三种纳米材料对水稻幼苗生长及根际土壤肥力的影响

为探讨纳米材料在土壤环境中的生态效应，采用盆栽试验将三种外源纳米材料（nSiO₂、nTiO₂、nZnO）分别添加到水稻土中，研究三种浓度的纳米材料对盆栽水稻幼苗生长及土壤肥力的影响。结果表明：0.5 mg·g^-1 nZnO处理后水稻幼苗鲜质量、干质量和株高增加，但1、2 mg·g^-1 nZnO处理后水稻鲜质量、干质量和株高降低；2 mg·g^-1 nSiO₂处理后水稻干质量和株高显著降低。0.5、2 mg·g^-1 nSiO₂处理后的水稻N含量显著降低，三种浓度nZnO处理后的水稻P含量显著增加，而K含量显著降低。1、2 mg·g^-1nTiO₂处理对水稻生长、主要营养元素（N、P、K）含量以及土壤有效氮、有效磷、有效钾含量的影响均不显著。经三种浓度nSiO₂和nTiO₂处理后的土壤pH和有机质含量均降低，1、2 mg·g^-1 nSiO₂处理后土壤有效氮和有效磷含量显著增加，三种浓度的nZnO处理后土壤有效磷和有效钾含量降低。经三种纳米材料处理后土壤酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别被显著抑制和显著促进，不同浓度的nZnO处理土壤蔗糖酶和脲酶活性均被显著抑制。总体而言，三种纳米材料中nZnO对植物的生长、养分吸收和土壤酶活性的影响最大。     

水稻秸秆生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质的影响机制

为探究不同比例生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质及其体内镉累积的影响,以千禧番茄（Lycopersicon esculentumMill.）为材料,设计4个处理（CK：不添加生物炭;T₁：1%生物炭;T₂：3%生物炭;T₃：5%生物炭）,采用盆栽试验研究了不同处理下番茄根系、茎部和果实中镉的累积、产量与品质和土壤理化性质与酶活性的差异。结果表明：与CK处理相比,添加生物炭显著提高了番茄的产量和品质（维生素C、番茄红素、可溶性蛋白、可溶性糖含量和糖酸比）,其中T₂处理的品质提升效果最显著,分别较CK处理提高了24.7%、114.4%、12.0%、37.4%和80.0%。添加生物炭可显著降低番茄体内（根系、茎部和果实）镉含量,其中T₃处理的效果最显著,在生长末期,T₃处理番茄根系、茎部和果实中的镉含量分别为1.31、0.33 mg·kg^-1和0.03 mg·kg^-1。此外,在番茄的整个生育期中添加生物炭可显著改善土壤理化性质（pH和腐殖质）,提高土壤养分含量（碱解氮、速效磷和速效钾）和酶活性（脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶）,其中在生长末期,T₂处理的碱解氮、速效磷、速效钾含量和脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶活性显著高于其余处理,依次为47.42、165.85、167.76 mg·kg^-1和6.28 mg·g^-1·d^-1、3.20 mg·g^-1·20 min^-1、1.07 mg·g^-1·d^-1和2.13 mg·g^-1·d^-1;T₃处理对pH、腐殖质含量提高效果最为明显,分别为7.15和24.56 g·kg^-1,但与T₂处理无显著差异。研究表明,添加生物炭可显著降低番茄体内镉含量,改善土壤理化性质并提高土壤养分含量,进而提高番茄的产量和品质,其中以3%生物炭处理效果最佳。同时,添加生物炭显著提高了土壤的酶活性,改善土壤的生态环境。     

伯克氏菌对水稻种子萌发及初生幼苗耐镉性的影响

在无菌条件下研究了伯克氏菌对镉胁迫下水稻种子萌发及初生幼苗耐镉性的影响。结果表明:伯克氏菌D54能在含500mg·L^-1Cd的培养基中正常生长,显示出极强的耐镉能力。在50 mg·L^-1的镉胁迫下,接种伯克氏菌能显著提高水稻种子的萌发率,但在其他镉处理下,接种伯克氏菌对种子萌发无显著影响。接种伯克氏菌对水稻种子的发芽指数没有影响,但在10 mg·L^-1Cd处理下,接种伯克氏菌能显著提高水稻种子的活力指数和初生幼苗的根长、根表面积、根尖总数和耐性系数。接种伯克氏菌对初生幼苗的芽鲜重无影响,但能显著提高根鲜重。在50 mg·L^-1和100 mg·Lz^-1的高浓度镉处理下,接种伯克氏菌对根系生长没有影响。     

果壳种类对生物膜特性及废水处理效果的影响

为促进植物果壳的资源化利用，选择花生壳、核桃壳和夏威夷果壳3种果壳，使用SEM和FTIR表征其表面微观特征与化学基团，探索植物果壳作为SBBR反应器填料的可行性，考察果壳类型对生物膜特性和废水处理效果的影响。结果表明：3种果壳表面粗糙多孔且富有OH、COOH等亲水性基团，有利于微生物附着生长。花生壳上生物膜量呈现“先增后降”变化，试验前期从6.80 mg·cm^-3上升至24.66 mg·cm^-3。后期花生壳软化分解，生物膜量不断降低，与试验前期基本持平，生物膜中夹杂过多腐烂的代谢产物，导致EPS含量最低（49.90 mg·g^-1），DHA低，生物膜活性差，对COD、NH₄⁺-N长期去除效果不理想，仅能达到约65%；核桃壳、夏威夷果壳上生物膜量含量高，试验前期分别从7.98 mg·cm^-3和8.45 mg·cm^-3快速上升至26.75 mg·cm^-3和25.96 mg·cm^-3，之后缓慢上升。悬浮于反应器中的核桃壳受到强烈水力剪切作用，污染物传质效果的增强促进微生物EPS分泌，EPS含量最高达66.44 mg·g^-1；2种果壳生物膜DHA均呈现“先增后稳”变化，最高达到81.72 mg·g^-1·h^-1，生物膜活性高，对COD、NH₄⁺-N去除率不断增长，最高均达到90%左右。因此，除花生壳外，核桃壳和夏威夷果壳结构稳定，生物膜特性良好、污染物去除效果较好，可作为填料长期使用。     

氨胁迫对猪粪厌氧消化性能的影响

以猪粪为原料,采用批式试验方法,研究不同氨氮添加量(0、400、800、1600、2400、3200、4000 mg·L^-1)对厌氧消化产气效果的影响.结果表明:随着氨氮添加量的增加,总产气量和CH₄产率均呈现先升高后降低的变化趋势,氨氮添加量 ≥2400 mg·L^-1时,厌氧消化过程受到显著抑制;不同处理中猪粪挥发性固体(VS)的CH₄产率分别为328.5、338.1、323.2、304.9、276.2、124.9、56.1 mL·g^-1.氨氮添加量为0~800 mg·L^-1时,最大VS产CH₄速率分别为18.3、18.4、17.1 mL·g^-1·d^-1;氨氮添加量为2400 mg·L^-1时,产气高峰推迟,产CH₄速率明显降低;氨氮添加量 ≥400 mg·L^-1时,厌氧消化30 d底物的生物转化产CH₄效率随氨氮添加量的增加逐渐降低,分别为56.7%、54.5%、52.4%、30.6%、1.6%和1.3%;氨氮添加量为400~2400 mg·L^-1时,乙酸利用型产甲烷菌Methanosaeta的相对丰度总体随氨氮质量浓度的增加而降低,而氢利用型产甲烷菌Methanosarcina和Methanococcus具有相反的变化规律.     

钒胁迫对紫花苜蓿生长及钒积累与转移的影响

为探讨钒（V）胁迫下紫花苜蓿的生长响应及钒积累与转移特征,采用室内水培试验,设置不同浓度（0、0.1、0.5、2.0、4.0、10.0 mg·L^-1 V）含钒营养液,研究了各浓度钒胁迫下紫花苜蓿株高、根长、叶绿体色素、光合气体参数、叶片膜脂过氧化程度及细胞膜透性、生物量、各组织钒浓度、钒转移系数（TF）和冠层、根系、整株钒提取量及冠层、根系钒提取量占总提取量百分比,以期为通过紫花苜蓿修复钒环境污染提供理论依据。结果表明,低浓度钒（0.1 mg·L^-1 V）处理时根长、叶绿体色素（叶绿素a、b及类胡萝卜素）含量、叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）及生物量均有增加但不明显（P>0.05）。相反,高浓度钒（≥4.0 mg·L^-1 V）显著降低了株高、根长、叶绿体色素、Tr、Gs、Pn及生物量,同时叶片膜脂过氧化程度及膜透性显著增大（P<0.05）。与对照相比,根长在≥0.5 mg·L^-1 V时显著减小;2.0 mg·L^-1 V时冠层及总干物质量显著降低（P<0.05）,但0.5 mg·L^-1 V和2.0 mg·L^-1 V时株高、叶绿体色素、光合气体参数、叶片膜脂过氧化程度及膜透性均无明显变化（P>0.05）。对照组各器官钒浓度为叶>根>茎,而钒处理组为根>茎>叶,根系是紫花苜蓿贮存钒的主要部位。TF随钒浓度的增加先降低后略有升高。每盆植株冠层钒提取量在4.0 mg·L^-1 V时最大,为0.546 4 mg。尽管在≥4.0 mg·L^-1 V时植株生长显著受抑制,但根系、冠层及整株钒提取量较≤2.0 mg·L^-1 V处理显著增大。研究表明,紫花苜蓿具有相对较强的抗钒胁迫能力,具有一定的修复钒环境污染的潜能。     

不同亚铁矿物对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的表面吸附特征及机制比较研究

为探明稻田土壤还原条件下不同亚铁矿物对砷的修复潜力,本研究对比研究了磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿三种亚铁矿物在不同 pH 条件下（pH 3.00、5.00、7.00）对 As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附特征,并以电位滴定法探究了导致三种亚铁矿物吸持 As（Ⅲ）、As（Ⅴ）能力差异的表面电荷性质。等温吸附平衡实验结果表明,Langmuir模型能较好描述三种亚铁矿物对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附过程。弱酸条件（pH=5.00）下,亚铁矿物对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附容量依次为：磁铁矿[As（Ⅲ）：23.38 mg·g^-1,As（Ⅴ）：71.33 mg·g^-1] >菱铁矿[As（Ⅲ）：11.63 mg·g^-1,As（Ⅴ）：21.69 mg·g^-1]>黄铁矿[As（Ⅲ）：10.72 mg·g^-1,As（Ⅴ）：7.75 mg·g^-1],在弱酸性（pH=5.00）条件下三种矿物中磁铁矿对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）吸附容量最高。在中性（pH=7.00）条件下黄铁矿对As（Ⅲ）、菱铁矿对As（Ⅴ）吸附容量相对较高。供试pH条件下磁铁矿、菱铁矿对As（Ⅲ）的吸附强度较高,黄铁矿则对As（Ⅴ）的吸附强度较高。电位滴定实验测得亚铁矿物的电荷零点和总可变电荷量依次为：磁铁矿（pH 9.76;1.025 mol·g^-1）>菱铁矿（pH 7.52;0.240 mol·g^-1）>黄铁矿（pH 4.03;0.084 mol·g^-1）,表面活性位点密度依次为：黄铁矿（90.59 site·nm^-2）>菱铁矿（42.77 site·nm^-2）>磁铁矿（7.94 site·nm^-2）,亚铁矿物对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附容量受溶液pH、总可变电荷量及其电荷零点影响。非专性吸附和专性吸附是磁铁矿和菱铁矿吸附As的主要方式,而黄铁矿则以专性吸附为主。研究表明,不同pH条件下不同亚铁矿物对稻田土壤砷的修复潜力不同,酸性条件下磁铁矿对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）有较好修复潜力,中性条件下黄铁矿对As（Ⅲ）、菱铁矿对As（Ⅴ）有较好修复潜力。     

不同叶用黄麻种质对重金属吸附的差异及其机制分析

为筛选对重金属具有高效吸附能力的叶用黄麻种质，以36个栽培黄麻种质为研究对象，将黄麻干叶制成粉末，研究其对水体中重金属离子Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的去除特性。结果表明：不同黄麻种质干叶对同种重金属的去除效果不同；且同种黄麻种质干叶对不同重金属的去除效果也有明显差异。黄麻叶对重金属阳离子具有一定的选择吸附特性，且选择性吸附顺序为Cu（Ⅱ） < Pb（Ⅱ） < Cd（Ⅱ），其中对Cd（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的最高吸附容量分别为20.62、14.19 mg·g^-1，对Cu（Ⅱ）的吸附容量最高则为9.53 mg·g^-1，而黄麻叶对络阴离子Cr（Ⅵ）的去除效果受种质的影响较大，吸附容量最高可达25.79 mg·g^-1，最低仅为1.46 mg·g^-1。黄麻种质HMG-2对Cd（Ⅱ）有较好的吸附效果，吸附等温线符合Langmuir模型，最大理论吸附容量可达30.29 mg·g^-1。研究表明，黄麻种质HMG-1和HMG-2可考虑作为吸附重金属阳离子的专用种质，而黄麻种质竹昌麻和HMG-4则可考虑作为吸附络阴离子的专用种质；不同黄麻种质干叶对同种重金属的吸附容量不同，主要与黄麻叶片中的富含活性官能团的物质（如纤维素、半纤维素和木质素等）含量有关。     

酚醛泡沫对蚯蚓及土壤微生物活性的影响

为检测市面上某种农用酚醛泡沫的使用安全性，采用人工土壤法研究酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性毒性；同时测定了酚醛泡沫暴露64 d后的慢性毒性效应，对蚯蚓超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性的影响，并分析了土壤中性磷酸酶（S-NP）、脲酶（S-UE）活性和呼吸速率的变化，探讨了酚醛泡沫对土壤活性及功能的影响。结果表明:酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性半致死浓度大于5 000 mg·kg^-1；酚醛泡沫（1~5 000 mg·kg^-1）处理64 d后，蚯蚓GSH-Px活性变化范围为27.47~56.96U·mg^-1，SOD活性变化范围为32.43~58.10 U·mg^-1，两种酶活性均显著增加（P<0.05）。不添加酚醛泡沫的对照处理土壤呼吸速率为0.067 μmol·g^-1·h^-1，添加酚醛泡沫的处理组为0.041~0.055 μmol·g^-1·h^-1，表明酚醛泡沫添加显著（P<0.05）抑制了土壤呼吸；但酚醛泡沫处理对土壤S-NP和S-UE活性没有显著影响。研究表明，酚醛泡沫材料（5 000 mg·kg^-1）对蚯蚓没有致死作用，但会诱导蚯蚓酶活性显著增强，抑制土壤呼吸速率。     

天然沸石对水中氨氮吸附特性的研究

以浙江缙云天然沸石为原料, 分别用摇床和吸附柱实验研究了天然沸石对氨氮的静态和动态吸附特性。结果显示, 在10、25、40 ℃温度下沸石吸附氨氮有显著差异(P<0.05)。在25 ℃、氨氮初始浓度为50 mg·L^-1的条件下, 1~2 mm沸石对氨氮的360 min吸附容量为4.05±0.02 mg·g^-1。沸石对氨氮的吸附过程遵循二级吸附动力学方程, 沸石对氨氮的等温吸附可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程拟合, 相关性分析结果表明Langmuir方程达到极显著相关(P<0.01), 可以更好地描述沸石吸附氨氮的热力学过程。随着沸石粒径与投加量的减小, 沸石对氨氮的吸附量显著增加。在pH值6.0~8.0时, 沸石对氨氮去除效果最好。动态试验显示, 当氨氮浓度为50 mg·L^-1时, 沸石的穿透时间约96 h, 动态饱和吸附量为18.8 mg·g^-1。     

纳米Fe3O4负载酸改性炭对水体中Pb2+、Cd2+的吸附

为探讨纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺单一及复合溶液的吸附特性，通过静态吸附实验，针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨，应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究。结果表明，纳米Fe₃O₄负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m²·g^-1，表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加，芳香性增强，等电点提高至5.68。从经济效率角度考虑5 g·L^-1为合理吸附剂用量，pH为5.0时，吸附效果最好，吸附在4 h达到平衡。准二级动力学模型对吸附的拟合度更高，吸附主要是化学吸附，吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用，Pb²⁺、Cd²⁺的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。纳米Fe₃O₄负载酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的最大吸附量（Q_m）分别达42.54 mg·g^-1和25.79 mg·g^-1，为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍，复合溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的Q_m分别为单一溶液的65.16%和54.21%，这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象。研究表明，纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附能力，且Pb²⁺的吸附性能及吸附竞争性优于Cd²⁺。     

锰对超富集植物青葙镉积累的影响

为探讨锰对青葙吸收和积累镉的影响,通过水培试验和土培试验两种方式,分别在镉处理为0(对照)、0.6、1、2 mg·L~(-1)和0(对照)、3、5、10 mg·kg~(-1)的条件下,施加100 mg·L~(-1)和500 mg·kg~(-1)的锰研究了锰对青葙吸收和积累镉的影响,并且在土培试验进行的同时监测土壤溶液中的镉含量。结果表明,在水培和土培条件下施加锰对青葙吸收和积累镉的作用不同。在水培条件下,向镉处理组中施加锰可显著抑制青葙对镉的吸收和积累。当镉处理浓度为0.6 mg·L~(-1)时,施加锰使青葙叶片镉含量降低了35.9%。然而,在土培条件下,施加锰显著促进了青葙对镉的吸收和积累。在镉处理浓度为3 mg·kg~(-1)时,锰对青葙镉积累促进作用最强,与未施加锰处理组相比青葙叶片中镉含量增加了352%。土壤溶液中镉含量较低,但锰的施加可显著提高土壤溶液中的镉含量(P0.05)。上述结果表明,尽管镉和锰在青葙中可能存在部分相同的转运和吸收途径,但由于两者在土壤固相与液相之间存在的离子交换作用使得土培和水培实验表现出相反的趋势。     

锑对土壤中秀丽隐杆线虫的毒性效应

为明确锑（Sb）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Sb的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖力为评价终点,研究了3种土壤（西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤）中外源Sb对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：基于西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤的土壤总Sb含量推导得出的Sb对线虫生长毒性的EC₅₀ （半数效应浓度）分别为1 138、2 163、4 074 mg·kg^-1,对线虫生育毒性的EC₅₀分别为849、1 472、3 244 mg·kg^-1,对线虫繁殖毒性的EC₅₀分别为574、836、1 470 mg·kg^-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Sb毒性的敏感性由高到低依次为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,阳离子交换量、有机质含量和非晶质铁氧化物含量是影响土壤中Sb毒性的主要因素。基于有效态Sb含量推导得出的3种土壤中Sb的毒性阈值差异缩小,说明有效态Sb含量能够更好地解释不同土壤中Sb毒性的差异。     

阿特拉津胁迫下外源磷对香蒲磷吸收和抗氧化酶系统的影响

为探明阿特拉津和外源磷对水生植物磷吸收及抗氧化酶系统影响的复合效应,选取典型的湿地植物香蒲(Typha angustifolia L.)为供试植物,采用水培实验,研究阿特拉津(0、0.5、2 mg·L~(-1)和5 mg·L~(-1))和外源磷(0.5、4 mg·L~(-1)和10 mg·L~(-1))交互作用对香蒲体内磷含量、叶绿素含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明:阿特拉津胁迫下,外源磷相较于对照显著提高了香蒲地上(310.47%)和地下部(165.81%)平均磷含量;中低浓度(0.5 mg·L~(-1)与2 mg·L~(-1))阿特拉津处理下,随着外源磷浓度增加,叶绿素a、叶绿素b含量升高,过氧化氢酶(CAT)及谷胱甘肽(GSH)活性增强,丙二醛(MDA)含量则显著降低;高浓度阿特拉津(5 mg·L~(-1))处理下,外源磷降低了叶绿素a、叶绿素b含量及超氧化物歧化酶(SOD)、CAT、GSH活性,却提高了MDA的积累。因此,中低浓度阿特拉津胁迫下外源磷能够提高香蒲体内磷含量、叶绿素含量及抗氧化酶系统活性,而高浓度阿特拉津与外源磷的复合效应表现为协同抑制,研究结果有助于理解阿特拉津胁迫与外源磷交互作用下水生植物响应的生理生化机制。     

富勒烯对大型蚤的急性毒性和慢性毒性效应

为深入理解富勒烯(Fullerene,nC_(60))的水生生态毒理效应,以模式动物大型蚤(Daphnia magna)为研究对象,研究nC_(60)对大型蚤的48 h和72 h急性毒性效应以及21 d慢性毒性效应。结果表明,急性暴露下,nC_(60)对大型蚤的48 h半抑制浓度(EC_(50))和半致死浓度(LC_(50))分别为25.3 mg·L~(-1)和28.5 mg·L~(-1),72 h的EC_(50)和LC_(50)分别为14.9 mg·L~(-1)和16.3 mg·L~(-1),且大型蚤的跳跃频率和心跳频率随着在nC_(60)中暴露时间的延长先增加后减少;慢性暴露下,1 mg·L~(-1)的nC_(60)即可对大型蚤的繁殖产生影响,21 d内总产蚤数和平均产蚤数分别为53.3个和0.3个,与对照相比明显降低。研究结果表明,无论急性还是慢性暴露下,nC_(60)均显著抑制大型蚤的生长和繁殖,其水生生态毒性不容忽视。     

一株溶磷菌对盐地碱蓬修复盐渍土Cd污染的促进效应

为提高盐渍土Cd污染植物修复效率,探讨溶磷菌对盐地碱蓬生长和镉提取效果的影响,采用浸根法收集水培(含2%NaCl)盐地碱蓬的根系分泌物,将其作为唯一碳源培养5株具有Cd活化能力的溶磷菌并依据细菌OD值绘制生长曲线。挑选繁殖速度较快且溶磷和活化Cd能力显著性强(P0.05)的大肠埃希菌(Escherichia)在3个NaCl浓度(0.3、6、12 g·L~(-1))处理下,采用摇瓶实验研究该条件下大肠埃希菌对Ca_3(PO_4)_2和CdCO_3的溶解效应及代谢产物变化。进一步采用Cd平均含量为1.37 mg·kg~(-1)的污灌菜园土,在3个外源NaCl浓度(0、4、8 g·kg~(-1))处理下,利用盆栽实验研究大肠埃希菌对盐地碱蓬修复盐渍土Cd污染的促进效应。结果显示:随盐分增加(0.3、6、12 g·L~(-1)),菌株平均绝对溶磷量(扣除不接菌对照值)分别为80.19、78.79、77.54 mg·L~(-1),平均绝对活化Cd量依次为17.84、17.30、19.73 mg·L~(-1),说明盐分的增加没有阻碍菌株的溶磷功能,且随盐分的增强,可促进Cd的活化。不同盐分下菌株的代谢物组成有明显变化,0.3、6、12 g·L~(-1)盐分处理下菌株分泌的有机酸分别为5、10、13种,分泌的氨基酸分别为4、8、8种。其中缬氨酸的量随盐分增加显著增加(P0.05)。盆栽实验中,4 g·kg~(-1)盐分胁迫下,接菌处理的生物量和根际土壤溶液Cd含量较不接菌对照显著增加(P0.05),Cd总活化量平均增加3.17倍,全量和DTPA提取态Cd富集系数平均提高260%。综上,盐分胁迫下大肠埃希菌可正常生长并促进盐地碱蓬Cd富集。     

生物炭负载Fe3O4纳米粒子的制备与表征

为了推进可再生资源的综合利用,本文以水稻秸秆为原料,利用高温热解有机前驱体法成功制备磁性Fe_3O_4纳米粒子/生物炭复合材料。用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)、综合物性测量系统(PPMS)、元素分析仪(EA)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)及全自动快速比表面与孔隙度分析仪(BET)对其进行了表征。结果表明:复合材料上生成了形貌均一、结晶度较高、粒径范围为3~10 nm的Fe_3O_4纳米粒子;复合材料的饱和磁化强度达到26.64 emu·g~(-1);复合材料相比于原始生物炭具有更好的热稳定性和更大的比表面积;复合材料的微孔数量少于原始生物炭,孔隙结构以中大孔为主;铁元素在复合材料上的含量为12.08 mg·g~(-1)。通过对两种材料物理化学性质的比较与归纳,以期为复合材料的合成及应用提供参考。     

臭氧氧化猪场处理尾水对苦草(Vallisneria spiralis)抗氧化系统的影响

为了探索臭氧氧化技术应用于畜禽养殖废水排放前的预处理对环境可持续发展的影响,用不同浓度臭氧氧化处理经生化工艺处理后的猪场尾水,以苦草为试验材料,从活性氧代谢和抗氧化系统的角度,探讨了沉水植物在臭氧氧化猪场处理尾水中的适应性以及臭氧氧化技术的应用对水生植物的影响。结果表明:与未经臭氧氧化处理相比,臭氧氧化后(AO1 10 mg·L~(-1)、AO2 30 mg·L~(-1)、AO3 50 mg·L~(-1))猪场处理尾水中苦草的过氧化氢(H_2O_2)含量有升高趋势;AO2处理中苦草的抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环对H_2O_2调节起重要作用,苦草的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、AsA和GSH含量增加,从而使生物量增加;AO3处理中苦草AsA含量降低,H_2O_2与抗氧化物质之间没有达到平衡,从而使生物量降低。结果显示,试验条件下,30 mg·L~(-1)的臭氧氧化应用于猪场处理尾水,能增强沉水植物的抗氧化系统,促进生长,从而对水生生态系统有调节作用。     

改性烟末生物质吸附剂对水中NO3-的吸附特性与机理

为探究改性烟末生物质吸附剂对水中NO_3~-的吸附机理,以烟末为原料,通过吡啶催化法改性制备改性烟末生物质吸附剂(Modified Tobacco Powder Biomass Adsorbents,MTPBA),吸附水中的NO_3~-。根据X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对MTPBA的表征分析,结果显示:烟末改性后,表面Zeta电位、孔隙结构和纤维素上官能团的变化有利于吸附NO_3~-。采用静态吸附实验方法,研究MTPBA对水中NO_3~-的吸附特性,结果表明:当NO_3~-初始浓度为30 mg·L~(-1),MTPBA投加量为4.0 g·L~(-1),溶液p H=6.68,吸附时间为30 min时,MTPBA对水中NO_3~-吸附效果最佳。吸附过程与准二级动力学模型(R20.99)、Langmuir和Freundlich等温模型(R20.92)能较好地拟合,Langmuir拟合结果表明:MTPBA对水中NO_3~-有较高的吸附容量(Qmax=28.458 mg·g~(-1)),优于改性蒙脱石和生物炭。研究表明:MTPBA具有较高的吸附容量,优于改性蒙脱石和生物炭,其对NO_3~-的吸附机理以与叔胺基团的静电及离子交换吸附为主,多孔结构材料的物理吸附并存。     

Cd对湿地匍灯藓叶绿体损伤与活性氧的影响

为探讨不同镉(Cd)浓度胁迫对湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)叶绿体、Cd的亚细胞分布及活性氧代谢的影响,设置了4个Cd浓度梯度(0、1、5、10 mg·L~(-1)),采用浸没培养方法对湿地匍灯藓进行处理。结果表明:随Cd胁迫浓度增加,细胞损伤加大,叶绿体严重皱缩成球状,同时细胞空泡化程度也逐渐加重。Cd在亚细胞组分中的分布为:细胞壁细胞器可溶部分。随Cd浓度增加,细胞器中Cd累积量增加;随Cd胁迫浓度的增加,湿地匍灯藓体内超氧阴离子自由基(O_2~-·)的产生速率先降后升,过氧化氢(H_2O_2)的含量则持续上升,均在10 mg·L~(-1)时达到最大值,与对照相比,二者分别增加了7.9%和13.7%;与之对应,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均显著增加,与对照相比,两种酶活性分别增加了947%和430%、810%和765%、712%和1125%;藓体内抗坏血酸含量与Cd存在剂量效应关系,尤其是还原型抗坏血酸(ASA),与对照相比分别增加了42.7%、72.7%和89.2%。综上所述,进入藓体内的Cd可能通过攻击叶绿体,使APX变性失活,诱导活性氧产生;而抗坏血酸-谷胱甘肽途径可能是湿地匍灯藓体内主要的活性氧清除机制。