兽用抗生素在土壤中的环境行为、生态毒性及危害调控

长期以来,集约化畜禽养殖行业广泛使用抗生素来预防和治疗传染性疾病或促进动物生长,导致其随畜禽粪便大量地进入农田土壤中,造成一系列的生态毒理效应,以及诱导抗性细菌和抗性基因的产生和增长,对人类健康带来潜在威胁.本文系统综述了兽用抗生素在土壤环境中的迁移和降解行为与机理,对植物、土壤动物与微生物的毒性效应,以及抗生素危害调控方法及其机理.抗生素在土壤中的环境行为主要包括吸附/解吸、微生物降解与非生物降解,它们与土壤的理化性质(pH、有机质含量等)以及抗生素本身结构和化学性质(官能团、疏水性等)密切相关.抗生素对植物、土壤动物与微生物的毒理效应主要取决于抗生素的种类和浓度以及土壤的理化性质等.抗生素在堆肥和厌氧消化过程中主要通过微生物降解和水解被去除.此外,畜禽粪便中的抗生素还可通过高温热解的方式被高效地分解.生物炭和石墨烯基复合材料则可以通过氢键、表面络合、静电作用、离子交换等作用吸附固定土壤中的抗生素,调控其危害.在对当前研究进展总结的基础上,本文提出了抗生素污染研究中尚待解决的重要问题,并对未来的研究方向作出展望.     

纳米Fe3O4协同微生物对黄褐土中PCB30的降解

研究了纳米Fe3O4协同微生物降解黄褐土中的2,4,6 三氯联苯(PCB30),以PCB30为唯一碳源时降解菌的生长状况,以及微生物接菌量、纳米Fe3O4投加量、PCB30浓度对黄褐土中PCB30降解的影响。PCBs降解菌经1 6S rDNA鉴定为假单胞菌Pseudomonas sp.,与草莓假单胞菌Pseudomonas sp.fragi同源性为75%。环境因素对黄褐土中PCB30降解效果有明显影响。微生物接菌量在0~0.8 mL(1×1 09cfu·mL-1)、纳米Fe3O4投加量在0~1 6.7 g·kg-1、PCB30浓度在0~1 0 mg·kg-1范围内时,PCB30残留率随着微生物接菌量、纳米Fe3O4投加量以及PCB30浓度的增大而降低。当三者都分别达到各自范围的上限时,微生物单一体系、纳米Fe3O4单一体系和纳米Fe3O4/微生物协同体系中PCB30残留率在反应7 d后分别为63.1 8%、43.27%和26.28%;纳米Fe3O4/微生物协同体系的降解效果明显优于微生物和纳米Fe3O4单一体系。     

烟草连作对旱地土壤微生物及酶活性的影响

测定了烟草不同连作年限的旱地土壤中微生物数量、活度及酶活性.结果 表明,连作8年以下的旱地土壤中的好气性细菌、厌气性细菌、放线菌及真菌的数量随连作年限增加而有上升趋势,连作8年以上的微生物数量却有下降趋势.烟草连作对旱地土壤的细菌数量影响最大,对真菌数量的影响次之,对放线菌数量的影响最小.烟草连作对旱地土壤微生物活度及土壤酶活性的影响不大.烟草长期连作将改变土壤微生物的数量及多样性,会影响连作病害的发生,不利于土壤生态系统的健康发展.     

固相萃取技术在环境中农药残留分析的研究进展

农药在环境中的广泛应用以及农药残留分析的困难，使得环境中农药的残留分析成为国际上环境科学研究的前沿和热点.固相萃取法（SPE）因高效、可靠、易实现自动化等优点，适用于农药残留物分析.本文对固相萃取的基本原理、影响因素和应用进展等方面进行了详细的阐述，就农药的检测方法（如LC、GC）做了总结概括.最后提出固相萃取在环境领域中农药残留分析的发展趋势是使用SPE-HPLC对极性差异很大，酸碱性范围很广的各种农药的多残留分析。     

一株海水氯氰菊酯降解菌的分离鉴定及降解特性

从近岸海区分离获得一株能高效降解氯氰菊酯农药的菌株HS-12,经生物学特性和16S rDNA分析,初步鉴定为海研站菌(Mesonia sp.)。菌株HS-12在温度为28℃、pH=7的条件下具有最好的生长率和降解率,降解率达到90.1%。进一步采用核磁共振(NMR)和发光细菌方法对氯氰菊酯降解过程中的降解产物及产物毒性变化情况进行分析,降解前发光细菌抑制率为(89.3±5.9)%,降解后为(35.7±4.4)%,表明农药降解后毒性大大降低,菌株HS-12可用于海水污染环境中氯氰菊酯残留污染的生物修复。     

生物炭对土壤中农药的吸附-解吸行为和生物有效性的影响综述

生物炭是生物质在缺氧条件下热解产生的一种多孔富炭物质,由于其巨大的比表面积和表面理化性质,生物炭对水土环境介质中的有机污染物有较强的吸附能力。本文说明了生物炭的施用对土壤中农药吸附-解吸行为以及生物有效性的影响;由于自身疏松多孔、比表面积和表面能较大等性质,以及高度芳香化结构使其能够强烈的吸附土壤中残留的农药污染物;并且使解吸滞后现象增强,减少农药的解吸量。另外,生物炭的施用减弱了土壤中农药的生物有效性及药效。同时,总结了目前在生物炭对在农药迁移机理的影响与其在农药污染控制中的应用研究中存在的不足之处,提出需要解决的主要科学问题。最后,对生物炭在农药污染控制中的应用前景进行了展望。     

稻草还田翻耕对水稻土微生物及酶的影响研究

稻草直接还田是一条合理利用秸秆资源齐地培肥的有效途径.为了探明翻耕条件下秸秆还田量对土壤生物学特征的影响,为制定舍理的秸秆还田量,用于早稻秸秆还田培肥土壤,减少环境的污染和保障农业的可持续性发展,进行了0%、33%、67%、100%早稻秸秆连续2年覆盖翻耕对水稻土微生物及酶活性的影响研究.结果表明:经过稻草翻耕还田后,稻田土壤的生物学性状得到了一定程度的改善.不同的稻草还田量对土壤微生物数量、微生物活度、土壤酶活性以及土壤微生物作用强度的影响存在差异,33%和67%稻草还田量较0%和100%稻草还田更能改善稻田土壤质量.     

种植模式对稻田土壤微生物数量及活度的影响

为了明确种植模式对稻田土壤微生物的影响情况，进行了少耕和翻耕时不同种植模式对稻田土壤微生物数量及活度的影响研究，结果表明：种植马铃薯、紫云英、黑麦草、油菜、小黑麦等冬季作物能够不同程度的影响土壤中微生物的数量与活度，影响程度可以表示为马铃薯〉黑麦草〉小黑麦〉紫云英〉油菜〉冬闲。在晚稻收割期，少耕土壤中的好气性细菌、厌气性细菌、真菌、放线菌数量都多于翻耕土壤。早稻收割期翻耕比少耕的微生物活度略高，而晚稻收割期翻耕比少耕的微生物略低，这与所测的几类微生物数量的基本变化规律是一致的。少耕能激活土壤中的微生物，改良土壤。     

解译土壤质量演变规律，确保土壤资源持续利用

土壤质量演变机理及调控土壤质量相关技术的研究是国内现代土壤学研究的热点,也是各国政府非常关注的问题。土壤质量是土壤提供植物养分和生产生物物质的肥力质量;容纳、降解、净化各种污染物质促进生态平衡的环境质量;劝植物及人类安全的健康质量的综合量底。不继提高土训肥力质量是确保农业高产优质基础;努力改善土壤环境质量是确保土壤（水及空气）等资源可持续利用的关键;深入研究土壤健康质量的理论与相关技术是确保人畜安全和丰富健康的物质生活的重要途径之一。提高土壤质量是农业和伙在社会持续发展的需求。“土壤质量演变规律及土壤资源可持续利用”立为国家重点基础研究发展规划项目后的近两年中已取得了有价值的阶段性成果。     

沉积物微生物燃料电池中的微生物电子传递过程

沉积物燃料电池(sediment microbial fuel cell, SMFC)可以将沉积物中的化学能直接转化为可用的电能,同时加速沉积物中污染物的去除.近20年来, SMFC引起了越来越多的不同学科研究者的关注,国内外已有多例成功的实际应用的报道.由于能源和环境发展在我国的战略地位,我国学者发表SMFC相关的论文数量已超越美国成为世界最多的国家.在SMFC中,电极表面微生物的能量和物质代谢网络是实现其产电和降解功能的关键,但目前尚缺乏对SMFC中微生物过程的系统总结和分析.本文以电极表面微生物电子传递过程为核心,依次对SMFC中的阳极电子供体、微生物群落、功能基因、阴极电子受体和微生物群落等方面进行综述,并对SMFC进一步在实际环境和科学研究中的应用进行了展望和讨论,以期从微生物学的角度为SMFCs的发展和应用提供参考.