不同理化性质的土壤对地下水中柴油的吸附行为研究

采用静态吸附实验研究不同理化性质的土壤对溶液中柴油的吸附行为。结果表明:不同理化性质的土壤对柴油的吸附均可以在24 h内达到平衡,准二级动力学模型(R~2为0.92~1.00)能更好地描述土壤对柴油的吸附动力学数据,吸附过程以化学吸附为主,液膜扩散和颗粒内扩散共同影响吸附反应的控速步骤。吸附等温线符合Langmuir模型,表明柴油在土壤中的吸附为单分子层吸附,近似于不可逆型吸附。被石油污染的场地土对水体中柴油的吸附量小于未被污染的林地土,土壤对液相中柴油的吸附量与有机质含量呈正相关,并随着土壤粒径和pH的减小而逐渐增大。

无植物潜流人工湿地基质床污染物去除性能研究

采用单一基质页岩和页岩、陶粒组合基质进行无植物潜流人工湿地基质床的水质净化实验,比较不同基质设置对COD、TN、NH4+-N、TP、溶解性总磷(TDP)和溶解性正磷酸盐(SRP)去除效果的影响。结果表明,在相同进水水质,水力负荷为480mm/d的运行条件下,以单一页岩为基质的无植物潜流人工湿地基质床的COD、TN、NH4+-N、TP、TDP、SRP去除效果均略优于填充页岩和陶粒组合基质的基质床。总体来看,基质对湿地系统中各污染物去除的贡献均不是非常显著,并且不能保证长期稳定的运行效果。沿程去除结果表明,无植物潜流人工湿地基质床对COD、NH4+-N、TP的去除主要发生在进水后沿程的0～90cm距离内。水力负荷和基质设置均可能影响基质床的污染物去除效果,以基质选择为目的的批量吸附实验结果不能完全反映基质床的全面去污性能。

鱼饵对铜绿微囊藻生长的影响

分别取0,0.1,0.2,0.5和1.0 g不同粒径(原状,0.15 mm<d≤0.85 mm和d≤0.15 mm)的鱼饵加入到400 mL无氮磷M11培养基中,研究鱼饵粒径和投加量与营养盐释放之间的关系.结果表明,水体中ρ(TP),ρ(DOP),ρ(NH4+-N)和ρ(TN)随着鱼饵投加量增加而显著升高(P﹤0.05);同一投加量条件下,鱼饵粒径对水体ρ(TN)和ρ(TP)影响不大(P﹥0.05).同时,另外选用0,0.05,0.10,0.20和0.50 g原状鱼饵研究铜绿微囊藻在鱼饵培养基溶液中的生长状况.结果发现,当鱼饵投加量在0～0.2 g时,随着鱼饵释放可利用营养盐水平的提高,藻细胞最大现存量随鱼饵投加量的增加逐渐增大;鱼饵释放的NH4+-N和溶解性正磷酸盐(DOP)是铜绿微囊藻吸收利用的主要氮磷形态.鱼饵的投加造成铜绿微囊藻生长延缓期延长,但鱼饵营养盐释放达到平衡后接入藻种,延缓期延长的现象消失,鱼饵中营养盐的溶失和矿化过程消耗了大量溶解氧,是出现藻类生长延缓期延长的重要原因.

滦河流域景观格局变化对水沙过程的影响

以滦河流域为研究区域,基于SWAT模型模拟1976—2012年滦河流域的水沙过程,分析2000年京津风沙源治理项目实施前后流域产水产沙时空格局变化;研究1980—2010年流域景观格局变化特征,揭示景观格局变化的水沙响应;应用Spearman相关分析法分析流域景观格局变化对水沙过程的影响。结果表明:与20世纪80年代相比,2010年流域林地和建设用地增加,其他用地类型减小;流域景观集中程度提高、连通性变优、优势斑块显著、形状趋于规则、多样性减少、破碎化程度降低、景观类型向非均衡方向发展;流域年均地表径流减少9mm,产水量增加5.44mm,产沙减小1.59t/hm^2;地表径流减少区域占全流域89.32%,产水量增加区域占76.71%,产沙量减少区域占93.89%;地表径流、产水、产沙与林地面积呈负相关,产水与草地面积呈正相关,地表径流、产沙与农业用地面积呈正相关;地表径流、产水、产沙与景观形状、Shannon′s均匀度、景观分离度呈正相关,与蔓延度、最大斑块指数呈负相关;产水、产沙与斑块密度和Shannon′s多样性指数呈正相关;工程治理后,流域年均径流量与产沙量显著下降,产水产沙高值区显著缩小,产沙关键区域仍需治理。

制备条件对二氧化钛纳米管光电催化性能的影响研究

采用电化学阳极氧化法制备二氧化钛纳米管(TNT),通过改变氧化时间和氧化电压来制备具有不同形貌结构的TNT,并探讨不同条件下制备的TNT对模拟污染物甲基橙的光电催化降解活性。结果表明,当氧化电压由45V增加到60V时,相同氧化时间下制得的TNT的管长、管径、长径比都明显增加,而管壁厚均相应减小,氧化时间和氧化电压对制得的TNT的管长、管径和管壁厚等形貌特征有着重要的影响;在45V、4h,60V、3h和60V、6h下制备的TNT具有较佳的形貌结构(管长分别为12.41、20.35、25.85μm,长径比分别为110、166、178),其中又以60V、6h时制备的TNT具有最佳的光电催化活性,其光电催化降解甲基橙的表观拟一级动力学速率常数为2.26×10-3 min-1;相关性分析结果表明,TNT的长径比对其光电催化活性有着极重要的影响。

农产品中农兽药残留检测技术与应用研究

结合农产品质量安全检测的需求,综述了仪器分析、生物传感器、免疫分析和酶抑制法在农兽药残留检测中的研究及应用,并展望了未来加强农兽药残留检测,提高农产品质量的途径。

生物发酵残渣农业处理与利用研究

通过田间小区实验,对生物发酵残渣农业处理和利用的效果进行了研究。通过两年对水稻、小麦、玉米、甜菜和苜蓿的实验证明,发酵残渣的施用可有效促进植物生长和提高作物产量。水田的施用效果要好于旱田,水田的最佳施用量为22.5 t.hm-2,旱田最佳施用量为11.25 t.hm-2。发酵残渣的施用可以降低旱田土壤pH值,提高旱田和水田的有机质含量。发酵残渣的农业利用是其处理的一条有效途径。

α-Fe2O3负载Ag复合纳米材料的制备、表征和气敏性能

采用简单的FeCl3溶液水热方法,结合焙烧处理合成了α-Fe2O3纳米粉体;以所制备的α-Fe2O3为载体负载Ag纳米粒子,得到Ag/α-Fe2O3复合纳米材料.使用X射线衍射、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附和X射线光电子能谱等对样品进行表征,并考察了Ag/α-Fe2O3复合材料在260℃下对甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、正丁醇和正己醇等挥发性有机物的气敏行为.结果表明,Ag/α-Fe2O3传感器对这几种挥发性有机物展示了较高的灵敏度和快速、可逆的响应-恢复特性;与纯α-Fe2O3相比,Ag/α-Fe2O3复合材料的气敏性能显著提高,这可能与该复合材料表面独特的多孔结构和活性Ag纳米粒子对敏感反应的催化作用有关.

阿特拉津作用下鱼食对铜绿微囊藻生长的影响及其导致的水体营养盐变化特征

养殖水域中,地表径流等可引起水域中除草剂浓度升高,抑制藻类生长,从而间接影响残饵在水体中的营养盐变化特征,威胁养殖水环境的生态平衡。为评价阿特拉津和鱼食在水环境中的生态风险,以阿特拉津质量浓度(0、5、10、20和40μg·L^(-1))及鱼食投加量(0.0500、0.2000 g;d≤0.85 mm)为变量,在以鱼食为氮磷营养源的M11培养基中,考察阿特拉津通过抑制铜铝微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长而对水环境氮、磷营养盐浓度产生的间接影响。结果表明,无藻时,阿特拉津不能对营养盐浓度变化产生直接影响,鱼食释放正磷酸盐(PO_4^(3-)-P)和总磷(TP)浓度值均在前5天快速升高,而后缓慢增加至平衡,总氮(TN)浓度一直处于上升趋势,至45 d实验结束时,0.2000 g鱼食组PO_4^(3-)-P和TP平衡质量浓度拟合值分别为1.460 mg·L^(-1)和2.782 mg·L^(-1),TN质量浓度拟合值为3.597 mg·L^(-1)。有藻时,阿特拉津对铜绿微囊藻的抑制作用可对PO_4^(3-)-P和氨氮(NH_4^+-N)产生间接影响,阿特拉津浓度越高,藻现存量越低,水体PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N浓度越高,"0.2000g鱼食+藻+40mg·L^(-1)阿特拉津组"和"0.2000 g鱼食+藻+0~20mg·L^(-1)阿特拉津组"在第45天时的PO_4^(3-)-P质量浓度拟合值分别为0.694 mg·L^(-1)和0.349 mg·L^(-1),而"0.200 0 g鱼食+藻+40mg·L^(-1)阿特拉津组"、"0.200 0 g鱼食+藻+20mg·L^(-1)阿特拉津组"、"0.2000 g鱼食+藻+0~10mg·L^(-1)阿特拉津组"在第45 d天的NH_4^+-N浓度拟合值分别为1.449、1.166、0.466 mg·L^(-1)。藻生长初期,藻类吸收利用PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N较少,受鱼食释放PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N过程的影响,PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N浓度逐渐升高并达到最大值,但随着藻密度的升高,藻吸收利用的营养盐含量增多,PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N浓度下降,有藻时PO_4^(3-)-P变化过程及其描述方程形式与无藻时并不一致。由于被藻类吸收利用的氮、磷营养盐可转化为细胞内氮、磷营养盐形态,有藻时,TN、TP的浓度变化趋势及其描述方程形式仍与无藻时相同。

地肤对硼的耐受及富集能力研究

为了考察地肤对硼的耐受及富集能力,开展了溶液培养试验。将溶液硼浓度设置为0(对照)、10、20、30、40、80、120 mg·L^(-1),考察了硼胁迫对地肤植株生长、硼积累和细胞酶活性的影响。结果表明:地肤在溶液硼浓度为30 mg·L^(-1)以下能够正常生长。溶液硼浓度超过30 mg·L^(-1)后,随着溶液硼浓度的增加、地肤的生物量显著降低。当硼浓度达到120 mg·L^(-1)时,根、茎、叶生物量分别比对照降低了56.0%、72.2%和71.4%。随着溶液硼浓度的增加,地肤根、茎、叶中的硼浓度均显著增加,在120 mg·L^(-1)时,地肤体内硼浓度可达4000 mg·kg^(-1)。经计算,地肤地上部和根部的BCF和TF值均大于1,地上部的BCF甚至大于20,表现出较强的硼富集能力。随着硼浓度的增加,地肤体内SOD和POD的浓度呈现先增加后降低的趋势,CAT的浓度呈现增加的趋势,表现出较好的抗氧化防御机制。综上所述,地肤在硼胁迫下有较好的抗氧化防御机制,其对高浓度硼具有较强的耐受和富集能力,可以作为高硼土壤植物修复的候选物种。

3种农业废弃物处置水面溢油研究

用小麦秸秆、玉米秸秆和木屑作为吸油材料对0#柴油进行吸附研究,比较3种农业废弃物在纯油、油水样中的吸附性能及漂浮性能,并采用正交实验对影响3种农业废弃物除油率的因素条件进行了优化。结果表明:(1)小麦秸秆、木屑和玉米秸秆对柴油的吸附速率都很快,无论是在纯油中,还是在油水样中,5min即可达到吸附饱和状态。在纯油中,小麦秸秆饱和吸油量最大,为8.54g/g;木屑次之,为8.20g/g;玉米秸秆饱和吸油量最小,为7.03g/g。在油水样中,小麦秸秆饱和吸油量最大,为8.54g/g;木屑次之,为8.08g/g;玉米秸秆饱和吸油量最小,为7.02g/g。(2)振荡使得小麦秸秆、木屑和玉米秸秆漂浮性能都出现明显下降,它们的漂浮率依次为小麦秸秆>木屑>玉米秸秆。(3)在振荡频率为0r/min、投加量为0.9g、油膜厚度为0.55mm的条件下,玉米秸秆和木屑粒径为830～1 700μm、小麦秸秆粒径为500～830μm时,除油效果最佳。

一株产电菌嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila)的分离及其产电性能优化

本研究以天津泰达污水处理厂污泥浓缩间的污泥为接种物,启动并运行了微生物燃料电池(MFCs).从富集的阳极生物膜上分离得到了一株纯培养的微生物菌种,命名为P2-A-5.研究发现,菌株P2-A-5的16S rDNA序列与菌株Kocuria rhizophila DC2201具有100%的同源性,结合该菌的形态特征和生理生化实验,将其归属为嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila).通过化学剂处理、底物种类和浓度的优化,进一步提高其在微生物燃料电池中的产电性能.结果表明,菌株K.rhizophila P2-A-5经0.5 mg·L-1溶菌酶处理45 min后,接种到以2.0 g·L-1海藻糖为底物的阳极液中运行MFCs,其功率密度达到314.8 m W·m-2,比优化前(74.9 m W·m-2)提高了320.3%.这是首次对K.rhizophila种内微生物产电性能及其在微生物燃料电池中应用的报道,其成果对于丰富产电微生物的多样性,挖掘更多具有高电化学活性的微生物菌种,提高其产电性能具有重要的理论意义.

滦河流域未来土地利用变化情景的水文响应

以滦河流域相关规划为基准,设置现状延续、经济发展优先和生态保护优先3种土地利用发展情景,应用CLUE-S模型预测滦河流域2030年土地利用;并应用SWAT模型模拟3种情景的水文过程,对比不同发展情景下流域未来水文过程,识别各情景中产沙关键源区。结果表明:2030年,3种情景中流域中游承德市及周围县扩张最为显著;地表径流方面,生态保护优先情景中最小(11.34 mm·a^(-1)),分别为现状延续与经济发展优先情景的47.51%和46.02%;地下径流方面,经济发展优先情景最小(7.94 mm·a^(-1)),分别为现状延续与生态保护优先情景的51.90%和23.26%;产沙方面,生态保护优先情景(0.35×10~5kg·km^(-2)·a^(-1))比其他情景减少约60%;流域水土保持方面,生态保护优先情景效果最好,现状延续情景土壤侵蚀严重,经济发展优先情景水源涵养不理想。研究区可按照现状延续模式继续发展,但应根据产沙空间特征进行分区治理,重点治理流域的产沙关键源区,适当调整土地利用方式。

人体平衡型核苷转运蛋白的结构及应用研究进展

通过参与合成和转运核苷及其类似物,人体中的平衡型核苷转运蛋白在生物体内参与了细胞发育、能量代谢和信号转导等众多生理生化过程,其研究对于癌症、病毒感染等相关疾病的治疗有着极为重要的意义。该文综述了该类蛋白质在人体内的发现历程、分类、结构和作用机制,并对于其在一些疾病治疗和药物开发方面的前景进行了展望。

海河悬浮颗粒物影响阿特拉津对斑马鱼的急性毒性研究

悬浮颗粒物对有机污染物的吸附降低了其表观生物富集系数,这一过程是否同时能够减弱有机污染物对水生生物的毒性却少有报道.因此,本研究选取海河干流二道闸沉积物为悬浮颗粒物,以阿特拉津为目标污染物,斑马鱼为目标生物,进行急性毒性试验.结果表明,无悬浮颗粒物时,阿特拉津对斑马鱼的96 h半致死浓度(96h-LC50)为29.06 mg·L-1,95%置信区间为24.41~40.70 mg·L-1,悬浮颗粒物浓度为7500mg·L-1和15000 mg·L-1时这一指标分别为30.74 mg·L-1和39.51 mg·L-1,对应的95%置信区间分别为27.17~40.91 mg·L-1和30.43~126.93 mg·L-1.并且无悬浮颗粒物、7500 mg·L-1悬浮颗粒物、15000 mg·L-1悬浮颗粒物3组染毒系列中出现的最大无效应浓度分别为3、9和15 mg·L-1.研究表明,悬浮颗粒物的存在降低了阿特拉津对斑马鱼的急性毒性.

纳米钯金铁三金属催化剂的制备及其对三氯乙烯的降解

在乙醇水体系中利用硼氢化物液相还原法合成纳米铁颗粒,通过化学沉淀法将钯金粒子负载于纳米铁表面,得到纳米钯金铁(Pd-Au@Fe)三金属催化剂复合材料,采用TEM,EDS和XPS对其进行表征.结果表明,与纳米单金属Fe0及双金属Pd@Fe相比,三金属催化剂对三氯乙烯(TCE)具有更高的降解能力.保持催化剂加量1.4g/L,Pd/Fe为0.35%(ω),Au/Fe为1.0%(ω)时,其降解15mg/L TCE的速度最快,5min时去除率为88.21%,表观速率常数为0.311min-1,是相同Pd含量下Pd@Fe双金属催化剂的3.6倍.随降解反应持续,Pd-Au@Fe的乙烯乙烷生成率及乙烯加氢转换乙烷速率均远高于双金属Pd@Fe.