作者归档:sklog2017

“21世纪海上丝绸之路沿线环境污染观测研讨会”在广州地化所召开

5月26至27日,“21世纪海上丝绸之路沿线环境污染观测国际研讨会”(Workshop on Environmental Monitoring along the 21st Century Maritime Silk Road) 在中科院广州地化所召开。该研讨会是中科院国际伙伴计划“一带一路”科技合作专项“南方污染与观测研究计划(Southern Contaminants Programme, the SCP)”的系列会议之一。本次研讨会邀请了来自9个国家的项目顾问专家、国际合作伙伴,和项目参与人员20余人,围绕构建“21世纪海上丝绸之路”沿线低纬度国家和地区的毒害化学品污染与健康国际研究网络,和进一步发起相关国际科学研究计划,展开深入讨论。

本次研讨会包括项目介绍、圆桌讨论、分组讨论、实验室参观等环节。项目负责人、广州地化所张干研究员详细介绍了SCP研究背景和意义、研究内容和合作机制,提出构建低纬度地区毒害化学品污染与健康研究网络,和有步骤发起国际大科学计划的项目目标。英国兰卡斯特大学教授、SCP顾问专家Kevin Jones主持了圆桌讨论,参与讨论的包括肯尼亚内罗毕大学Simion Bartilol高级工程师、巴基斯坦空间与上层大气研究委员会Muhammad Mansha博士、巴基斯坦COMSATS信息技术研究所Jabir Syed博士、印尼科学研究所Dwi Hindarti博士、孟加拉达卡大学Md Ahsan Habib教授、越南Le Quang Dung博士,马来西亚马来亚大学教授Mohamad Pauzi Bin Zakaria,以及以勒科技集团公司庄汉平董事长等。与会代表就项目目标、实施框架、工作标准、样品预处理及跨境运输等,提出了共性问题,并讨论了解决方案。分组讨论由Kevin Jones、Pauzi Zakaria和张干分别主持,各小组进一步明确了以大气被动观测、海岸带贻贝观测、城市污水和高污染区中毒害污染物观测与评估,即“三网一区”作为先现期合作研究的核心内容,并就研究区域、采样方案、预期成果等问题,形成初步实施方案。与会代表还参观了有机地球化学国家重点实验室的技术平台设施。

广州地化所2017年启动了中国科学院国际伙伴计划“一带一路”科技合作专项“南方污染观测与研究计划”(SCP),拟在“21世纪海上丝绸之路”沿线低纬度带国家和地区就大气、海岸带水体、污水以及高污染区中毒害化学品污染开展观测与评估研究。SCP目前已在孟加拉国、巴基斯坦、印度、斯里兰卡、伊朗、马来西亚、泰国顺利等6国,以“三网一区”为主线,并结合当地特色环境污染问题,开展合作研究、人员交流与科研网络构建。此次研讨会的召开,进一步将参与SCP的国际合作伙伴扩展至9个国家,覆盖范围从南亚、东南亚,渐及东非。

与会代表合影。

与会代表参观有机地球化学国家重点实验室。

分组讨论。

Exploring the Ionic Strength Effects in Atmospheric Photochemistry

Professor Sasho Gligorovski

The high concentrations of ions in solutions of high ionic strength such as sea surface, the sea salt aerosol particles and the urban aerosols can alter the absorption properties of the organic constituents. The ionic strength in atmospheric aerosol deliquescent particles can reach about 6 M in marine areas, 8-18 M in urban environments, and 2-17 M in continental regions.

Here, we demonstrate that the absorption spectrum of pyruvic acid (PA) exhibits both an increase of the absorption intensity and a red shift of 13 nm while going from a dilute aqueous phase to a solution containing the inert salt sodium perchlorate (5M NaClO4). If this phenomenon turns out to be more general, many compounds that do not absorb actinic light in clouds and fog could become light absorbers at elevated salt concentrations in aerosol deliquescent particles. Compared to the direct photolysis of PA in dilute aqueous solution, the photolysis rate is increased by three times at high ionic strength (5M NaClO4), with the potential to significantly affect aerosol composition and optical properties. This is the first report of a significant effect of the ionic strength on the rate of an atmospheric photochemical reaction.

Fig. 1. The absorption spectra of 5 mM PA in the presence of different ionic strengths, and the photon flux emitted by the Xe lamp (black solid line). The left axis corresponds to the absorption spectra of PA and the right axis corresponds to the emission spectrum of the Xe lamp.

Such a considerable enhancement can be rationalized in the framework of the Debye-McAulay approach for reactions of ionic + neutral (or neutral + neutral) species, considering that the PA direct photolysis likely involves interaction between its photogenerated triplet state and water. The phenomenon has important implications for the fate of PA and, potentially, of other organic compounds in atmospheric aerosol deliquescent particles.

The photochemical processes involving PA in the aqueous phase are an important topic in atmospheric chemistry, because they contribute to the formation of secondary organic aerosols in the atmosphere. For more details the readers are referred to our article in Atmospheric Environment:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231018303194

污染水体多环芳烃土著微生物强化降解机制的DNA-SIP和高通量测序研究

罗春玲 研究员

当污染环境中的土著微生物缺乏降解能力时,可通过从环境中分离具有较强污染物降解能力的土著微生物,经过扩大培养,再接种到原环境,用以提高污染物降解。这就是所谓土著微生物强化技术,在环境修复方面具有巨大的应用潜力。对于土壤多环芳烃(PAHs)的研究表明,土著微生物强化技术能够显著提高PAHs的矿化速率,同时可以改变体系中微生物的群落结构。然而,尽管通过引入土著功能微生物能够显著增强生物修复的效果,但目前对所引入的土著微生物在生物修复过程中所表现出来的降解能力及其作用机理,尚有待明晰。

近期,中科院广州地化所博士生李继兵和导师罗春玲研究员,通过向石油污染的水体中加入能高效降解菲的微生物Acinetobacter tandoii LJ-5,采用DNA稳定同位素探针(DNA-SIP)和高通量测序技术,研究了LJ-5的菲降解能力和其对土著菲降解微生物群落多样性的影响。结果显示,添加LJ-5能够显著提高菲的生物降解效率。但是, LJ-5并没有直接参与污水中菲的降解,它的主要作用是改变了原体系中的菲降解功能微生物的群落结构,增加了功能微生物群落的多样性。未接种LJ-5时,参与菲降解的微生物包括Rhodoplane、Mycobacterium、Xanthomonadaceae和Enterobacteriaceae;接种LJ-5后,除Mycobacterium和 Enterobacteriaceae仍保持菲降解功能外,另外五种不同的菌群Bacillus、Paenibacillus、Ammoniphilus、Sporosarcina和Hyphomicrobium也参与了菲的降解。在所有参与菲降解的土著功能微生物中,Rhodoplanes、Ammoniphilus、Sporosarcina和Hyphomicrobium对菲的降解能力,首次得到证实。该研究结果有助于加深对污水处理中土著微生物强化技术作用机制的理解,为石油污染水体的生物修复提供了理论基础。

该研究得到国家自然科学基金资助,相关成果已于近日发表于英文期刊“环境科学与技术”。

Jibing Li, Chunling Luo*, Dayi Zhang, Mengke Song, Xixi Cai, Longfei Jiang, Gan Zhang, 2018. Autochthonous bioaugmentation modified bacterial diversity of phenanthrene degraders in PAH-contaminated wastewater as revealed by DNA-stable isotope probing. Environmental Science & Technology 52, 2934-2944.

图1.土著微生物强化对PAHs污染水体中菲降解功能微生物影响的示意图

图2 菲降解功能微生物和其相关微生物基于16S rRNA基因序列的系统发生树。