西北黄土对五氯酚钠的吸附及影响因素研究

以西北地区天然黄土为供试土样,通过吸附热力学和动力学试验研究了五氯酚钠(PCP-Na)在黄土上的吸附行为,并对可能的影响因素如溶液pH值、初始质量浓度及土壤粒径对PCP-Na在供试土样上吸附的影响进行了探讨。结果表明:PCP-Na在西北黄土上的动力学吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其平衡吸附时间为16 h;西北地区黄土对PCP-Na的等温吸附较好地符合Freundlich吸附模型;黄土对PCP-Na的吸附自由能变(ΔG)、吸附焓变(ΔH)及吸附熵变(ΔS)均为负值,表明吸附是一个自发的放热过程,并且吸附过程中体系混乱度减小。溶液pH值和初始质量浓度对PCP-Na在黄土上的吸附影响较大。溶液pH值在4~10之间升高,PCP Na平衡吸附容量呈先减小后增大的趋势,当溶液pH值为6时吸附容量最小;PCP-Na初始质量浓度从6 mg/L增至40 mg/L,其在黄土上的吸附容量从33.43 mg/kg增至100.93 mg/kg。黄土颗粒粒径越小,PCP-Na在土样上的吸附容量越大,黄土粒径由0.075 mm增至0.425 mm,吸附容量由134.26 mg/kg降至28.71 mg/kg。     

固定化微生物吸附剂对Cr3+的吸附特性研究

从皮革铬鞣、复鞣污泥等处分离、纯化出4株菌株TP、XB、MY和TQ,采用海藻酸钠悬滴法并添加膨润土制成微生物固定化吸附剂,研究该吸附剂对低质量浓度Cr3+的吸附特性。结果表明,4种固定化颗粒对低质量浓度Cr3+有较好的吸附作用。实验室条件下,当吸附温度为30℃时,6 h后固定化吸附剂进入缓慢吸附和平衡吸附阶段。吸附等温曲线拟合研究表明,不同温度下吸附剂适合不同的等温模型。4种微生物吸附剂均与Lagrange拟二级动力学模型拟合最佳,且吸附量从高到低为TQ、TP、XB、MY。颗粒内扩散模型研究表明,20℃下XB和MY对Cr3+的吸附分为快速吸附和缓慢吸附阶段;30℃和40℃下固定化颗粒均呈现表面吸附—缓慢吸附—平衡吸附过程。热力学研究表明,吸附反应均属于自发进行的吸热过程,并且均是化学吸附。     

天然腐殖酸对柴油在寒旱区黄土上吸附特性的影响

选用西北寒旱区黄土为供试土样,通过热力学和动力学吸附试验研究了干旱区低有机质黄土对柴油的吸附行为,以及提取的天然腐殖酸对柴油在黄土上吸附行为的影响。结果表明,无论是否加入腐殖酸,柴油在黄土颗粒上的吸附都符合Freundlich方程,且腐殖酸质量浓度对柴油的吸附量有显著影响。在27℃时,加入10 mL质量浓度为40 mg/L的腐殖酸溶液后,柴油在黄土上的饱和吸附量由12.034mg/g减小为7.407 mg/g,且吸附量随温度的升高而降低,表明吸附为自发的放热过程。描述柴油在黄土上吸附动力学的最优方程为Elovich方程,其次为双常数方程。无论是否加入腐殖酸,黄土对柴油的吸附都在短时间内达到平衡。对吸附影响因素的分析结果表明,柴油在黄土上的吸附随溶液pH值的增大而降低;黄土颗粒粒径越小,柴油在土样上的吸附量越大。     

菹草衰亡腐烂对水质持续性影响试验研究

为研究菹草衰亡残体对水质的持续影响,在铺有10 cm厚底泥的A、B、C、D、E 5个实验桶内添加生物量分别为4 kg/m2、3 kg/m2、2 kg/m2、0.8 kg/m2、0 kg/m2的处于衰老期的菹草,跟踪监测水质变化情况.结果表明:1)试验开始第10～16 d,各实验桶水体TN、TP、CODMn都达到峰值,溶解氧(DO)达到谷值,随后TN、TP、CODMn快速下降,45 d后主要水质指标都明显改善,表明菹草衰亡腐烂对水体的影响时间较短;2)试验后期,A桶内的TN、TP明显高于对照,其他桶与对照差异不大,表明在试验条件下,生物量大于3 kg/m2的菹草残体腐烂分解会对水体产生比较严重的氮磷污染,生物量小于2 kg/m2时,其死亡残体腐烂分解对水体营养盐增加较少;3)试验后期A、B、C桶的CODMn仍然超过Ⅳ类水标准,表明有机质降解比较慢;4)试验后期,除对照外,各实验桶的DO小于5.0 mg/L(Ⅳ类水标准).     

水分对典型天然性激素在我国东北黑土中降解的影响

通过室内培养试验研究了不同水分条件下,孕酮、雄烯二酮、17β-雌二醇、雌酮4种天然性激素在我国东北黑土中的降解情况。结果表明:4种激素在土壤中的降解符合一级动力学模型(R2=0.84~0.98,p0.01),降解速率常数为0.010 0~1.004 2 d-1;4种激素在灭菌土壤中的降解半衰期均远大于未灭菌土壤,分别为未灭菌土壤的24.7、20.1、49.5和23.6倍;微生物是影响孕酮、雄烯二酮、17β-雌二醇、雌酮在黑土中降解的主要因素;4种激素在不同含水量黑土中的降解半衰期为0.69~4.92 d,孕酮和雄烯二酮的降解速率随土壤含水量升高而加快;17β-雌二醇和雌酮的降解速率随土壤湿度增加而增加,但当土壤含水量达到淹水状态时,其降解速率受到抑制。     

酸雨和铅对大豆幼苗光合作用的复合影响

采用水培法研究了酸雨AR(pH=3.0、3.5、4.5、7.0)和Pb(0、35 mg/L、90 mg/L、150 mg/L)复合污染对大豆幼苗光合作用的复合影响。结果表明,与对照组相比,单一AR或Pb处理下,净光合速率(Pn)、叶绿素(Chl)质量比、Hill反应活性和Mg2+-ATPase活性的降幅随酸雨pH值降低或Pb质量浓度升高而增大,呈明显的剂量-效应关系。AR+Pb复合处理下各指标的降幅均大于对应的单一处理,这表明酸雨加剧了Pb对大豆光合作用的抑制作用。双因素方差分析表明,Pb和酸雨对Hill反应活性无交互作用,而对Pn、Chl质量比和Mg2+-ATPase活性有显著交互作用。关于Pn、Chl质量比和Mg2+-ATPase活性复合效应的进一步评价结果表明,受胁迫强度的调控,低酸雨pH值/Pb质量浓度下,复合影响呈弱相加效应;在高酸雨pH值/Pb质量浓度下,复合影响呈强相加或协同效应,而且相同处理下AR与Pb对光合各参数的复合影响效应不一致,表现为对Chl质量比影响的相加效应最弱,对Mg2+-ATPase活性影响的相加效应较强。研究表明,Chl质量比、Hill反应活性和Mg2+-ATPase活性对Pn的影响程度随胁迫因子和胁迫方式的不同而改变,表明不同胁迫因子和胁迫方式作用于光合作用的位点不同,影响机制复杂多变。     

基于升温速率的生物质三组分热解特性研究及动力学比较

为了研究升温速率对生物质三组分的热解特性影响,利用同步热分析-质谱联用仪(Thermogravimetry/Differential Scanning Calorimetry-Mass Spectrum, TG/DSC-MS)对不同升温速率(μ=1℃/min、5℃/min、10℃/min、20℃/min)下的热解试验进行分析,并采用Coats-Redfern法、Doyle法和分布活化能模型(Distribution of Activation Energy Model, DAEM)法对热解动力学参数进行计算与比较。结果显示：1)随升温速率增大,三组分生物炭产率减小,热解气和热解油产率增大。2)随升温速率增大,气体产物最大析出速率增大。其中,当升温速率为1℃/min时,气体产物析出速率变化不大。3)随升温速率增大,三组分热解失重率变化不大。4)随升温速率增大,DTG(Derivative Thermogravimetry)曲线最大失重峰右移,最大热解失重速率减小。5)随升温速率增大,纤维素DSC曲线最大吸热峰右移,峰值增大,吸热峰面积增大。此外,半纤维素和木质素最大放热峰右移,峰值增大,...     

酸雨对植物光合作用影响的研究进展

随着近年全球酸雨污染程度加重,酸雨对植物的影响受到国内外学者广泛关注。光合作用既是植物生物量和生态系统初级生产量形成的物质基础,也是影响植物生长发育的重要生理过程,因此研究酸雨对植物光合作用影响意义重大。综述了近年有关酸雨对植物叶片形态结构、叶绿体微结构、不同生态型、生活型和不同生育期植物净光合速率的影响,以及不同酸雨组成与复合污染对植物净光合速率影响的相关报道;并从气孔参数、光合色素、叶绿素荧光参数和叶绿体微结构等方面分析酸雨对植物光合作用影响的机制。结果表明:酸雨对植物光合作用器官叶片的影响由外向内递进,由结构向功能延伸;酸雨对植物的胁迫效果存在生态型与生活型差异;在作物不同生育阶段,酸雨对孕穗期影响最为明显;不同成分酸雨对植物影响存在差异,且硝酸型或混合型酸雨对植物的影响大于硫酸型酸雨。     

壬基酚对玫瑰无须鲃(Puntius conchonius)胚胎发育的影响

以玫瑰无须鲃(Puntius conchonius)胚胎为试验材料,通过胚胎的存活率、半致死浓度(LC50)以及胚胎发育过程中的形态学变化等来评价壬基酚(nonylphenol,NP)对玫瑰无须鲃胚胎发育的影响.结果表明,壬基酚对胚胎的影响主要表现在胚胎发育的早期与晚期;壬基酚对胚胎的LC50随着壬基酚对胚胎作用时间的减少而增加,从卵裂期(2～4细胞期)开始染毒到孵化期的LC50为(7.55±0.22) μmol/L,而从成体节期染毒到孵化期的LC50为(10.77±0.08) μmol/L.壬基酚对玫瑰无须鲃胚胎不同发育阶段的影响程度不同,其中最敏感的阶段为成体节期,其次为卵裂期与囊胚期,较不敏感的为原肠胚期.玫瑰无须鲃胚胎对壬基酚毒性反应的主要变化特征为卵凝结、脊椎畸形以及胚胎发育延迟.研究表明,壬基酚对玫瑰无须鲃胚胎的发育具有明显的毒性效应,而鉴于玫瑰无须鲃胚胎对壬基酚的较高敏感性,可将玫瑰无须鲃胚胎作为评价壬基酚对胚胎发育毒性的一种理想模型.     

氨基比林在氯化消毒前后对小球藻生长及生理特性的影响

为探讨典型的吡唑酮类药物——氨基比林(Aminopyrine,AMP)在氯化消毒前后对普通小球藻生长及生理特性的影响,设置了生长抑制试验和生理特性影响试验。在生长抑制试验中,设定药物暴露质量浓度为0.1~32.0 mg/L,共7个处理组,以不加药物组为对照组,再按照药物与氯气(C12)物质的量比为4:1、1:1、1:2、1:5分别向各处理组加入相应的NaClO溶液,并氮吹至余氯在检测限下,测定小球藻的生物量。结果表明:72 h内小球藻的生长抑制率先升高后降低,并随药物质量浓度升高而升高;氯化消毒处理后,抑制率随投氯量增加而上升。在生理特性影响试验中,设置药物质量浓度为2.0~32.0 mg/L,共5个处理组,其他处理同生长抑制试验,测定培养96 h后的抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT)活性和丙二醛(MDA)含量,结果表明:MDA含量随机体抗氧化酶活性降低而升高;氯化消毒处理后,1:5处理组的SOD和CAT活性均低于氯化消毒前,而MDA含量均高于氯化消毒前,表明该比例的氯化消毒对小球藻的抑制作用较其他各组更为显著。     

海洋石油钻井平台生产性噪声慢性暴露对血清皮质醇水平的影响

采用自身对照试验,利用个体噪声剂量系统检测海洋石油钻井平台作业人员在作业期间生产性噪声个体暴露水平(40 h等效声级),采用酶联免疫吸附试验(ELISA)分别检测噪声暴露作业前后血清皮质醇水平,并分析血清皮质醇水平变化与噪声暴露水平和暴露时间的关系。结果表明:噪声暴露作业后,全部作业人员血清皮质醇水平明显升高(p0.05,α=0.05);不同噪声暴露水平作业人员血清皮质醇水平差别没有统计学意义(p0.05);噪声暴露20 d的作业人员血清皮质醇水平明显高于噪声暴露≤20 d者(p0.05)。血清皮质醇水平变化与噪声暴露水平没有显著关联性,而与噪声暴露时间呈明显的正相关(p0.05)。研究表明,生产性噪声慢性暴露使血清皮质醇水平升高,且暴露时间是主要影响因素。     

DEP、DOP暴露对鲤鱼的酸碱性磷酸酶的影响

为了研究酞酸酯类对水生生物的毒性作用,将鲤鱼暴露于DEP与DOP的6个质量浓度组中进行96h-LC50急性毒性试验,测得其半致死质量浓度(96 h-LC50)分别为41.50mg/L与7.95 mg/L。分别设置3个质量浓度和1个对照组,测定DEP与DOP对鲤鱼肝脏及肌肉组织酸性磷酸酶(ACP)与碱性磷酸酶(ALP)活性的影响。结果表明:DEP与DOP对鲤鱼肝脏及肌肉组织ACP活性的影响趋势均表现为低质量浓度诱导,高质量浓度抑制;DEP对鲤鱼肝脏及肌肉组织ALP活性的影响亦表现为低质量浓度诱导,高质量浓度抑制;而DOP对鲤鱼肝脏ALP活性的影响表现为随着暴露质量浓度的增大而活性降低,呈现出明显的剂量-效应关系。酸性磷酸酶和碱性磷酸酶可能在鱼体抵御酞酸酯毒性作用中有重要作用,其机理有待进一步研究。     

营养条件对氧化亚铁硫杆菌生长及其铁沉淀的影响研究

为减少氧化亚铁硫杆菌培养过程中沉淀的产生,对其营养条件进行优化,研究不同氮源、磷源、初始Fe2+质量浓度及pH值对菌体生长和沉淀量的影响。结果表明:最佳氮源(NH4)2HPO4质量浓度为1.5 g/L时,取代了(NH4)2SO4和K2HPO4,同时作为氮源和磷源;优化后的培养基初始Fe2+质量浓度为13.5 g/L,pH值为1.8。优化后培养条件下菌体生长有较高氧化活性且沉淀量少。     

场地参数对地下水污染物健康风险评价影响的初步研究

通过单变量分析,考察含水率、容重和地下水埋深对挥发性有机污染物风险控制值的影响,结果表明土壤含水率、土壤容重和地下水埋深与风险控制值为正相关关系,土壤含水率和容重在超过某一阈值后,微小变化会使风险控制值产生较大的波动,因此建议在实际调查过程中提高水文地质勘察取样和测试质量,获得高代表性的数据,减少风险控制值的不确定性。     

2,2′,4,4′-四溴联苯醚对斑马鱼胚胎生长发育的影响研究

为探究2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)对生长发育的影响,以斑马鱼为模型,将发育至受精后4 h(受精后小时数,hours post-fertilization, hpf)的斑马鱼胚胎暴露于0.312～1.25 mg/L BDE-47中,培养至72 hpf,观察胚胎心率和畸变率。测量斑马鱼胚胎胚体长度和卵黄延伸部长度;吖啶橙染色后荧光显微镜分析斑马鱼胚胎细胞凋亡情况;RT-qPCR分析心脏发育、骨骼形态和生长相关基因的表达变化。研究结果显示,BDE-47促使斑马鱼胚胎的心率和畸形率增加,阻滞了胚体和卵黄延伸部发育,致使胚胎细胞凋亡;BDE-47暴露对etv2基因表达无影响,但上调了胚胎早期心肌标志基因gata4的表达,抑制了骨形成蛋白质基因bmp2b的表达,干扰了GH/IGF1/PI3K通路相关基因(gh1、ghra、igf1、pik3ca、pik3r1、akt和mTOR)的表达。这表明,BDE-47对斑马鱼胚胎具有生长发育毒性,其机制与上述基因表达异常有关。     

模拟酸雨对水稻叶片抗氧化系统影响的时间效应

采取有效措施减轻酸雨对植物的伤害必须建立在明晰植物对酸雨适应机制的基础上。为探究植物的抗氧化系统及质膜上重要功能蛋白对酸雨胁迫的适应机制,采用模拟试验方法,以pH=7.0为对照(CK),分析pH=4.0和2.5酸雨对水稻叶片内丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)、超氧化物自由基(O-2·)含量及抗氧化系统(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸(ASA))和质膜H+-ATPsae活性影响的时间效应。结果表明,与对照(CK)相比,pH=4.0、2.5酸雨在胁迫1~5 d时引起水稻叶片MDA、H_2O_2、O-2·含量,SOD、CAT活性,ASA质量比和质膜H+-ATPsae活性上升,仅pH=4.0组SOD活性在第5 d出现峰值,其他指标出现"时滞";在胁迫解除后,pH=4.0组各指标在第6~10 d逐渐恢复至CK水平,而pH=2.5组各指标(除质膜H+-ATPase活性低于CK外)仍显著高于CK。这表明在pH=4.0酸雨胁迫下水稻幼苗叶片中SOD和CAT活性与ASA质量比上升有效降低了H_2O_2和O-2·积累、MDA含量、质膜过氧化程度,因而,质膜H+-ATPsae活性恢复至CK并保持稳定;pH=2.5酸雨引起H_2O_2、O-2·过量积累,不仅超出抗氧化酶的清除能力且致使酶钝化,导致MDA含量持续增加,氧化伤害加剧,造成质膜上功能蛋白H+-ATPase活性受抑,其调节胞内pH值功能受阻。水稻抗氧化系统对酸雨胁迫的响应呈明显时间效应,且响应的敏感性从强到弱依次为SOD、CAT、ASA。水稻抗氧化系统恢复程度与恢复进程的快慢受胁迫强度制约。     

基于PSR模型的石嘴山市生态安全评价与预测

老工业城市面临资源过度开采带来的生态环境破坏问题,生态安全评价与预测有助于改善环境质量,提高生态系统稳定性。基于压力-状态-响应(Pressure-State-Response, PSR)模型构建生态安全评价指标体系,综合使用熵权法和层次分析法确定指标权重,运用综合指数模型对宁夏石嘴山市2010—2020年进行生态安全评价,并通过障碍度模型分析限制石嘴山市发展的制约因素,使用灰色预测GM(1, 1)模型对石嘴山市未来几年生态安全状态进行预测。结果显示：石嘴山市生态安全由2010年的“恶劣”逐渐转变为2020年的“临界安全”。目前,制约石嘴山市生态发展的主要因素有工业废气排放总量、一般工业固体废物综合利用率、化肥施用量和能源消耗量。石嘴山市未来几年生态安全状态将继续呈现好转,其状态将由“临界安全”逐渐转换为“较安全”。     

DTPA和钐对小鼠肝组织的影响

将昆明小鼠随机分为生理盐水组、二乙基三胺五乙酸(DTPA)组、SmCl3暴露组、DTPA+钐暴露组,分别于处理1 d、7 d、14d时处死解剖,计算肝脏器系数、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及测定肝匀浆中的钐质量比,研究DTPA和钐对小鼠肝组织的影响。结果表明,DTPA可引起肝细胞肿胀、SOD活性升高(p0.01),但引起的MDA含量与肝脏器系数变化与生理盐水对照组相比无显著差异。DTPA促排钐后小鼠脏器系数明显低于生理盐水对照组(p0.01);处理1 d后SOD活性低于生理盐水对照组(p0.05),7 d后SOD活性高于生理盐水对照组(p0.01);MDA含量仅7 d时明显低于生理盐水对照组(p0.01);肝匀浆组织中钐质量比较钐暴露组低(p0.01),到14 d时钐质量比为8.590 0μg/g,与生理盐水组无明显差异。可见,DTPA对小鼠肝脏组织病理有影响,体内促排钐效果明显,可减少钐对肝组织的损伤。     

微囊藻毒素对不同生育期水稻生长的影响

灌溉水中的微囊藻毒素不仅会影响作物生长与产量,还可能沿食物链传递而威胁人类健康。以水稻为试材,研究了不同质量浓度(1μg/L、100μg/L、1 000μg/L、3 000μg/L)微囊藻毒素(MCs)对幼苗期和孕穗期水稻生长与成熟期水稻产量的影响,以及MCs在3个生育期水稻中的积累。结果表明:处理7 d后,1μg/L MCs处理对幼苗期水稻生长有一定促进作用,而对孕穗期水稻生长没有影响,高质量浓度MCs(≥100μg/L)抑制幼苗期和孕穗期水稻的生长;胁迫结束且恢复7 d后,100μg/L处理组孕穗期水稻根长、根表面积恢复能力强于幼苗期,株高、叶面积低于幼苗期,而1 000μg/L和3 000μg/L MCs组水稻各指标不仅未恢复,且劣于胁迫期,水稻产量下降92.4%和95.2%。用酶联免疫法检测发现,胁迫后MCs均在水稻体内富集。对于相同质量浓度MCs处理,幼苗期水稻各器官富集能力最大,孕穗期次之,成熟期最小。3 000μg/L MCs处理组的水稻谷粒中MCs质量比达21.2μg/kg,使人体每天摄入MCs的量可能高于世界卫生组织规定的人体每天吸收MCs的上限值。