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亚硝酸盐对硫酸根自由基降解卤代酚的影响

中国环境科学 2024年第6期44卷 3395-3407页

作者：桂静婧刘佳婷杨培增陈静季跃飞陆隽鹤南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095

系统研究了亚硝酸盐(NO_(2)^(-))对硫酸根自由基(SO_(4)^(•-))降解溴酚和氯酚的影响.结果表明,NO_(2)^(-)的加入明显促进了溴酚的降解,而氯酚的降解仅受到轻微促进;此外,两者都转化生成了有毒硝基产物.研究发现,卤代酚在SO_(4)^(•-)氧... 详细信息

系统研究了亚硝酸盐(NO_(2)^(-))对硫酸根自由基(SO_(4)^(•-))降解溴酚和氯酚的影响.结果表明,NO_(2)^(-)的加入明显促进了溴酚的降解,而氯酚的降解仅受到轻微促进;此外,两者都转化生成了有毒硝基产物.研究发现,卤代酚在SO_(4)^(•-)氧化过程中发生脱卤反应,脱下来的卤离子被SO_(4)^(•-)氧化为卤自由基和自由卤.其随后和中间产物甚至母体反应,生成卤代副产物,如卤仿和卤乙酸.若反应过程中存在NO_(2)^(-),首先,原位生成的活性卤物质能够被NO_(2)^(-)迅速捕获,生成强氧化性的硝酰卤.硝酰卤进攻卤代酚,导致其加速降解并生成硝基副产物.其次,NO_(2)^(-)被SO_(4)^(•-)氧化生成二氧化氮自由基(NO2•),其随后与卤代酚转化生成的酚氧自由基中间体结合,同样产生大量硝基卤代产物.数据显示,硝基溴酚的种类更多且产量更高.当加入200μmol/L NO_(2)^(-),溶液中硝基溴酚和硝基氯酚的总生成量最高分别可至9.2和5.7μmol/L.这是因为在SO_(4)^(•-)氧化过程中,溴酚较氯酚更容易发生脱卤反应,因此NO_(2)^(-)对溴酚转化行为的影响更显著.研究揭示了SO_(4)^(•-)氧化技术应用于地下环境中降解卤代污染物时的潜在风险,并对该过程中氮素和卤素的相互转化提供了新的见解.

关键词：溴酚氯酚硫酸根自由基亚硝酸盐硝酰卤硝基副产物

植物套作系统修复镉污染农田土壤的效应——以苏南地区为例

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3289-3300页

作者：徐双圆朱家辉王栋茹占新华南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095

为了研究不同套作模式对苏南地区Cd污染农田土壤的修复效果,选用能在苏南地区生长的伴矿景天、东南景天、苋菜和龙葵4种Cd超富集植物与大豆、油菜和小麦3种常规作物在Cd污染农田土壤中进行单作和套作修复试验.结果显示,与油菜套作后,4... 详细信息

为了研究不同套作模式对苏南地区Cd污染农田土壤的修复效果,选用能在苏南地区生长的伴矿景天、东南景天、苋菜和龙葵4种Cd超富集植物与大豆、油菜和小麦3种常规作物在Cd污染农田土壤中进行单作和套作修复试验.结果显示,与油菜套作后,4种超富集植物的Cd吸收量均有所增加,其中东南景天增幅最大,地上部Cd含量比单作增加24.4%;与小麦套作后,东南景天对Cd的吸收有所增加,地上部Cd含量比单作增加2.75%,龙葵和苋菜对Cd的吸收变化不显著,说明与油菜和小麦套作均能促进东南景天对Cd的吸收.套作伴矿景天减少了大豆根部Cd含量,套作苋菜和龙葵显著降低大豆茎、叶部分的Cd含量;套作模式下油菜根、茎的Cd含量均显著降低,叶片Cd含量受套作影响不显著;套作均显著降低了小麦的Cd含量,表明套作能抑制作物对Cd的吸收.此外,东南景天-油菜模式下Cd总积累量和土壤Cd去除率最高,为1343μg/盆和16.4%;东南景天-小麦次之,为1053μg/盆和9.8%.因此,东南景天-油菜/小麦两种套作模式均是苏南地区Cd污染农田土壤的适宜植物套作修复模式.研究结果可为该地区Cd污染农田修复同时安全利用提供科学依据和技术支持.

关键词：植物修复套作镉东南景天油菜

不同微生物菌肥对滨海盐渍土土壤质量及玉米产量的影响

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环境科学 2024年第7期45卷 4279-4292页

作者：叶静陈影屈爽赵文超河北农业大学资源与环境科学学院保定071000 河北农业大学国土资源学院保定071000 河北省农田生态环境重点实验室保定071000

微生物菌肥改良盐渍土具有高效环保的特点,施用功能性微生物菌肥对滨海地区盐渍障碍绿色消减和土壤质量提升有重要意义.试验基于河北省滨海地区中度盐渍土,以玉米为指示作物,在常规化肥施用基础上设置施加推荐用量的不同微生物菌肥T1(... 详细信息

微生物菌肥改良盐渍土具有高效环保的特点,施用功能性微生物菌肥对滨海地区盐渍障碍绿色消减和土壤质量提升有重要意义.试验基于河北省滨海地区中度盐渍土,以玉米为指示作物,在常规化肥施用基础上设置施加推荐用量的不同微生物菌肥T1(常规化肥750 kg·hm^(-2)+复合菌剂75 kg·hm^(-2))、T2(常规化肥750 kg·hm^(-2)+巨大芽孢杆菌300 kg·hm^(-2))、T3(常规化肥750kg·hm^(-2)+胶冻芽孢杆菌300 kg·hm^(-2))、T4(常规化肥750 kg·hm^(-2)+有机硅肥600 kg·hm^(-2))、T5(常规化肥750 kg·hm^(-2)+生物有机肥600 kg·hm^(-2))、T6(常规化肥750 kg·hm^(-2)+活性微藻15 kg·hm^(-2))和仅施化肥750 kg·hm^(-2)(CK)7个处理,研究玉米两个关键时期(大喇叭口期和成熟期)不同微生物菌肥对土壤养分、盐分、细菌群落和玉米产量与经济效益的影响.结果表明,相较CK,T1显著提高了全生育期土壤全氮(TN)和有效磷(AP)含量;成熟期土壤有机质(OM)含量较大喇叭口期平均增加10.35%,但各处理间无显著性差异;相较于CK,T5和T6显著降低了全生育期土壤全盐量和Ca^(2+)含量,平均降低14.51%~18.48%和24.25%~25.51%.T1显著提高全生育期细菌多样性指数,较CK提高了45.16%;土壤优势菌门为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,优势菌属为芽孢杆菌属和Geminicoccaceae.研究区细菌群落最丰富的功能是化能异养和需氧化能异养,平均相对丰度为28.89%和27.11%,T3和T6显著提高土壤氮循环功能.冗余分析(RDA)结果表明,Na^(+)、SO_(4)^(2-)、p H和EC是驱动细菌群落结构的重要因素,相关性热图显示Na^(+)、SO_(4)^(2-)、pH和EC主要与浮霉菌门呈显著正相关,土壤OM和TN与蓝细菌显著正相关.相较CK,T6在生育期内增加了蓝细菌的相对丰度,优化了细菌群落结构.使用推荐用量的菌肥T1和T6分别提高了7.31%~24.83%的玉米产量和9.05%~23.23%的经济效益;土壤化学性质与产量相关性分析结果初步揭示了EC、AP、HCO3-和Mg^(2+)是限制滨海地区土壤生产力的障碍因子.综上,推荐用量下使用复合菌剂(T1)和活性微藻(T6)可显著提升土壤养分、降低盐分和改善土壤细菌群落结构多样性,既保证了玉米增产增效,又实现了微生物菌肥高效利用和土壤质量提升.

关键词：微生物菌肥盐渍土改良细菌多样性玉米产量滨海地区

亚硝酸盐对硫酸根自由基氧化降解卤代酚的影响

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中国环境科学 2024年

作者：桂静婧刘佳婷杨培增陈静季跃飞陆隽鹤南京农业大学资源与环境科学学院

硫酸根自由基(SO4·-)高级氧化技术被广泛应用于土壤和地下水污染修复。然而，SO4·-的强氧化性使得它在高效降解有机污染物的同时，也能够和环境中某些无机离子反应，从而带来一定的负面影响。本实验系统研究了亚硝酸盐(NO2-)对SO4·-... 详细信息

硫酸根自由基(SO4·-)高级氧化技术被广泛应用于土壤和地下水污染修复。然而，SO4·-的强氧化性使得它在高效降解有机污染物的同时，也能够和环境中某些无机离子反应，从而带来一定的负面影响。本实验系统研究了亚硝酸盐(NO2-)对SO4·-氧化降解溴酚和氯酚的影响。结果表明，NO2-的加入明显促进了溴酚的降解，而氯酚的降解仅受到轻微促进；与此同时产生了有毒有害的硝基副产物，其中硝基溴酚产物的种类更多、产量更高。研究发现，卤代酚在SO4·-氧化过程中发生脱卤反应，脱下来的卤离子被SO4·-氧化为卤自由基和自由卤。它们随后和中间产物甚至母体反应，生成卤代副产物。若该反应过程中存在NO2-，首先，原位生成的活性卤物质能够被NO2-迅速捕获，生成强氧化性的硝酰卤。硝酰卤进攻母体，导致其加速降解并产生硝基副产物。其次，NO2-被SO4·-氧化生成二氧化氮自由基(NO2·)，NO2·随后与卤代酚转化生成的酚氧自由基中间体结合，产生大量硝基卤代副产物。在SO4·-氧化过程中，溴酚较氯酚更容易发生脱卤反应，因此NO2-对溴酚转化行为的影响更显著。本研究揭示了SO4·-氧化技术应用于地下环境中降解卤代污染物时的潜在风险，并对该过程中氮素和卤素的相互转化提供了新的见解。

关键词：溴酚氯酚硫酸根自由基亚硝酸盐硝酰卤硝基副产物

纳米银及不同形态银化合物对氨氧化细菌Nitrosomonas europaea的胁迫效应

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南京农业大学学报 2024年

作者：王鑫凤黄亚惠唐珠杨新萍南京农业大学资源与环境学院环境科学与工程系

[目的]本文旨在探究纳米银(AgNPs)及不同形态银化合物对氨氧化细菌Nitrosomonas europaea的抑制效应，并揭示其对N. europaea的胁迫机制，为评估AgNPs及其在环境中转化形成的银化合物的生态风险提供基础数据。[方法]分别将AgNPs和不同... 详细信息

[目的]本文旨在探究纳米银(AgNPs)及不同形态银化合物对氨氧化细菌Nitrosomonas europaea的抑制效应，并揭示其对N. europaea的胁迫机制，为评估AgNPs及其在环境中转化形成的银化合物的生态风险提供基础数据。[方法]分别将AgNPs和不同形态的银化合物加入N. europaea培养液，培养12 h后收集菌体，扫描电镜观察细胞形态，检测菌体中丙二醛(malondialdehyde，MDA)、乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase，LDH)、活性氧(reactive oxygen species，ROS)以及还原型谷胱甘肽(glutathione，GSH)含量，紫外分光光度法和邻苯三酚法测定抗氧化酶，即过氧化氢酶(catalase，CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性。[结果]扫描电镜图像显示，在AgNPs和Ag+、Ag2O、Ag2SO4、Ag2CO3、AgCl各自对应的EC80胁迫下，N. europaea细胞形态呈现不同程度的损伤，84.4 μg·L-1AgNPs和10.11 μg·L-1Ag2SO4胁迫下的N. europaea细胞受损明显，而203.37 μg·L-1Ag2CO3处理下的N. europaea细胞形态几乎无影响；但在AgNPs和不同形态银化合物胁迫下，N. europaea胞内MDA和LDH含量与不添加任何处理的对照组(CK)相比仅轻微上升，菌株细胞膜没有渗漏；与CK相比，各处理组在EC80胁迫下，N. europaea胞内ROS水平均出现显著(P环境中可能转化形成的Ag+、Ag2O、Ag2SO4、Ag2CO3、AgCl等形态均可导致N. europaea出现氧化应激现象，评估AgNPs对污水生物处理系统的环境风险应该考虑其在污水中不同赋存形态带来的胁迫效应。

关键词：纳米银银化合物氨氧化细菌氧化应激膜损伤

铜-硫共存影响稻田土壤CH和NO排放的浓度效应及其机制

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中国环境科学 2024年

作者：冯廉洁龚叶莎丁敏蒋静艳南京农业大学资源与环境科学学院

为探究酸性稻田土壤中铜(Cu)和硫(S)共存对温室气体排放的影响，本研究模拟土壤淹水环境开展室内培养实验，以尿素为氮源分别设置CK、CuCl2和CuSO4(5、50和100mgCu/kg)、KCl和K2SO4(阴离子浓度分别与6种Cu处理一致)13种处理，考虑重金... 详细信息

为探究酸性稻田土壤中铜(Cu)和硫(S)共存对温室气体排放的影响，本研究模拟土壤淹水环境开展室内培养实验，以尿素为氮源分别设置CK、CuCl2和CuSO4(5、50和100mgCu/kg)、KCl和K2SO4(阴离子浓度分别与6种Cu处理一致)13种处理，考虑重金属在土壤中充分老化，共培养128d。结果表明：在长期淹水条件下，酸性土壤显著促进铜硫处理中有效Cu和易溶S释放(P 0.05)。与CuCl2处理相比，CH4和N2O排放在中、高浓度CuSO4处理中显著降低(P<0.05)。Cu-S作用机制表现为：与Cu单一处理相比，Cu-S共存在CH4排放过程中通过降低产甲烷古菌功能基因(mcrA)和产甲烷细菌功能基因(16S rRNA-CH4)丰度减少CH4产生；在N2O排放过程中于培养前期(0～35d)增加氨单加氧酶功能基因(AOB amoA)丰度促进硝化过程N2O产生，培养后期(35～128d)提高氧化亚氮还原酶功能基因(nosZ)丰度促进N2O还原减少了N2O排放。本研究表明变价阴离子可显著影响重金属阳离子参与下温室气体产生的微生物过程，该交互过程的研究对正确评价重金属污染背景下的农田土壤温室气体排放具有重要意义。

关键词：稻田土壤温室气体排放 Cu SO 浓度效应

植物套作系统修复苏南地区镉污染农田土壤的效应

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中国环境科学 2024年

作者：徐双圆朱家辉王栋茹占新华南京农业大学资源与环境科学学院

镉（Cd）超标是苏南地区农田土壤面临的主要环境问题之一，然而，迄今鲜有适宜苏南地区Cd污染农田土壤的植物套作修复模式报道。为了研究不同套作模式对苏南地区Cd污染农田土壤的修复效果，本文选用能在苏南地区生长的伴矿景天、东南景... 详细信息

镉（Cd）超标是苏南地区农田土壤面临的主要环境问题之一，然而，迄今鲜有适宜苏南地区Cd污染农田土壤的植物套作修复模式报道。为了研究不同套作模式对苏南地区Cd污染农田土壤的修复效果，本文选用能在苏南地区生长的伴矿景天、东南景天、苋菜和龙葵四种Cd超富集植物与大豆、油菜和小麦三种常规作物在Cd污染农田土壤中进行单作和套作修复试验。结果显示，与油菜套作后，四种超富集植物的Cd吸收量均有所增加；与小麦套作后，东南景天对Cd的吸收有所增加，龙葵和苋菜对Cd的吸收变化不显著，说明与油菜和小麦套作均能促进东南景天对Cd的吸收。套作伴矿景天减少了大豆根部Cd含量，套作苋菜和龙葵显著降低大豆茎、叶部分的Cd含量；套作模式下油菜根、茎的Cd含量均显著降低，叶片Cd含量受套作影响不显著；套作均显著降低了小麦的Cd含量，表明套作能抑制作物对Cd的吸收。此外，东南景天-油菜模式下Cd总积累量和土壤Cd去除率最高，东南景天-小麦次之。因此，东南景天-油菜/小麦两种套作模式均是苏南地区Cd污染农田土壤的适宜植物套作修复模式。研究结果可为该地区Cd污染农田的边安全利用边修复提供科学依据和技术支持。

关键词：植物修复套作镉东南景天油菜

不同覆膜处理对晋南旱塬麦田土壤微生物功能多样性的影响

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农业资源与环境学报 2024年

作者：吴敏任少聪尚妍萌谢英荷李廷亮孟会生郝鲜俊张杰山西农业大学资源环境学院山西农业大学农业资源与环境国家级实验教学示范中心华中农业大学资源与环境学院南京农业大学资源与环境科学学院

通过研究不同覆膜处理对晋南旱塬麦田土壤微生物的碳源利用差异，从微生物功能多样性角度探索当地最佳覆膜方式，为小麦增产提供理论依据。本研究在旱作小麦长期定位试验田中采集无膜（CK）、垄膜沟播（RMFS）和平膜穴播（FMD）3个处理... 详细信息

通过研究不同覆膜处理对晋南旱塬麦田土壤微生物的碳源利用差异，从微生物功能多样性角度探索当地最佳覆膜方式，为小麦增产提供理论依据。本研究在旱作小麦长期定位试验田中采集无膜（CK）、垄膜沟播（RMFS）和平膜穴播（FMD）3个处理的表层土样（0～20 cm），采用Biolog-ECO微平板法测定微生物群落的碳源利用能力和功能多样性。结果表明：与CK相比，两种覆膜处理均能提高土壤微生物对碳水化合物、酚酸类、羧酸类和氨基酸类碳源的利用能力。其中，FMD处理下微生物对碳源利用的AWCD（Average Well Color Development，平均颜色变化率）值、丰富度指数（23.67）以及多样性指数（4.37）均显著高于其他处理（P<0.05）；主成分分析和聚类热图表明土壤微生物对碳源的利用在各处理间发生明显分异；相关性网络图表明两种覆膜处理均促进了微生物对多种碳源的利用（共170个相关性事件，其中127个正相关事件）；影响碳源利用的主要因子为积温（r=0.63，P=0.001）、产量（r=0.63，P=0.001）和硝态氮（r=0.37，P=0.047），且与多聚物、碳水化合物和羧酸类碳源的利用显著相关（P<0.05）。研究表明，覆膜处理有助于晋南旱塬麦田土壤微生物功能多样性的提升，尤其是平膜穴播，结合小麦增产效果来看，是一种适合在晋南黄土旱塬小麦种植区推广的覆膜方式。

关键词：覆膜处理土壤微生物碳源利用功能多样性相关性网络

饮用水消毒工艺对抗生素耐药性风险的影响及其机理

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环境工程学报 2024年第4期18卷 1192-1202页

作者：黄鸿彬汪淑雅王文豪于起东贾舒宇南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

为探究饮用水消毒工艺对耐药性风险的影响及其机制,本研究模拟了中试运行条件下不同消毒工艺的运行,采用基于高通量测序的宏基因组学方法分析不同消毒工艺对抗生素耐药基因(ARGs)丰度、潜在移动性和潜在致病性的影响,综合评估其对ARGs... 详细信息

为探究饮用水消毒工艺对耐药性风险的影响及其机制,本研究模拟了中试运行条件下不同消毒工艺的运行,采用基于高通量测序的宏基因组学方法分析不同消毒工艺对抗生素耐药基因(ARGs)丰度、潜在移动性和潜在致病性的影响,综合评估其对ARGs风险的控制效果并解析其机制。结果表明,臭氧-氯化消毒(O-C)显著降低了ARGs的总相对丰度,季铵盐树脂-氯化消毒(AR-C)和季铵盐树脂-紫外消毒(AR-UV)则显著增加了ARGs的总相对丰度。同时,AR-C和AR-UV增加了可移动遗传元件(MGEs)的总相对丰度,促进了ARGs与MGEs的共存在。此外,这2种消毒工艺提高了毒力因子(VFGs)的总相对丰度,其中进攻型和其他型VFGs的贡献最大。AR-UV还能促进ARGs与VFGs的共存在,多重耐药类ARGs与VFGs的基因组合是主要的共存模式。总的来说,AR-C和AR-UV提高了ARGs的潜在风险。消毒改变了ARGs潜在宿主的组成和丰度,宿主改变和水平基因转移是消毒过程中ARGs变化的关键因素。

关键词：饮用水消毒抗生素耐药基因耐药性风险宏基因组学

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