不同畜禽粪便好氧堆肥过程中重金属Pb Cd Cu Zn的变化特征及其影响因素分析

畜禽粪便中的重金属含量及其生物有效性是限制其农业利用的重要因素.采用好气模拟培养方法对6种畜禽粪便好氧堆肥过程中Pb、Cd、Cu、Zn的总量以及生物有效性动态变化进行研究探讨,并分析了影响重金属生物有效性的因素.结果表明,根据现有的国际以及我国农用污泥农用标准,某些粪便中存在着Cd、Cu、Zn含量超标,由于饲料受重金属污染的不同,造成不同畜禽粪便中不同的重金属含量差异性较大.堆肥过程中,由于挥发性物质的挥发作用,4种重金属含量均呈现增加现象,尤其是在0～14 d的堆肥中增加量最高;而生物有效性重金属占其全量重金属的比例呈现先增加而后下降的趋势,除仔猪粪外,堆肥均能降低重金属生物有效性部分的比例,这将有利于降低其农业利用的风险.温度和水溶性碳对堆肥过程中4种重金属的生物有效性部分重金属相对含量的变化有着显著的影响.     

盐土植物提取修复重金属污染盐土研究进展

土壤盐渍化和重金属污染已成为世界性的环境问题,世界众多地区同时受到高浓度可溶性盐和重金属污染,其对人体健康构成严重威胁,盐土的重金属污染问题引起人们的广泛关注。与甜土植物相比,盐土植物可在含有高浓度Na+和Cl-的盐土中生存甚至旺盛生长,因此更利于植物修复盐土重金属污染。近年来,国内外众多学者相继开展了盐土植物修复重金属污染盐土的研究,一系列重要研究成果被报道,鉴于有关盐土植物提取修复重金属污染盐土的综述尚罕见报道,综述了盐土植物对盐和重金属胁迫的耐性机理、植物提取修复潜力及其影响因素的最新研究进展,并对盐土植物提取修复的可行性、植物修复效率、局限性和挑战进行了深入讨论,对未来研究方向进行了展望。以期为今后盐土植物提取修复盐土重金属污染提供有益参考。     

一株土著B[a]P降解菌的筛选及降解特性研究

通过在液体培养基中添加苯并[a]芘(B[a]P)作为唯一碳源反复驯化培养,从长期受石油烃和多环芳烃(PAHs)污染的土壤中分离出8株能够降解B[a]P的细菌,其中一株细菌(命名为BB-1)具有最大降解效果。采用16s RNA基因测序结果表明,BB-1与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)同源性为100%。为了研究BB-1的降解特性,在pH7.0、30℃条件下培养8 d,菌株B[a]P的降解率高达66.36%。为了考察培养基初始pH和外加蔗糖浓度对BB-1降解B[a]P的影响,30℃下振荡培养8 d,当设置培养基初始pH为4.0、6.0、8.0和10.0时,BB-1对B[a]P的降解率分别为12.14%、39.61%、55.21%和30.03%,可见pH为8.0时其降解效果最优;当添加0.1%蔗糖和0.5%蔗糖为外加碳源时,菌株BB-1对B[a]P的降解率分别为70.56%和74.89%,表明0.5%蔗糖的降解效果最优。     

碳纳米颗粒诱发植物毒性效应及其机理的研究进展

对碳纳米颗粒植物毒性的研究是推广碳纳米技术应用及规避其可能引起的生态风险的重要前提,在相关研究的基础上,结合国内外研究进展,从研究植物对碳纳米颗粒物的吸附、吸收入手,阐述了碳纳米颗粒物在植物体内的迁移,分析了碳纳米颗粒物对植物产生的毒性效应,进而概述了碳纳米颗粒物毒性效应的影响因素以及产生这些毒性作用的分子机理,提出了碳纳米颗粒物在植物毒理学方面的研究重点.     

松花江流域营养盐的空间分布及污染等级评价

应用综合污染指数法,结合2013—2014年对松花江流域进行水生态野外全面调查的结果,将流域内历时2年所调查的122个采样点的营养盐分为5个等级进行评价,分析流域内营养盐的污染状况及空间分布。结果表明:松花江流域营养盐评价等级(极好、好、一般、差和极差)的比例分别为10.66%、15.57%、20.49%、28.69%和24.59%,支流的评价结果明显好于干流;各子流域的营养盐污染程度排序为松花江干流>第二松花江>牡丹江>嫩江。研究区内土地利用类型与营养盐评价结果关系密切,尤其是农业非点源污染对流域含氮营养盐的影响较为显著。     

纳米零价铁在污染土壤修复中的应用与展望

近年来,纳米零价铁因其大的表面积和高的表面反应活性,在生态环境保护和污染控制中的作用与贡献越来越大;同时,作为在污染土壤和水体修复与治理方面可以提供具有成本-效益解决方案的一项新技术,已经受到越来越多的关注.关于纳米零价铁在污染水体和地下水修复方面的报道已有很多,但极少是有关纳米零价铁在污染土壤修复方面的.本综述中,对近期纳米铁及其在环境修复特别是土壤修复中的研究进展作了概括和展望,总结了提高纳米零价铁的活性、稳定性及迁移性的改性技术,如聚合物包覆、活性炭负载、CMC稳定等.这些纳米零价铁可以去除/转移环境中广泛的污染物,如重金属、无机盐及有机物.随后对纳米零价铁及其改性材料在污染土壤修复中的研究进展进行了较为详细的概述,并对影响反应效率的因素加以讨论;另外,还对零价纳米铁在环境中的稳定性、迁移性及其潜在生态毒性效应做了简要的探讨.对其未来的应用方向进行了展望,以期为今后研究纳米零价铁作为参考.     

功能纳米材料在重金属污染水体修复中的应用研究进展

重金属污染对水体生态和人体健康会造成严重危害,通过纳米材料来去除重金属是一个简单便捷的方法,受到了广泛的关注以及研究。本文主要综述了纳米零价铁、铁氧化物、硫化铁、碳纳米管、石墨烯、锰氧化物、铝氧化物、二氧化钛、聚合物纳米材料和壳聚糖纳米材料等几种纳米材料对水中重金属污染修复研究进展。对它们去除重金属的机理也进行了探讨,纳米材料对重金属的去除机理主要包括物理吸附、化学吸附、氧化还原、光催化还原以及共沉淀等。并通过表格的形式对它们的优缺点、机理以及改进方法进行了总结归纳。同时,本文对影响重金属去除的几个因素(溶液pH值、重金属浓度、吸附时间、温度、纳米材料性能、离子强度以及共离子影响)进行了归纳总结。最后,对未来纳米材料在修复重金属方面的研究进行了展望。     

纳米材料在有机污染土壤修复中的应用与展望

工农业发展过程中排放入土壤中的高毒性有机污染物可以通过食物链进入人体,并产生富集作用,对人体存在致突变、致畸和致癌的潜在危害。近几年,纳米材料因其巨大的比表面积和良好的催化反应活性逐渐成为有机污染土壤修复的研究热点。通过对金属类纳米材料及其改性技术、碳基纳米材料和聚合类纳米材料等典型纳米材料在有机污染土壤修复中研究进展的综述,对纳米材料在土壤介质中能够发挥实用性所需的性质予以归纳总结,并对未来纳米材料的合成及应用进行了展望,以期为修复有机污染土壤的相关纳米材料研究提供参考。     

华北地区不同规模畜禽养殖场粪便中抗生素抗性基因污染特征

为调查华北地区畜禽养殖环境抗生素抗性基因（ARGs）污染特征及影响因素，采集河北省和天津市不同规模的养猪场和养鸡场新鲜粪便样品，分析粪便中ARGs污染水平及有机质与ARGs含量的相关性。实时荧光定量PCR结果显示，不同种类畜禽养殖场粪便ARGs的相对丰度有显著区别，鸡粪中sul和erm基因的相对丰度高于猪粪，而编码核糖体保护蛋白的tet基因（4.24×10^-3~5.85×10^-1）在猪粪和鸡粪中的相对丰度无明显差异，均显著高于sul（1.07×10^-4~2.26×10^-1）、erm（6.36×10^-4~2.62×10^-1）以及编码外派泵蛋白和酶抑制剂的tet基因（1.24×10^-4~5.41×10^-2）。不同规模的养猪场粪便ARGs污染水平趋势为：中型 > 大型 > 小型，而不同规模养鸡场粪便中ARGs相对丰度无显著性差异（P=0.551）；此外，正交偏最小二乘判别（OPLS-DA）与典型相关分析（CCA）结果显示，畜禽粪便中编码核糖体保护蛋白的tet基因（tetM、tetO和tetW）相对丰度与有机碳（OC）和有机氮（ON）含量高度相关（VIP> 1），sul基因则与OC/ON明显相关。综上，粪便中有机质和生物可利用碳氮比是影响畜禽养殖业ARGs污染水平的重要因素。     

畜禽粪便中抗生素抗性基因(ARGs)污染问题及环境调控

抗生素在畜禽养殖业的大量使用造成抗生素抗性基因(ARGs)污染日益严重。动物体内诱导出的抗性菌株随粪便排出后,通过基因水平转移进入土壤进而污染土壤和地下水环境。堆肥作为一种将粪便资源化的优良传统方法,能否有效去除畜禽粪便中的ARGs而防止环境污染值得探讨。通过总结畜禽粪便ARGs污染现状,粪便堆肥过程中微生物群落结构变化与影响微生物变化的因素以及堆肥可能对粪便中ARGs造成的影响,提出将堆肥作为去除畜禽粪便中ARGs的一种有效手段,利用堆肥产生的高温去除抗性菌株和抗性质粒等,并且考虑加入能直接灭杀肠道微生物的化学抑制剂(如石灰氮、胺类、吲哚等),实现降低畜禽粪便ARGs丰度的可能。据此强调开展畜禽粪便中ARGs研究的必要性,认为将堆肥和ARGs研究结合起来,可以有效地降低这种新型污染物的污染水平。