畜禽粪便污染负荷及风险评估——以杭州市为例

针对规模化畜禽养殖业发达地区畜禽粪便引发的重金属和可溶性盐污染负荷重等问题,以杭州市为例,分析了杭州市各区县由畜禽粪便引起的氮、磷污染负荷.同时,通过空间分析与基于土壤盐分和重金属累积模型的模拟预警分析,评估了畜禽粪便农用过程中对温室土壤次生盐渍化和重金属累积的潜在影响.结果表明,杭州市畜禽粪便氮磷污染负荷分布不均,以...     

单细胞水平微流体技术筛选北极沉积物中的联苯降解菌

极地环境微生物具有独特而丰富的多样性,是亟待开发的资源宝库.随着人类影响范围的扩大,极地环境中持久性有机污染物与石油 资源开采等造成的环境污染不容忽视,而利用土著微生物进行生物修复是一种理想的方法.为克服传统的基于富集驯化的稀释平板法分离 降解菌存在耗时长、筛选结果单一等缺点,建立了一种单细胞水平微流体筛选（Single-cell Level Isolation with Microfluidics,SLIM）技术.以北极沉积物为菌源,以联苯为底物,利用该技术成功筛选得到9株菌株,分属于4个菌属：Streptomyces、Micrococcus、Dermacoccus和Aspergillus;通过 稀释平板法筛选得到3株菌株,分属于Acidovorax、Chryseobacterium和Nocardia.通过两种方法得到的菌株完全不同.系统发育分析表明,SLIM技术筛选得到的菌株具有更加丰富的微生物多样性.通过对沉积物及各代富集驯化培养物的16S rRNA基因高通量测序发现,并非所有富集的菌属都能被稀释平板法分离,通过SLIM技术筛选得到的菌属在所有样品中的相对丰度都很低.本文建立的SLIM技术从单细胞水平实现了目标菌种的筛选,相比于稀释平板法,具有效率更高的优点,同时避免了菌种间竞争等造成的分离困难.本研究为极地环境中有机污染的生物修复及“微生物暗物质”资源的挖掘提供了新的思路与方法.     

多食鞘氨醇杆菌共代谢降解五氯酚

研究了一株从活性污泥中分离得到的多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacteriummultivorum)对五氯酚(PCP)的共代谢降解.比较了细菌分别以苯酚和葡萄糖为生长底物时对PCP的降解效果.结果表明,苯酚对细菌的生长有一定的抑制作用;葡萄糖支持细菌共代谢降解PCP,葡萄糖和非生长底物PCP之间不存在底物竞争抑制现象.蛋白质电泳结果表明,葡萄糖为生长底物时,PCP的降解酶是由PCP自身所诱导;GC-MS分析PCP共代谢降解中间产物时检测到苯酚的存在,说明在好氧降解情况下,PCP的共代谢降解可能也存在渐次脱氯生成苯酚并最终被矿化的过程.     

多氯联苯的膳食暴露及健康风险评价研究进展

多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)作为一类人工合成的氯代持久性有机污染物,极易通过生物富集作用在食物链中累积和传递,从而对人体健康构成极大的威胁.研究表明,膳食摄入PCBs是普通人群最主要的暴露途径.因此,不少国家陆续开展了针对普通人群的PCBs膳食暴露的调查研究.本文对国内外普通人群的PCBs膳食暴露水平及其健康风险评价的研究进展进行了综述,为后续进一步开展相关研究提供参考.     

重金属-有毒有机物复合污染土壤的过硫酸盐氧化修复模拟研究

选取电子电器废弃物拆解场地附近的重金属-有毒有机物复合污染土壤为研究对象,对其进行过硫酸钠氧化修复实验.考察了多氯联苯的去除效果及重金属(铜、镉、铅)有效态含量的变化,并对土壤基本性质的变化进行重点研究.结果表明,在本实验条件下,多氯联苯含量为10.10 mg·kg~(-1)的供试土壤经氧化修复24 h后,多氯联苯去除率高达41.6%,且对低氯代和高氯代多氯联苯都具有一定的去除效果.土壤中重金属(铜、镉、铅)的有效态含量显著提高,在一定程度上增大了其可去除性,同时也不可避免地提高了环境风险.此外,土壤经过硫酸钠氧化修复后,pH由原来的6.04降为2.56,土壤有机质含量降低了29.2%,土壤的阳离子交换量无显著变化;土壤全氮、有效磷、有效钾含量分别降低了33%、94%、24%;土壤中铁含量略有增加但不显著,然而土壤中硫含量增幅显著.建议在氧化修复后,向土壤中添加石灰和钙镁磷肥等来消除修复过程带来的不利影响.     

好氧生物泥浆法降解土壤中三氯代多氯联苯的影响因素分析

采用好氧生物泥浆法处理多氯联苯（PCBs）污染土壤,基于五因素三水平正交试验探究葡萄糖、联苯、任意甲基化-β-环糊精（RAMEB）、土水比和降解菌剂5个因素对PCBs降解效率的影响.结果表明：在好氧生物泥浆体系中,仅三氯代PCBs含量显著下降（最高降解率为42.1%）,而四氯~七氯代PCBs含量无显著变化.以三氯代PCBs的降解率为试验指标,对正交试验结果进行极差分析,可知影响三氯代PCBs好氧降解率的主次因素依次为：土水比、RAMEB、葡萄糖、降解菌剂、联苯.其中,葡萄糖和联苯对三氯代PCBs的降解有抑制作用,而土水比、RAMEB及降解菌剂对三氯代PCBs的降解有促进作用.因此,通过提升泥浆体系传质水平、提高PCBs生物有效性及增加降解菌数量,有望进一步提高好氧生物泥浆法降解PCBs的效率.     

硫化纳米零价铁对PCB153的降解研究

硫化纳米零价铁(S-nZVI)是近年来兴起的一种纳米零价铁改性材料,已有研究发现其在重金属污染物去除方面具有较好的效果,而有关其对多氯联苯(PCBs)的反应活性目前尚未见报道.因此,本研究对比了采用前置硫化合成法制备的S-nZVI(S/Fe=0.103)、纳米零价铁(nZVI)和羧甲基纤维素稳定纳米零价铁(CMC-nZVI)3种纳米零价铁材料降解六氯联苯PCB153的反应动力学,研究了pH值、阴离子、腐殖酸(HA)等因素对该反应的影响,分析了反应前后材料表面性质的变化,探讨了脱氯路径和反应机理.结果表明,3种纳米零价铁材料对PCB153的降解反应符合准一级动力学,降解机理相似,降解效果依次为CMC-nZVInZVIS-nZVI.硫化改性降低了nZVI去除PCB153的反应活性,S-nZVI表面的硫铁化物并未直接参与PCB153降解反应,S-nZVI反应活性低的原因可能是硫铁化物的形成损耗了一部分Fe~0的还原能力.此外,与CMC-nZVI、nZVI不同,高pH更有利于S-nZVI对PCB153的降解,阴离子和HA对3种纳米零价铁活性的影响规律相似.研究结果可为S-nZVI在持久性有机污染物降解中的应用提供理论依据和技术支持.     

基于Tenax解吸技术探究竹炭对PCB1的固定作用

利用Tenax（聚2，6-二苯基对苯醚）解吸技术能够较好地模拟水环境中疏水性有机物（HOCs）在生物炭上解吸的行为，不仅可以用于筛选对HOCs有较好固定效果的吸附材料，还可以分析污染物在不同吸附点位上的吸附强度，深入探讨吸附-解吸机理.本文运用Tenax解吸技术研究了2-氯联苯（PCB1）在6种不同温度制备的竹炭（BC）上的解吸动力学，并通过吸附-解吸参数之间的相关性分析，以及这两类参数与竹炭理化性质之间的相关性分析，深入探讨PCB1的吸附-解吸机制.吸附等温线的结果表明，高温竹炭（≥700℃）对PCB1的吸附性能远好于低温竹炭（<700℃），900℃竹炭的吸附容量为400℃的27.1倍.随着热解温度的升高，竹炭对PCB1的分配作用和表面吸附均增强，但后者增加得更快.Tenax解吸动力学结果表明：高温竹炭上PCB1的解吸"快而短"，9 h后就进入慢速解吸阶段，不可逆解吸比例高于0.7；而低温竹炭则"慢而长"，快速解吸阶段长达30 h，不可逆解吸比例低于0.6.与700℃竹炭相比，900℃竹炭的吸附系数K_f高30%左右，但两者的不可逆解吸比例非常接近，说明一定污染物浓度范围内，700℃和900℃竹炭具有相近的吸附固定HOCs的功能.机理分析表明，以"相似相溶作用"为机制的分配作用吸附的PCB1固定效果差，在快速解吸和慢速解吸过程均发生解吸，以孔隙填充作用和π-π电子供体受体作用为机制的表面吸附对PCB1的固定效果好，仅在慢速解吸过程少量释放.这项研究说明Tenax解吸技术可为实际工程中生物炭的选型提供科学依据.     

蛋白质组学及其在环境科学中的应用

在后基因组时代，蛋白质组学是最新的生物体内蛋白质表达的分析工具，将对环境科学产生直接和间接的影响。蛋白质组学包括采用高分辨率2D技术的蛋白质提取、分离，结合高效率的蛋白质鉴定和生物信息学技术对蛋白质的分析与鉴定。简要介绍了蛋白质组学的内涵、研究方法、国内外研究进展以及在环境科学中的应用与展望。