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农业环境科学学报 2024年

作者：董梓涵张学洪丁娜舒毅赖才星王桉祺刘杰俞果桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心清华大学环境学院水质与水生态研究中心桂林理工大学广西农业面源污染综合治理工程研究中心

为探讨纳米零价铁（nZVI）对Cu污染土壤中李氏禾（Leersia hexandra Swartz）Cu积累能力、生长指标和抗氧化酶活性的影响，采用盆栽实验，以正交方式研究施用不同含量纳米零价铁(0、100、500、1000 mg·kg-1)对两种不同含量Cu污染土... 详细信息

为探讨纳米零价铁（nZVI）对Cu污染土壤中李氏禾（Leersia hexandra Swartz）Cu积累能力、生长指标和抗氧化酶活性的影响，采用盆栽实验，以正交方式研究施用不同含量纳米零价铁(0、100、500、1000 mg·kg-1)对两种不同含量Cu污染土壤(100 mg·kg-1和500 mg·kg-1)中李氏禾的影响。结果表明，随着nZVI施用含量的增加，两种Cu污染含量下的李氏禾Cu积累量、富集系数（BCF）、转移系数（TF）、生物量、光合色素含量以及抗氧化系统水平等指标均呈现先升高后降低的规律。这主要是nZVI含量过高会引发氧化胁迫，抑制植物的抗氧化防御机制，但是适量的施用nZVI可以提升李氏禾的Cu富集能力。在轻微污染(100 mg·kg-1Cu)土壤中施用500 mg·kg-1nZVI使李氏禾的生物量提高46%，地上部Cu积累量提高115%，BCF和TF分别提高37%和30%，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性分别提高18%和10%；在重度污染(500 mg·kg-1Cu)土壤中施用100 mg·kg-1nZVI使生物量提高32%，地上部Cu积累量提高61%，BCF和TF分别提高25%和5%，SOD和POD活性分别提高31%和17%（P < 0.05）。研究表明，施用适量nZVI可以提高李氏禾生物量和叶绿素的含量，并通过提高李氏禾的抗氧化酶活性，增强其对Cu的耐受和吸收能力。

关键词：植物修复纳米零价铁李氏禾铜污染抗氧化酶

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不同耕作方式对广西蔗田土壤生物性和非生物性孔隙结构的影响

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南方农业学报 2024年第9期55卷 2613-2622页

作者：王松张硕张钰张红霞黄太庆甘磊桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006 桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006 广西农业科学院农业资源与环境研究所广西南宁530007

【目的】探究传统旋耕与粉垄耕作方式对广西蔗田土壤生物性和非生物性孔隙结构的影响,以期为该地区甘蔗生产中合理选择耕作方式提供理论依据。【方法】以蔗田土壤为研究对象,设粉垄耕作20 cm(F20)和传统旋耕20cm(X20)2种处理,于甘蔗伸... 详细信息

【目的】探究传统旋耕与粉垄耕作方式对广西蔗田土壤生物性和非生物性孔隙结构的影响,以期为该地区甘蔗生产中合理选择耕作方式提供理论依据。【方法】以蔗田土壤为研究对象,设粉垄耕作20 cm(F20)和传统旋耕20cm(X20)2种处理,于甘蔗伸长期采集土壤样品,测定0~40 cm深度土层的土壤颗粒分布、容重及有机质含量;利用X射线CT扫描技术并结合ImageJ 1.53c及MATLAB 2019a等软件分离获取土壤生物性和非生物性孔隙的二维和三维特征参数,并对2种处理下孔隙结构进行三维重构可视化。【结果】与X20处理相比,F20处理0~40 cm土层的黏粒含量平均值显著降低32.16%(P<0.05,下同),而粉粒含量平均值显著提高12.82%。F20处理0~10 mm孔径范围的二维生物性孔隙数量高于X20处理,二者非生物性二维孔隙数量差异不明显;F20处理的生物性孔隙圆度较X20处理显著提高10.58%。在孔隙三维参数中,F20处理的生物性孔隙连通度较X20处理显著提高67.55%,其余参数均小于X20处理;F20处理非生物性孔隙的孔隙度、弯曲度、连通度和比表面积均低于X20处理,但均无显著差异(P>0.05)。在三维重构图中,X20处理生物性孔隙多分布在0~10 cm土壤表层区域,F20处理的生物性孔隙则在10~30 cm土层中形成了更多向下延伸的连续管状结构;X20处理的非生物性孔隙分布较疏松,F20处理的作物根系主要生长区周围存在较多非生物性孔隙。【结论】粉垄耕作形成的生物性孔隙结构优于传统旋耕,特别是在形成上下连通的生物性孔隙和更密集的非生物孔隙分布方面具有一定优势,可更好地促进水肥运移通道的形成。在广西甘蔗种植过程中,可采用粉垄耕作以有效改善土壤孔隙结构。

关键词：蔗田耕作方式土壤孔隙 CT扫描三维重构

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OFL和SMX单一及复合胁迫对食蚊鱼仔鱼的毒性影响

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环境科学与技术 2023年第4期46卷 27-36页

作者：杨涛黎昕马雲郭美莎宋晓红曾鸿鹄黄亮亮桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 广西生态环保现代产业学院广西桂林541004

抗生素在水环境中持续存在,其单一与复合胁迫对水生生物的毒性效应可能具有不同特征。该研究以典型抗生素氧氟沙星(OFL)和磺胺甲恶唑(SMX)为研究对象,基于病理损伤(H&E染色)、氧化损伤(抗氧化酶活性及相关基因表达变化),探究不同剂... 详细信息

抗生素在水环境中持续存在,其单一与复合胁迫对水生生物的毒性效应可能具有不同特征。该研究以典型抗生素氧氟沙星(OFL)和磺胺甲恶唑(SMX)为研究对象,基于病理损伤(H&E染色)、氧化损伤(抗氧化酶活性及相关基因表达变化),探究不同剂量OFL和SMX单一及复合暴露对食蚊鱼初孵仔鱼的毒性效应。结果表明:OFL、SMX(0.05、1、20μg/L)单一及复合暴露10 d后,仔鱼肝脏出现组织损伤,OFL单一暴露诱导的肝脏损伤大于SMX单一暴露组,二者联合暴露加剧了鱼体的肝脏损伤。联合作用增强了OFL和SMX对SOD、CAT酶活性及sod2、cat基因表达的影响,但减弱了其对GST酶活性及gst基因表达的影响。相比hsp70基因,仔鱼hsp90基因对OFL、SMX暴露的响应更灵敏。OFL、SMX单一及联合暴露诱导仔鱼生长异常,破坏了鱼体抗氧化系统的平衡,导致组织损伤。研究从组织和分子层面共同探究了抗生素单一及复合胁迫对鱼类的毒性效应,可为混合抗生素的生态风险评估和安全应用提供科学依据。

关键词：氧氟沙星磺胺甲恶唑食蚊鱼氧化损伤组织损伤

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石油污染土壤的生物修复及微生物群落结构分析

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桂林理工大学学报 2025年第1期45卷 87-94页

作者：潘家媛彭芃农接亮申泰铭解庆林桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006 桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006 桂林理工大学广西生态环保现代产业学院广西桂林541006

为探究不同生物修复方法对石油污染土壤的修复效果,从天津大港油田的污染土壤中分离出3株石油烃降解菌(J1、J2和J3),将其构建为高效降解菌群,通过生物强化(BA)和生物刺激(BS)对污染土壤进行10个月的生物修复。结果表明,BA法中3个不同深... 详细信息

为探究不同生物修复方法对石油污染土壤的修复效果,从天津大港油田的污染土壤中分离出3株石油烃降解菌(J1、J2和J3),将其构建为高效降解菌群,通过生物强化(BA)和生物刺激(BS)对污染土壤进行10个月的生物修复。结果表明,BA法中3个不同深度的土样BQ1、BQ2和BQ3中总石油烃(TPHs)的总降解率分别为86.05%、61.91%和43.87%;BS法中TPHs的总降解率分别为75.76%、58.91%和38.48%。结合土样中石油烃各组分的降解情况发现,相比于BS法,BA法不仅对TPHs表现出更好的降解效果,还对高分子量组分表现出更好的降解能力。经过生物修复后,土壤中Salegentibacter sp.、Halomonas sp.和Bacillus sp.3个菌属的总丰度最大增加了47.87百分点,成为土壤中的优势菌属,这说明两种生物修复方法能一定程度上改善土壤中微生物群落的多样性和功能性,并增加与石油降解相关的功能基因丰度。

关键词：石油烃降解菌生物强化生物刺激土壤微生物群落

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纳米钯铜改性毛竹炭三维电催化还原水中硝酸盐氮的机理研究

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环境科学研究 2022年第9期35卷 2156-2164页

作者：吴雨晴朱宗强张立浩董翼刘霜霜朱义年李艳红桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006 岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006

为揭示三维粒子电极对电催化还原水中硝酸盐氮(NO_(3)-N)的贡献及机理,以毛竹生物炭为模板,通过钯铜盐浸渍、焙烧及氢气有限表面还原等手段,制备了纳米钯铜改性毛竹炭(Nano-Pd/Cu-BC),以其为三维粒子电极搭建三维电催化还原体系,以强化... 详细信息

为揭示三维粒子电极对电催化还原水中硝酸盐氮(NO_(3)-N)的贡献及机理,以毛竹生物炭为模板,通过钯铜盐浸渍、焙烧及氢气有限表面还原等手段,制备了纳米钯铜改性毛竹炭(Nano-Pd/Cu-BC),以其为三维粒子电极搭建三维电催化还原体系,以强化传统电催化还原体系(无三维粒子电极)对NO_(3)-N的去除效果.结果表明:①制备的Nano-Pd/Cu-BC保留了毛竹天然的遗态分级多孔结构特征,表面存在均匀分散的纳米Pd0和纳米Cu^(0)金属粒子.②三维电催化还原体系对水中NO_(3)-N具有更高的去除率,在反应240 min内,对NO_(3)-N的质量催化活性达0.069 mg/mg,较传统电催化还原体系提升5.35倍.③三维电催化还原体系N2的生成率为13.4%,较传统电极电催化还原体系提升2.84倍.研究显示,采用Nano-Pd/Cu-BC搭建的三维电催化还原体系可以提升水中NO_(3)-N的去除率和N2生成选择率.

关键词：毛竹生物炭纳米钯铜改性三维电催化硝酸盐氮(NO_(3)-N)

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富里酸和Ca^(2+)共存对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌介导生成次生高铁矿物的影响

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环境污染与防治 2024年第2期46卷 169-173,180页

作者：黄海涛王崇耿康慧魏彩春靳振江桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 桂林理工大学生态环保现代产业学院广西桂林541004

为揭示富里酸和Ca^(2+)共存对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化酸性矿山废水(AMD)中的Fe^(2+)和形成次生高铁矿物的影响,分析了pH、Fe^(2+)氧化率、铁沉淀率以及次生高铁矿物矿相、基团等相关指标。结果表明,C... 详细信息

为揭示富里酸和Ca^(2+)共存对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化酸性矿山废水(AMD)中的Fe^(2+)和形成次生高铁矿物的影响,分析了pH、Fe^(2+)氧化率、铁沉淀率以及次生高铁矿物矿相、基团等相关指标。结果表明,Ca^(2+)确实具有提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌氧化Fe^(2+)的能力。低质量浓度(0.2 g/L)的富里酸对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌活性的提高具有促进作用,高质量浓度(0.4 g/L)的富里酸具有抑制作用,而增加Ca^(2+)反过来能够减弱高浓度富里酸对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的抑制作用。对形成的次生高铁矿物进行X射线衍射(XRD)和傅立叶红外光谱(FTIR)分析,结果表明高浓度富里酸促进了另一次生高铁矿物草黄铁矾的生成。

关键词：酸性矿山废水嗜酸性氧化亚铁硫杆菌富里酸 Ca^(2+) 次生高铁矿物

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黄铁矿活化过硫酸盐降解水中阿特拉津

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化工环保 2023年第1期43卷 50-57页

作者：涂志红周姝吴奇何慧军刘崇敏刘杰桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006 广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006

利用天然黄铁矿活化过硫酸盐(PS)降解水中阿特拉津(ATZ)。自由基猝灭实验及电子顺磁共振分析证实,黄铁矿活化PS产生的·OH和SO_(4)^(-)·是降解ATZ的关键物质,其中又以SO_(4)^(-)·起主要作用。在一定范围内适当减小黄铁矿... 详细信息

利用天然黄铁矿活化过硫酸盐(PS)降解水中阿特拉津(ATZ)。自由基猝灭实验及电子顺磁共振分析证实,黄铁矿活化PS产生的·OH和SO_(4)^(-)·是降解ATZ的关键物质,其中又以SO_(4)^(-)·起主要作用。在一定范围内适当减小黄铁矿粒径及提高黄铁矿投加量和反应温度可提高反应速率和ATZ去除率。黄铁矿氧化既可缓释Fe^(2+)持续活化PS,又可产酸维持良好的酸性环境,从而保持体系较高的氧化效率。在黄铁矿投加量为0.4 g/L、黄铁矿粒径为200目(74μm)、PS初始浓度为2.0 mmol/L、反应温度为30℃的条件下反应70 min,ATZ去除率可达100%。黄铁矿活化PS高级氧化技术在处理环境中难降解有机物方面具有一定的潜在应用前景。

关键词：黄铁矿过硫酸盐阿特拉津自由基

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加速溶剂萃取—固相萃取—超高效液相色谱/三重四极杆质谱法测定沉积物中10种磺胺类抗生素残留

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分析科学学报 2023年第1期39卷 54-60页

作者：张健威梁延鹏覃礼堂曾鸿鹄宋晓红莫凌云桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004

建立了一种使用加速溶剂萃取(ASE)、固相萃取(SPE)联合超高效液相色谱/三重四极杆串联质谱(UPLC/MS/MS)测定沉积物中10种磺胺类抗生素的分析方法,分别考察了ASE中不同提取溶剂、温度、压力、萃取次数和SPE中不同上样体积对萃取效果的影... 详细信息

建立了一种使用加速溶剂萃取(ASE)、固相萃取(SPE)联合超高效液相色谱/三重四极杆串联质谱(UPLC/MS/MS)测定沉积物中10种磺胺类抗生素的分析方法,分别考察了ASE中不同提取溶剂、温度、压力、萃取次数和SPE中不同上样体积对萃取效果的影响。样品采用甲醇和0.1 mol/L Mcllvaine缓冲溶液作为萃取溶剂,在萃取压力为10 MPa、萃取温度为80℃条件下重复萃取2次,用超纯水复溶至300 mL,经SAX-HLB串联固相萃取小柱进行富集纯化,定容后采用外标法定量分析。结果表明,10种磺胺类抗生素(SAs)在1~300μg/L范围内线性关系良好(R^(2)>0.994),方法检出限为0.034~0.396 ng/g;平均回收率介于67.8%~109.8%之间;相对标准偏差(RSD)介于1.76%~13.00%之间。该方法具有溶剂用量少、自动化程度高、操作简便、灵敏度高、重复性好等特点,可满足沉积物中SAs残留检测的要求,具有实际的应用前景。

关键词：加速溶剂萃取固相萃取超高效液相色谱-串联质谱磺胺类抗生素沉积物

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漓江水陆交错带土壤粒径分形维数与水力性质

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节水灌溉 2022年第12期 48-57页

作者：田卓张帅普代俊峰毕明峰何建华桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004

分析漓江水陆交错带土壤粒径分形维数与水力性质,为漓江流域水陆交错带土壤迁移、沉积和土壤水文循环模拟提供参考依据。以漓江5个典型水陆交错带样地为研究对象,测定土壤基本物理性质和水力参数,计算土壤粒径分形维数,基于相关分析、... 详细信息

分析漓江水陆交错带土壤粒径分形维数与水力性质,为漓江流域水陆交错带土壤迁移、沉积和土壤水文循环模拟提供参考依据。以漓江5个典型水陆交错带样地为研究对象,测定土壤基本物理性质和水力参数,计算土壤粒径分形维数,基于相关分析、冗余分析和逐步回归分析探讨分形维数与水力性质的关系。结果表明,漓江水陆交错带土壤粒径主要集中在0~400μm,土壤质地偏细,黏粒含量较高;土壤粒径分布范围中体积分数占比大的颗粒占主导地位,土壤粒径主要分布在密集区域,但粒径分布稀疏区的土壤颗粒对环境因子更敏感;单重分形维数(D)、信息维(D(1))、关联维(D(2))、信息维/容量维(D(1)/D(0))、谱宽(Δα)与饱和含水量、田间持水量、总孔隙度、VG模型和BC模型拟合的饱和含水量参数(VG-θs、BC-θs)呈显著负相关,与土壤容重呈显著正相关;D、D(1)、D(2)、D(1)/D(0)与土壤砂粒含量呈极显著负相关,与土壤颗粒比表面积、黏粒含量、粉粒含量呈极显著正相关;土壤基本物理性质可解释分形维数95.84%的变异,砂粒含量和总孔隙度是影响D值变化的主要因素,砂粒含量是影响D(1)、D(2)、D(1)/D(0)值变化的主要因素。漓江水陆交错带土壤粒径分布具有典型的分形特征,分形维数可以作为土壤水分运动数值模拟的指示性参数。

关键词：土壤粒径多重分形单重分形水力性质漓江水陆交错带

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秸秆还田对甘蔗地土壤优先流运动特征的影响

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应用生态学报 2022年第1期33卷 141-148页

作者：吴晗陈晓冰姜波秦梓城刘思佳刘俊杰桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室科教结合科技创新基地广西桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004

秸秆还田措施可改变田间土壤环境,在一定程度上影响作物生长。为探究不同秸秆还田措施对田间土壤优先流的影响,以秸秆覆盖(CM)、秸秆焚烧覆盖(BM)和无秸秆覆盖(CK)3种处理方式下的甘蔗地为研究对象,通过野外染色示踪试验,结合图像解析... 详细信息

秸秆还田措施可改变田间土壤环境,在一定程度上影响作物生长。为探究不同秸秆还田措施对田间土壤优先流的影响,以秸秆覆盖(CM)、秸秆焚烧覆盖(BM)和无秸秆覆盖(CK)3种处理方式下的甘蔗地为研究对象,通过野外染色示踪试验,结合图像解析技术和生态学景观格局分析方法对广西不同秸秆还田措施下的甘蔗地土壤优先流运动特征进行研究。结果表明:在相同外部供水环境下,无秸秆覆盖甘蔗地土壤染色形态分化为指状和团块状,秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖均以团块状分化形态为主,其平均总染色面积比均显著高于无秸秆覆盖(26.0%)。无秸秆覆盖下表层染色面积比快速下降,在15~30 cm深度中秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖下水流运动范围快速减小,深层土壤中秸秆覆盖染色面积比变化速度最小。无秸秆覆盖下形状指数达15.54,优先流运动更集中,而秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖下甘蔗地平均近圆形指数为0.67,优先流弯曲程度更高,且平均邻近指数为0.87,水流连通性更好。无秸秆覆盖下平均基质流深度(3.52 cm)和边缘密度指数(11.51)均最小,但优先流比最大(73.2%),优先流空间发育程度最高。秸秆还田措施在一定程度上降低了甘蔗地土壤优先流现象,对蓄水保墒起到了积极作用。

关键词：甘蔗地秸秆还田景观格局优先流

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