植物硫酸盐转运体研究进展

硫元素是植物生长发育所必需的矿物质营养元素，主要参与光合作用、呼吸作用、氮固定、蛋白质和脂类合成等重要生理生化过程。植物通过硫酸盐转运体以硫酸根(SO₄^2-)的形式从土壤中吸收硫酸盐。当硫酸盐被吸收进入根系细胞内部后，植物通过质外体和共质体两种养分的运输途径将其运输到根中维管束，进而加载到地上部。当外界硫素充足时，植物将吸收的过量硫储存在液泡中，一旦土壤中硫素缺乏时，液泡储存的硫会释放到细胞质中，进行再分配，以维持植物体内硫酸盐的平衡。到目前为止，硫酸盐转运体的研究主要集中在模式植物拟南芥，对其他植物中的研究还较少。硫缺乏会严重抑制植物的正常生长。在进化过程中植物形成了一整套应对缺硫的分子机制来增加硫的吸收、运输和利用，调节自身的生长发育，其中，硫酸盐转运蛋白在应对硫胁迫过程中起重要的作用。本文将重点阐述植物中硫酸盐从土壤吸收进根系、运输和再分配的分子机制，并对今后的植物硫素吸收转运的研究重点进行展望。     

影响鱼池水与泥体系硫酸盐还原因素的实验研究

本文对水与泥体系硫酸盐还原进行了实验研究,结果表明:在一定条件下水体中硫化物含量与硫酸盐含量成正比;水体中硫化物主要是底泥硫酸盐还原的逸出产物,水体自身硫酸盐还原微弱;水体中硫化物积累的最适宜pH值在7.5～8.5;在4℃时硫酸盐还原几乎不能进行,水体中硫化物在20℃以下积累较慢,30℃以上积累迅速;易分解有机物能促进硫酸盐还原,其中淀粉的作用比蔗糖更明显,但腐殖酸抑制硫酸盐还原;在1×10~(-4)N时氧化剂抑制硫酸盐还原的顺序是:C_3O_3N_3Cl_2Na>KMnO_4>FeCl_3>KNO_3,在1×10~(-3)N以上时为:FeCl_3>C_3O_3N_3Cl_2Na>KMnO_4>KNO_3;硫酸盐还原是生物还原。     

铁碳复合纳米材料活化过硫酸盐降解土壤中对羟基联苯的机制研究

本文发展了一种高效、低成本的有机污染土壤修复技术,以生物炭和工业铁粉作为原料,采用工业球磨技术制备出了铁碳复合纳米材料,其能够高效活化过硫酸盐降解对羟基联苯。通过高分辨透射电子显微镜和元素扫描发现,球磨法制备的铁碳复合材料粒径为5-30 nm,平均粒径为15 nm,铁颗粒均匀分布于碳材料中；铁碳复合纳米材料的投加量为0.1 g/L、过硫酸钠的投加浓度为0.50 mmol/L,120 min内对水中对羟基联苯的去除率可达100%,而对土壤中的对羟基联苯的降解率也可达85%；利用电子顺磁共振技术发现铁碳材料活化过硫酸盐的主要机制是铁碳材料催化分解过硫酸盐产生具有强氧化能力的羟基自由基(.OH)和硫酸根自由基(SO_4^?-),从而快速降解有机污染物；该反应体系作用pH范围广、不受氯离子和硝酸盐干扰,将为有机污染土壤的修复提供了新的技术。     

生物炭基硫酸盐还原菌（SRB）对Cr（Ⅵ）的吸附效应及作用机制

分别在300、500℃和700℃下制备水稻、小麦和玉米秸秆生物炭,对比以不同类型生物炭为载体制备的炭基硫酸盐还原菌(SRB)对Cr(Ⅵ)的吸附效应,筛选出吸附效果最佳的炭基菌剂。采用扫描电镜、傅里叶红外光谱和比表面积测试仪对生物炭进行表征分析,研究了溶液pH、吸附时间、生物炭添加量和Cr(Ⅵ)初始浓度对炭基SRB吸附Cr(Ⅵ)的影响,并结合吸附动力学和等温吸附模型探讨其对Cr(Ⅵ)的吸附过程及作用机制。结果表明:以700℃限氧热解小麦秸秆(XM700)为载体制备的炭基SRB(IBXM700)对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,其最佳吸附条件为pH=5、生物炭添加量0.6 g·100 mL~(-1)、吸附时间24 h、Cr(Ⅵ)的初始浓度100 mg·L~(-1);IBXM700对Cr(Ⅵ)的吸附更符合拟一级动力学,以离子交换和表面物理吸附为主,以化学吸附作用为辅,其等温吸附符合Langmuir模型,属于单分子层吸附;SRB能还原SO_4~(2-)为S~(2-),或分泌还原酶将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),从而达到去除目的。研究表明,IBXM700去除Cr(Ⅵ)的主要机制为吸附作用与还原作用。     

玉米幼苗吸收硫酸盐(Na_2~(35)SO_4)亲和性的基因效应分析

本文以来源不同的 9个玉米自交系及其按双列杂交组合的 36个杂交种为材料 ,研究了玉米幼苗根系对硫酸盐 (Na23 5SO4 )亲和性 (Km)的基因效应。结果表明 ,Km的遗传为加性—显性—上位性模型。控制Km的基因作用方式为超显性 ,显性作用大于加性作用 ,显性方向指向减效。亲本中正、负效基因的分布不等 ,显性等位基因的频率高于隐性等位基因的频率。自交系合二和2 92含显性基因较多 ,认为这二个自交系是改良根系对营养吸收亲和性的优良亲本材料     

水稻田原位富集柠檬酸杆菌关键影响因子的优化

【目的】探明柠檬酸杆菌(Citrobacter sp.)菌株XT1-2-2原位富集的关键影响因子，为采用柠檬酸杆菌菌株XT1-2-2进行稻田土壤重金属修复提供理论支撑。【方法】以碳源、硫源、有机质和亚铁离子作为影响因子，以土壤pH、菌株XT1-2-2数量、硫酸盐还原活性(SRA)以及土壤有效镉含量作为研究目标，通过单因子试验和正交试验考察各因素对柠檬酸杆菌的影响。【结果】单因子试验表明，碳源中的乳酸钠、硫源中的亚硫酸钠、有机质中的有机肥或草炭以及亚铁离子4.0 g/kg处理更有利于稻田土壤中原位富集菌株XT1-2-2。正交试验显示，对菌株XT1-2-2数量、SRA活性以及有效镉含量影响最大的因素均为硫源中的亚硫酸钠，各因子影响程度为硫源>碳源>亚铁离子>有机质。【结论】原位富集稻田土中菌株XT1-2-2数量的最佳因子组合为亚硫酸钠2.0 g/kg、丙酸钠2.0 g/kg、亚铁离子4.0 g/kg、草炭15.0 g/kg。     

干湿循环作用下硅粉轻骨料混凝土抗硫酸盐性能分析

为探究干湿循环条件下硅粉轻骨料混凝土的硫酸盐侵蚀机理,选取内蒙古和林格尔县浮石,以硅粉等质量取代6%的水泥,通过NMR技术,分析硅粉轻骨料混凝土在硫酸盐侵蚀和干湿循环耦合作用下的孔隙变化规律,利用扫描电镜观察混凝土微观形貌变化,借助XRD进行物相分析.研究表明:在硫酸盐侵蚀过程中,硅粉混凝土与普通混凝土的质量损失率变化规律一致,均在60次时出现拐点;经历90次循环后,硅粉组的最大孔隙减小了56.5%,普通组的最大孔隙减小了18.8%,证明硅粉的掺入可有效细化孔隙;循环初期两组混凝土的无害孔均低于10%,循环过程中有小孔隙向大孔隙发展的趋势;在SEM扫描电镜照片中可看到孔隙中生成的石膏与钙矾石AFt,可观察到90次循环后混凝土内部的细长裂缝;2组混凝土在经历90次循环后均出现较多的CaSO₄·2H₂O衍射峰,生成物多为硫酸盐、碳酸盐结晶水合物.该研究成果可为在硫酸盐环境下水工构筑物的工程建设提供理论参考.     

热活化过硫酸盐氧化污染土壤中的石油烃

石油的开采、运输、储存和使用等过程会导致一些土壤受到石油烃的污染。土壤中的石油烃会对生态安全和人类健康造成潜在危害，因此需要开展土壤修复。本研究采用热活化过硫酸钠氧化处理污染土壤中的石油烃，考察了氧化剂剂量和超声结合热活化对石油烃去除效率的影响，并对石油烃氧化产物以及氧化后土壤理化性质进行了分析。结果表明，当过硫酸钠的用量为2.4 mmol/g土壤时，石油烃的含量从3 800 mg/kg降至1 175 mg/kg，石油烃的去除效率可以达到69%。石油烃的去除效率随着氧化剂增加呈上升趋势。但当氧化剂的剂量超过2.4 mmol/g土壤时，石油烃的去除效率不再增加。使用超声结合热活化，石油烃的去除效率可以进一步提高。过硫酸盐氧化会使土壤p H显著下降，造成土壤酸化。气相色谱质谱(GC/MS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明石油烃氧化后可能会生成一些醇和羧酸类含氧产物。石油烃和土壤有机质被氧化成极性小分子更易进入水相，导致水中总有机碳(TOC)含量从52.4 mg/kg增加至79.8 mg/kg。扫描电镜和粒度分析表明氧化处理会改变土壤形貌，使土壤的粒径变小。氧化导致土壤的碳、氢含量减...     

过硫酸盐在不同类型土壤中分解产生自由基的过程机制研究

基于过硫酸盐的原位化学氧化（ISCO）被广泛应用于土壤与地下水的修复，土壤性质对过硫酸盐的分解和自由基的形成过程具有重要的影响，但相关的研究较少。基于此，本文选取了我国16种不同性质的典型土壤，研究了过硫酸盐在不同类型土壤中的分解转化和自由基产生情况，并深入解析了土壤有机质、铁、锰含量和颗粒组成等对此过程的影响。结果表明，土壤有机质、土壤砂粒含量与过硫酸盐的分解速率呈显著的正相关，土壤不同形态铁、锰的含量与过硫酸盐分解速率的相关性不显著。以上结果说明了土壤有机质、砂粒可能是影响基于过硫酸盐化学氧化修复土壤的重要因素，将为过硫酸盐在土壤修复中的应用提供理论支撑。