离子液体修饰的磁性类沸石咪唑酯骨架材料在藻毒素分析中的应用

采用基于离子液体修饰的类沸石咪唑酯磁性复合纳米材料(IL@M/ZIF-8)的磁性固相萃取(MSPE)前处理技术,结合超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定环境水体中痕量微囊藻毒素MC-RR和MC-LR的浓度水平。以扫描电镜和透射电镜对合成材料进行表征,并对UPLC-MS/MS条件和MSPE技术中吸附剂用量、水样pH值、洗脱溶剂的种类、振荡时间等参数进行优化。在最佳条件下,MC-RR和MC-LR分别在0.01~5μg/L和0.05~5μg/L浓度范围内呈良好线性,线性系数(r)分别为0.9995、0.9993,检出限分别为1.98、3.94ng/L,定量下限分别为6.52、12.98ng/L。将该方法应用于实际水样的测定,加标回收率为88.5%~108%,相对标准偏差为1.5%~7.2%。该方法操作简单,灵敏度高,可用于水样中痕量微囊藻毒素的检测。

酸雨对水稻不同生育期叶片叶绿体ATP酶的影响

酸雨对植物生长发育具有显著影响。然而,不同生长阶段植物对逆境胁迫的响应存在差异。以模拟酸雨胁迫水稻(Oryza sativa)(孕穗期、灌浆期),利用植物生理生化方法测定了水稻叶肉细胞叶绿体Mg2+-ATPase活性及其基因表达量、光合磷酸化活性、ATP含量、植株相对生长速率(RGR)和叶片净光合速率(Pn),研究酸雨胁迫下孕穗期、灌浆期水稻叶绿体ATP酶的变化及其对植物光合作用影响的机理。结果表明,p H=4.5酸雨使孕穗期水稻RGR、Pn、叶片ATP质量比和光合磷酸化活性均显著提高,灌浆期上述指标变化不明显;p H=3.5和p H=2.5酸雨使上述指标均下降,且随酸雨p H值降低,变幅增加。p H=4.5酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP合酶基因表达量及Mg2+-ATPase活性升高;p H=3.5和p H=2.5的酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP酶基因表达量减少,造成Mg2+-ATPase活性降低,且随酸雨p H值降低变幅增加。可以认为,酸雨通过影响ATP酶转录水平,改变Mg2+-ATPase活性、光合磷酸化活性和叶片ATP质量比,进而影响Pn,并最终影响植物生长发育。酸雨胁迫对孕穗期水稻生长发育及光合作用有低促高抑的剂量效应,而低强度酸雨对灌浆期水稻影响不明显。与灌浆期相比,孕穗期对酸雨胁迫较敏感,表明植物不同生长发育阶段对酸雨胁迫响应存在差异,此发现应成为评价酸雨影响植物的一个因素。

生态化学计量学在水生植物系统研究中的应用及进展

主要阐述了生态化学计量学在水生植物系统研究中的作用及应用。着重介绍了近年来水生植物生长速率、内稳态、代谢产物、种群和生物群落等方面的生态学化学计量学研究最新进展。从生态化学计量学角度能够更系统地了解多种化学物质所产生的变化,了解水生植物与适应环境条件的变化机制。研究表明,生态化学计量学具有极大的潜力使人们更深入地了解生态系统中重要的生态过程,并解决水生植物长期存在的问题。此外,对生态化学计量学未来的研究重点提出了建议,希望有助于推动国内生态化学计量学在水生植物系统中的研究和应用,增加人们对生态化学计量学这一学科的理解。

多维共建提升地方院校环境人才实践创新能力

生态与环境保护是当前社会发展的新常态,环保产业有望成为新的经济增长点,市场对环境类人才需求增加。为使学生的创新实践能力与企业要求无缝对接,我校环境工程专业开展了多维共建模式下提升环境人才实践创新能力的改革与实践,突显工程实践应用能力和国际化视野的复合人才培养,彰显服务地方经济前沿的复合型环保高级应用人才的培养特色。通过多维校地实践平台和国际合作平台的建设,融合“互联网+”教学理念,建设校企实习双选网络平台,为提升学生的工作适应能力提供媒介,拓展了学生国际化视野,提升了学生追踪环保发展热点和国际交流能力。

环境固体样品中多种甾体激素的同步检测方法及条件优化

采用超声辅助萃取-吸附剂净化-液相色谱-串联质谱同步检测环境固体样品中22种甾体激素,比较筛选了超声辅助萃取的有机溶剂和净化萃取液的吸附剂。结果表明,使用甲醇/乙腈/乙腈对固体样品中的甾体激素分别进行3次超声辅助萃取效果最佳,在0~150 mg/mL投加量范围内,N-丙基乙二胺粉末能有效减少浓缩萃取液中有机质的干扰并获得最高回收率,石墨碳粉末的有机质去除效果最好,但同时也造成目标物的显著损失,而硅胶粉末对有机质的去除效果不明显,因此选用N-丙基乙二胺粉末为萃取液的净化吸附剂,推荐使用量为150~400 mg/mL,在此优化条件下,22种甾体激素的标准曲线线性良好,方法检出限为0.025~0.696μg/kg,加标回收率达到63.5%以上,且操作简便、耗时短,适用于各种复杂环境固体样品的检测分析。

基于MIKE11的江南平原河网动态水环境容量分析

传统水环境容量以90%保证率下的设计枯水流量作为计算条件,存在水文计算条件单一、计算结果固定等局限性,不能很好地表征水流方向不定、产汇流过程复杂、污染负荷分散的江南平原河网的水环境容量。以宜兴市官林镇水系为研究对象,基于MIKE11水质模型计算河网控制单元水环境容量,以探究江南平原河网水环境容量的动态特性。结果表明:MIKE11模型法下官林控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为-152.80、0.92和-1.69 t;桐梓控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为220.23、4.49和1.45 t;皇新控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为15.42、0.90和0.14 t,呈现出明显动态特征。代表河道水环境容量与流量流速等水文要素有密切关系,市镇级等水质达标河道水环境容量与流速呈正相关,村级等未达标河道水环境容量与流速呈负相关。本研究可为平原河网水环境保护与管理提供重要参考和新思路。

原位修饰DAT提升哌嗪基聚酰胺纳滤膜耐氯性能研究

为了提高哌嗪基聚酰胺纳滤膜的耐氯性,通过原位改性的方法在膜表面修饰了对氯稳定的3,5-二氨基-1,2,4-三唑(DAT)。DAT引入后,改性膜表面出现了更大、更多的结节结构,膜表面变得更加粗糙和亲水。在DAT质量分数为0.1%、交联时间为2 min的条件下,改性膜的纯水通量高达55.9 L/(m^(2)·h),对无机盐的截留顺序为Na_2SO_(4)(96.7%)>MgSO_(4)(79.5%)>MgCl_(2)(33.7%)>NaCl(27.3%)。经不同pH次氯酸钠溶液浸泡后,未改性膜的表面结构被严重破坏,形成了巨大的聚合物颗粒,堵塞了水的传递路径,水通量下降了20%以上,分离性能恶化。而改性膜受到活性氯攻击很小,表面形貌较完整地保存下来,并且在保持较高盐截留率的同时,其水通量还有所上升,这对于构建耐氯脱盐纳滤膜具有很大的吸引力。

酸雨对植物光合作用影响的研究进展

随着近年全球酸雨污染程度加重,酸雨对植物的影响受到国内外学者广泛关注。光合作用既是植物生物量和生态系统初级生产量形成的物质基础,也是影响植物生长发育的重要生理过程,因此研究酸雨对植物光合作用影响意义重大。综述了近年有关酸雨对植物叶片形态结构、叶绿体微结构、不同生态型、生活型和不同生育期植物净光合速率的影响,以及不同酸雨组成与复合污染对植物净光合速率影响的相关报道;并从气孔参数、光合色素、叶绿素荧光参数和叶绿体微结构等方面分析酸雨对植物光合作用影响的机制。结果表明:酸雨对植物光合作用器官叶片的影响由外向内递进,由结构向功能延伸;酸雨对植物的胁迫效果存在生态型与生活型差异;在作物不同生育阶段,酸雨对孕穗期影响最为明显;不同成分酸雨对植物影响存在差异,且硝酸型或混合型酸雨对植物的影响大于硫酸型酸雨。

季节性河流好氧氨氧化微生物的时空分布及网络互作研究——以漕河为例

好氧氨氧化是硝化过程的关键步骤,第3种好氧氨氧化微生物—完全氨氧化细菌(Complete Ammonia Oxidizer,Comammox)的发现进一步完善了人们对硝化过程的认识.Comammox被发现广泛分布于自然和人工生态系统,但其在季节性河流的时空分布及生态网络互作关系的研究较少.本研究应用实时荧光定量q PCR、宏基因组测序和氨单加氧酶功能基因(amo A)特异性分析等方法,探究了不同水文时期漕河岸边带和开阔水体表层沉积物中Comammox等好氧氨氧化微生物的丰度、分布、群落结构、共生模式及关键环境因子.结果表明,Comammox的amo A基因丰度(106~108copies·g-1)最高,显著高于氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing Archaea,AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing Bacteria,AOB),与宏基因组分析得到相对丰度结果一致.Spearman相关性和冗余分析表明,含水率(Moisture content)是Comammox等好氧氨氧化微生物丰度的关键影响因子.生物多样性和主坐标分析(Principle Coordinate Analysis,PCo A)表明,Comammox等好氧氨氧化微生物的群落结构具有明显的时间异质性,其α多样性在丰水期高于枯水期.季节性河流沉积物中Comammox菌主要为Nitrospira sp.SCGC AG-212-E16,相对丰度可达21.4%±6.4%;其次为Nitrospira sp.SG-bin-1、Candidatus Nitrospira nitrificans和Candidatus Nitrospira nirosa.结合分子生态网络分析进一步发现,Nitrospira sp.SCGC AG-212-E16是Comammox群落的关键菌种,起主要的群落内部连接功能.本研究揭示了Comammox细菌在河流生态系统中的高丰度和时空异质性,对进一步研究Comammox等好氧氨氧化微生物在硝化过程中的贡献以及河流氮污染的治理具有重要意义.

潮汐式生态滤床在平原河网地区污染河流治理中的应用

以梁塘河治理措施中的主体工程潮汐式生态滤床为研究对象,考察其对平原河网地区污染河流中的N、P及有机污染物等的去除效果,并通过高通量测序技术分析潮汐式生态滤床混合层的微生物群落组成。结果表明,以潮汐式生态滤床为主体的治理工程运行稳定,河流水质趋好,且在受到污染冲击后,水质能迅速恢复。潮汐式生态滤床对[NH_(4)^(+)-N]有很好的去除效果,[NH_(4)^(+)-N]去除率最高为99.42%,平均去除率为80.94%。潮汐式生态滤床对TP和I_(Mn)也有一定的去除效果,平均去除率为34.37%和35.65%。潮汐式生态滤床内部硝化作用明显,微生物群落分析结果表明,滤床内主要的优势菌属是norank_f_norank_o_Chloroplast(1.72%~12.61%)和硝化螺旋菌属(Nitrospiria,1.75%~8.75%)。norank_f_norank_o_Chloroplast作为第一优势菌属,其相对丰度远超其他菌属,且随着滤床的持续运行,具有硝化作用的硝化螺旋菌属相对丰度增长显著。微生物群落相似性和差异性分析结果表明,滤床微生物群落结构稳定,不受季节、温度的影响,尽管运行时长对滤床内部群落组成造成一定差异,但并不存在显著性。本研究以梁塘河水系为例开展水环境生态治理,一方面旨在提升梁塘河水环境质量,另一方面也为平原河网地区,尤其是位于城区的平原河网地区河流生态治理提供示范参考。

接种湿地底泥的Anammox反应器启动特性

在3台UASB反应器中分别以厌氧颗粒污泥、湿地底泥以及二者的混合物(污泥浓度比为1∶1)为接种污泥启动厌氧氨氧化(Anaerobicammoniumoxidation,Anammox)反应器,考察了以湿地底泥为接种物启动Anammox反应器的可行性。结果表明,接种厌氧颗粒污泥的反应器经过183 d启动运行,仍未出现明显厌氧氨氧化反应特性,接种混合污泥的反应器于第125天开始出现明显厌氧氨氧化反应特性,短于接种湿地底泥的155 d。Anammox反应器启动并稳定运行后,在进水总氮质量浓度为275 mg·L^(-1)、负荷为0.275 kg·(m^(3)·d)^(-1)条件下,出水总氮质量浓度可降至90 mg·L^(-1)以下,其中接种湿地底泥和混合污泥的Anammox反应器的TN去除率分别达到74.49%和67.12%。高通量结果表明,在接种湿地底泥和混合污泥的反应器中的厌氧氨氧化菌属为Candidatus Brocadia,其丰度分别达到9.82%和10.70%。