水处理絮凝剂研究与应用进展

水处理絮凝剂的发展经历了从最初的传统絮凝剂,到无机高分子絮凝剂,再到有机高分子絮凝剂;从简单的天然有机高分子絮凝剂,到合成的有机高分子絮凝剂,再到基于生态安全性的天然改性有机高分子絮凝剂;从单纯的无机或有机高分子絮凝剂,到有机 无机复合絮凝剂;从化学絮凝剂,再到具有生态安全性能的生物絮凝剂.为了促进水处理絮凝剂的迅速发展和实际应用,本文综述了水处理絮凝剂在国内外的研究进展与应用现状,重点对化学和微生物两大类絮凝剂分别阐述了其特点以及在水处理中的应用情况,并对其发展方向进行了分析和评价;尤其是针对目前我国絮凝剂研究与开发应用中的不足,对今后的研究工作提出了一些建议和设想.     

稀土矿露天开采过程的污染及对资源和生态环境的影响

随着我国矿山开采活动的增加,矿山周边的生态环境面临前所未有的压力,并且产生了一系列的资源、生态与环境问题.本文介绍了我国典型稀土矿露天开采的主要方法和工艺流程,概述了稀土矿露天开采过程所产生的放射性污染、重金属、氟、氨氮和硫酸根污染问题,并且阐明了稀土矿开采对资源回收利用、周边大气、植物、水生态系统、土壤环境的影响与潜在的危害,为稀土矿区的污染综合整治和污染环境的生态修复提供科学依据.     

植物修复石油烃污染土壤的机制

根据石油烃污染土壤植物修复的应用和研究现状,对近年来国内外植物修复机制进行阐述与探讨。植物首先通过根系直接吸收石油烃,并利用自身的新陈代谢或植物内生菌的协作将其去除。石油烃一旦被根系吸收,植物就会通过木质化作用将其储存在组织中,或通过植物挥发或植物降解将其转化成一些低毒的中间代谢产物或CO_2和H2O;而植物内生菌与植物降解、植物修复以及植物保护密切相关。其次,根际分泌物和根际微生物在石油烃污染土壤根际修复方面起到重要作用。根际是受根系活动影响的一个微生态区,因而可以认为根际修复是去除土壤中石油烃的主要方式。植物根系可以向根际释放一些分泌物和酶类。其中,酶可以直接作用于石油烃,对石油烃的降解起到关键的作用;而根际分泌物可以向根际微生物提供碳源、能源或共代谢物,使根际微生物数量和活性明显高于非根际,生物降解作用增强。今后可以从根际分泌物作用的微生态过程、功能基因的寻找和构建、厌氧氧化的过程和机制、植物内生菌的作用和应用,以及利用组学手段研究植物修复机制5个方面开展工作,以期望为未来植物修复工作提供重要的科学支持。     

产电菌群及电子受体对微生物燃料电池性能的影响

采用2种类型的微生物燃料电池--常规微生物燃料电池(S-MFCs,以生活污水作为产电菌群接种源、以硝酸盐作为电子受体）和改进后的微生物燃料电池（A-MFCs,以厌氧发酵液作为产电菌群接种源、以铁氰化物作为电子受体）,分析了产电菌群和电子受体的改进对微生物燃料电池产电性能的影响.结果表明：产电菌群和电子受体对MFCs驯化周期和运行周期具有显著影响,使驯化周期由S-MFCs的500 h缩短到A-MFCs的430 h,运行周期由S-MFCs的100 h增加到A-MFCs的350 h;改进后的微生物燃料电池使COD去除率提升了25%,使电压输出提高了约300%.选择合适的产电菌菌种和电子受体标准电极电势是微生物燃料电池性能提升的基础.     

基于小麦种子发芽和根伸长的麝香酮污染毒性效应

研究了新型污染物麝香酮对小麦种子发芽及幼苗生长的影响.结果表明,土壤麝香酮（10 mg·kg^-1）污染对小麦发芽率抑制作用达到显著水平（P<0.05）,对小麦根长和芽长的抑制作用达极显著水平（P<0.01）,并且芽长、根长与土壤中麝香酮浓度之间存在极显著（P<0.01）的剂量 效应关系.表明小麦根和芽伸长可以指示土壤麝香酮的污染程度.在土壤麝香酮污染条件下,小麦幼苗的根长和芽长之间呈极显著（P<0.01）的正相关性,发芽率和生物量之间呈极显著（P<0.01）的负相关性.有机污染物的毒性除了与它在水中的溶解度有关外,还与其化学性质及对靶标生物的毒性机制有关.     

抗氧化酶诊断环境污染研究进展

抗氧化酶在参与活性氧的清除及机体的保护性防御反应中发挥着重要作用。随着环境污染问题日益受到关注,抗氧化酶也被用于诊断环境污染以及评价污染物对生物的毒性效应。本文首先介绍了抗氧化酶的种类及性质,并对抗氧化酶的联合作用进行了探讨,从不同污染物类别的角度分析了抗氧化酶活性及其基因表达对环境污染的响应;还从物种敏感性和环境条件两个方面,概述了抗氧化酶诊断环境污染的影响因素;最后,提出了今后以抗氧化酶作为环境污染生物指示的研究重点。     

多溴二苯醚(PBDEs)对环境的污染及其生态化学行为

作为一种良好的防火溴代阻燃剂(brominnted flamt retardants, BFRS),多溴二苯醚(polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)主要应用于各种家用和工业产品中,包括各种电子产品和家庭装饰产品.近年来,环境中PBDEs的浓度在不断上升.PBDEs具有很高的亲脂性和持久性,使得其在环境中易于富集和生物放大;同时,PBDEs又具有一定的挥发性,能够长途迁移至偏远地区;PBDEs具有一定的生物致毒作用和内分泌干扰作用.本文从生态化学行为和生态毒性两个方面综合论述了PBDEs在环境中的分布及存在水平、一般毒性效应和内分泌干扰行为,分析了当前研究中存在的问题,展望了PBDEs污染的研究方向.     

高等植物重金属耐性与超积累特性及其分子机理研究

由于重金属污染日益严重, 重金属在土壤_植物系统中的行为引起了人们的高度重视。高等植物对重金 属的耐性与积累性, 已经成为污染生态学研究的热点。近年来, 由于分子生态学等学科的发展, 有关植物对重金属的解毒和耐性机理、重金属离子富集机制的研究取得了较大进展。高等植物对重金属的耐性和积累在种间和基因型之间存在很大差异。根系是重金 属等土壤污染物进入植物的门户。根系分泌物改变重金属的生物有效性和毒性, 并在植物吸收重金属的过程中发挥重要作用。土壤中的大部分重金属离子都是通过金属转运蛋白进入根细胞, 并在植物体内进一步转运至液泡贮存。在重金属胁迫条件下植物螯合肽 (PC) 的合成是植物对胁迫的一种适应性反应。耐性基因型合成较多的PC, 谷胱甘肽 (GSH) 是合成PC的前体, 重金属与PC螯合并转移至液泡中贮存, 从而达到解毒效果。金属硫蛋白 (MTs) 与PC一样, 可以与重金属离子螯合, 从而降低重金属离子的毒性。该文从分子水平上论述了根系分泌物、金属转运蛋白、MTs、PC、GSH在重金属耐性及超积累性中的作用, 评述了近 10年来这方面的研究进展, 并在此基础上提出存在的问题和今后研究的重点。     

镉在黑土和棕壤中吸附行为比较研究

比较研究了重金属镉在黑土和棕壤中的吸附热力学和动力学行为.结果表明,在实验设定的浓度范围内,黑土和棕壤对Cd²⁺吸附量随溶液中Cd²⁺浓度的增加而增加.黑土对Cd²⁺的吸附固定能力明显强于棕壤.在平衡液浓度为20 mg·kg^-1时,黑土对Cd²⁺的吸附量为1 485.2 mg·kg^-1、棕壤为700.6 mg·kg^-1.两种土壤对Cd²⁺的吸附等温线与Langmuir、Freundlich和Henry方程均有较好的拟合性,而Temkin方程不适合用来描述Cd²⁺在两种土壤中的等温吸附.根据Langmuir的拟合结果,Cd²⁺在黑土和棕壤中的最大吸附量分别可达5 939.3和2 790 mg·kg^-1.黑土较高的吸附能力与其高的有机质含量和粘粒含量有关.黑土和棕壤中Cd²⁺的吸附是一个快速反应过程,2 min内能达到平衡吸附量的90%,15～30 min左右达到吸附平衡.一级动力学方程是拟合Cd²⁺在黑土和棕壤中吸附动力学过程的最优方程,其次为Elovich方程和双常数方程.随着初始浓度的增加,Cd²⁺在土壤中的吸附速率也不断增大.随着吸附量的增大和反应时间的延长,吸附速率不断下降.在较低的初始浓度下,Cd²⁺在黑土中的下降趋势要快于棕壤.     

花卉植物应用于污染土壤修复的可行性研究

植物修复是解决污染土壤问题的有效途径之一,而已报道的超积累植物的种类非常有限.如果能从物种繁多的花卉植物中筛选出修复植物,不但能够弥补这一不足,而且还能在美化环境的同时,产生一定的经济效益.从植物修复的重要性和修复植物的筛选出发,概括了修复植物的判断标准及基本特征.通过描述花卉植物资源及其在环境保护中的作用,列举花卉植物与其它植物相比的优势,分析花卉植物的耐性、积累性和修复类型,探讨花卉植物应用于污染土壤修复实践的可行性.从花卉中筛选超积累植物,将为污染土壤的修复工作提供的生物材料.