“双一流”高校环境与资源类实验室化学品管理实践

该文立足"双一流"背景下新工科和新农科对环境与资源类实验室建设要求,依据化学品分类、采购、使用和保管等化学品全过程安全监管原则,结合环境与资源类化学品管理的自身实践,提出并践行了责任制、信息化、集约式的闭环减量消危的化学品安全管理措施。通过三年的实践,在实验室化学品安全管理方面充分发挥了作用。

泥炭在环境修复中的应用研究概况和展望

泥炭是沼泽中死亡植物残体长期积累转化形成的有机矿产资源,是高效的土壤改良剂,天然的离子交换剂和吸附剂,植物和微生物优良的生长载体,在土壤改良、植物生长,微生物培育,重金属去除、有机物降解,废气吸附等方面应用广泛。本文综述泥炭在环境治理方面的应用,并探讨泥炭作为土壤污染的微生物修复和植物修复方法衔接体的可行性。

矿产与粮食复合主产区土壤污染的生物修复与生态重建对策

讨论了矿产与粮食复合主产区环境质量特征、复合区环境修复特异生物资源挖掘与利用,复合区环境生物修复与生态重建原理与技术、复合区生态修复工程产品开发技术及其经济与生态效益等,提出了复合区土壤环境污染的实用修复技术研发及粮食数量与质量安全生产的控制策略。

生态环境中植酸酶种类及来源分析

磷是动植物生长、繁殖以及细胞代谢所必需的大量营养元素之一,是生命体的重要组成成分。在土壤、植物体以及动物饲料中,植酸磷都是磷的主要形式,植酸酶能够水解植酸磷从而释放出动植物可直接利用的离子态磷酸盐。通过介绍植酸磷、植酸酶、植酸酶的种类以及植酸酶功能微生物研究现状,重点对植酸酶功能微生物进行总结,以期提高动植物的磷生物利用率,降低磷流失风险,为保障我国粮食与生态安全提供重要依据。

环境因子及沉水植物对底泥磷释放的影响研究

通过环境因子(温度、pH、扰动、溶解氧等)及沉水植物对底泥磷释放影响的研究,分析了环境因子影响底泥磷释放的因素,及不同环境条件下沉水植物影响底泥磷释放的因素,得出了如下结论:溶解氧、pH、温度及扰动等对底泥磷向上覆水体释放都有一定影响,其中溶解氧和pH值影响较大;湖泊特别浅水型湖泊中,磷对水体富营养化起重要作用;沉水植物在控制湖泊底泥营养向水体扩散、风等外界因素扰动底泥起关键作用;浅水型湖泊中,湖泊底泥受扰动较大适合种植象狐尾藻类多分枝的沉水植物,这样有利于抑制底泥磷向水体的释放。

浙江省铅锌矿区土壤重金属污染及重金属超富集植物筛选

分别以浙江省境内富阳某铅锌矿区(FY)、淳安某铅锌矿区(CA)、诸暨某铅锌矿区(ZJ)和三门某铅锌矿区(SM)为研究对象,对铅锌矿区土壤的Zn、Pb、Cu、Cd 4种重金属污染状况及其上生长的16种优势草本植物的重金属富集特征进行了研究。结果表明,FY、ZJ和SM的土壤均受Cd、Zn、Pb重度污染,而CA的土壤受Cd、Zn、Cu重度污染。4个铅锌矿区的Cd污染最严重,其次为Zn污染。CA的伴矿景天(Sedum plumbizincicola)和ZJ的紫花香薷(Elsholtzia argyi)地上部Cd质量浓度分别为571.2、218.7mg/kg,且富集系数和转运系数均超过1,达到了Cd超富集植物的标准,表明这两种植物均可能是Cd超富集植物。

泥炭保护紫花苜蓿根系对柴油污染土壤修复的研究

采用盆栽试验,观察了泥炭保护根系移栽和直播2种栽培方式处理的紫花苜蓿在柴油污染土壤中的生长情况及其对土壤中柴油污染物的去除情况,探讨了利用泥炭保护根系措施清除土壤柴油污染物的可行性.结果表明,泥炭保护根系处理有利于紫花苜蓿根系形态发育,能促进根系细菌和真菌的繁殖,并显著提高根区土壤柴油降解率.

综合利用环境星CCD和红外数据反演大气气溶胶光学厚度

采用遥感技术监测大气气溶胶可实现整个研究区域的全覆盖,对区域生态环境的研究具有十分重要的意义.环境与灾害监测预报小卫星于2008年9月6日成功发射,是我国第一个专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,较目前常用于反演大气气溶胶光学厚度(AOD)的遥感数据源具有一定时间分辨率和空间分辨率的优势.为了促进环境星在陆地气溶胶监测领域的应用,提出一种综合利用环境星同台获取的CCD和红外(1.6μm)数据反演AOD的方法,该方法利用CCD近红外波段和AFRI植被指数提取非阴影区域浓密植被为暗目标像元、通过6S模型模拟来构建查找表、基于暗目标像元红和蓝波段地表反射率具有较好的线性关系这一原理反演AOD.反演结果误差分析表明该方法比较稳定和可靠,反演结果合理.

丛枝菌根对芘污染土壤修复及植物吸收的影响

采用温室盆栽试验方法,研究了两种丛枝菌根真菌Glomus mosseae和Glomus etunicatum对三叶草(Trifolium subterraneum L.)和辣椒(Capsicum annuum L.)修复芘污染土壤的影响。供试土样中芘初始浓度为0～75.18 mg/kg。结果表明,接种AMF可促进供试植物对土壤中芘的吸收,并且显著提高三叶草根的芘含量、根系富集系数、根和茎叶的芘积累量,但对辣椒根和茎叶芘含量、根系富集系数的影响不显著,这主要与植物的菌根侵染率和"菌根依赖度"不同有关。接种AMF土壤中芘的削减率高于普通植物修复,但植物吸收积累对修复的贡献率小于0.2%;因此推测,AM作用下良好的根际环境有利于土壤微生物数量和活性的提高,进而对土壤中芘降解的促进可能是菌根修复的主要机理。

区域间水环境容量多目标公平分配的水环境基尼系数法

基于区域间水环境容量分配的控制指标和公平性准则分析,应用水环境基尼系数概念,以定量表达各公平性准则;并将各控制指标的水环境基尼系数均达到最小值作为界定多目标公平性的标准值。以此为基础,以各区域水环境容量分配比例为搜索变量,以水环境基尼系数达到多目标公平性标准值为目标,采用多目标最优化方法确定区域间水环境容量公平分配方案。应用该方法,对长乐江流域水环境容量在区域间的分配进行了实例分析。结果表明,将水环境基尼系数作为水环境容量分配结果的公平性衡量指标具有客观性,确定的水环境容量公平分配方案体现了多目标公平性。水环境基尼系数法可以推广至同一层面、具有可比性的排污单位间水环境容量公平分配问题上,且方法简单、可靠。

农业有机废弃物发酵CO_2施肥在大棚生产上的应用及其环境效应

利用作物秸秆与畜禽粪便发酵产生CO2的原理,设计了适合农业生产用的简易发酵装置。通过接种3种高效产气菌及堆料pH的调节,发酵大棚内CO2浓度可提高1倍以上,且一次堆料的发酵时间可维持3周左右。该农业有机废弃物发酵CO2施肥技术,可使大棚内的芹菜、生菜、莴苣、油麦菜和青菜5种蔬菜可食部分的生物量分别提高260%、135%、115%、140%和322%。因此,利用农业有机废弃物发酵进行大棚CO2施肥,不仅可以提高作物产量、增加农民收入,而且有望为农业固废合理处置提供新的策略。

香薷植物修复铜污染土壤的研究进展

土壤铜污染有自然来源和人为来源。铜污染土壤中有机质、Fe/Al氧化物对铜的专性吸附,是影响土壤中铜生物有效性的主要因素。近年来,我国原生植物修复材料如海州香薷、鸭跖草、酸模、紫花香薷在国内铜污染土壤的研究中得到广泛应用。其中,采用海州香薷开展铜污染土壤植物修复机理和修复技术的研究,已从实验室水培、盆栽试验的生长反应特性、耐及解铜毒的生理生化反应,进展到室外大田修复的示范工程及技术推广阶段。紫花香薷在重金属复合污染土壤上,也有修复前景。开展植物修复材料的产后处置研究,综合利用和深加工,增大植物修复材料价值,对加强植物修复工程的示范和推广步伐,有重要意义。

耐镉菌联合植物吸收对土壤重金属镉污染的修复

采用盆栽和大田试验,研究耐镉菌联合超积累景天植物吸收对土壤重金属镉污染的修复作用。结果表明:耐镉菌与十二烷基苯磺酸钠均可活化土壤中难溶态镉,其中十二烷基苯磺酸钠对铁锰结合态镉的活化效果较好,而耐镉菌对残渣态镉的活化能力较好;土壤中潜在可利用态镉转化为活性态镉后可通过贝洋棒(BY棒)或栽培超积累植物来吸收;在耐镉菌与景天植物的联合修复中,伴矿景天所吸收的镉远高于凹叶景天和东南景天的联合修复效果,且修复后土壤的酶活性强,微生物数量丰富。可见,耐镉菌与伴矿景天的联合修复是一种可行的镉污染修复方法。

复合钝化剂施用水平对镉污染农田土壤的修复效果

为了探究复合钝化剂M(石灰、沸石、钙镁磷肥和生物质炭质量配比为71∶23∶5∶1)不同施用量对镉(Cd)污染农田土壤的修复效果,利用2年的大田试验,以不施用复合钝化剂(CK)作为对照,研究添加0.1%、0.2%、0.5%复合钝化剂(分别记为MR1、MR2、MR3)和0.5%石灰(LM)处理对土壤和农作物的影响。结果表明:复合钝化剂主要通过增加土壤pH来降低土壤中Cd的生物有效性,其3种施用量均能维持或增加作物的产量,且能够显著降低水稻秸秆和籽粒Cd含量。与CK相比,MR1、MR2、MR3和LM处理的水稻秸秆中Cd含量分别下降了11.9%、10.7%、20.5%和19.5%,籽粒中Cd含量分别下降了42.9%、57.1%、71.4%和72.1%,且各处理水稻籽粒Cd含量均低于0.2 mg/kg,都达到了食品安全标准。此外,复合钝化剂在不同程度上降低了水稻籽粒对Cd的生物富集系数和水稻对Cd的转运能力。磷脂脂肪酸分析结果表明,复合钝化剂的不同施用水平均可增加土壤细菌数量,且土壤微生物群落多样性指数较高。与LM处理相比,MR2处理的细菌数量增加了43.6%,MR3处理中革兰氏阳性菌数量明显增加,达56.5 nmol/g。总体来看,与单一施用石灰相比,0.2%的复合钝化剂处理对土壤理化性质影响较小,且增加了土壤微生物群落数量及结构多样性,说明其对农田土壤Cd污染修复的同时维持了土壤生态健康,可用于农田土壤Cd污染修复。

环境条件对1株降解厨余垃圾丝状真菌产酶活性的影响

开发微生物降解消除技术是厨余垃圾处置的良好途径.为此,在前期分离筛选出1株具有较强食物垃圾降解能力的丝状真菌基础上,通过液体培养试验,研究不同培养时间、培养温度和培养液初始pH及含盐率对该菌株降解蛋白质、淀粉、脂肪和纤维素等胞外酶活性的影响.结果表明:在培养第4天时蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性达到最大值,第6天时纤维素酶活性达到最大值;在培养温度15～55℃、pH4.5～8.5、NaCl浓度0%～12%范围内均测出了这4类酶的活性,其中最适培养温度均为30℃,蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶的最适初始pH范围为6.5～8.0,淀粉酶为6.5～7.0;NaCl浓度在0%～1%范围内,4种酶活性均最高,而NaCl浓度为8%时蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶活性仍分别可达各自最高值的14%、21%、19%和20%.可见,该菌株对环境温度、pH和介质含盐率具有较广范围的适应性,是良好的厨余垃圾生物降解候选功能菌株.

叶面调理剂对浙江东部镉污染农田水稻主栽品种安全生产的影响

为降低作物可食部的重金属含量,实现中轻度污染农田安全利用,通过连续2年的田间试验,比较了不同离子拮抗型叶面调理剂的作用效应及优选的调理剂对水稻安全生产的影响。田间小区试验结果表明,供试的5种叶面调理剂在2个试验点均有明显的降镉(Cd)增产作用,其中以喷施多元复合叶面调理剂降低稻米Cd含量的效果最佳,2个试验点糙米Cd含量分别降低13.0%和14.5%。进一步通过田间大区试验比较叶面喷施该多元复合调理剂对浙江东部7个主栽水稻品种产量和稻米Cd含量的影响发现,喷施该叶面调理剂可增产8.2%~10.8%,糙米Cd含量下降15.7%~20.3%,其中以YY17配施叶面调理剂处理的糙米Cd含量最低。这些结果说明,低积累品种配施多元复合调理剂可以有效降低糙米Cd含量,在实现Cd轻度污染农田安全利用的同时促进水稻生产的增产增效。

水生蔬菜对富营养化水体净化及资源化利用

通过采用水生蔬菜水芹和豆瓣菜作为生态浮床栽培材料,对其净化富营养化水体的效果及其处理后的品质等方面进行研究.结果表明,水生蔬菜不仅能在富营养化水体中正常生长,还对富营养化水体有较强净化能力,且净化能力随着处理时间的延长而提高.处理20d,水芹对富营养化水体中的TN、NH_4^+-N、TP、COD_(Mn)、Chl.a的去除率分别达到76.86%、69.39%、90.45%、95.03%和89.81%;豆瓣菜对富营养化水体中的TN、NH_4^+-N、TP、COD_(Mn)、Chl.a的去除率分别达到78.27%、67.95%、89.98%、95.38%和91.28%.水芹和豆瓣菜不仅能显著改善富营养化水体的水质,且没有产生硝酸盐及重金属富集,符合食用标准;还能产生一定的经济效益.

生态浮岛植物在富营养化养殖水体中去磷途径的初步分析

植物修复富营养化养殖水体过程中磷(P)的去除途径主要包括植物吸收、植物根系吸附、底泥吸附和还原状态下的磷挥发。为了深入探讨植物修复去磷机理,阐明植物修复富营养化养殖水体过程中磷的去向问题,分别以夏秋季(高温)和冬春季(低温)的高效除磷植物大漂和冬牧70组成的生态浮岛为研究对象,通过研究模拟条件下的富营养养殖水体生态修复系统,研究不同温度季节下生态浮岛植物在富营养养殖水体中各去磷途径对水体总磷(TP)去除量的贡献率大小。结果表明:经过20 d处理后,生态浮岛植物大漂和冬牧70对富营养化养殖水体中总磷的去除效率都较高,均达50%以上;在生态浮岛植物修复富营养养殖水体过程中最主要的磷去除途径都为植物吸收作用和底泥吸附作用,分别占水体中总磷去除量的23%～58%和27%～51%;其次是植物根系吸附作用,占水体中总磷去除量的13%～28%;贡献率最低的是还原状态下的磷挥发,一般低于1.5%,几乎可忽略不计。

凤眼莲-固定化氮循环细菌联合作用对富营养化水体原位修复的研究

应用生态工程技术和原理,在夏季利用凤眼莲（Eichhornia crassipes Mart.）结合固定化氮循环菌对富营养化水体进行原位修复研究。试验结果表明,凤眼莲＋固定化氮循环细菌联合作用和单独的凤眼莲处理对富营养化水体总氮和铵态氮去除之间存在显著的差异,凤眼莲＋固定化氮循环细菌联合作用对富营养化水体中总氮和铵态氮的去除率分别达77.2%和49.2%;而凤眼莲处理则分别达73.7%和32.3%;但两者对富营养化水体中硝态氮的去除没有显著差异。接种固定化氮循环微生物有利于水体中Chla、CODMn的降低和水体透明度的提高,但两者没有明显的差异。当凤眼莲处理系统接种固定化氮循环细菌时,除了氨化细菌变化不明显外,亚硝化菌,硝化菌,反硝化菌群数量比单独凤眼莲处理系统增加1-1.5个数量级,且接种固定化氮循环细菌还有利于凤眼莲生物量及其体内氮积累量的增加。

不同程度重金属污染土壤对东南景天根际土壤微生物特征的影响

通过盆栽试验研究不同程度重金属污染土壤对2种生态型东南景天根际土壤微生物特征的影响.研究结果表明,不同污染土壤中,2种生态型东南景天根际细菌、放线菌和真菌的数量及微生物生物量碳都大于非根际.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天的根际土壤微生物区系和主要生理类群没有显著差异,而在矿山土壤和重污染土壤中,超积累生态型东南景天根际土壤中的细菌和真菌数量、主要生理类群数量及微生物生物量碳显著高于非超积累生态型.东南景天根际微生物对重金属胁迫的敏感性为放线菌>细菌>真菌,硝化细菌>自生固氮菌>氨化细菌>磷细菌>纤维分解菌.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商差异不显著,而在矿山土壤和重污染土壤中,非超积累生态型东南景天的根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商显著高于超积累生态型.