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锑和砷对固氮菌的毒性效应及其机制研究

生态环境学报 2020年第3期29卷 589-595页

作者：孔天乐孙晓旭孙蔚旻广州大学环境科学与工程学院广东广州510006 广东省生态环境技术研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室广东广州510650 华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心广东广州510650

锑作为一种具有毒性和致癌性的类金属,其不合理的开发造成了严重的生态环境污染,尤其是土壤中高浓度锑和砷污染导致了环境中多种营养元素的缺乏。其中,氮素的缺乏严重阻碍了环境的恢复。然而,固氮微生物不仅能为氮素匮乏环境提供稳定的... 详细信息

锑作为一种具有毒性和致癌性的类金属,其不合理的开发造成了严重的生态环境污染,尤其是土壤中高浓度锑和砷污染导致了环境中多种营养元素的缺乏。其中,氮素的缺乏严重阻碍了环境的恢复。然而,固氮微生物不仅能为氮素匮乏环境提供稳定的氮素来源,而且其固氮潜能可以作为监测土壤金属污染的敏感指标。为此,该文通过乙炔还原法(ARA)微宇宙培养试验手段,研究了不同价态锑和砷(三价及五价)在不同质量浓度(100、200、500、1 000、2 500、5 000 mg·L^-1)水平下对棕色固氮菌固氮潜能的影响,同时进一步探究了土壤固氮菌群落固氮潜能对土壤中主要锑和砷价态[Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)]的响应机制。结果表明,锑和砷浓度与棕色固氮菌和土壤固氮微生物的固氮潜能均呈显著负相关,验证了以固氮微生物固氮潜能作为生物指示物的可行性。此外,Sb(Ⅴ)对土壤固氮微生物的毒性显著小于As(Ⅴ)。三价锑和砷污染对固氮菌固氮潜能的毒性高于五价[As(Ⅲ)>Sb(Ⅲ)>As(Ⅴ)>Sb(Ⅴ)],这可能是由于Sb(Ⅲ)和As(Ⅲ)对细胞的致裂性强于Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)。相较于Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)对于棕色固氮菌固氮潜能的抑制作用,其对土壤固氮菌群落的固氮潜能的影响相对较弱。这一差异可能是由于土壤复杂的理化性质以及微生物群落和功能多样性而导致的。

关键词：锑砷固氮潜能毒性

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微生物群落对河流底泥中锑含量变化的响应

生态环境学报 2023年第3期32卷 609-618页

作者：阳涅孙晓旭孔天乐孙蔚旻陈泉源高品东华大学环境科学与工程学院上海201620 广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650

锑(Sb)矿的开采会造成周边水环境发生Sb污染,对周边生态环境和人体健康造成潜在风险。微生物是河流中Sb污染物生物地球化学循环的主要驱动力之一,通过氧化/还原过程调控Sb的价态转化过程,从而改变Sb的毒性和流动性。以贵州独山县Sb污染... 详细信息

锑(Sb)矿的开采会造成周边水环境发生Sb污染,对周边生态环境和人体健康造成潜在风险。微生物是河流中Sb污染物生物地球化学循环的主要驱动力之一,通过氧化/还原过程调控Sb的价态转化过程,从而改变Sb的毒性和流动性。以贵州独山县Sb污染河流底泥为研究对象,利用地球化学参数分析、高通量测序和统计分析等方法,研究Sb污染河流底泥中Sb的浓度分布规律及其对河流底泥微生物群落的选择性影响。结果表明,随着与Sb冶炼厂排水口距离的增加,河流底泥中Sb浓度逐渐降低,这可能是微生物还原产生的Sb(III)在厌氧环境下易与铁锰化合物结合形成沉淀所导致的。基于随机森林分析发现,Sb是塑造河流底泥微生物群落结构的主要因素,河流底泥微生物多样性随Sb浓度的降低而呈现逐渐增加的变化趋势。通过LEfSe差异分析可知,Sb是河流底泥微生物群落结构组成演变的关键驱动因子,在不同Sb污染环境下富集了差异微生物。结合共现网络分析,发现栖泥沼杆菌属Paludibacter和糖发酵菌属Saccharofermentans是Sb污染河流底泥中的核心微生物,其相对丰度与Sbtot、Sb(III)浓度呈显著正相关,表明这些关键微生物对Sb生物地球化学循环发挥重要作用,尤其对调控Sb的还原过程具有重要潜力。

关键词：锑河流底泥微生物群落关键微生物共现网络分析锑还原菌

蜈蚣草根际及内生微生物群落对砷污染胁迫的响应机制研究

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生态环境学报 2022年第6期31卷 1225-1234页

作者：高鹏高品孙蔚旻孔天乐黄端仪刘华清孙晓旭东华大学环境科学与工程学院上海201620 广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650

由于广泛的采矿和工业活动,土壤砷污染已成为全球环境问题之一。蜈蚣草(Pteris vittata L.)作为世界上首次被发现的砷超累积植物,被认为是一种修复土壤砷污染的理想植物。蜈蚣草对砷的吸收和转运过程会受多种因素调控,其中蜈蚣草内生菌... 详细信息

由于广泛的采矿和工业活动,土壤砷污染已成为全球环境问题之一。蜈蚣草(Pteris vittata L.)作为世界上首次被发现的砷超累积植物,被认为是一种修复土壤砷污染的理想植物。蜈蚣草对砷的吸收和转运过程会受多种因素调控,其中蜈蚣草内生菌能够促进这一过程,然而目前关于微生物促进蜈蚣草砷富集的响应机制方面的研究报道还很少。为探明蜈蚣草内生微生物对砷污染的响应机制,采用不同砷添加量(0、250、500 mg·kg^(−1))进行蜈蚣草盆栽试验,结合蜈蚣草根际土、根和茎叶砷含量分析及对应微生物群落分析,研究砷污染对蜈蚣草根际及内生微生物群落结构的影响及相关性。结果表明,砷在蜈蚣草茎叶中的富集量远高于根内砷含量,当土壤砷污染水平分别为250 mg·kg^(−1)和500 mg·kg^(−1)时,蜈蚣草茎叶砷富集系数分别为99.99和66.83,转运系数分别为103.53和93.98。微生物群落多样性结果表明,砷胁迫对微生物群落结构具有显著影响(P=0.001),砷污染对蜈蚣草根际土微生物群落结构的影响大于对内生微生物群落结构的影响,其中根瘤菌目是在蜈蚣草根际及根内富集的核心微生物。相关性分析结果表明,德沃斯氏菌属(Devosia)、根瘤杆菌属(Rhizobacter)等菌属是与砷含量呈正相关的优势微生物种群(P>0.6)。在蜈蚣草茎叶中,寡营养单胞细菌属(Stenotrophomonas)不仅是核心微生物,还是与砷含量呈正相关的优势微生物种群。

关键词：砷蜈蚣草微生物群落核心微生物土壤污染土壤修复

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尾矿硫氧化微生物的分离鉴定与功能验证

生态环境学报 2022年第4期31卷 785-792页

作者：李嘉义孙蔚旻孙晓旭孔天乐李宝琴刘振鸿高品东华大学环境科学与工程学院上海201600 广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650

尾矿污染是全球备受关注的环境问题之一,其产量大、污染风险高,对环境造成了严重的威胁。尾矿条件下的硫氧化过程会产生氢离子,导致尾矿酸化,进而使得金属污染物活化和迁移,对周边环境造成危害。硫氧化微生物作为硫元素生物地球化学循... 详细信息

尾矿污染是全球备受关注的环境问题之一,其产量大、污染风险高,对环境造成了严重的威胁。尾矿条件下的硫氧化过程会产生氢离子,导致尾矿酸化,进而使得金属污染物活化和迁移,对周边环境造成危害。硫氧化微生物作为硫元素生物地球化学循环的重要参与者,其硫氧化代谢途径是尾矿中硫氧化的主要组成部分。因此,加强对尾矿原位条件下微生物驱动的硫氧化过程的理解尤为重要。然而,目前对尾矿中硫氧化微生物的分离鉴定及其对原位环境的影响仍需进一步探讨和解析。针对这一问题,该文以“世界锑都”锡矿山的尾矿为研究对象,采用平板划线法,在硫氧化条件下对尾矿原位微生物种群进行分离纯化,并结合16S rRNA和硫氧化基因(soxB)序列分析对其进行物种鉴定。同时,构建硫氧化条件微宇宙实验体系,对两株具有硫氧化基因的纯菌进行功能验证。除此以外,通过构建尾矿原位条件模拟实验体系,探究尾矿酸化与硫氧化微生物之间的联系。结果显示,该研究成功得到了两株具有硫氧化基因的纯菌,分别为Methyloversatilis sp.LJY-1和Limnobacter sp.LJY-2。硫氧化实验进一步表明,LJY-1是首次被发现的具有硫氧化功能的Methyloversatilis属类,并且LJY-1的硫氧化能力明显强于LJY-2。基于尾矿原位条件模拟实验,证明在尾矿原位条件下,微生物驱动的硫氧化过程显著加剧了尾矿酸化(P<0.05)。针对尾矿不同阶段中含水率的差异,该研究进一步揭示了淹水条件下尾矿酸化过程显著快于湿润条件(P<0.05)。研究结果对尾矿场地的管理和修复具有重要意义。

关键词：尾矿硫氧化微生物硫氧化基因土壤酸化

灌木柳对间歇性河流湿地污水中氮和磷的清除作用

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南京林业大学学报（自然科学版） 2019年第3期43卷 200-204页

作者：王天乐孔进刘茂松南京大学生命科学学院江苏南京210023 山东建筑大学市政与环境学院山东济南250101

【目的】研究灌木柳对流经间歇性河流湿地的富营养化水体中氮、磷的去除效应。【方法】人工模拟间歇性河流湿地,分别经历了长期积水(持续积水90 d)与涝旱交替(积水45 d后干旱45 d)这两种不同地表环境处理后,分两轮,每轮注入人工配制的... 详细信息

【目的】研究灌木柳对流经间歇性河流湿地的富营养化水体中氮、磷的去除效应。【方法】人工模拟间歇性河流湿地,分别经历了长期积水(持续积水90 d)与涝旱交替(积水45 d后干旱45 d)这两种不同地表环境处理后,分两轮,每轮注入人工配制的富营养化污水72 h后,测定灌木柳对水体的净化效果。【结果】栽种灌木柳的实验组对全氮(TN)、全磷(TP)的去除率均超过80%,对NH^+_4-N、PO■-P的去除率均超过90%,高于对应的无灌木柳空白对照组;栽种灌木柳的两个实验组之间对水体的净化能力无显著区别(P>0.05);从净化时效看,灌木柳组对富营养水体中污染物的累积去除率随净化时间增长而升高,而净化效率则逐日降低,单天去除量在每轮的第3天降到最低;长期积水处理后,灌木柳组前后两轮对TP、TN的去除率无显著差异(P>0.05);在涝旱处理后,灌木柳组对前后两轮污水中TP和PO■-P的去除能力也无显著差异(P>0.05)。【结论】灌木柳能够在3 d内有效降低水体中的氮磷含量,适用于间歇性河流湿地的水体净化。

关键词：灌木柳间歇性湿地氮磷水体净化

腹腔镜下近端胃癌切除术式不同对胃食管反流及营养的影响

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腹腔镜下近端胃癌切除术式不同对胃食管反流及营养的影响

作者：孔祥乐青海大学

学位级别：硕士

目的:本研究分析腹腔镜下管状胃成形术与腹腔镜下食管胃前壁吻合术在近端胃癌的临床应用价值,探讨两种手术方式,何种术式可以更好的减轻术后胃食管反流、改善术后营养状况,为近端胃癌的临床治疗提供参考。方法:回顾性分析从2019年9月至2... 详细信息

目的:本研究分析腹腔镜下管状胃成形术与腹腔镜下食管胃前壁吻合术在近端胃癌的临床应用价值,探讨两种手术方式,何种术式可以更好的减轻术后胃食管反流、改善术后营养状况,为近端胃癌的临床治疗提供参考。方法:回顾性分析从2019年9月至2021年6月在青海大学附属医院胃肠外科接受腹腔镜下管状胃成形术与腹腔镜下食管胃前壁吻合术患者的临床资料,收集患者的基本信息(性别、身高、体重、年龄、肿瘤分期、分化程度、BMI),术前营养指标(Alb、Hb、PNI),术中指标(手术时间、术中出血量、肿瘤大小、清扫淋巴结个数))、术后指标(术后第3天、第5天炎症指标(CRP)、术后住院时间、通气时间、拔管时间、术后第1个月、第3个月、第6个月的营养指标(Alb、Hb、PNI)),术后早期并发症例数(肠梗阻、吻合口出血、吻合口漏、胰漏、肺炎、腹腔感染、切口感染、泌尿系感染、胃瘫),术后晚期并发症例数(吻合口狭窄、吻合口溃疡、腹内疝、胆囊炎)及术后随访(Visick分级)等信息,并进行统计学分析。结果:腹腔镜下管状胃组与腹腔镜下食管胃前壁组在年龄(P=0.231)、性别(P=1.000)、BMI(P=0.949)、肿瘤分期(P=0.795)、肿瘤分化程度(P=0.850)上差异均无统计学意义。手术结果与术后并发症:术中出血量(P=0.297)、术后胃周淋巴结清扫个数(P=0.278)、术后肿瘤直径(P=0.886)、术后通气时间(P=0.053)、术后拔管时间(P=0.115)、术后住院时间(P=0.061)、术后炎症指标:术后第3天CRP(P=0.241)、术后第5天CRP(P=0.706)、及术后并发症:早期并发症(P=0.704)、晚期并发症(P=1.000)差异均无统计学意义。术后反流情况Visick分级对比:术后第1个月(P=0.137)无统计学意义,但在术后第3个月(P=0.000)、第6个月(P=0.000)均有统计学意义,随着术后时间的延长,术后第6个月管状胃组Visick分级趋于2级(93.3%),而术后第6个月食管胃前壁组Visick分级趋于3级(63.3%),可见管状胃组的抗反流优势更明显。术前两组营养指标对比:两组术前的Hb(P=0.852)、Alb(P=0.590)、PNI(P=0.705)均无统计学意义,由此可知,术前两组患者的营养状况对术后患者营养状况的变化并无影响。术后两组营养指标对比:除第1个月管状胃组与食管胃前壁组的血红蛋白(Hb)(P=0.121)无统计学意义外,管状胃组术后第3个月、第6个月的Hb、Alb、PNI均显著高于食管胃前壁组,差异均存在统计学意义(P<0.05),且两组术后的Hb、Alb、PNI随着时间的延长均有不同程度的波动,差异有统计学意义(P<0.05),故提示随着时间的变化,管状胃组术后营养状态更佳。结合术后Visick分级情况可知,管状胃组良好的抗反流作用可能是其获得更好营养状态的基础。结论:腹腔镜下管状胃成形术在减轻术后胃食管反流、改善术后营养状况方面比腹腔镜下食管胃前壁吻合术有优势。

关键词：近端胃癌切除管状胃成形术胃食管反流营养状况

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机制砂特性对水泥基材料物理力学性能的影响

机制砂特性对水泥基材料物理力学性能的影响

作者：林天乐浙江大学

学位级别：硕士

机制砂在颗粒级配和颗粒形貌上与天然砂存在巨大差异,并含有大量石粉,对水泥基材料的和易性有显著影响。现有的规范及研究,不足以完全准确表征机制砂的特性,更难揭示其对水泥基材料的定量影响规律。基于此,以标准砂为基准,对机制砂特性... 详细信息

机制砂在颗粒级配和颗粒形貌上与天然砂存在巨大差异,并含有大量石粉,对水泥基材料的和易性有显著影响。现有的规范及研究,不足以完全准确表征机制砂的特性,更难揭示其对水泥基材料的定量影响规律。基于此,以标准砂为基准,对机制砂特性及其对水泥基材料性能的影响开展了试验研究。综合分析12种不同厂家生产的机制砂,其长径比、圆度、棱角度、粗糙度与粒径紧密相关,其中长径比、圆度、粗糙度在0.30 mm～0.60 mm范围内差异最小,而棱角度则在0.60 mm～1.18 mm范围内差异最小。机制砂的长径比为1.470～1.590,大于河砂与标准砂;圆度为0.737～0.793,小于标准砂与河砂;长径比与圆度呈负线性相关,与空隙率呈正相关;圆度与空隙率呈负相关。细颗粒对细骨料比表面积起决定作用,不同机制砂之间的比表面积波动在11.03 m/kg～36.44 m/kg之间,并显著大于标准砂(5.89 m/kg)与河砂(7.86 m/kg)。机制砂的饱和面干吸水率、比表面积与砂浆流动度比呈负相关。相较于标准砂,配合比相同时,机制砂砂浆流动度下降32%～46%,凝灰岩机制砂砂浆抗折、抗压强度分别提高20%左右,但花岗岩机制砂的影响较小;流动度相同时,机制砂砂浆的需水量增加18%～24%,对凝结时间的影响很小,早期抗压、抗折强度分别下降16%～36%和5%～19%,但对后期强度影响较小。相较于标准砂,配合比相同时,由于机制砂的吸水率总体较大,砂浆流动度减小,特别是砂浆的最可几孔径减小、孔径分布向小孔径偏移、中孔占比增加,导致早期收缩普遍增大约38.5%～107.4%;流动度相同时,只有吸水率特别大(2.4%)的机制砂,其砂浆早期收缩增大,其余2组的机制砂砂浆早期收缩影响很小,这是由于水灰比增大,导致机制砂配制的砂浆最可几孔径相应增大,且中孔占比下降。为了使机制砂配制的混凝土与河砂混凝土具有相同的和易性,在坍落度40mm～200 mm、强度等级C20～C45范围内,需要适当提高砂率2%～4%,同时提高0.037～0.080的浆骨比;水灰比相同时,砂率和浆骨比的调整并不影响28d抗压强度,水灰比定则对机制砂混凝土仍然适用;坍落度相同时,随着强度等级的提高,机制砂混凝土浆骨比较河砂混凝土的浆骨比的增量增加。

关键词：机制砂砂浆混凝土比表面积颗粒形貌早期收缩配合比

中国牛科动物分布与种群现状:基于文献计量数据

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生物多样性 2021年第5期29卷 668-679页

作者：陈星官天培蒋文乐李丹丹杨孔李晟西南民族大学青藏高原研究院成都610225 绵阳师范学院四川绵阳621000 北京大学生命科学学院北京100871

牛科是哺乳纲中物种数量最多的有蹄类动物类群,在全球广泛分布,在陆地生态系统中具有重要的生态功能与作用。我国的牛科动物多样性较高,据历史文献记载共有33种。然而,自20世纪中期以来,我国人口快速扩张,社会经济高速发展,对环境改造... 详细信息

牛科是哺乳纲中物种数量最多的有蹄类动物类群,在全球广泛分布,在陆地生态系统中具有重要的生态功能与作用。我国的牛科动物多样性较高,据历史文献记载共有33种。然而,自20世纪中期以来,我国人口快速扩张,社会经济高速发展,对环境改造强度空前,许多野生牛科动物的种群和栖息地受到了极大的影响。因此,历史资料记载的物种分布是否依然符合现状,至今未见系统和全面的评估,不利于对我国动物资源情况的掌握和保护。为此,我们系统检索并分析了2008年至今(2020年8月31日)在国内外公开发表的432篇学术论文,以近年报道的红外相机调查结果为核心,对28种牛科动物的分布以及15种牛科动物的种群现状进行了初步评估。经整理分析:(1)近年公开发表的研究显示,中国目前有确凿分布证据的野生牛科动物有28种,包括16种国家I级和11种国家II级重点保护野生动物,涉及20个生物多样性优先保护区域。其中,红鬣羚(Capricornisrubidus)属于中国新记录物种。(2)在省级区划层面,记录到牛科动物物种数量最多的是西藏(n=11)和甘肃(n=11),其次是新疆(n=10)、青海(n=7),以及四川、内蒙古和云南(均为6种)。(3)分布省域最多的牛科动物是中华鬣羚(Capricornis milneedwardsii,省区,n=16),其次是中华斑羚(Naemorhedus griseus,n=11)和岩羊(Pseudois nayaur,n=8)。(4)据历史资料记载,6种未见分布报道的牛科动物主要分布在西藏、新疆、云南,分别是阿尔泰盘羊(Ovis ammon)、哈萨克盘羊(O.collium)、大额牛(Bos frontalis)、野水牛(B.arnee)、爪哇野牛(B.javanicus)和缅甸斑羚(Naemorhedus evansi)。(5)中华斑羚、赤斑羚(Naemorhedus baileyi)、中华鬣羚、岩羊、北山羊(Capra sibirica)、野牦牛(Bubalus arnee)在IUCN公布的分布区外有新分布记录,建议及时修订和更新。本研究首次对中国牛科动物的分布以及种群现状进行了较客观和全面的评价,为后续调查需要重点关注的物种和区域以及未来的研究提供参考。

关键词：物种多样性偶蹄目有蹄类生物多样性监测物种编目优先保护区域

贵阳奥陶系湄潭组海林檎Hemicosmitoid和Glyptocystitoid多样性及古地理分布

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吉林大学学报:地球科学版 2023年第5期53卷 1380-1390页

作者：李佳乐兰天王约贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025

棘皮动物是最原始的动物门类之一,其多样性及古地理分布对于研究多细胞动物的起源和早期演化至关重要。本文对贵阳乌当地区湄潭组棘皮动物化石进行整理,进行了系统古生物学鉴定,并统计了奥陶纪海林檎属种的古地理分布情况。结果表明:其... 详细信息

棘皮动物是最原始的动物门类之一,其多样性及古地理分布对于研究多细胞动物的起源和早期演化至关重要。本文对贵阳乌当地区湄潭组棘皮动物化石进行整理,进行了系统古生物学鉴定,并统计了奥陶纪海林檎属种的古地理分布情况。结果表明:其萼板来自于海蕾亚门(Blastozoa)孔菱海林檎目(Rhombifera)中的雕刻海林檎超科(Glyptocystitoida)和半海林檎超科(Hemicosmitoida),奥陶纪海林檎存在湄潭组Polycosmites和Macrocystella属。这一发现增加了海林檎化石的新地点和新层位记录,扩大了其在扬子板块的层位和生物古地理分布范围,同时也揭示了贵阳乌当地区棘皮动物的多样性,提供了早奥陶世棘皮动物辐射演化的新信息。

关键词：棘皮动物湄潭组奥陶纪古地理贵阳