纳米二氧化铈对斜生栅藻的毒性研究

实验研究了纳米二氧化铈(CeO2)对斜生栅藻的毒性效应.结果显示,当纳米二氧化铈浓度为5、10 mg·L-1时,对斜生栅藻的生长有促进作用(P＜0.01),其促进作用随着浓度增大而减小;至浓度为50 mg· L-1时,开始变为抑制效应;当浓度达到100、200mg· L-1时,表现出显著的抑制作用(P＜0.01),且抑制作用随着浓度增大而增大.光镜拍照和藻细胞直径的变化表现出,随着处理浓度的增大,细胞有小型化的趋势.处理7d后,纳米二氧化铈对叶绿素和SOD含量的影响和对藻密度的影响一致,而对MDA含量的影响刚好相反,说明细胞膜发生了不同程度的脂质过氧化反应.     

亚砷酸盐提高藻与蚤培养基下纳米二氧化钛的稳定性

进入水环境的纳米二氧化钛(n Ti O2)会影响水体中其他污染物的环境行为,进而影响其生态风险,这种影响机制受其在水环境中分散、团聚及沉降等稳定性的影响。为更好地认识和预测淡水环境中n Ti O2的生态风险,以超纯水和常见的培养基(绿藻培养基BG11、大型水蚤培养基SM7)作为分散介质,分析了亚砷酸盐[As(Ⅲ)]影响下n Ti O2在分散介质中的稳定性。结果表明:n Ti O2稳定性与其初始浓度、分散介质离子强度显著负相关;As(Ⅲ)能够影响分散介质的pH值、Zeta电位,从而影响n Ti O2的稳定性,n Ti O2稳定性与As(Ⅲ)浓度显著正相关。这说明水环境中的As(Ⅲ)能增强n Ti O2的稳定性和迁移能力,使绿藻和大型蚤暴露于稳定的n Ti O2-As(Ⅲ)体系,增大两者的生态风险。     

纳米二氧化钛对镉胁迫下小白菜毒性效应的影响

为了探究二氧化钛纳米颗粒(TiO_2 NPs)对镉(Cd)胁迫下植物生长生理的影响,以小白菜(Brassica rapa var. glabra)为受试植物,采用水培实验,测定了生物量、丙二醛(MDA)、叶绿素、抗氧化酶活性、超微结构及小白菜根部、地上部中Cd、Ti含量等指标。结果表明:TiO_2 NPs增强了Cd对小白菜的生长抑制,株高和干质量分别降低了5.31%和29.79%(P0.05);TiO_2 NPs使Cd在小白菜根部和地上部的富集水平分别显著增加了64.86%和58.30%(P0.05);TiO_2 NPs显著加强Cd对小白菜幼苗MDA含量和过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性的影响;超微结构显示,单一Cd胁迫下小白菜幼苗叶绿体基粒片层模糊且排列紊乱;Cd与TiO_2 NPs共存时小白菜根、叶细胞中有大量的TiO_2 NPs团聚体,细胞壁折叠、内陷,椭圆叶绿体变圆,类囊体膨胀解体,残存的基粒和基质类囊体更加肿胀、疏松,叶绿素含量显著降低。研究表明,TiO_2 NPs作为载体显著促进了小白菜根系对Cd的吸收,并使其转运至地上部,引起膜脂过氧化,破坏幼苗的叶绿体结构和抗氧化系统,增强Cd对小白菜生长的抑制作用。     

纳米二氧化钛对拟南芥生长发育及基因组稳定性的影响

[目的]利用3种拟南芥转基因报告系,研究纳米二氧化钛对拟南芥生长发育及基因组稳定性的影响。[方法]将拟南芥分别暴露于2种不同粒径的纳米二氧化钛材料中,检测其生长发育指标的变化,并进一步以DNA损伤修复同源重组频率和表观转录沉默基因(TGS)的激活为遗传学终点,检测纳米二氧化钛对拟南芥基因组稳定性的影响。[结果]在所使用的纳米二氧化钛材料浓度不影响拟南芥生长发育时,可以诱导拟南芥同源重组频率的增加以及同源重组相关基因表达的上调,同时能够激活受TGS调控的TGS-GUS基因、TSI以及180 bp。经ICP-MS分析,钛元素在地上部分的含量并无显著增加。[结论]考虑到纳米二氧化钛材料的局部暴露,推测纳米二氧化钛可能通过间接作用诱导植物基因组不稳定性。     

Pb(Ⅱ)在天然土壤纳米颗粒上的吸附-解吸:pH和离子强度的影响

选择提取自四种典型土壤的天然纳米颗粒作为吸附材料,研究了p H及离子强度(IS)对Pb(Ⅱ)在四种天然纳米颗粒上的吸附-解吸的影响,旨在为有效地控制土壤铅的环境行为提供依据。结果表明:在低p H时,四种土壤纳米颗粒Pb(Ⅱ)吸附量随p H的增大而增大,当p H5后吸附量达到最大且趋于稳定。相同初始浓度下,四种吸附材料对Pb(Ⅱ)的吸附能力依次为黄绵土纳米颗粒塿土纳米颗粒风沙土纳米颗粒黑垆土纳米颗粒。且四种土壤纳米颗粒的吸附量与离子强度(IS)有关,当IS为0.01 mol·L~(-1)Na Cl时,Pb(Ⅱ)吸附量最大,而0.1 mol·L~(-1) Na Cl时吸附效果最差,吸附在低IS时形成内表面络合物,高IS时形成外表面络合物。Pb(Ⅱ)解吸率随p H的增大而减小,p H为3时解吸率最大,p H5后四种土壤纳米颗粒的解吸率降低。在不同IS的解吸液中,IS越大Pb(Ⅱ)的解吸率越大,解吸液为蒸馏水时解吸率最小。四种土壤纳米颗粒解吸率大小顺序为风沙土纳米颗粒塿土纳米颗粒黑垆土纳米颗粒黄绵土纳米颗粒。     

离子印迹纳米TiO2对Cr（Ⅵ）的吸附特性研究

[目的]研究离子印迹纳米TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附特性。[方法]采用表面离子印迹技术,在醋酸溶液中以重铬酸钾为模板,以壳聚糖为单体,以KH-560为交联剂,在纳米TiO_2表面接枝制备Cr(Ⅵ)印迹聚合物,并通过扫描电镜、静态吸附平衡试验研究聚合物的结构、形貌特征及吸附特性。[结果]铬离子印迹纳米TiO_2对0.30mg/mL的铬溶液在pH2.0、振荡30min、吸附剂用量0.30g时有较好的吸附效果,吸附率可达96.2%。用13mL1.0mol/L的HCl溶液洗脱40min即可将其脱附90%以上。在此优化条件下,印迹和非印迹物的饱和吸附容量分别为47.7和23.5mg/g,印迹物的特异性吸附量为6.92mg/g,最大富集倍数为100倍。样品加标回收率为95.7%~105.2%,RSD为1.90%~5.05%。[结论]Cr(Ⅵ)印迹聚合物具有良好的吸附性能,特异性吸附显著。     

纳米TiO_2对水生生物生长的影响研究

纳米TiO2作为新兴材料而备受关注。本文通过使用不同浓度的纳米TiO2处理灌溉苦草种子及幼茎,初步探讨了不同的纳米TiO2悬浮液浓度对于植物的生长机能的影响。以锐钛型纳米TiO2光半导体溶胶为材料,在栽培实验中,对于苦草进行处理,然后测定发芽率、发势率、发芽指数、活力指数、叶绿素含量及H2O2酶的活性等的变化。结果表明,对于苦草灌溉不同浓度的纳米TiO2溶液能够在一定范围内促进植物的生长,如果浓度过大,则会伤害植物,同时对于植物体内的酶也有一定的影响。这为纳米TiO2材料在环境中的应用提供了一定的理论依据与技术参考。     

环境因子对冠菌素水溶液稳定性的影响

冠菌素是一种新型多功能的植物生长剂。旨在考察冠菌素在水溶液中的稳定性,为其生产、贮存、应用提供指导。采用HPLC测定各处理冠菌素的含量,探究温度、pH、光照和氧化剂对冠菌素稳定性的影响。结果表明,温度25℃和50℃,冠菌素在pH 为4.01、6.86和9.18三种缓冲溶液中180 d降解不到16%,水解半衰期均大于一年,不易水解;高温能显著促进极端pH环境冠菌素的水解,尤其是强碱环境,70℃ 0.1 mol/L NaOH处理12 h后冠菌素仅剩下18%;日光灯照射180 d冠菌素未见显著的降解,紫外光下冠菌素的半衰期仅为61.9 h,说明冠菌素对可见光稳定,对紫外敏感;氧化剂H2O2存在时,冠菌素的降解显著加快,室温和70℃ H2O2处理12 h后冠菌素分别降解了75%和81%。冠菌素对温度、pH、可见光都具有良好的稳定性,对紫外、氧化剂敏感,不宜与具有强氧化性的农用化学品一起存放或使用。     

γ-Fe_2O_3纳米颗粒对鲤鱼各组织中SOD和GSH-Px酶活性的影响

为了研究γ-Fe2O3纳米颗粒对鲤鱼各个组织(脑,鳃,肝,肾,脾)的SOD和GSH-Px酶活性的影响,将大小一致的鲤鱼随机分为5组,分别暴露在0.1、1、10、100mg·L-1的γ-Fe2O3纳米颗粒悬浊液中,同时设有空白对照组,暴露30d后,测定各个组织匀浆中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的含量,从而评价γ-Fe2O3纳米颗粒对鲤鱼各组织的氧化损伤作用。结果表明,在实验浓度下(0～100mg·L-1),各组织对纳米颗粒的相对敏感性不同,与对照组相比,鳃、肝和脾组织中的SOD活力降低;而脑、肝和肾组织的GSH-Px含量降低,该结果表明γ-Fe2O3纳米颗粒对鲤鱼内脏组织的抗氧化系统有一定程度的损害。同时,肝组织中SOD和GSH-Px含量变化与γ-Fe2O3纳米颗粒染毒浓度存在一定的剂量——效应关系。上述结果说明肝脏为γ-Fe2O3纳米颗粒对鲤鱼氧化损伤中的靶器官。     

体系pH值和载气对TiO_2光催化还原Cu(Ⅱ)离子的影响

在纳米二氧化钛（TiO2）悬浮体系中,以300 W中压紫外汞灯为照射光源,研究了反应体系pH值和载气对光催化还原Cu（Ⅱ）的影响。结果表明,纳米TiO2在300 W紫外汞灯的照射下能有效光催化去除Cu（Ⅱ）,纳米TiO2对Cu（Ⅱ）离子的吸附作用和光催化还原同时起作用,试验环境下,体系最佳pH值为5.00;往体系充氮气后Cu（Ⅱ）离子的光催化去除率达到98%,充空气则达到72%,比不充气分别提高了34%和8%。     

水溶液性质对泰乐菌素光降解的影响

自然水体中的泰乐菌素的光降解通常受水溶液性质影响,以紫外灯作为光源,考察了水中泰乐菌素(TYL)的光降解特性及影响因素。结果表明,初始浓度为10 mg·L-1的TYL水溶液的6 h后光降解效率在50%左右。碱性条件有助于TYL的光解,酸性和中性条件下TYL的光解情况相似;溶液的初始浓度、NO-3浓度和腐植酸浓度的增大均可抑制TYL的光解。直接光降解可能是水体中泰乐菌素光降解的主要途径。     

大气CO2和O3浓度升高对淡水环境水化学条件的影响

在开顶式气室OTC(Opentopchamber)平台下,构建微宇宙水环境模拟系统,初步研究了当大气CO2浓度升高200μL·L-1、O3浓度升高50 nL·L-1及其复合作用下,水体理化参数(pH、Eh、可溶态Zn、Mg、Fe以及可溶态总氮、总磷)、沉积物理化性质(pH、Eh、Zn、Mg和Fe的形态)的变化。经5个月的持续观察发现,与正常大气条件相比,CO2升高(600±10)μL·L-1,水体pH下降,可溶态Zn、Mg浓度升高,可溶态总磷浓度无明显变化;O3升高(125±20)nL·L-1,水体pH无明显变化,可溶态Zn、Mg、总磷浓度无明显变化;CO2和O3复合升高[(600±10)μL·L-1CO2,(125±20)nL·L-1O3],水体pH下降,可溶态Zn浓度无明显变化,可溶态Mg、总磷浓度升高。结果表明:CO2单独升高可降低水体pH,促进沉积物对金属元素的释放;O3单独升高对水体pH、沉积物释放元素无明显影响;而CO2+O3复合升高可降低水体pH,促进沉积物对Mg和磷的释放。     

沉积物中人工纳米颗粒对BDE-47生态毒性的影响

为评价淡水沉积物中人工纳米颗粒对持久性有机污染物生态毒性的影响,以底栖动物铜锈环棱螺为受试生物,采用沉积物慢性生物测试研究了非毒性浓度的不同管径多壁碳纳米管(MWCNTs)和两种金属氧化物纳米颗粒(三氧化二铝纳米颗粒Al₂O₃-NPs和二氧化钛纳米颗粒TiO₂-NPs)存在条件下不同浓度2, 2', 4, 4'-四溴联苯醚(BDE-47)对铜锈环棱螺肝胰脏超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性和丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,两种管径大小的MWCNTs不影响低浓度(100 ng·g^-1) BDE-47对铜锈环棱螺的毒性,但显著降低较高浓度(500、2000 ng·g^-1)BDE-47对铜锈环棱螺的毒性,小管径MWCNTs对BDE-47毒性的影响稍大于大管径MWCNTs;Al₂O₃-NPs和TiO₂-NPs对低浓度BDE-47的毒性没有影响,但显著增加较高浓度BDE-47对铜锈环棱螺的毒性,TiO₂-NPs对BDE-47毒性的影响略大于非毒性浓度Al₂O₃-NPs.这表明,沉积物中不同种类和类型的纳米颗粒对有机污染物生态毒性的影响存在明显差异.     

磺胺二甲嘧啶在水溶液中的光化学降解

为了研究磺胺二甲嘧啶(SM_2)的环境光化学行为,更好地理解磺胺类抗生素在实际环境中的归趋和生态效应,实验研究了SM_2在水溶液中的光降解动力学及环境因素对其光解的影响,探讨了不同初始浓度(1、2、5、10、15、20 mg·L~(-1))、不同光源(1000 W氙灯和300 W汞灯)、不同pH(2.0、3.0、5.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0)、不同类型腐殖质[腐植酸(HA)和富里酸(FA)]对SM_2光解的影响。结果表明:在300 W汞灯和1000 W氙灯2种光源下,SM_2的光解均符合准一级动力学方程,但其光解速率常数存在明显差异,k(300W汞灯)k(1000 W氙灯);在同一光源下,SM_2的光解速率常数随着初始浓度的增加而减小。溶液pH显著影响SM_2的光解速率。在300 W汞灯照射下,HA和FA均抑制了SM_2的光解,并且随着HA或FA浓度的增加,抑制效果更为明显;在相同光解条件下,HA对SM2光解的抑制作用大于FA。     

农业废弃物还田对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响

【目的】研究牛粪、鸡粪、玉米秸秆与化肥配施还田,对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响。【方法】采用静态箱法,试验共设5个处理,分别为:空白对照,单施化肥,牛粪还田配施50%化肥氮(化肥中氮的质量分数为肥料中总氮量的50%),鸡粪还田配施50%化肥氮,秸秆还田配施90%化肥氮。除对照外各处理总施氮量为240kg·hm~(-2)。【结果】各处理中秸秆还田处理的CO_2平均排放通量及总排放量最高,分别达388.96 mg·m~(-2)·h-1和14 718.97 kg·hm~(-2),且追施氮肥明显增加CO_2的排放;单施化肥处理CH_4平均吸收通量及总吸收量最高,分别达0.042 mg·m~(-2)·h-1和1.36 kg·hm~(-2);单施化肥处理N_2O平均排放通量及总排放量最高,分别达0.153 mg·m~(-2)·h-1和5.75 kg·hm~(-2)。秸秆还田处理的全球增温潜势显著高于其他处理,牛粪还田处理较单施化肥处理全球增温潜势降低,但差异不显著。【结论】秸秆覆盖会增加黑土中的CO_2的排放,旱田土壤是大气中CH_4的重要吸收汇,有机无机肥配施对比单施化肥能减少土壤中N_2O的排放,各农业废弃物还田处理对大气变暖贡献程度不同。     

磷、铁处理对冬小麦种子萌发和幼苗活力的影响

为明确磷、铁处理对冬小麦种子萌发和幼苗活力的影响,以冬小麦品种‘济麦22’为材料,采用NaH₂PO₄和Fe₂(SO₄)₃作为处理溶液,选择不降低种子发芽率的最大摩尔浓度处理种子;测定苗期正常水分(T₁)和干旱处理(T₂)下冬小麦幼苗干重、株高、叶面积、SPAD和抗氧化酶活性等指标的变化。结果表明:0.05~0.30 mol/L NaH₂PO₄处理的冬小麦种子发芽率比对照提高2.00%~14.00%,0.01~0.04 mol/L Fe₂(SO₄)₃处理的冬小麦种子发芽率比对照提高4.01%,而0.50~0.90 mol/L NaH₂PO₄处理的冬小麦种子发芽率与对照相比降低16.00%~24.00%,0.05~0.07 mol/L Fe₂(SO₄)₃处理的冬小麦种子发芽率与对照相比降低10.00%~24.00%,在本试验条件下,NaH₂PO₄、Fe₂(SO₄)₃处理对种子萌发生长不产生抑制作用的最大浓度分别为0.30和0.04 mol/L;2种水分条件下,NaH₂PO₄处理能显著提高冬小麦幼苗干重和株高,Fe₂(SO₄)₃处理只在正常水分下显著提高幼苗的株高;NaH₂PO₄和Fe₂(SO₄)₃处理均能显著提高冬小麦幼苗新生叶片的叶面积、叶片的SPAD以及叶片SOD和CAT活性,但对POD活性无显著提高。总之,适宜浓度的NaH₂PO₄、Fe₂(SO₄)₃处理能促进冬小麦种子的萌发,同时可以提高冬小麦幼苗的有效光合面积和叶绿素含量,改善了幼苗的光合作用,提高了叶片抗氧化酶活性,进而增强了幼苗活力和抗旱性。     

生物质炭添加对农田温室气体净排放的影响综述

农田是温室气体的重要排放源,降低农田温室气体排放对减缓全球气候变化具有重要意义。生物质炭是生物质在缺氧条件下热解产生的固体物质,因其含碳量高、难于分解、比表面积大、疏松多孔等特性,已成为农田温室气体减排研究中人们关注和研究的热点。通过综述农田添加生物质炭对温室气体CO2、CH4和N2O排放的影响及其机制,以及对温室气体净排放[包括净增温潜势(NGWP)、温室气体净排放(NGHGE)和温室气体排放强度(GHGI)]的影响等方面的国内外研究进展,并结合目前国内外生物质炭的研究现状,提出了未来生物质炭在农田温室气体减排领域的研究方向,旨在为生物质炭在农田温室气体减排中的应用提供思路和参考。     

腐殖质对乙草胺的光猝灭降解作用的效应

以高压汞灯、氙灯为光源,研究腐殖质对乙草胺在水中的光解动态。结果表明：在高压汞灯或氙灯光照下,胡敏酸对富啡酸对乙草胺在水中的光解表现出显著的光猝灭降解作用效应,而且这种光猝灭作用效率与胡敏酸或富啡酸的剂量成正相关,同时两者具有协同作用效应。