、荧光光谱技术和多元统计分析手段,研究了浅层地下水的水化学特性、溶解性有机物和重金属分布特征及其成因.结果表明,研究区水体呈还原态,浅层地下水的水化学类型为HCO3-Ca·Na,三氮含量中硝态氮最高,氨氮、亚硝态氮次之.类腐殖酸、类色氨酸和类酪氨酸为浅层地下水中溶解性有机物的主要组分,由陆源与生物内源双重贡献.影响地下水中溶解性有机物分布的主要因素为地表水补给及地下水流方向.所检测的9种重金属元素,Fe和Cr平均浓度高于国家地下水环境质量Ⅲ类标准,且部分点位的Fe、Cr、Mn、Zn含量存在超标.相关性分析结果显示,荧光性有机物变化特征可较好反映浅层地下水的污染状况,其中类蛋白物质与氨氮密切相关;Cu、Ni分布与DOC相关,且主要络合于小分子荧光性有机物上.     

Non-catalytic and catalytic wet air oxidation of pharmaceuticals in ultra-pure and natural waters

A wet air oxidation (WAO) process was applied to four selected pharmaceuticals (metoprolol, naproxen, amoxicillin, and phenacetin) individually dissolved in ultra-pure water, varying the temperature and oxygen pressure. Due to the moderate (amoxicillin) or low (metoprolol, naproxen, and phenacetin) efficiency found in the oxidation of these pollutants, a catalytic wet air oxidation (CWAO) process was then tested using a platinum catalyst supported on multi-walled carbon nanotubes (CNT). In this CWAO process, the pharmaceuticals were dissolved together in ultra-pure water and in four natural water matrices—a reservoir water, a groundwater, and two waters from different municipal wastewater treatment plants. On the basis of the measurements of their removals, a discussion is given of the influence of the main operating variables: the presence or absence of catalyst, type of catalyst (the synthesized Pt/CNT or a commercial Pt/AC), catalyst dosage (0.005–0.050 g), temperature (120–140 °C), and oxygen pressure (20–40 bar). In most experiments, the removals were in the sequence: amoxicillin > naproxen > phenacetin. In addition, total organic carbon (TOC) removal measurements were made of some of the natural waters tested.     

普光气田环境空气植物监测体系的初步构想

在简要回顾国内外有关植物监测大气污染研究的基础上,针对普光气田主要大气污染因子与环境监测现状,从监测植物筛选、监测点位选取、监测体系标准化、"植物-大气-土壤"综合评价系统以及应急监测机制等五个方面,讨论了构建该地区环境空气植物监测体系的基本想法和建议,并进行了展望,供项目建设决策参考。