检索结果-内蒙古大学图书馆

环境污染与防治 2022年第4期44卷 459-463页

作者：李中浤李晓光黎佳茜陈素华南昌航空大学环境与化学工程学院江西南昌330063 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染过程模拟与控制重点实验室北京100012

为探究垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物中抗生素抗性基因(ARGs)的多样性及变化规律,采集了内蒙古巴彦淖尔市某垃圾填埋场中不同填埋年限(2、5、8年)的固体废弃物样本,基于宏基因组测序技术(mNGS),并通过生物信息学分析,考察固体废... 详细信息

为探究垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物中抗生素抗性基因(ARGs)的多样性及变化规律,采集了内蒙古巴彦淖尔市某垃圾填埋场中不同填埋年限(2、5、8年)的固体废弃物样本,基于宏基因组测序技术(mNGS),并通过生物信息学分析,考察固体废弃物中ARGs的污染特征。结果表明,3种固体废弃中共检测出21类ARGs,填埋2、5、8年的固体废弃物中ARGs的总相对丰度分别为3.783×10^(-1)、4.267×10^(-1)、6.741×10^(-1),其中大环内酯-林可胺-链霉杀阳菌素类、磺胺类、多药类、氯霉素类、氨基糖苷类、四环素类、万古霉素类和杆菌肽类是主要的ARGs种类,相对丰度占比合计均在90%以上。固体废弃物中共检测出259种ARGs亚型,相对丰度最高的ARGs亚型属于大环内酯-林可胺-链霉杀阳菌素类ARGs。随着填埋年限的增加,固体废弃物中ARGs的丰度以及多样性也会随之增加,因此其潜在环境风险也相应增加。

关键词：垃圾填埋场抗生素抗性基因填埋年限固体废弃物宏基因组

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土壤中溶解性有机质对不同类型堆肥的响应差异

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环境科学 2021年第7期42卷 3565-3576页

作者：席北斗王燕檀文炳余红崔东宇程东会党秋玲中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012 长安大学水利与环境学院西安710054

为探究不同类型堆肥施用对土壤溶解性有机质(DOM)的影响,以空白土壤为对照,采用紫外、荧光光谱并结合平行因子分析对分别添加不同比例的牛粪堆肥、餐厨垃圾堆肥和污泥堆肥土壤中DOM进行分析,探究DOM结构变化特征及其驱动因素.结果表明,... 详细信息

为探究不同类型堆肥施用对土壤溶解性有机质(DOM)的影响,以空白土壤为对照,采用紫外、荧光光谱并结合平行因子分析对分别添加不同比例的牛粪堆肥、餐厨垃圾堆肥和污泥堆肥土壤中DOM进行分析,探究DOM结构变化特征及其驱动因素.结果表明,3种堆肥施用后土壤中AN、NH^(+)_(4)-N、DOC和SOM含量均显著提高,SOM和DOC含量随堆肥添加量的增加而增加;施用牛粪和餐厨垃圾堆肥更有利于土壤中AN、NO^(-)_(3)-N和DOC含量的提高,而施用污泥堆肥土壤中NH^(+)_(4)-N和SOM含量更高.堆肥施用后DOM结构特性的改变主要表现为共轭苯环结构、疏水性组分、醌基和显色组分含量显著提高,不饱和有机分子π→π*的跃迁更为活跃,DOM分子量增大,腐殖化程度增强.堆肥低剂量添加(5%)时,餐厨垃圾堆肥更有利于DOM的芳构化和腐殖化;堆肥较高剂量添加(10%和20%)时,牛粪堆肥更能驱动DOM结构变化;污泥堆肥对DOM结构影响最弱.堆肥施用后土壤DOM荧光组分相对含量发生改变,小分子类腐殖质相对含量增加,类蛋白相对含量降低.二维相关光谱表明,施用牛粪和餐厨垃圾堆肥土壤中DOM荧光组分变化顺序为:类蛋白>大分子类富里酸>小分子类腐殖质;而施用污泥堆肥土壤中表现为:大分子类富里酸>类蛋白>小分子类腐殖质.DOM结构变化受多种因素共同影响,影响程度表现为:堆肥种类>添加比例>理化因子>培养时间.DOC和AN含量的增加是引起DOM腐殖化程度增强和类蛋白相对含量降低的重要因素,小分子类腐殖质相对含量与NO^(-)_(3)-N含量显著正相关,DOM中大分子类富里酸相对含量因外源SOM的输入而增加.

关键词：堆肥牛粪堆肥餐厨垃圾堆肥污泥堆肥溶解性有机质(DOM)

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纳米孔测序技术在环境微生物研究中的应用

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生物工程学报 2022年第1期38卷 5-13页

作者：李中浤杜彩丽林彦锋张列宇李晓光黎佳茜陈素华中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染过程模拟与控制重点实验室北京100012 南昌航空大学环境与化学工程学院江西南昌330063 中国人民解放军疾病预防控制中心生物安全科北京100071

高通量测序技术是研究环境微生物的有效手段,而以纳米孔测序为代表的第三代测序技术以其测序读长长、测序速度快、测序数据实时监控、仪器方便携带、无GC偏好性、无需经过PCR扩增等显著优势有力推动了环境微生物研究的发展。本文对纳米... 详细信息

高通量测序技术是研究环境微生物的有效手段,而以纳米孔测序为代表的第三代测序技术以其测序读长长、测序速度快、测序数据实时监控、仪器方便携带、无GC偏好性、无需经过PCR扩增等显著优势有力推动了环境微生物研究的发展。本文对纳米孔测序技术的技术原理和特点进行了简要概述,重点介绍了纳米孔测序技术在环境微生物扩增子测序、宏基因组测序、全基因组测序等领域的研究应用,并分析了纳米孔测序技术在环境微生物应用中的优势及存在的问题。

关键词：纳米孔测序技术扩增子测序宏基因组测序全基因组测序环境微生物

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一体化A^(2)/O-MBR系统中抗性基因分布及去除效果研究

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中国环境科学 2021年第9期41卷 4135-4141页

作者：李中浤杜彩丽陈素华张列宇李晓光黎佳茜田振军南昌航空大学江西省持久性污染物控制与资源循环利用重点实验室江西南昌330063 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染过程模拟与控制重点实验室北京100012 同济大学环境科学与工程学院上海200092

选取北京市某农村一体化A^(2)/O-MBR污水处理系统,系统研究了系统中抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)及病原菌在全流程各个处理单元中的分布特征,基于宏基因组学的高通量测序技术对农村生活污水进水、MBR池中污泥和出... 详细信息

选取北京市某农村一体化A^(2)/O-MBR污水处理系统,系统研究了系统中抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)及病原菌在全流程各个处理单元中的分布特征,基于宏基因组学的高通量测序技术对农村生活污水进水、MBR池中污泥和出水样品中ARGs及病原菌的丰度变化及去除效果进行了系统分析.结果表明:ARGs广泛存在于污水处理系统中,共检测出包括tetracycline类、aminoglycoside类和sulfonamide类在内的19类ARGs,进水中ARGs的相对丰度远远高于其在出水中的浓度,通过污水处理系统后ARGs相对丰度下降了72.25%,而大多数的ARGs在污水处理系统并不能得到完全去除.微生物群落结构变化显示,32种潜在病原体相对丰度下降明显,但大多数病原菌也无法得到完全去除.出水中残留的ARGs和病原菌仍会对受纳水体造成一定的潜在污染风险.

关键词：一体化A^(2)/O-MBR 宏基因组学 ARGs 病原菌

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基于时差相关分析和模糊神经网络的白洋淀流域水环境承载力评价预警

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环境工程 2022年第6期40卷 261-271页

作者：陈文婷夏青苏婧郑明霞席北斗向维中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012 青海大学地质工程系西宁810016

为实现水环境承载力评价和预警,运用耦合DPSR模型和时差分析方法构建了白洋淀流域水环境承载力监测预警指标体系,并结合神经网络与模糊数学构建了T-S模糊神经网络模型,根据控制图法确定了监测预警指标阈值,解决了水环境系统的随机性和... 详细信息

为实现水环境承载力评价和预警,运用耦合DPSR模型和时差分析方法构建了白洋淀流域水环境承载力监测预警指标体系,并结合神经网络与模糊数学构建了T-S模糊神经网络模型,根据控制图法确定了监测预警指标阈值,解决了水环境系统的随机性和模糊性问题,最终实现了白洋淀流域水环境承载力的有效评价和预警。结果表明:1)白洋淀流域水环境承载力在2012—2015年处于较弱承载状态,在2016,2017年处于中等承载状态,现状评价等级由Ⅳ级(橙色警灯)转变为Ⅲ级(黄色警灯);2)在现状发展趋势下,2018—2035年白洋淀流域水环境承载力整体呈先上升后下降趋势,自2026年以后流域水环境整体呈恶化状态,水环境承载力逐渐从中等承载(黄色警灯)向较弱承载(橙色警灯)和弱承载状态(红色警灯)转变;3)未来区域人口的增长和雄安新区的快速发展会给白洋淀流域水环境带来巨大压力,因此可加大区域水环境保护力度,实施基于空间单元的精细化环境管控方案,推动区域经济绿色转型,促进区域水环境质量全面改善和良性发展,以提高区域可持续发展水平。

关键词：白洋淀流域水环境承载力时差相关分析监测、评价及预警 T-S模糊神经网络模型

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基于宏基因组技术分析MBR膜清洗后污泥中抗性基因

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环境科学 2021年第7期42卷 3366-3374页

作者：杜彩丽李中浤李晓光张列宇陈素华黎佳茜李曹乐中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012 同济大学环境科学与工程学院上海200092 南昌航空大学江西省持久性污染物控制与资源循环利用重点实验室南昌330063

污水处理厂作为抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的重要储存库,是自然界ARGs的主要来源之一.膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)被认为是一种能够有效去除污水处理厂中ARGs的技术工艺.MBR膜截留的废水中胶体、颗... 详细信息

污水处理厂作为抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的重要储存库,是自然界ARGs的主要来源之一.膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)被认为是一种能够有效去除污水处理厂中ARGs的技术工艺.MBR膜截留的废水中胶体、颗粒物、悬浮物及微生物代谢物中存在着大量的病原菌与抗性基因,而目前关于膜清洗后污泥中抗性基因的分布特征和规律尚不明确.本文采用宏基因组技术对MBR膜清洗后污泥中抗性基因进行了分析.结果显示,膜清洗后污泥中共检测出39门,其中优势菌门为Proteobacteria、Nitrospirae和Actinobacteria,优势菌属为Nitrospira、Pseudomonas和Bradyrhizobium.污泥样品含有的病原菌属占所有菌属的10.54%,其中Pseudomonas属相对丰度最高,占到所有菌属的3.94%.样品中共注释出17类ARGs和16类金属抗性基因(metal resistance genes,MRGs,15类单金属抗性基因和1类多重金属抗性基因).其中,多药类抗生素抗性基因相对丰度最高,占49.08%.金属抗性基因中多重金属类抗性基因相对丰度最高,占该污泥样品的34.58%,单金属抗性基因中对铜的抗性基因数量最多,占19.99%.该膜清洗后污泥中微生物群落最主要的功能通路为代谢相关,并存在大量与人类疾病相关的代谢通路相关基因,其中涉及细菌耐药和细菌传染疾病的基因数量最多,分别为占人类疾病相关的代谢通路已注释序列的34.50%和16.62%.由此可见,膜清洗后污泥中蕴藏着丰富的ARGs、MRGs以及病原菌属,具有潜在的环境健康风险,需要加强对膜清洗后污泥中ARGs、MRGs以及病原菌的管控.本文为选择合适的技术工艺有效去除膜清洗后污泥中ARGs、MRGs以及病原菌提供指导.

关键词：膜生物反应器(MBR) 污泥抗生素抗性基因(ARGs) 金属抗性基因(MRGs) 宏基因组学

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双层包覆型缓释材料中过硫酸盐释放性能研究

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环境科学研究 2020年第3期33卷 652-658页

作者：杨昱徐祥健韩旭夏甫廉新颖贾永锋郇环姜永海中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染过程模拟与控制重点实验室

为了使修复材料在地下水原位修复技术中更持久、稳定的发挥作用,制备双层包覆型缓释材料并研究其释放性能.采用水泥、砂和水作为包覆材料制备不同规格的材料,通过周期性浸出试验方法研究外包覆层组分配比及厚度对其释放性能的影响,建立... 详细信息

为了使修复材料在地下水原位修复技术中更持久、稳定的发挥作用,制备双层包覆型缓释材料并研究其释放性能.采用水泥、砂和水作为包覆材料制备不同规格的材料,通过周期性浸出试验方法研究外包覆层组分配比及厚度对其释放性能的影响,建立各影响因素与其释放性能的响应关系.结果表明:①双层包覆型缓释材料释放规律符合零级动力学特征,与单一包覆型缓释材料相比,稳定释放速率由初期释放速率的10%~15%升至60%~80%.②外包覆层厚度相同时,稳定释放速率随包覆材料渗透性的增加而逐渐增加,最小值为10 mg/d,最大值约为380 mg/d.③外包覆层组分配比相同时,材料稳定释放速率随其厚度的增加呈幂函数降低,使用寿命随外包覆层厚度的增加呈指数上升,采用自然临近点插值法预测材料最短使用寿命约为100 d,最长的可达10~15 a.外包覆层厚度导致渗透性能的改变是造成其释放特性发生变化的主要原因.④相同外包覆层厚度下,双层包覆型缓释材料稳定释放速率随包覆层渗透性的增加均呈现增加的趋势,并且外包覆层厚度越大,其稳定释放速率随渗透性能变幅越小.研究显示,双层包覆型缓释材料能够在长时间保持稳定的释放速率,构建的外包覆层组分配比与其释放特性之间的定量关系可指导实际地下水修复工程中修复材料的制备.

关键词：过硫酸盐双层缓释材料释放性能影响因素

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煤矸石堆存区周边土壤重金属污染特征及风险评价

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硅酸盐通报 2021年第10期40卷 3464-3471,3478页

作者：王延东李晓光黎佳茜李伟张明天赵琛张列宇李卫平内蒙古科技大学能源与环境学院包头014010 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染过程模拟与控制重点实验室北京100012

为探究长期堆存煤矸石中重金属在周边盛行风向土壤里的分布特征及潜在风险,以宁夏枣泉煤矿煤矸石堆存区周边土壤为研究对象,对煤矸石堆存区周边盛行风向土壤中5种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn)总量及重金属赋存形态特征进行深入分析,开展... 详细信息

为探究长期堆存煤矸石中重金属在周边盛行风向土壤里的分布特征及潜在风险,以宁夏枣泉煤矿煤矸石堆存区周边土壤为研究对象,对煤矸石堆存区周边盛行风向土壤中5种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn)总量及重金属赋存形态特征进行深入分析,开展了土壤重金属生物活性分析及评价。结果表明:由于煤矸石的长期堆放、风力、雨水淋溶等,堆存区边缘处重金属(Zn、Pb和Mn)含量较高,且随着距离的增大呈下降趋势;相关性分析中土壤pH值与Zn、Pb含量呈极显著负相关性,与Mn含量呈显著负相关性,与Pb和Cr的可交换态呈显著负相关性,总氮(TN)与Cu的有机质结合态呈极显著负相关性,与残渣态呈极显著正相关性;RAC评价结果表明Pb在土壤中具有较高风险水平,其余重金属潜在风险水平较低。

关键词：煤矸石土壤重金属相关性污染特征风险评价

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光谱参数法快速识别石油烃污染场地水体特征

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光谱学与光谱分析 2021年第3期41卷 822-827页

作者：马妍赵航正虞敏达崔骏单光春郑一鸣张亚茹何小松中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012

水体受石油污染日趋广泛,给人类及生态环境带来严重威胁。快速、准确和可靠地监测水体石油污染状况,对于理解其环境行为和评估人体暴露风险至关重要。石油类组分往往具备较好的光谱响应,然而基于光谱技术快速监测实际石油烃污染水体却... 详细信息

水体受石油污染日趋广泛,给人类及生态环境带来严重威胁。快速、准确和可靠地监测水体石油污染状况,对于理解其环境行为和评估人体暴露风险至关重要。石油类组分往往具备较好的光谱响应,然而基于光谱技术快速监测实际石油烃污染水体却鲜有报道。该研究以典型石油污染场地的地下水和地表水为对象,在全面分析水质电导率、总有机碳,Cl^(-),NO_(3)^(-),SO_(4)^(2-),Na^(+),K^(+),Mg^(2+),Ca^(2+),NH_(4)^(+),挥发性有机物和石油烃C_(6)-C_(9),C_(10)-C_(14),C_(15)-C_(28),C_(29)-C_(40)浓度基础上,对水体样品进行紫外-可见光光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱表征,采用多元数据分析手段评估光谱技术在石油污染场地快速识别应用的可能性。结果表明:①紫外-可见光光谱和同步荧光光谱参数表明,污染的地下水中含有大量芳香族化合物,且有机物分子结构复杂,含有大量的羟基、羰基、羧基和酯类等取代基,三维荧光光谱参数表明污染水体中有机物经过了长时间的生物转化,说明污染地下水中有机物稳定性强,降解性差;②三维荧光光谱图表现出Ⅰ和Ⅳ区明显的荧光峰,Ⅴ区存在肩峰的水体主要是苯系物污染,而三维荧光光谱图表现出Ⅱ和Ⅳ区明显的荧光峰,Ⅰ区存在肩峰的水体主要是萘系物污染,三维荧光光谱图表现出Ⅱ区最高荧光峰,Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ都存在肩峰的水体主要是萘系物和菲系物污染;③石油烃C_(6)-C_(9)组分浓度可采用紫外-可见光光谱参数S_(308~363),SUVA_(254)和三维荧光光谱中Ⅰ区体积快速指示,石油烃C_(10)-C_(14)组分和总石油烃(TPH)浓度可采用三维荧光光谱中Ⅳ区体积快速指示,石油烃C_(15)-C_(28)和C_(29)-C_(40)组分浓度可采用三维荧光光谱中Ⅰ区体积快速指示。研究证实利用光谱参数结合多元数据分析可对石油污染水体进行快速识别,为地下水石油污染监测和修复提供了一种全新的快速在线监测分析方法。

关键词：石油烃地下水地表水光谱参数特征多元线性回归

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预处理方式对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响

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环境科学研究 2020年第9期33卷 2001-2010页

作者：夏甫杨昱万朔阳郜普闯韩旭姜永海徐祥健中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染过程模拟与控制重点实验室北京100012

为了探究氧化与还原预处理对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响,选取2,4-DNT(2,4-二硝基甲苯)为研究对象,构建过硫酸盐/铁炭修复技术体系,分别设置2个试验槽,一个试验槽以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理,... 详细信息

为了探究氧化与还原预处理对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响,选取2,4-DNT(2,4-二硝基甲苯)为研究对象,构建过硫酸盐/铁炭修复技术体系,分别设置2个试验槽,一个试验槽以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理,另一个试验槽以铁炭作为还原预处理联合以过硫酸盐作为氧化后处理,对比研究构建的氧化-还原联合系统中不同氧化与还原预处理方式对2,4-DNT去除机制的影响.结果表明:①过硫酸盐氧化材料填充位置显著影响试验槽pH和ORP(氧化还原电位)的变化,在运行周期5 PV(PV为孔隙体积,1 PV时间约为4 h)内,pH可显著增至11左右,ORP值达到最高.②在运行周期5 PV内,氧化填充层S 2O 82-浓度和还原填充层Fe 2+浓度均显著降低.③在运行周期5 PV内,随运行周期的增加,以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理的协同技术体系对2,4-DNT的去除效果显著降低,以铁炭作为还原预处理联合以过硫酸盐作为氧化后处理的协同技术体系对2,4-DNT的去除率维持在100%.④通过液相-质谱联用技术,识别构建的氧化-还原联合技术体系内2,4-DNT降解的主要中间产物,同时结合铁炭微电解还原机制和过硫酸盐氧化机制提出了2,4-DNT协同处理机制及其可能的降解路径.研究显示,还原预处理更有利于氧化-还原联合技术对地下水中2,4-DNT的去除,可为有效处理硝基苯化合物污染地下水提供理论支撑.

关键词：氧化预处理还原预处理 2,4-二硝基甲苯中间产物降解机制

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