纳米TiO2对土壤中氮转化相关细菌活性的影响

采用盆栽实验方法研究了不同土壤类型、不同纳米TiO_2浓度和是否种植植物条件下的纳米TiO_2对土壤中氮转化相关细菌活性的影响。结果发现,纳米TiO_2对土壤中氨化细菌,硝化细菌和自生固氮菌的活性均产生抑制作用,抑菌率随着培养时间呈现先升高后降低的趋势,在各个采样时间下抑菌率均随着纳米TiO_2浓度的增加而增加,而且在不同类型土壤中纳米TiO_2的抑制作用大小顺序是沙土黑土草炭土,并且种植紫花苜蓿可以减轻纳米TiO_2对细菌的抑制效果。在涉及到的实验时间和纳米TiO_2的浓度范围等相关研究中,纳米TiO_2对反硝化细菌活性的影响效果不明显。     

纳米TiO_2对雄性小鼠肾脏毒性作用的研究

目的研究纳米TiO_2对雄性小鼠肾脏的影响。方法 60只健康的ICR雄性小鼠随机分为4组,分别以0、10、50、100 mg/kg BW的剂量连续30天灌胃染毒。取小鼠肾脏组织测定SOD、GSH-PX的活性以及MDA的含量;肾功能指标测定Cr、BUN、UA含量;HE染色观察肾脏组织病理变化。结果与对照组相比,各染毒组MDA含量显著增加(P0.05),100 mg/kg BW组SOD活力显著性降低(P0.01);与对照组相比,在50和100 mg/kg BW组Cr含量显著升高(P0.01);病理学检查发现纳米TiO_2染毒组中小鼠肾脏出现不同程度的炎症细胞浸润、纤维素样坏死等病理变化。结论纳米TiO_2对雄性小鼠的肾脏产生氧化损伤并对肾脏功能存在潜在危害。     

纳米二氧化钛对雌性小鼠肾脏的影响

为研究在亚急性毒性的情况下,纳米二氧化钛(TiO_2)对雌性小鼠肾脏的影响。采用将60只ICR雌性小鼠随机分为对照组和三个剂量组(10、50、100 mg/kg BW)的方法,连续30 d灌胃染毒。小鼠脱颈处死,称量并计算肾脏系数,观察肾组织病理学变化和氧化损伤,并检测肾功能。结果显示,纳米TiO_2染毒导致小鼠肾脏组织出现不同程度炎细胞浸润,间质充血、纤维素样坏死等损伤,且剂量越大,损伤越明显;各剂量组小鼠肾脏系数和肾组织BUN含量与对照组无显著性差异(P0.05),而肾组织Cr含量明显升高(P0.05),UA含量随剂量升高逐渐下降,当剂量达到100 mg/kg时与对照组相比差异显著(P0.05);小鼠肾组织SOD活性随染毒剂量增加呈先升后降的趋势,且50 mg/kg剂量组SOD活性显著性高于对照组(P0.05);与对照组相比,10 mg/kg剂量组和50 mg/kg剂量组小鼠肾组织GSH-PX活性显著性升高(P0.05),各剂量组小鼠肾组织MDA含量明显升高,差异具有统计学意义(P0.01)。由此可知,纳米TiO_2染毒使雌性小鼠肾组织产生病理学变化,造成肾功能损伤,并引起肾组织的氧化应激反应。     

松嫩典型黑土带土壤碳氮磷储量空间分布特征

松嫩典型黑土带分布着高有机质和高肥力的黑土资源,长期超负荷耕作致使土壤有机质含量大幅下降,开展土壤营养元素储量研究对黑土资源保护和国家粮食安全具有重要意义。本文以松嫩典型黑土带为研究区,基于野外土壤样本化验分析数据,利用地统计分析等方法,对0~20 cm耕层内土壤全碳(TC)、全氮(TN)和全磷(TP)空间分布特征及影响因素进行研究。结果表明:松嫩典型黑土带土壤TC、TN、TP储量均高于全国水平,含量分别达19.25 g/kg、1.88 g/kg、1.28 g/kg;TC、TN、TP高密度热值区和高聚集区主要分布在松嫩典型黑土带北部,TC、TN、TP自北向南呈现降低趋势;C/N、C/P和N/P在该区北部空间聚集性较高;土壤粉粒含量在30%以上,TC、TN和TP含量较高,分别介于6.86~74.74 g/kg、0.94~5.93 g/kg、0.66~3.76 g/kg之间;TC、TN和TP储量受土壤pH、年均温度、年均降水量和地形等因素影响较大。研究为黑土资源保护和农业可持续发展提供科学依据。     

污染物纳米二氧化钛对污泥厌氧溶解性及产气效率的影响

在连续流反应器中探究了纳米二氧化钛(TiO_2 NP)对污泥厌氧溶解及产气的影响。实验结果表明TiO_2 NP对污泥厌氧消化的影响与TiO_2 NP的浓度有关,低浓度TiO_2 NP对污泥的溶解及产气影响不明显,然而高浓度TiO_2 NP严重抑制污泥溶解及甲烷产量。当TiO_2 NP的浓度由0增加至200 mg/L时,甲烷产量由161 mL/g挥发性悬浮固体(VSS)下降至124 m L/g VSS。机理分析表明高浓度TiO_2 NP能够抑制关键酶的活性并对产甲烷化产生严重的抑制作用。     

放牧强度对草甸草原土壤微生物数量和微生物生物量的影响

研究了内蒙古锡林郭勒草甸草原不同放牧强度样区的土壤微生物类群数量和微生物生物量.结果表明,草甸草原土壤中各类群微生物的数量关系为细菌＞自生固氮菌＞放线菌＞真菌(主要为霉菌);微生物生物量碳、氮含量均随放牧强度的增大而逐渐减小;重牧区的微生物数量和微生物生物量与对照区、轻牧区差异极显著(P＜0.01).相关性分析表明,土壤微生物数量与微生物生物量呈显著或极显著正相关.     

纳米TiO2材料的环境与健康效应初探

小鼠采用非暴露式气管内注人法注入颗粒悬液建立动物模型,定期染毒,在第10 d处死小鼠,并进行肺泡灌洗,测定肺泡灌洗液(BALF)中各项指标以及肺脏器系数.纳米T iO210 m g/kg bw组以上各指标均高于对照组和纳米T iO21 m g/kg bw组,差异显著(P<0.01或P<0.05).纳米T iO210 m g/kg bw组脏器系数、LDH活力、HYP含量均高于常规T iO210 m g/kg bw组,差异显著(P<0.01或P<0.05);虽然纳米T iO210 m g/kg bw组白细胞数目高于常规T iO210 m g/kg bw组(7.47×105),但差异无显著性.在本实验条件下,纳米T iO2颗粒对小鼠肺的急性损伤作用比常规T iO2更严重,对生物体健康构成潜在威胁,为研究纳米T iO2对人体及环境的潜在性影响奠定实验基础.     

纳米TiO2对2种草本植物种子萌发与幼苗生长的影响

研究不同浓度(0～800 mg·L~(-1))的纳米TiO_2对多年生黑麦草(L.perenne)和高羊茅(F.arundinacea)种子萌发及幼苗生长和生理特征的影响,结果显示:当纳米TiO_2浓度为200 mg·L~(-1)时显著提高了黑麦草的发芽势和发芽指数,在100 mg·L~(-1)时根长、根表面积、根体积、根尖数和鲜重显著高于对照组;当纳米TiO_2浓度为100 mg·L~(-1)时对高羊茅的种子萌发及根系生长具有显著促进作用;不同浓度的纳米TiO_2处理均显著降低了黑麦草和高羊茅种子的叶绿素含量。结论:低浓度的纳米TiO_2对黑麦草和高羊茅种子萌发和根系的生长有一定的促进作用,但随着纳米TiO_2处理浓度的增加,对黑麦草和高羊茅幼苗期的生长有明显的抑制作用。     

太子参土壤固氮菌与解钾菌的分离、筛选及鉴定

应用Ashby培养基和亚历山大硅酸盐细菌培养基从太子参根际土壤中分离固氮菌和解钾菌,并选取固氮菌和解钾菌进行固氮、解钾作用研究,以为太子参生物菌肥的研制提供菌源.结果表明:从太子参根际土壤中获得太子参自生固氮菌34株,解钾菌26株.选取固氮菌和解钾菌各5株,分别测定其固氮效能和解钾能力,其中以自生固氮菌ATS-2-5的固氮效能最高,达21.51mg/g;解钾能力最好的菌株为KTS-2-4,液体培养7d后水溶性钾含量为7.42mg/L.菌株培养特征、菌体形态观察、菌株生理生化反应测试并结合16SrDNA分析鉴定,将菌株ATS-2-5和KTS-2-4归属为同一个种,即栗树类芽孢杆菌(Paenibacillus castaneae).这是首次报道该菌株具有固氮、解钾作用的研究文献.     

常见海洋细菌对纳米二氧化钛的响应

选择6种常见海洋细菌,包括非光合细菌海杆菌(Marinobacter sp.)、盐单胞菌(Halomonas sp.)、交替单胞菌(Alteromonas sp.)、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)以及光合细菌聚球藻(Synechococcus sp.)XM-24和299,并以模式菌大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)作为参照,通过测定生长曲线和生物量来表征纳米TiO_2(0.1,1,10,100mg/L)对其生长的影响,并通过测定叶绿素a含量来指示聚球藻的光合能力.结果显示:在低质量浓度下(0.1和1mg/L)纳米TiO_2对所试细菌的生长影响不显著(p0.05),而在高质量浓度下(10和100mg/L)纳米TiO_2则会显著抑制其生长(p0.01),并且浓度越大抑制效果越明显;100mg/L纳米TiO_2对聚球藻299的叶绿素a合成也有抑制作用;纳米TiO_2对非光合细菌生长的抑制作用一般在18h后显著显现(p0.05),而对2种聚球藻生物量的影响则在6d之后较为显著(p0.05).研究结果将为进一步评估纳米TiO_2对海洋生态环境安全造成的影响提供参考.     

煅烧牡蛎壳粉对土壤酸化及琯溪蜜柚果实的改善效果

以煅烧牡蛎壳粉为试验材料,对种植琯溪蜜柚的酸性土壤进行为期1年的田间跟踪试验,并对果实品质的改善效果进行研究。采用4个施用量组:0 (对照组CK),1.25 (T1组),2.50 (T2组),3.75 kg/棵(T3组),1次施用后每隔3个月对土壤样本进行pH值、容重、有机质含量的检测。蜜柚成熟后进行糖酸比、固酸比、维生素C含量、汁胞硬度和感官评价试验。扫描电子显微镜观测发现,牡蛎壳煅烧后微孔结构明显增多,且孔径大小介于2～10μm。施用煅烧牡蛎壳粉后,土壤pH值和有机质整体呈现先增加后降低的趋势,容重值呈现逐渐降低的趋势。随着煅烧牡蛎壳粉施用量的增多,果实的糖酸比、固酸比、汁胞硬度值逐渐增大(T3T2 T1 CK),维生素C含量先升高后稳定。T3组的土壤pH值增加效果最显著(P 0.01),从(3.23±0.13)提高到(4.62±0.46),提高1.39个单位;T2组的土壤容重值降低最显著(P 0.01),从1.34 g/cm~3降低到1.11 g/cm~3,降低17.16%。施用6个月后,T1组的土壤有机质含量显著增加(P 0.05),从初始值14.42 g/kg提高至27.21g/kg,增加了168.24%。对果实的分析发现,T3组糖酸比和固酸比的改善效果最明显,但差异不显著,与对照组相比分别提高26.14%和18.04%;该组果实的汁胞硬度最低,比对照组降低了37.36%,存在极显著差异(P 0.01);T2组果实的维生素C含量最高,较对照组增加2.21%,存在显著性差异(P 0.05)。以上结果表明,煅烧牡蛎壳粉能够显著改良土壤酸性,改善土壤板结现象,增加土壤有机质含量,同时提高了琯溪蜜柚果实品质和口感。     

大比表面积TiO_2纳米球的合成及其可见光降解Cr(Ⅵ)和双酚A的协同作用机理

以钛酸四正丁酯作为钛源,十八烷基胺为模板剂,采用溶胶凝胶法结合水热反应法合成了TiO_2纳米球,并考察了煅烧温度对TiO_2纳米球形貌的影响.结果表明,当煅烧温度为350℃时,所制备的TiO_2纳米球具有最佳形貌,且其比表面积可达159.878 m~2/g,约为目前商用TiO_2 P25(54.041 m~2/g)的3倍.另外,通过Cr(Ⅵ)和双酚A(bisphenol A,BPA)的可见光降解实验,对所制备的TiO_2纳米球的光催化性能进行了测试.结果表明,TiO_2纳米球在可见光条件下可有效降解水体中的Cr(Ⅵ)和BPA;此两种污染物的降解呈现协同效应,且TiO_2纳米球的比表面积决定了其光催化性能,在350℃煅烧条件下制备的TiO_2纳米球具有最优的光催化性能.     

纳米TiO2对土壤中硝态氮质量比及硝酸还原酶活性的影响

用室内模拟培养实验考察纳米TiO₂对土壤中硝态氮质量比及硝酸还原酶（nitrate reductase, NR）活性的影响. 结果表明: 纳米TiO₂可降低土壤中硝态氮质量比和NR活性, 随着培养时间的增加, 降低程度呈先增加后降低的趋势; 在相同采样时间下, 纳米TiO₂在不同土壤中硝态氮质量比和NR活性的降低程度为沙土>黑土>草炭土, 且降低程度随纳米TiO₂添加量的增加而增加; 紫花苜蓿使纳米TiO₂对土壤中硝态氮质量比和NR活性的降低程度减弱. 因此, 纳米TiO₂可降低土壤反硝化作用强度和速率; 紫花苜蓿可降低纳米TiO₂的生物毒性.     

混晶TiO_2纳米纤维负载Ag及其光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸四正丁酯为前驱体,对静电纺丝法制备的TiO_2纳米纤维进行不同温度的热处理,得到混晶TiO_2纳米纤维,并进一步在不同浓度的AgNO3溶液中通过光还原法制备了Ag-TiO_2复合纳米纤维.利用X射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱、荧光光谱等分析测试手段对产物进行表征,研究了热处理温度与不同Ag负载量的TiO_2纳米纤维对罗丹明B降解性能的影响.实验结果表明,当热处理条件为600℃反应1h时,TiO_2纳米纤维具有最佳光催化活性,此时纤维中锐钛矿与金红石的质量比为93∶7;负载适量的Ag可显著提高TiO_2纳米纤维的光催化活性,其对罗丹明B光催化降解反应的表观速率常数k值为商用TiO_2(P-25)的3.81倍.     

溶液中等离子法制备Pt纳米颗粒负载TiO_2增强甲醇电催化性能

通过溶液中等离子法快速制备Pt纳米颗粒,选用TiO_2(P25)提升Pt纳米颗粒的电催化性能,并以石墨烯纳米片(GNs)为载体材料,通过简单的超声混合制备Pt/GNs/TiO_2催化剂。采用X线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X线光电子能谱仪(XPS)及循环伏安曲线(CV)测试等表征手段分析样品的组成、形貌、表面电子特性及对甲醇的电催化性能。结果表明:制备得到了在GNs表面分布均匀、结晶性良好并且直径为2~5 nm的Pt纳米颗粒,同时TiO_2也成功分散在GNs表面。加入TiO_2极大地提高了Pt纳米颗粒对甲醇的电催化活性,Pt/GNs/TiO_2的电流密度约为2 480 m A/mg,是未加入TiO_2的Pt/GNs(747 m A/mg)的3.3倍,同时其循环性能和抗中毒性能也得到了提升。     

铜暴露对中华鲟幼鱼的生长、消化酶活性和组织中铜积累的影响

研究了中华鲟幼鱼经不同浓度铜(Cu2+)水体(低浓度组(0.40μg/L)、中浓度组(0.89 μg/L)、高浓度组(2.00 μg/L)、对照组(0.00 μg/L))暴露60 d后,铜在幼鱼不同组织中的积累以及对幼鱼生长、消化酶活性的影响.结果显示,随着水体Cu2+浓度的增加,幼鱼体质量显著减轻,低浓度组与对照组(无Cu2+水体)无显著性差异(P＞0.05),中高浓度组与对照组均有显著性差异(P＜0.05).对照组中华鲟幼鱼8种组织中铜含量的顺序从高到低依次为肝脏＞鳃＞背骨板＞肌肉＞皮肤＞脊索＞软骨＞消化道;经不同浓度Cu2+水体暴露60 d后,随着Cu2+浓度的升高,8种组织中铜含量与对照相比均显著增加(P＜0.05),肝脏中铜的含量仍最高;消化道中铜含量增加最多,低浓度组是对照组的21.41倍,高浓度组是对照组的58.58倍;表明肝脏和消化道是Cu2+主要的累积和代谢器官.随着Cu2+浓度升高,消化道蛋白酶、淀粉酶的活性与对照组相比显著下降(P＜0.05);脂肪酶活性则随着Cu2+浓度的升高而升高,低浓度组与对照差异不显著,中高浓度组与对照组均有显著性差异(P＜0.05).表明Cu2+对蛋白酶和淀粉酶的活性有抑制作用,对脂肪酶活性有促进作用.代谢酶活性的变化可以灵敏地反映Cu2+的胁迫程度和毒性.     

滨海盐土自生固氮菌的筛选及其对玉米幼苗生长的影响

为筛选有利于滨海盐土植株生长的自生固氮菌,以山东省滨州市无棣县滨海盐土为供试土壤,采用Ashby无氮培养基富集筛选自生固氮菌,乙炔还原法测定其固氮酶活性,玉米盆栽试验研究其固氮效能。以菌形态、生理生化特征和16S r DNA序列分析鉴定菌种。从供试土壤中筛选得到菌株A2和B1,经鉴定为粘着剑菌Ensifer adhaerens,固氮酶活性分别为4.63和12.66μmol·(h·m L)-1。通过玉米幼苗盆栽试验,菌株A2和B1对玉米幼苗株高、茎粗、鲜质量和干质量都有显著的增加,其中B1增加最显著。不同处理下植株氮含量均高于CK,其中B1菌株对玉米氮素含量增加效应最大。接种固氮菌剂均不同程度地提高了植株磷含量,其中B1菌株提高了36.22%,差异显著。说明B1菌株能够很好的促进滨海盐土环境下玉米对N元素和P元素的吸收,菌株B1固氮能力、竞争适应能力更强。筛选得到的2株菌固氮性能较高,具备作为生产固氮微生物肥料菌种的潜力。     

TiO_2负载小尺寸Pd及其催化性能研究

纳米TiO_2作为一种"环境友好型催化剂和催化剂载体"受到广泛的关注,期望拓展纳米TiO_2以及复合材料在环境和能源方面的应用.以纳米TiO_2作为载体,采用低压旋转蒸发自组装,再通过煅烧得到TiO_2负载小尺寸Pd的复合材料.通过粉末X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)对Pd/TiO_2的晶体结构、微观形貌和光学性质进行表征.将催化剂用于光催化降解抗生素环丙沙星,发现Pd/TiO_2能显著提高光催化活性,可能是因为负载Pd起到传输电子作用.将催化剂用于60℃条件下甲酸制取氢气,发现TiO_2没有活性,而负载型Pd催化剂能促进甲酸分解得到氢气.     

铬(Ⅲ)污染对土壤酶活性的影响

在实验室模拟条件下,研究3种铬(Ⅲ)染毒水平(0.2、1、5,g/kg)的土壤,在不同染毒时间(1、5、10、15、20,d)下,土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶活性的变化,以期为铬(Ⅲ)污染土壤的环境风险评价、环境修复提供酶学指标.结果表明,铬(Ⅲ)的存在对土壤脲酶的活性总体起激活作用,但随染毒时间的延长活性逐渐降低.对碱性磷酸酶而言,3个染毒水平第1天均表现为抑制作用,且抑制程度与染毒水平成正比,其余染毒水平或染毒时间,表现为不规则的激活或抑制作用,到实验结束的20,d时,染毒土壤(1、5,g/kg)酶活性与未染毒土壤酶活性接近,表现出对铬(Ⅲ)具有一定的耐受性.过氧化氢酶的活性对铬(Ⅲ)的存在较为敏感,其活性与染毒水平(除1、5,d外)呈显著负相关,可考虑将过氧化氢酶的活性作为土壤铬(Ⅲ)污染评价和预测的生物监测指标..     

石墨烯纳米复合物的制备及其可见光催化性能

采用水热法制备出TiO_2及其TiO_2/石墨烯纳米复合物,通过XRD、SEM、TEM等对材料晶型、TiO_2纳米颗粒在体系中的微观结构及分散状态进行了表征,利用紫外-可见漫反射谱对材料在可见光区的响应进行了研究,并通过在可见光照射下降解甲基橙溶液评价了TiO_2/石墨烯纳米复合物具有比纯TiO_2更高的光催化活性.结果表明,水热反应温度为200℃,反应时间为24h制备出的TiO_2/石墨烯纳米复合物具有最高的可见光催化活性,当TiO_2/石墨烯纳米复合物在12mg/L甲基橙溶液中的投入量为1g/L时,在3min内的降解率达99.9%.