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厌氧氨氧化细菌的混合营养代谢机制研究进展

中国环境科学 2025年

作者：张慕琦王乙橙晏鹏陈猷鹏重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室

厌氧氨氧化细菌(AnAOB)生长缓慢且对环境变化敏感，限制了厌氧氨氧化(Anammox)工艺的工程应用.最新研究表明，AnAOB并非严格化能自养微生物.本文总结了具有混合营养代谢潜力的AnAOB菌株及其混合营养代谢途径研究进展，并展望了未来研究... 详细信息

厌氧氨氧化细菌(AnAOB)生长缓慢且对环境变化敏感，限制了厌氧氨氧化(Anammox)工艺的工程应用.最新研究表明，AnAOB并非严格化能自养微生物.本文总结了具有混合营养代谢潜力的AnAOB菌株及其混合营养代谢途径研究进展，并展望了未来研究方向和工程意义.研究表明， AnAOB的混合营养代谢受C/N比、有机物浓度和种类等因素影响，但对不同菌株代谢速率与适应性的全面分析尚不足.先进的同位素标记和单细胞技术能够帮助深入揭示AnAOB吸收和代谢小分子有机物的途径.组学预测结果表明，AnAOB通过还原性乙酰辅酶A途径固定无机碳，并具备氧化小分子有机物的多种途径，但具体机制仍存争议.

关键词：厌氧氨氧化细菌(AnAOB) 混合营养代谢无机碳固定异化硝酸盐还原为铵(DNRA) 小分子有机物

降雨强度对含碎石坡耕地侵蚀泥沙有机碳组分流失特征的影响

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水土保持研究 2025年第2期32卷 24-33页

作者：施伟豪赵冰琴高儒章张兴凤吴欣朱万庆夏栋许文年三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水泥基生态修复技术湖北省工程研究中心湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

[目的]明确含碎石坡耕地有机碳组分在不同雨强和碎石含量下的流失特征,进而为坡耕地有机碳流失的防治提供科学支撑。[方法]以含碎石坡耕地黄棕壤为研究对象,在4种碎石含量(0,10%,20%和30%)下以不同降雨强度(60,90,120 mm/h)进行了人工... 详细信息

[目的]明确含碎石坡耕地有机碳组分在不同雨强和碎石含量下的流失特征,进而为坡耕地有机碳流失的防治提供科学支撑。[方法]以含碎石坡耕地黄棕壤为研究对象,在4种碎石含量(0,10%,20%和30%)下以不同降雨强度(60,90,120 mm/h)进行了人工模拟降雨试验。[结果](1)在侵蚀泥沙中细砂粒含量最高(>50%),中活性有机碳含量最高,在碎石含量为20%时,有机碳流失量最多,且以中活性有机碳流失为主;(2)雨强和各有机碳流失含量呈极显著负相关(p<0.01),碎石含量和非活性有机碳流失含量呈显著正相关(p<0.05);(3)雨强主要通过影响粗砂粒、细砂粒来正向影响活性较高有机碳流失,而碎石含量主要通过影响黏粒来正向影响活性低的有机碳流失,雨强(60.2%)对于侵蚀泥沙和有机碳的流失影响程度大于碎石含量(39.8%)。[结论]雨强和碎石的增加都会加快各有机碳的流失速率和流失量,建议坡耕地进行去碎石化处理并将碎石含量保持在10%以下。

关键词：模拟降雨碎石含量团聚体有机碳组分

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碎石及狗牙根覆盖对坡面波浪侵蚀影响研究

草业学报 2025年第1期 55-65页

作者：肖海陈珠宝夏振尧朱庆文刘德玉向瑞张伦三峡库区地质灾害教育部重点实验室三峡大学土木与建筑学院三峡库区生态环境教育部工程研究中心

波浪侵蚀是三峡库区消落带的主要侵蚀类型，植被、碎石均可有效的控制波浪侵蚀，但是碎石-植被协同作用下对波浪侵蚀的影响尚不清楚。本研究通过设置3种狗牙根覆盖度和9种碎石条件，以裸坡为对照，利用波浪冲刷试验分析不同条件下波压... 详细信息

波浪侵蚀是三峡库区消落带的主要侵蚀类型，植被、碎石均可有效的控制波浪侵蚀，但是碎石-植被协同作用下对波浪侵蚀的影响尚不清楚。本研究通过设置3种狗牙根覆盖度和9种碎石条件，以裸坡为对照，利用波浪冲刷试验分析不同条件下波压力和波浪侵蚀率，揭示碎石单一因素、植被单一因素和碎石-植被协同作用下对波浪侵蚀的影响。研究结果表明：碎石覆盖单一因素可有效消能26.49%～86.52%、减蚀8.70%～73.91%，波压力、侵蚀率随碎石粒径减小、覆盖厚度增加而减小。植被覆盖单一因素可有效消能4.10%～46.36%、减蚀19.56%～77.17%，波压力、侵蚀率随覆盖度增加而减小。碎石-植被协同措施消能减蚀效果优于单一措施，碎石-植被协同作用可有效消能28.95%～94.74%、减蚀28.20%～80.43%，协同措施下波压力、侵蚀率随碎石粒径的增大而增加却随碎石覆盖厚度、狗牙根覆盖度的增大而减小，在碎石粒径5～10 mm、碎石覆盖厚度60 mm、狗牙根覆盖度60%～70%时效果最好。多因素方差分析表明协同措施中波压力、侵蚀率的减少是碎石覆盖和植被覆盖的综合作用结果，其中对波压力的影响程度为碎石覆盖厚度>碎石粒径>植被覆盖度，而对波浪侵蚀率的影响程度为植被覆盖度>碎石层厚度>碎石粒径。本研究表明碎石-植被协同措施能有效达到消能减蚀的作用，可以作为岸坡土体波浪侵蚀控制的可持续性生态友好型的治理技术。该研究结果可以为消落带生态治理与生态重建实践提供指导和借鉴。

关键词：碎石狗牙根波浪压力波浪侵蚀率消落带

菲在土壤线蚓（Enchytraeus crypticus）体内的毒代动力学

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土壤学报 2025年

作者：肖乃川由乐林刘家文代文才张婷婷高明西南大学资源环境学院三峡库区农业面源污染控制工程技术研究中心

土壤线蚓（Enchytraeus crypticus）作为广泛应用于毒理学研究和土壤环境风险评估的模式物种，对土壤中多环芳烃（PAHs）表现出低敏感性，但缺乏相关的毒代动力学研究。选择菲作为PAHs的模式污染物，通过室内培养试验探讨了不同浓度(20... 详细信息

土壤线蚓（Enchytraeus crypticus）作为广泛应用于毒理学研究和土壤环境风险评估的模式物种，对土壤中多环芳烃（PAHs）表现出低敏感性，但缺乏相关的毒代动力学研究。选择菲作为PAHs的模式污染物，通过室内培养试验探讨了不同浓度(20、40和80 mg·kg-1)下菲在E. crypticus体内的毒代动力学过程。结果显示，菲在暴露初期迅速积累并达到稳态，吸收阶段末期线蚓体内的菲浓度分别为47.83±11.69、106.8±15.52和364.1±51.11mg·kg-1；消除阶段表现出先快后慢的特征，消除速率随时间推移逐渐减缓。随着暴露浓度的增加，吸收速率常数显著上升，而消除速率常数下降，导致生物富集系数显著提高。E. crypticus对菲表现出较高的耐受性和生物积累潜力，在高暴露浓度下，菲在其体内显著积累并可能产生持久性残留，对土壤生态系统构成潜在威胁。综合拟合模型准确反映了动态特征，但高污染环境下的风险评估需要更加谨慎。PAHs在不同暴露浓度下的吸收、积累和消除特征差异可能对环境风险评估产生不同影响，因此在评估过程中应予以充分考虑，同时应特别关注低敏感性物种的特例，以更准确地评估PAHs污染物的生态风险。

关键词：多环芳烃线蚓(Enchytraeus crypticus) 吸收和消除生物富集系数毒代动力学

城市湖泊(星湖)沉积物中微塑料赋存特征和生态风险

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中国环境科学 2025年

作者：李波谢建雲洪滨蔡宴朋彭进平李博文贾群坡重庆三峡学院三峡库区水环境演变与污染防治重庆市重点实验室广东工业大学生态环境与资源学院大湾区城市环境安全与绿色发展教育部重点实验室广东工业大学环境生态工程研究院广东省流域水环境治理与水生态修复重点实验室生态环境部华南环境科学研究所广东工业大学轻工化工学院生态环境部黄河流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心

随着我国湖泊环境质量的持续改善，微塑料的赋存特征和生态风险正受到人们的高度关注.本研究以粤港澳大湾区典型城市湖泊(星湖)为研究区，使用密度浮选方法提取了表层沉积物中的微塑料，呈现了微塑料的时空赋存特征，揭示了微塑料的潜... 详细信息

随着我国湖泊环境质量的持续改善，微塑料的赋存特征和生态风险正受到人们的高度关注.本研究以粤港澳大湾区典型城市湖泊(星湖)为研究区，使用密度浮选方法提取了表层沉积物中的微塑料，呈现了微塑料的时空赋存特征，揭示了微塑料的潜在生态风险，并对微塑料丰度的空间自相关性进行了分析.结果表明，丰水期和枯水期星湖表层沉积物中微塑料平均丰度分别为(637±392) particles/kg和(1765±883) particles/kg，颜色以蓝色和黑色为主，形状以线条为主，尺寸集中在100～2000μm范围，人造丝、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯均是主要的聚合物类型.不同时期，星湖表层沉积物中微塑料丰度均具有强烈的空间自相关性，其微塑料采样间隔应低于435m.同时，丰水期和枯水期星湖表层沉积物中微塑料综合潜在生态风险指数平均值分别为53.09和344.08，分别处于轻微和很强风险水平.

关键词：星湖沉积物微塑料赋存特征空间自相关性生态风险

非水溶性席夫碱铁疏水异相光催化降解有毒有机污染物

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高等学校化学学报 2011年第1期32卷 105-112页

作者：曹婷婷邹彩琼罗光富陈登霞赵小蓉李瑞萍黄应平三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002

通过化学方法合成了疏水性金属有机复合物双(水杨醛)邻苯二胺席夫碱铁(Fe-bis-Schiff-base-salicy-laldehyde-o-phenylenediamine,Fe-SPA).在水溶性介质体系中,以Fe-SPA疏水特性作为异相光催化剂降解有毒有机污染物,在pH=7.20介质及可见... 详细信息

通过化学方法合成了疏水性金属有机复合物双(水杨醛)邻苯二胺席夫碱铁(Fe-bis-Schiff-base-salicy-laldehyde-o-phenylenediamine,Fe-SPA).在水溶性介质体系中,以Fe-SPA疏水特性作为异相光催化剂降解有毒有机污染物,在pH=7.20介质及可见光(λ>420 nm)照射下,通过Fe-SPA活化H2O2降解有毒有机污染物罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP),研究了Fe-SPA的光催化特性.在实验条件下,反应150 min,RhB褪色完全;反应300 min,MB褪色完全;反应10 h,2,4-DCP降解率达到65%.采用电子顺磁共振(ESR)跟踪测定活性氧化物种,检测到催化体系中产生的高氧化活性羟基自由基.通过RhB体系降解过程中的紫外-可见光谱和红外光谱分析表明,目标底物可有效降解且最终转化为胺类和羧酸类小分子.在水溶性介质体系中,Fe-SPA以疏水特性作为异相光催化剂具有良好的稳定性,循环使用5次后,光催化活性基本稳定.

关键词：铁席夫碱光催化有毒有机污染物

超氧化物歧化酶对TiO_2光催化损伤DNA的影响

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化学学报 2010年第23期68卷 2463-2470页

作者：王晓星顾彦陈登霞方艳芬黄应平三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002

以小牛胸腺DNA为对象,在超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)存在下,研究了纳米二氧化钛(TiO2)光催化对DNA损伤特性及SOD对TiO2光催化损伤DNA的影响.采用凝胶电泳和高效液相色谱(HPLC)分析法,探讨了DNA的损伤程度.运用生物标准样8... 详细信息

以小牛胸腺DNA为对象,在超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)存在下,研究了纳米二氧化钛(TiO2)光催化对DNA损伤特性及SOD对TiO2光催化损伤DNA的影响.采用凝胶电泳和高效液相色谱(HPLC)分析法,探讨了DNA的损伤程度.运用生物标准样8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2'-deoxyguanosine,8-OHdG)为内标物并通过高效液相色谱-电喷雾离子化串联质谱联用技术(HPLC-ESI-MS/MS)对DNA损伤产物进行了跟踪分析,采用过氧化物酶催化分光光度法及顺磁共振技术(ESR)跟踪测定TiO2光催化DNA损伤过程中H2O2和氧化物种的变化,探讨了DNA氧化损伤机理.结果表明,在实验条件下紫外光照(UV,λ=200～275 nm),Dark/TiO2和UV/TiO2体系中,DNA氧化损伤程度为UV/TiO2>UV>Dark/TiO2.光催化260 min DNA损伤99%,反应动力学常数K=7.82×10-3 min-1.抗氧化剂SOD具有清除光催化体系中超氧自由基(.O·2)的能力,可以抑制DNA的损伤,反应动力学常数K=2.27×10-3 min-1.8-OHdG为DNA损伤中鸟嘌呤氧化的特异产物,UV及光催化体系对DNA损伤主要涉及.O 2·及羟基自由基(·OH)历程,光催化体系对DNA损伤伴随有深度氧化(矿化)过程,实验条件下12 h DNA矿化75.06%.

关键词：小牛胸腺DNA DNA损伤光催化超氧化物歧化酶

席夫碱铁-TiO_2复合物光催化降解有毒有机污染物

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化学学报 2011年第12期69卷 1438-1444页

作者：曹婷婷罗光富邹彩琼赵小蓉李瑞萍黄应平三峡库区生态环境教育部工程研究中心(三峡大学) 宜昌443002

运用化学合成方法制备了双(5-磺酸钠水杨醛)邻苯二胺席夫碱[N,N'-Bis-schiff-base-5-sulfonate-salicylalidene-o-phenylenediamine sodium,SSPA]铁(III)配合物(FeSSPA),采用无机钛盐醇解法制备了席夫碱铁-TiO2复合物催化剂(FeSSPA-TiO2).通过紫外-可见反射光谱(UV-Vis DRS)、透射电镜(TEM)对制备催化剂进行了表征.利用FeSSPA-TiO2可见光(λ>420 nm)激发活化分子氧降解有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)、无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)及水杨酸(Salicylic acid,SA),研究了FeSSPA-TiO2的光催化性能.结果表明,FeSSPA-TiO2光催化剂在pH 6.7,可见光照射条件下,80 min RhB褪色率达到100%,20 h小分子2,4-DCP,SA的降解率分别达到67%,100%.在实验条件下,33 h对RhB矿化率达到70.5%.通过反应过程中氧化物种的测定,发现降解过程主要涉及超氧自由基(·O-2)的氧化机理.

关键词：席夫碱铁 TiO2 复合物光催化

富Mn鸢尾生物炭的制备及在类Fenton体系中的应用

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高等学校化学学报 2019年第12期40卷 2598-2605页

作者：牛慧斌顾彦张常安黄应平方艳芬三峡大学生物与制药学院三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌 443002

通过在N2气氛围下热裂解富集Mn的鸢尾可得到Mn/生物炭(BC)材料,并按植物叶(Leaf)和根部(Root)分别将其分别命名为BC-L0,BC-L1,BC-L2,BC-R0,BC-R1和BC-R2.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)仪、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(... 详细信息

通过在N2气氛围下热裂解富集Mn的鸢尾可得到Mn/生物炭(BC)材料,并按植物叶(Leaf)和根部(Root)分别将其分别命名为BC-L0,BC-L1,BC-L2,BC-R0,BC-R1和BC-R2.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)仪、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、原子吸收光谱(AAS)和比表面积分析(BET)仪等对Mn/生物炭材料的Mn含量、化学组成与形貌进行了表征,发现鸢尾叶部为Mn主要富集部位,最大富集量为13. 0 mg/g,且Mn以Mn2O3薄片存在于生物炭表面.利用Mn/生物炭与H2O2构建了类Fenton体系,在中性条件下BC-L2-H2O2体系对有机污染物罗丹明B (Rh B,3×10^-5mol/L)的降解率达到50%(180 min),表明该体系具备氧化去除RhB的能力,并推测了该体系对RhB的催化氧化机理.结果表明,先将Mn超富集植物转化为Mn/生物炭材料,再通过添加H2O2能构建具有氧化能力的类Fenton体系,可用于对有机污染物的降解,实现"以废治废"的绿色循环思路,为Mn富集的植物后续处理提供一种新的转化及应用方式.

关键词：锰污染类Fenton体系生物炭超富集植物以废治废