微囊藻毒素产生过程中氮素作用的同位素示踪研究

水华毒藻和藻毒素污染是目前水体富营养化治理与控制中的重要水质问题. 为了探索氮素对藻毒素产生过程的影响, 利用¹⁵N同位素示踪技术研究了无机氮在微囊藻毒素(Microcystins, MCs)生物合成过程中的作用. 纯种铜绿微囊藻室内同位素示踪培养实验和MCs分析结果发现, ¹⁵NO^-₃标记组可有1~3个¹⁵N原子引入LR型微囊藻毒素分子(Microcystin-LR, MCLR), 其中引入2个15N的概率最大; 15NH4+标记组可有2~4个¹⁵N原子引入MCLR分子, 引入3个¹⁵N的概率最大; 且来自NH4+态氮的15N比来自NO₃^-态氮的15N在MCLR分子中有更多的结合位点. 这说明, NH₄⁺态氮和NO₃^-态氮对MCLR的生物合成都具有重要的、直接的贡献, 但NH₄⁺态氮的存在更有利于微囊藻产生MCLR. 因此, 在富营养化水体藻毒素污染预防和富营养化控制中, 不能单独强调磷素的突出作用, 氮素控制特别是氨氮控制应引起足够重视.     

碳纳米管加载微生物高效去除微囊藻毒素研究

研究了碳纳米管和高岭土等黏土矿物对微囊藻毒素(Microcystins, MCs)的吸附作用, 发现碳纳米管对湖泊中普遍存在的2种典型微囊藻毒素MC-RR和LR有很强的吸附能力. 在溶液中MC-RR和LR初始浓度分别为21.0和9.5 mg/L下, 碳纳米管吸附量分别高达14.8和6.7 mg/g, 是高岭土、海泡石和滑石等黏土矿物吸附MC-RR和LR量的5倍左右. 进一步研究显示, 将我们分离出的对MCs有很强降解能力的Ralstonia solanacearum菌(简称RS菌)与碳纳米管同时加入到水体中后, 能够对MC-RR和MC-LR的去除产生协同作用. 研究表明, 碳纳米管既可以高效吸附MCs, 同时又可以使RS菌固定在其表面, 从而使RS菌对MCs的生物降解反应能够在碳纳米管表面高效进行.     

微囊藻毒素-RR 对大肠杆菌和枯草杆菌的渗透效应

微囊藻毒素是一类由蓝藻产生的具有肝毒性的环状肽类化合物, 是富营养化淡水水体中最常见的一种藻类毒素, 也是蓝藻水华污染过程中产量最大、危害最严重的藻毒素种类. 本文研究了微囊藻毒素MC-RR 对大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草杆菌(Bacillus subtilis)细胞膜的渗透效应, 采用MC-RR 和溶菌酶协同处理下由于细胞溶解而引起吸光值A₆₇₅  的降低来表示. 结果表明, A₆₇₅ 值的降低随MC-RR 处理浓度和时间的变化而变化, 浓度越高, A₆₇₅ 值降低越明显, 由此表明, MC-RR 的存在增加了细菌细胞膜对溶菌酶的渗透性, 促进了溶菌酶的溶菌效应. 更进一步的实验证明, MC-RR 能促进细菌细胞内可溶性蛋白和可溶性糖的外渗量, 并且具有一定的剂量效应. 实验结果还进一步暗示, MC-RR 和水环境中的其他化合物的复合效应或许能够调节水体中的细菌群落, MC-RR 在水体生态系统中可能具有非常重要的生态学意义.     

无机砷对滇池微囊藻生长及产毒的影响

采用滇池微囊藻FACHB905 进行无机砷暴露实验, 旨在考察无机砷对微囊藻生长及产毒的影响. 结果表明, 该微囊藻对无机砷具有较强的耐受性, 三价砷(As(Ⅲ))对微囊藻FACHB905 的毒性阈值介于10^-5~10^-4 mol L^-1 间, 浓度高达10^-3 mol L^-1 的五价砷(As(Ⅴ))对微囊藻生长无显著影响. 在10^-8~10^-4 mol L^-1 As(Ⅲ)处理下, FACHB905 的微囊藻毒素总产量呈现倒U 型的hormesis 现象; 在10^-7 mol L^-1 As(Ⅲ)暴露下, 总产毒量达到最高. 在10^-8~10^-3 mol L^-1As(Ⅴ)暴露下, 微囊藻毒素LR的产量增多, 表明藻细胞的毒性也随之升高. 滇池表层水体中含有较高浓度的砷(139 μg L^-1), 主要以As(Ⅴ)的形式存在, 由此可知微囊藻FACHB905 不仅能正常地生长于滇池水体中, 而且推测水体中的砷可提高其产毒量和胞内毒性. As(Ⅴ)对微囊藻产毒量的促进作用对全面了解滇池水华爆发期间毒素的变化规律具有一定的参考价值.     

纳米TiO2膜对水中微量微囊藻毒素的光催化降解

富营养化水体中的微囊藻毒素是一种传统净水技术难以去除的致癌毒素. 研究了低光强辐照条件下, 溶胶凝胶法制备的纳米TiO₂薄膜光催化降解水中微量微囊藻毒素Microcystin-LR. 固相萃取结合高效液相色谱方法的分析结果表明: 自然条件下浓度水平的Microcystin-LR (μg/L)能够有效地被光催化氧化分解, 降解受到pH值、毒素初始浓度和光照强度的影响. pH 4左右时降解速度最快, 辐照强度为400 μW/cm2条件下120 min内浓度为20 μg/L的毒素的降解率达到95%. 采用Langmuir-Hinshelwood机理研究了微量Microcystin-LR的光催化降解, 降解模式符合准一级动力学方程. 在pH 6.7和辐照强度为400 μW/cm²条件下, 浓度为20 mg/L的毒素的准一级降解速率常数和半衰期分别为0.0157 min^-1和44 min. 在200~1000 μW/cm²的UVA光照变化范围内, 降解速率随辐照强度的0.82次幂值增长, 相应表观量子效率为5.19×10^-8 g/J.     

水环境中抗生素物质研究

随着人畜各类药物使用量的剧增,水环境中药物污染研究近年在德国、丹麦、瑞士和美国等发达国家受到了前所未有的关注.多数药物在人和动物机体内都不能够被完全代谢,多以原形和活性代谢产物的形式通过粪便排到体外.这些物质最终会通过医院污水、城市生活污水、牲畜粪便及医药工业废水等多种途径进入水环境造成污染.     

湖泊富营养化发生机制与控制技术及其应用

从湖泊富营养化的自然演化、湖泊沉积物中营养盐的释放及其内源污染机制、湖泊蓝藻水华暴发机理和湖泊富营养化控制与治理等方面进行了回顾与总结. 特别是围绕占中国淡水湖泊总数达70%左右的浅水湖泊富营养化机制与控制进行了探讨. 研究表明, 自然条件下湖泊也有可能富营养化, 特别是浅水湖泊更容易富营养化. 推断其原因可能与洪水有关. 浅水湖泊中的沉积物在风浪作用下发生悬浮, 致使沉积物中大量的营养盐释放出来并进入上覆水, 为生物生长所利用, 这是浅水湖泊内源污染负荷较深水湖泊重的原因所在. 蓝藻水华暴发是湖泊富营养化之后生态系统的一种异常响应, 其发生的原因与湖泊物理环境如光照(或透明度)、温度和适宜的水动力条件有关, 也与湖泊化学环境, 如氮、磷浓度及其氮、磷比值等有关, 还有形成水华的蓝藻本身的某些生理特性有关, 如伪空泡及抗拒紫外伤害的能力, 从而在对光照和营养盐的竞争中处于优势地位等特性, 这种竞争优势在浅水湖泊中尤为明显. 而浅水湖泊“水浅”的特性, 也使得营养盐负荷和蓝藻水华的控制难度加大. 对于湖泊富营养化的治理与控制应该遵循控源、湖泊生态修复和流域管理的原则. 对于湖泊沉积物中营养盐释放导致的内源污染控制, 既可以采用物理化学的方法、机械的方法和生物的办法, 甚至是仿水生植物的方法. 实施湖泊生态修复, 就是把富营养化的藻型湖泊生态系统转化为草型生态系统. 要实现这样的改变, 必须首先改善环境条件. 在现阶段, 把生态修复的重点放在水生植物种植上是有盲目性的, 而应该放在环境改善上. 由于各个湖泊类型不同, 因此, 各种治理的技术应该结合具体的情况来实施.     

我国西南岩溶区水环境问题

岩溶又称喀斯特,是石灰岩地区的一系列溶蚀作用过程和产物的总称,其分布面积约占地球陆地面积的10%～15%.20世纪初,岩溶成为一门独立的学科,在其发展过程中,人们对岩溶环境脆弱性的认识不断深入.一方面由于岩溶作用的基础--可溶岩(如石灰岩、白云岩等)的风化作用是以化学溶蚀作用为主,90%以上的物质都溶解于水中而被带走,留下的成土物质极少,成土速度慢,如广西岩溶地区形成1米厚的土层,需要25万到85万年的时间,而在贵州甚至可达63万年到788万年,以致土壤贫瘠,稍有水土流失即留下一片石海,很难恢复;另一方面由于岩溶地区地表地下的"双层结构",地表水与地下水的快速转化,地表又常缺少天然防渗层或过滤层,以至于污染物质很容易通过落水洞、岩溶裂隙等进入地下水系统中.脆弱性的这两方面原因,给岩溶地区带来一系列区别于非岩溶地区的特殊地质环境问题,如石漠化、岩溶地下水污染等.     

真菌毒素性食物污染

花生 因为黄曲霉是花生壳上最常见的真菌,所以在霉变的花生上总是能够检测出黄曲霉毒素;由花生制成的食品,如花生油或花生酱中也常含有黄曲霉毒素。与花生相似的还有开心果。另外,一些坚果,如核桃、榛子或椰仁则受黄曲霉毒素的危害较轻。     

我国海洋富营养化趋势与生态修复策略

正在我国近海超量受纳污染物而发生严重富营养化,以及赤潮和绿潮频发的形势下,养殖大型海藻是修复海洋生态之有效途径。一系列近海养殖实验研究也为此提供了有力证明。随着我国工农业及城市化发展,大量陆源污染物的输入使近海富营养化程度剧增,而旺盛的海水养殖作业亦造成局部养殖海区严重的富营养化与酸化,最终使得海岸带海域赤潮、绿潮、水母等生态灾害频发。为此须采取及时有效的生态修复措施,遏制近海生境退化,进而恢复主要生境功能。各类生态修复技术中,生物修复技术特别是大型海藻的养殖,作用日益引人注目,已获国内外专家高度重视。近海养殖大型海藻,可直接从海水中"拔出"大量碳、氮、磷等营养物质,并产生可观的经济效益。我国是大型海藻养殖大国,充分利用大型海藻的生态修复作用,乃是一项战略性措施。     

水生植被对富营养化湖泊生态恢复的作用

湖泊富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入水体，浮游植物建立优势导致水生态系统的结构破坏和功能异化的过程，它导致水体的溶氧下降、透明度降低、水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡。据调查我国湖泊普遍受到N、P等营养物的污染，1996年全国有80％的湖泊总N、总P超标，16个被调查湖泊有8个耗氧有机物超标，且情况仍在恶化，湖泊的治理成了当务之急。治理湖泊的方法有物理方法如疏浚底泥、机械过滤、引水稀释等；化学方法如杀藻剂杀藻等；物化法如木炭吸附藻毒素等；生物方法如放养鱼等，均取得一定的成效。但是水生高等植物与藻类同处于初级生产的地位，与藻类竞争营养、光照和生物空间等生态资源，所以水生植被组建及其恢复，对于富营养化水体的生态修复具有极其重要的地位和作用。     

美国湖泊富营养化的研究和治理

纵观全球 ,几乎所有的湖泊及其他娱乐水体都存在富营养化问题 ,而藻类的水华爆发则是许多富营养化了的湖泊和水体面临的挑战 .藻类是依靠光合作用产生能量的水生生物 ,它既能产生大部分人类需要的氧气也能产生大面积有害的赤湖 .因此对藻类特别是对有害藻类的控制受到国内外有关专家的重视 .     

大中型水库富营养化状态及保护对策分析

随着人类社会经济的不断发展,水库富营养化问题已成为当今世界水污染治理的难题,也是困扰中国经济发展的主要环境问题之一.水库富营养化不仅影响我国经济的可持续发展,还严重威胁饮用水安全和人们身体健康,近年来,水体富营养化越来越受到人们的重视.文章初步掌握了一些大中型水库的富营养化状态,并对水环境问题及其富营养化预测技术进行了深入系统的研究,制定了水库的富营养化有效的防治措施,为水环境的改善、水体污染物的减排和饮用水安全提供了强有力的科技支撑.     

现代技术和环境

现代技术的发展在某种意义上与环境保护相抵触。然而。获得不改变总体环境、不耗尽非再生自然资源的高水平技术是可能的.同时也是现实的。     

雁儿崖煤矿生态环境评估分析

文章根据雁儿崖矿区生态环境的特点,以人均水资源、林草覆盖率、人均耕地面积、水土流失强度、干燥指数、采空区面积、主要产品煤硫分、塌陷面积、治理面积、矸石排量、景观破损度、采区煤炭资源利用率、人均GDP、资金利税率、人口密度、人均住宅面积等作为评价指标,利用模糊评估模型对其生态系统脆弱性进行了评价,结果表明,雁儿崖矿区的生态环境属于传统发展等级区。     

雁儿崖煤矿生态环境评估分析

文章根据雁儿崖矿区生态环境的特点,以人均水资源、林草覆盖率、人均耕地面积、水土流失强度、干燥指数、采空区面积、主要产品煤硫分、塌陷面积、治理面积、矸石排量、景观破损度、采区煤炭资源利用率、人均GDP、资金利税率、人口密度、人均住宅面积等作为评价指标.利用模糊评估模型对其生态系统脆弱性进行了评价,结果表明,雁儿崖矿区的生态环境属于传统发展等级区.     

公路建设中的环境保护措施

如何面对公路建设产生的环境问题,按照现阶段我国实际情况,分析评价公路建设各阶段对环境的作用与影响,采取何种措施减少或杜绝公路环境污染、恢复路域生态损失。     

China'''' s Fundamental Research in Energy Utilizations and Environment

The progress in the science of energy utilizations will act crucial effect on the developments of energy science and technology, which will then promote social and economical developments and fulfill requirements for the national strategic objectives. For the sake of sustainable development, a harmonious blend of energy utilizations and environment considerations will become one of the vital topics in the future research area of energy science. It is suggested that clean and high-efficiency utilization of traditional or fossil energy resources, fundamental investigations on the energy and environment theory, renewable energy utilizations, and the development of nuclear energy are selected as priority research areas during the period of the Tenth Five-year Plan of China, according to the development trend of the world energy science and the research background of Chinese energy science. It is expected to promote the interdisciplinary investigations in the science of energy u-tilizations and provide scien     

公路环境保护与公路绿化

对公路施工以及公路运营期对环境的影响和破坏作了比较深入地分析与探讨,阐述了公路绿化对公路环境改善的重要作用。     

环境与信息化的可持续发展

为了解决环境与信息化的可持续发展，论述了应该对信息化建设进行适度的调整，并要求我们对环境因素的重视程度有所提高，则我国的信息化进程一定会持续、健康地推进和发展。