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科学通报 2025年第2期70卷 223-239页

作者：王建军王昊牟明杰赵雅婷闫志永李欣雨宋一乐刘卓苗赵建中国海洋大学近海环境污染控制研究所海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室青岛266071 寿光市海洋渔业发展中心潍坊262700

微塑料(microplastics,MPs)污染已成为全球备受关注的环境问题.目前,海洋环境已成为全球MPs污染的“汇”.海产物种可以通过多种途径从海洋环境中摄入MPs,其生长、繁殖和营养品质等必然会受到MPs污染的影响.海产品作为人类获取优质蛋白... 详细信息

微塑料(microplastics,MPs)污染已成为全球备受关注的环境问题.目前,海洋环境已成为全球MPs污染的“汇”.海产物种可以通过多种途径从海洋环境中摄入MPs,其生长、繁殖和营养品质等必然会受到MPs污染的影响.海产品作为人类获取优质蛋白的重要来源,摄食MPs污染的海产品可能对人类健康构成潜在威胁.因此,本文归纳总结了全球常见海产物种(如甲壳类、双壳贝类和鱼类等)体内MPs的赋存水平,并探讨了影响其污染水平的因素(如MPs形状、生物摄食方式和栖息地等).此外,明晰了海产物种中MPs的主要来源(陆源输入、船运排放、大气沉降和渔业活动),特别强调了渔业活动对海洋环境和海产物种MPs污染的重要贡献.同时,阐明了MPs对海产物种的生长发育、氧化应激、免疫反应和生殖能力等方面的毒性效应,及其对海产物种营养品质带来的负面影响;进一步归纳了海产物种中MPs污染对人体健康的潜在风险;最后,对海产物种中MPs的污染防治策略及其生态风险等方面的未来研究方向进行了建议和展望.本文有助于科学评估海产物种体内MPs可能引发的食品安全问题和人体健康风险.

关键词：海洋微塑料海产物种赋存毒性效应人体健康风险

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冬季积雪变化背景下AM真菌对荒漠土壤胞外酶活性的影响

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土壤学报 2025年第1期62卷 285-296页

作者：薛晖杨榕秦文昊董倩倩计占权贾阳阳新疆大学生态与环境学院乌鲁木齐830046 绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046

土壤胞外酶作为土壤生物化学反应的催化剂,直接驱动了土壤物质循环和能量流动过程,土壤胞外酶活性对冬季积雪变化响应敏感,对于缺水且养分贫瘠的荒漠生态系统养分循环过程影响显著。为研究暖湿趋势下古尔班通古特沙漠冬季积雪变化和丛... 详细信息

土壤胞外酶作为土壤生物化学反应的催化剂,直接驱动了土壤物质循环和能量流动过程,土壤胞外酶活性对冬季积雪变化响应敏感,对于缺水且养分贫瘠的荒漠生态系统养分循环过程影响显著。为研究暖湿趋势下古尔班通古特沙漠冬季积雪变化和丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对土壤酶活性的影响,设置冬季积雪变化和原位抑制AM真菌活性的双因素长期定位试验,采用裂区随机区组试验设计,主区为对照(增水40 mm,W)和AM抑制处理(增水40 mm同时添加苯菌灵,BW),副区为积雪增加100%(+S)、自然降雪(CK)和积雪减少100%(-S)。分土层采集土壤样品,测定不同处理下土壤理化性质及土壤碳、氮和磷循环相关酶活性,分析冬季积雪变化背景下AM真菌对荒漠土壤酶活性和微生物代谢限制的影响。结果表明:(1)AM真菌提高了植物地上部净初级生产力;降低土壤中速效磷和铵态氮含量,增加有机碳含量;在积雪增加和自然降雪基础上,AM真菌降低了土壤中与碳、氮和磷循环相关的酶活性;积雪减少基础上,AM真菌增加了碳和氮循环相关酶活性。(2)通过矢量分析得出,荒漠土壤微生物活性受土壤碳和磷的限制,在积雪增加和自然降雪基础上,AM真菌降低了土壤中微生物碳限制,在积雪减少基础上,AM真菌对土壤微生物碳和磷限制影响无一致性规律。综上所述,冬季积雪变化背景下,AM真菌对促进荒漠土壤速效磷和铵态氮吸收,提高土壤碳和氮循环相关酶活性,缓解土壤微生物碳限制等方面均起到重要作用。

关键词：冬季积雪变化丛植菌根真菌土壤胞外酶酶化学计量学

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Al(Ⅲ)和细菌引起的含水层化学-生物复合堵塞机理研究

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水文地质工程地质 2025年第1期52卷 76-84页

作者：张一诺阎妮中国海洋大学环境科学与工程学院/海洋环境科学与生态教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学山东省海洋环境与地质工程重点实验室山东青岛266100

在采用人工回灌方法建设地下水库储存地下水的过程中,回灌水中三价铝[Al(Ⅲ)]和细菌共同作用下引发的化学-生物复合堵塞问题突出且复杂,然而目前对其研究较少。本研究通过渗流试验模拟人工回灌过程,探究了细菌与0.05,0.20,0.60 mg/L Al(... 详细信息

在采用人工回灌方法建设地下水库储存地下水的过程中,回灌水中三价铝[Al(Ⅲ)]和细菌共同作用下引发的化学-生物复合堵塞问题突出且复杂,然而目前对其研究较少。本研究通过渗流试验模拟人工回灌过程,探究了细菌与0.05,0.20,0.60 mg/L Al(Ⅲ)共存条件下含水层的复合堵塞机制。研究结果表明,回灌水中Al(Ⅲ)可以改变石英砂的表面形态,促使含铝化合物生成化学沉淀。Si—O—Al键的生成证明Al(Ⅲ)的加入可以引起含水层化学堵塞。回灌水中不同浓度Al(Ⅲ)对堵塞的影响机制不同。0.05,0.20 mg/L较低浓度Al(Ⅲ)对细菌活性有抑制作用,减少细菌团聚,整体上降低了对生物堵塞贡献大的菌属占比,缓解了生物堵塞。0.60 mg/L高浓度Al(Ⅲ)会刺激细菌产生胞外聚合物,将大部分分散的细菌桥联,加剧生物堵塞。石英砂表面含铝化合物片状沉积物与细菌形态明显,可见含水层发生了化学-生物复合堵塞。本研究通过深入探讨Al(Ⅲ)和细菌与堵塞效应之间的关系,可以为优化回灌过程的设计和管理提供理论基础,进而保障地下水可持续利用。

关键词： Al(Ⅲ) 细菌化学堵塞生物堵塞化学-生物复合堵塞影响机制

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一株耐盐脱硫脱氮施氏假单胞菌的筛选及其对硫氮污染的控制

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微生物学报 2025年第4期65卷 1482-1497页

作者：刘磊赵阳国张彦超王荣晓刘剑楠中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛

【目的】为更好地控制海水养殖尾水中的硝酸盐和硫化物污染,降低其排放对生态环境造成的风险,本研究旨在筛选出能够进行同步脱硫脱氮的耐盐菌株,并研究其生长特性。【方法】采用稀释涂布-叠皿夹法分离筛选耐盐脱硫脱氮菌株,并通过观察... 详细信息

【目的】为更好地控制海水养殖尾水中的硝酸盐和硫化物污染,降低其排放对生态环境造成的风险,本研究旨在筛选出能够进行同步脱硫脱氮的耐盐菌株,并研究其生长特性。【方法】采用稀释涂布-叠皿夹法分离筛选耐盐脱硫脱氮菌株,并通过观察形态和16S rRNA基因序列对比加以鉴定。以单因素试验为基础,分析影响脱硫脱氮效果的关键因子(碳源、温度、盐度、pH值和接种比例),并探究菌株对硫化物(S^(2-))的耐受阈值。【结果】从硫基混养反硝化污泥中筛选出一株施氏假单胞菌(Stutzerimonas stutzeri)D1-2,该菌株能够在有机碳源条件下,同步去除环境中的硫化物和硝酸盐。菌株D1-2以乳酸钠为最优碳源,最佳接种比例为1.5%,在温度15-35℃、盐度10‰-50‰、初始pH值6.0-8.0的条件下,对硫代硫酸盐和硝态氮的去除率均大于80%。当S^(2-)初始浓度为50 mg/L时,菌株D1-2表现出显著的耐受性,对S^(2-)和NO_(3)^(-)-N的去除率分别达到97.91%和94.67%。【结论】本研究关于***能够进行异养硫氧化的相关报道,表明耐盐菌株*** D1-2具有高效的同步脱硫脱氮效果,在海水养殖尾水的氮硫污染控制中具有潜在的应用价值。

关键词：施氏假单胞菌海水养殖尾水硫化物硝酸盐生物修复

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环氧树脂改性黄土作为生物滞留池填料净化径流污染物

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中国环境科学 2025年第1期45卷 175-184页

作者：周航周佳佳熊家晴徐艳玮西安建筑科技大学环境与市政工程学院西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055

选用环氧树脂改良黄土材料作为生物滞留池主要填料,试验设计了48种不同参数的原料配比,以有效改善湿陷性黄土的低渗透性为基准(大于2mm/min)筛选出满足要求的4种环氧树脂与黄土的配比方案,分别是环氧树脂含量5%(b5)、环氧树脂含量10%(b... 详细信息

选用环氧树脂改良黄土材料作为生物滞留池主要填料,试验设计了48种不同参数的原料配比,以有效改善湿陷性黄土的低渗透性为基准(大于2mm/min)筛选出满足要求的4种环氧树脂与黄土的配比方案,分别是环氧树脂含量5%(b5)、环氧树脂含量10%(b10)、5%环氧树脂+1%造孔剂(b5d1)和10%环氧树脂+1%造孔剂(b10d1).相比传统填料,4种改良材料均对NH_(4)^(+)-N和磷酸盐展现出了更强的吸附能力.其中b5d1用于生物滞留池填料后对NH_(4)^(+)-N和COD的平均去除效果最好,分别达到了93.97%和77.5%,b5能更有效的去除NO_(3)^(-)-N(76.6%)、TN(62.4%)和TP(98%).通过微生物分析可知b5含较多参与脱氮过程的菌群如Chloroflexi和Steroidobacter.改良黄土填料生物滞留池可以有效去除NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、TN、TP和COD.研究表明,环氧树脂改良黄土可以用作生物滞留池填料,能够有效净化径流雨水中的污染物,具有广泛的推广价值.

关键词：生物滞留池黄土环氧树脂水质净化原位建设

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生物炭碳稳定性及对滨海湿地土壤有机碳矿化的影响

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环境科学 2025年第2期46卷 1025-1031页

作者：张华杰陈友媛王磊叶圣滢王雅雯孙雪凌中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室青岛266100 中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300074

生物炭对增强滨海湿地固碳能力和减少温室气体排放具有重要意义.然而,生物炭的固碳潜力和对土壤有机碳(SOC)矿化的具体作用路径仍不明确.本研究通过生物炭稳定性实验阐明不同热解温度生物炭的固碳潜力,通过土壤矿化实验和路径模型等方法... 详细信息

生物炭对增强滨海湿地固碳能力和减少温室气体排放具有重要意义.然而,生物炭的固碳潜力和对土壤有机碳(SOC)矿化的具体作用路径仍不明确.本研究通过生物炭稳定性实验阐明不同热解温度生物炭的固碳潜力,通过土壤矿化实验和路径模型等方法,探究不同生物炭添加量(0%、0.1%、1.5%和3%)对SOC矿化的影响效果和路径.结果表明,随着生物炭制备温度从300℃升高到600℃,化学氧化的碳损失量由46.82%下降到14.11%,微生物矿化量由3.5%降到0.2%,表明600℃生物炭的固碳潜力较佳.采用600℃生物炭进行土壤矿化实验,生物炭使SOC含量增加了1.83~3.94倍,累积矿化量降低了3.43%~19.1%,其中1.5%添加量生物炭的矿化速率最低.使用偏最小二乘路径模型(PLS-PM)量化并揭示了生物炭影响滨海湿地SOC矿化路径:生物炭释放的稳定碳含量高,不易被微生物利用,矿化速率低;生物炭增加大团聚体含量和稳定性,对SOC进行物理包裹,实现碳封存,抑制SOC矿化.研究表明增加生物炭碳稳定性和抑制SOC矿化可提高滨海湿地固碳能力.

关键词：生物炭碳稳定性滨海湿地有机碳矿化土壤团聚体

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气候变化对中国本世纪中叶热浪、静稳及其复合事件的影响

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中国海洋大学学报(自然科学版) 2025年第2期55卷 114-125页

作者：曲炳霖高阳中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

热浪、静稳及其复合事件(简称复合热稳)的发生可加剧空气污染,损害人体健康。基于动力降尺度方法和两种共享社会经济路径(Shared socioeconomic pathways, SSPs),本研究利用区域模式模拟并探究了中国历史时期(2000—2019年)和本世纪中叶... 详细信息

热浪、静稳及其复合事件(简称复合热稳)的发生可加剧空气污染,损害人体健康。基于动力降尺度方法和两种共享社会经济路径(Shared socioeconomic pathways, SSPs),本研究利用区域模式模拟并探究了中国历史时期(2000—2019年)和本世纪中叶(2050—2069年)SSPs情景下的气候和极端天气的变化。相较于全球模式,区域模式对2 m气温和边界层高度的模拟偏差显著降低94%和85%,并再现了极端天气的空间分布。在类似碳中和的SSP1-2.6情景下,本世纪中叶中国热浪和复合热稳总天数相比历史时期分别增加31%和35%;而在以使用化石燃料为主的SSP5-8.5情景下,两者平均增幅达74%和85%。与SSP1-2.6情景相比,SSP5-8.5情景下热浪等单一极端天气和复合热稳增加更为显著,因此减少化石燃料使用并实现碳中和政策目标,能有效缓解极端天气特别是复合极端天气的增加。

关键词：气候变化热浪复合热稳事件数值模拟动力降尺度

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西北太平洋黑潮延伸体海域全氟/多氟烷基物质的污染特征与生态风险评价

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中国海洋大学学报(自然科学版) 2025年第5期55卷 20-28页

作者：田国鹏袁函宇王昊刘霞岳同涛代燕辉赵建中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室近海环境污染控制研究所山东青岛266100

全氟/多氟烷基物质(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)在海洋中广泛存在,并导致生物毒性,但其在远海中的污染特征还不清楚。在西北太平洋黑潮延伸体海域(20~300 m)共采集了22份海水样品,使用三重四极杆液相色谱质谱联用仪(LC-M... 详细信息

全氟/多氟烷基物质(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)在海洋中广泛存在,并导致生物毒性,但其在远海中的污染特征还不清楚。在西北太平洋黑潮延伸体海域(20~300 m)共采集了22份海水样品,使用三重四极杆液相色谱质谱联用仪(LC-MS/MS)共检出了24种PFASs,4站(D1、D4、D5、D6)ΣPFASs的中位数浓度分别为4.33、4.15、4.49、4.22 ng·L^(-1),全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)为最主要的PFASs。此外,还检出了8种前体物质和新型PFASs。在垂直剖面上,ΣPFASs浓度呈先增加后下降的趋势。通过比值法分析了其潜在来源,发现该区域PFASs可能来源为洋流的输送。风险熵值法结果显示,采样点PFASs的浓度尚未达到产生生态风险的浓度水平。本文研究结果可为PFASs的海洋生态风险评价及新污染物的管控提供重要的科学依据。

关键词：全氟/多氟烷基物质垂直剖面分布源解析生态风险

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紫外消毒对大气颗粒物中细菌和抗生素抗性基因的影响研究

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中国海洋大学学报(自然科学版) 2025年第5期55卷 10-19页

作者：程妍钰贾世杰石凤高会旺中国海洋大学环境科学与工程学院海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237

大气颗粒物是抗生素抗性基因(ARGs)及其宿主菌在空气中传播的重要载体,极易发生长距离传输,因而可能加剧区域性甚至全球性的细菌耐药污染。紫外消毒是一种经济便捷的杀菌手段,在环境空气消毒中有广泛应用,但尚不了解其对大气颗粒物中ARG... 详细信息

大气颗粒物是抗生素抗性基因(ARGs)及其宿主菌在空气中传播的重要载体,极易发生长距离传输,因而可能加剧区域性甚至全球性的细菌耐药污染。紫外消毒是一种经济便捷的杀菌手段,在环境空气消毒中有广泛应用,但尚不了解其对大气颗粒物中ARGs的去除效果。本研究通过系列模拟实验,探究了紫外消毒对大气颗粒物中细菌和ARGs的影响效应。结果显示,紫外消毒可有效削减大气颗粒物中细菌和ARGs的含量,降低ARGs的潜在转移风险。不同种类ARGs的紫外去除率存在显著差异(p<0.01),紫外消毒会改变大气颗粒物中ARGs的组成结构。在120 mJ/cm^(2)的紫外剂量下,可培养细菌去除率高达99%,16S rRNA去除率达到91.6%,总ARGs去除率达65.4%,可移动遗传原件(MGEs)的去除率在80%以上。紫外消毒对细菌去除效率远高于ARGs,消毒后ARGs进一步富集,总ARGs相对丰度上升39.8%,将会导致环境空气中耐药菌的占比增加。

关键词：大气颗粒物抗生素抗性基因细菌紫外消毒

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异养硝化细菌Pseudomonas stutzeri strain NP3的同步脱氮除磷特性及代谢机制

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中国环境科学 2025年第4期45卷 1901-1910页

作者：孟红艳杨垒李玉彩张胜静路颢琪梁攀任勇翔西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055

针对同步脱氮除磷工艺流程复杂、基建与运行费用高等问题,从活性污泥中分离出一株兼具同步脱氮除磷能力的异养硝化细菌NP3,经16S rRNA鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),并对其脱氮除磷特性及作用机制进行研究.结果表明,在好氧... 详细信息

针对同步脱氮除磷工艺流程复杂、基建与运行费用高等问题,从活性污泥中分离出一株兼具同步脱氮除磷能力的异养硝化细菌NP3,经16S rRNA鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),并对其脱氮除磷特性及作用机制进行研究.结果表明,在好氧条件下,菌株NP3能够以氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐作为单一氮源进行脱氮除磷,反应过程中间产物积累较少,氮、磷主要以同化作用去除,其生长和代谢速率NH_(4)^(+)-N>NO_(2)^(-)-N>NO_(3)^(-)-N.在碳源为柠檬酸钠、C/N为10、温度为30℃、pH值为7、转速为160r/min的最佳生长条件下,该菌株最大氨氮和磷酸盐去除率均接近100%.同时,反硝化和聚磷功能基因(nosZ、nirS、ppk)的成功扩增,进一步证明菌株NP3具有同步脱氮除磷能力.此外,胞外聚合物(EPS)在磷去除中起到重要作用,去除占比达到45%以上.X射线光电子能谱(XPS)分析证实EPS的表面官能团可以吸附C-PO_(3)/P-O、PO4_(3)^(-)/HPO_(4)^(2-)等不同形式的磷,充当磷转移站.^(31)p核磁共振(NMR)结果进一步表明EPS对磷的赋存形态存在较大影响,其中焦磷酸盐是EPS存在时的主要磷物种,而正磷酸盐和磷酸二酯是提取EPS后的主要磷形式.

关键词：异养硝化好氧反硝化同步脱氮除磷胞外聚合物

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