不同保水处理下苏丹草光合特性研究

为了研究矿区生态修复过程中植物对不同保水措施的生理响应,以常用修复植物苏丹草为研究对象,利用CIRAS-2型(PP-Systems)光合仪测定苏丹草的光合指标,探讨高温下苏丹草对不同保水措施的生理响应,以期为矿区生态修复中的保水措施提供理论依据。结果表明：不同保水处理下苏丹草的光合速率Pn和瞬间水分利用效率WUE日变化均呈“W”型曲线,蒸腾速率Tr日变化呈“M”型曲线。苏丹草的Pn有“午休”现象存在,主要受非气孔因素的影响。影响苏丹草Pn、Tr的主要环境因子为大气CO₂浓度Ca、大气温度Tc、大气相对湿度RH。在土壤上覆盖火烧石和添加粉煤灰均显著增大了苏丹草的Pn和WUE,增强了苏丹草适应高温环境的能力。从Pn的指标来看,土壤表面覆盖火烧石处理比土壤中添加粉煤灰处理的效果好,但两者同时作用效果略低于单独用火烧石处理,原因有待进一步研究。     

乌鲁木齐市两污水厂处理工艺及出水水质比较

对乌鲁木齐市两家污水处理厂的工艺进行比较,分析这两厂出水水质的基本理化性质和重金属的形态。结果表明:甲厂采用不完全的"AB法工艺",对SS、COD Cr和BOD5有较强的处理效果,而总磷和氨氮去除效果不明显。其中,SS、COD Cr、BOD5、总磷和氨氮的去除率分别为43%,66%,74%,44%,48%。乙厂采用氧化沟工艺,对进水中的SS、COD Cr、BOD5、总磷和氨氮均有良好的去除效果,相应的去除率依次为81%,94%,96%,96%,88%。两厂出水中Cd含量虽未超标,但均以水溶态为主,两厂的工艺对Cd无去除效果。甲厂的出水水中Pb含量低于进水中Pb含量,但乙厂进水和出水中Pb含量无显著差异,均以水溶态为主。两厂出水中Zn含量下降,Cu含量无显著变化。     

新疆奎屯垦区地下水重金属污染健康风险初步评价

对新疆奎屯垦区现有井水中As、Cd、Cr、Pb和Cu的浓度进行了调查研究,并应用美国环保局推荐的健康风险评价模型对该地区地下水中重金属所引起的健康风险作了初步评价。结果表明,奎屯地区井水中重金属的平均浓度范围分别为As：0.045-0.381 mg/l,Cd：1.3-2.8μg/l,Cr：0.7-3.5μg/l,Pb：16.8-42.5μg/l,Cu：0.2-2.8μg/l。由致癌物质As,Cr,Cd通过饮水途径引起的个人年健康风险平均值分别表现为As〉Cr〉Cd。通过饮水途径所致健康风险中,As所引起的致癌风险值均高于美国环保局（EPA）的致癌风险评价指南中可以接受的风险1×10-4/a。Cr和Cd的风险大于部分机构推荐的1×10-6/a的水平,但均低于EPA的致癌风险评价指南中可以接受的风险;在奎屯地区通过饮水途径引起的非致癌健康风险中,Pb的风险最大,Cu次之,但是两者风险水平均在10-8/a-10-9/a,远低于国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险水平。     

牛粪常温厌氧发酵特性的试验研究

[目的]探求较低温度下厌氧发酵的变化规律,为提高厌氧发酵效率提供科学数据.[方法]利用固体发酵罐,采集呼图壁西域春奶牛场的鲜牛粪为常温厌氧发酵的原料,以容器体积的1/4原料量进行39 d的厌氧发酵,并对发酵前后牛粪常规理化指标进行了检测分析.[结果]常温厌氧发酵从第7 d开始产气,第31 d停止产气,总产气量是3 893 mL,第26 d时沼气的日产气量相对最高,达730 mL/d;外界温度和pH是影响产气量的主要因素,其中堆体中层温度>表层温度>室温,pH(在6.4～7.3)总体表现为下降的趋势;TN含量有一定降低,TP含量呈上升趋势,TK含量变化不明显.[结论]牛粪作为有机肥完全符合技术指标要求,而且发酵后,总养分和有机质均有一定程度的增加.     

新疆奎屯垦区土壤氟污染调查

用网格布点法在奎屯垦区4个团场共采集土壤样品99个.通过对土壤中可溶性氟的测定,利用地统计学的方法与GIS技术研究了该地区土壤(0～20 cm)水溶性氟的污染状况,并对水溶性氟在土壤中的含量进行了预测.结果表明:所有监测数据水溶性氟含量均超过了我国地氟病发生区表层土壤水溶性氟的含量2.50 mg/kg,平均值达22.15 mg/kg,最高值达76.39 mg/kg,已经出现了高氟现象;4个团场中,129团土壤水溶性氟含量差异最大,变异系数为64.98%,土壤水溶性氟含量高的区域相对集中,大于30.00 mg/kg的区域出现在127团、128团和129团一带,其中128团所占的面积最大.     

双氰胺和表面活性剂添加对沼液氮素形态变化的影响

为探究双氰胺和表面活性剂添加到沼液中对其氮素形态和含量的影响，通过室内模拟试验，设置单施沼液（对照）、沼液+8%双氰胺（DCD）、沼液+16% DCD、沼液+表面活性剂、沼液+8% DCD+表面活性剂、沼液+16% DCD+表面活性剂，共6个处理，在静置10、30 min和1、3、10、24、48 h时测定沼液中总氮（TN）、总凯氏氮（TKN）、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）含量。结果表明：与对照单施沼液相比，沼液中添加8% DCD和16% DCD后，NH₄⁺-N浓度增加了0.74%~8.96%，TKN浓度增加了24.67~59.70 mg·L^-1，NO₃^--N浓度增加了13.42~145.88倍，且NH₄⁺-N、TKN、NO₃^--N浓度与DCD添加量呈正相关。表面活性剂添加对沼液氮素形态和浓度没有显著影响。研究结果可为提高抑制剂抑制效果和科学施用抑制剂提供数据支撑。     

新疆奎屯123团土壤砷污染研究

土壤砷污染是一种十分严重的环境问题。80年代初,新疆奎屯垦区发现了中国大陆第一个地方性砷中毒病区。本文主要以奎屯123团为研究区域,通过对该地区土壤中砷含量的测定,分析该地区土壤中砷的污染状况,砷的主要来源,探讨砷在土壤中的分布特征。结果表明奎屯123团0~20 cm土壤中砷的含量范围在8.36~39.63mg kg-1,算术平均值为16.67mg kg-1,高于全国的平均水平。土壤中砷的来源主要受自然因素的影响,同时也受到高砷地下水灌溉以及含砷农药、化肥等诸多人为因素的影响,砷在该地区土壤中的垂直变化没有呈现出统一的规律。     

新疆奎屯农田土壤对砷（Ⅴ）的吸附-解吸特征

为明确新疆奎屯垦区农田土壤对As（Ⅴ）的吸附-解吸特征,本研究通过吸附-解吸试验并结合扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）和傅里叶红外光谱（FTIR）技术,探究研究区土壤对As（Ⅴ）的吸附-解吸能力及结合机理。结果表明：研究区土壤在吸附As（Ⅴ）的过程中单层和多层吸附同时发生并以单层吸附为主,且吸附容易进行（Freundlich方程参数n>2）。在15、25℃和35℃ 3个温度下,土壤对As（Ⅴ）的吸附量、结合能力、吸附速率均在35℃时最大,15℃时最小;土壤对As（Ⅴ）的解吸量则在35℃时最小,15℃时最大。土壤是多种Si、Fe、Al氧化物构成的复合体,吸附、解吸反应主要是发生在OH、N H、C O、C H、SH 5种官能团上;黏土矿物和有机质为As（Ⅴ）提供发生络合作用的载体,对As（Ⅴ）的吸附起到了促进作用。As（Ⅴ）被吸附到含有C、Si、K、Ca、Na、Mg、Al和Fe元素的有机质、多种金属（氢）氧化物以及黏土矿物等物质中。研究区高pH、低有机质的土壤环境,使As（Ⅴ）容易被释放到土壤溶液中,从而增大了As（Ⅴ）向深层土壤及植物中迁移的风险。     

新疆奎屯地区高氟地下水的水化学特征及成因分析

以新疆奎屯地下水高砷区2个团场为研究区域,通过野外采集46个地下水样品,测定了水中的氟和主要化学离子含量,运用Piper三线图、氯碱指数、矿物饱和指数、Gibbs图等方法对该地区高氟地下水的水化学特征及成因进行研究。结果表明:研究区地下水F^-浓度在0.06~3.32mg/L之间,平均含量为0.56mg/L,10.87%的地下水样点F^-浓度超出1.0mg/L。地下水局部存在高氟现象,主要分布在128团14连井深在100m左右的地下水井。该地区地下水化学类型主要有Ca·Mg-Cl·SO₄、Mg·Ca·Na-Cl和Ca-SO₄·Cl型。该地区强蒸发的气候条件,地下水的碱性环境,使得阳离子交换作用强烈,地下水中方解石和白云石的沉淀析出是促进含F^-矿物萤石溶解的主要成因,同时石膏的溶解一定程度上会抑制萤石的溶解。     

源于厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的xynA在毕赤酵母中的高效表达及其酶学性质分析

β-D-1,4-内切木聚糖酶(endo-1,4-β-D-xylanase,xynA,EC.3.2.1.8)简称β-木聚糖酶(β-xylanase),是木聚糖降解酶系中最重要的成员,广泛用于饲料、食品、造纸和生物能源等领域.厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2 xynA具有潜在的开发价值,但是其异源表达的活性较低.本研究根据毕赤酵母(Pichia pastoris)对基因密码子偏好性,对厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的xynA进行密码子优化.通过全基因合成技术合成优化后的xynAm,并克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K的多克隆位点,构建重组质粒pPIC9K-xynAm,电击转化至毕赤酵母GS115菌株中,以29℃、0.5％甲醇诱导表达,获得重组xynA,并对该酶的酶学特性进行了研究.结果表明,在摇瓶水平条件下,诱导表达108 h时重组β-木聚糖酶活性达到最大值,为612 IU/mL.在10L发酵罐中诱导表达96 h后,xynA的活性为3 515 IU/mL,比活性为2 411 IU/mg;菌体培养湿重、干重和培养上清总蛋白质的浓度分别为324、156和2.25 g/L.非变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺(sodiumdodecyl sulfate-polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE)凝胶电泳显示,重组木聚糖酶的分子量约为42.7 kD.酶学性质分析表明,重组β-木聚糖酶的最适反应温度为55℃,最适反应pH 6.0,在温度为30～50℃、pH 4.0～10.6之间该酶具有较好的稳定性,其Km=27.86 mg/mL,Vmax=277.78 mg/(mL· min).底物特异性分析表明,重组xynA可水解低粘度阿拉伯木聚糖、高粘度阿拉伯木聚糖、燕麦木聚糖、桦木木聚糖和4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖,但不降解大麦(Hordeum vulgare)β-葡聚糖和地衣多糖.10 mmol/L的Co2+和K+对该酶的活性略有激活作用,Mn2+、Fe2+和SDS对该酶活性有一定的抑制作用.本研究为进一步工业化应用来源于厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的β-内切木聚糖酶奠定了基础.