不同相对分子质量PBS基共聚物的降解产物对土壤微生物的影响研究

以陕西花园土为供试土样,采用室内模拟实验,在土壤中加入一定量的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）,研究不同数均相对分子质量的PBS（Mn分别为3.46×103、8.13×103、1.60×104、3.50×104）对土壤呼吸强度,微生物（细菌（bacteria）、真菌（fungi）、放线菌（actinomycetes））数量的影响,以此来探讨PBS降解产物对土壤微生物生理特性的影响。研究结果表明：①相对分子质量为3.46×103和8.13×103的PBS在其质量分数较低时有利于土壤呼吸强度的增加,有利于细菌的生长,最大增长幅度达到40%,在其质量分数较高时有利于真菌生长,最大增长幅度达到500%。②相对分子质量为1.60×104和3.00×104的PBS随着PBS质量分数的升高,对土壤呼吸强度和微生物数量的促进作用相应增加,对土壤呼吸强度的提高幅度最大达11.6%,对真菌的提高幅度达178%。     

土壤镉、锌污染对蚯蚓纤维素酶活性的影响

为了探究土壤镉、锌污染对土壤动物蚯蚓的生理毒害情况,为土壤生态环境质量评价提供数据支持,以赤子爱胜蚓(Eisennia foetida)为研究对象,采用自然土壤法进行急性毒性试验,研究了土壤外源添加镉(Cd)和锌(Zn)单一污染与复合污染对蚯蚓纤维素酶活性的毒性效应.试验结果表明,蚯蚓体内纤维素酶活性在培养过程中呈先增大后减小的变化趋势.单一污染试验,酶活性的最大值出现在第7至第9天,最小值出现在第14天;复合污染试验,同一处理不同培养时间的酶活性最小值也大多出现在第14天.土壤Cd和Zn单一及复合污染都会对蚯蚓体内纤维素酶活性产生抑制作用.单一污染在培养的前5天抑制效果明显,且随着污染物添加剂量的增加抑制效果增强.复合污染,镉和锌在土壤中的联合效应除个别测定结果表现为加和作用或协同作用外,多数处理都表现为拮抗作用,且主要是受体拮抗.相比较而言,镉对蚯蚓体内纤维素酶活性的抑制作用强于锌.     

白地霉(lip42)脂肪酶的纯化及酶学性质

白地霉(Geotrichum candidum)经过发酵培养,以发酵液为lip42脂肪酶粗酶液,经硫酸铵分级沉淀、透析脱盐、DEAE纤维素柱层析及Sephadex-75凝胶柱层析纯化处理,脂肪酶比活力达到121.68U/mg,纯化倍数为粗酶液的7.3倍,回收率为30.25%,经SDS-PAGE电泳显示为单一条带,相对分子质量约64×103.脂肪酶的酶学性质研究结果表明:在40℃以下温度保存1h内酶活性相对稳定;在pH8.0和30℃反应条件下表现相对高的酶活性;在Mg2+存在情况下酶活性提高10%左右,而其它离子如Cu2+、Zn2+等以及0.1%的Tween80、Tween20及Triton-100对酶活性却有不同程度的抑制作用,1mmol/L的SDS和EDTA-Na对酶活性的影响很微小.     

非致死剂量的四溴双酚A胁迫下蚯蚓的生长和抗氧化防御反应

以自然土壤为介质,考察赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的生长抑制率、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽转移酶(GST)活性等指标,进行了急性(14 d)、亚急性(28 d)暴露下四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)非致死剂量胁迫对蚯蚓的生长和抗氧化防御效应研究。结果表明:在急性试验中TBBPA对蚯蚓的生长抑制均存在显著的剂量效应关系,而在亚急性暴露期,400 mg·kg~(-1)时显著抑制蚯蚓的生长(P<0.05);TBBPA对蚯蚓体内蛋白含量影响,在急性试验中各处理间差异不显著(P=0.712),进入亚急性期蛋白质含量在400 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P=0.039,P<0.05);TBBPA对蚯蚓SOD酶活性的影响,在急性试验中50 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P<0.01),在亚急性试验中400 mg·kg~(-1)时SOD酶活性显著升高(P<0.05);TBBPA对蚯蚓GST酶活性影响,在急性试验中400 mg·kg~(-1)时呈现显著诱导效应(P<0.05),在亚急性期各处理间差异不显著(P=0.428)。蚯蚓生长抑制率、蛋白质含量、体内各生化酶系对TBBPA暴露的时间效应和剂量效应的敏感性存在不同程度差异,应依据污染暴露指标的有效性和敏感性选择多时间段检测和多指标进行土壤安全评价诊断。     

磷酸三正丁酯对蚯蚓的生态毒性效应

有机磷酸酯(OPEs)作为一种新型的阻燃剂和增塑剂,在环境中普遍存在,尤其在土壤中常被检出,因此其环境和健康风险亟待评估.为探究OPEs对土壤生物的毒性效应,选取磷酸三正丁酯(TnBP)作为受试物,以赤子爱胜蚓( Eisenia fetida)为指示生物,采用人工土壤法研究不同浓度TnBP对蚯蚓生长、抗氧化酶系统、乙酰胆碱酯酶(AChE)活性、体腔细胞DNA损伤及8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)含量的影响.结果表明,TnBP暴露对蚯蚓生长无明显抑制作用,但TnBP胁迫可引起蚯蚓体内抗氧化酶活性增强,脂质过氧化产物丙二醛含量显著上升,表明蚯蚓受到氧化损伤;彗星试验结果显示,彗尾DNA含量和Olive尾矩均显著上升,表明TnBP暴露能够引起蚯蚓体腔细胞DNA损伤;8-OHdG含量也显著增加,其水平与暴露浓度存在明显的剂量-效应关系,提示TnBP暴露可引起蚯蚓体腔细胞氧化性DNA损伤;AChE活性受到的影响则较为微弱.综上,本研究阐明了TnBP暴露对蚯蚓的毒性效应并为进一步研究OPEs对土壤的生态风险评估提供科学依据.     

蚯蚓活动对锌污染土壤微生物群落结构及酶活性的影响

以不同质量分数Zn污染高沙土为材料,研究在重金属污染土壤中,蚯蚓活动对土壤微生物数量和各种酶活性的影响。试验结果表明:Zn的加入使土壤蔗糖酶、脲酶活性降低,而对磷酸酶活性没有影响,加Zn量在300mg·kg-1以下时对微生物量碳有促进作用,高于该水平则表现为抑制作用。接种蚯蚓后,土壤细菌和放线菌的群落数明显提高,除各别处理外均达到显著差异,真菌数量没有变化;土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶等酶活性也因接种蚯蚓而显著提高(p<0.05),随土壤Zn污染质量分数变化,蚯蚓对三种酶活性的影响趋势不同。蚯蚓活动对土壤酶活性的提高一定程度上缓解了重金属对酶的抑制作用。试验结果还表明蚯蚓活动显著提高了各处理土壤的NO3--N含量,相关散点图显示NO3--N含量和植物地上部生物量,地上部Zn质量分数及植物地上部Zn吸收总量间都有明显相关性(r=0.517,r=0.532,r=0.607)。试验初步验证了蚯蚓对Zn污染土壤中微生物和酶活性的改善作用。     

灵芝TR6号漆酶的分离纯化及性质研究

采用硫酸铵盐析、DEAE Sepharose Fast Flow柱层析和Sephadex G100凝胶柱层析对灵芝TR6号漆酶发酵液进行分离纯化,得到电泳纯漆酶.SDS-PAGE电泳结果显示,该漆酶表观分子量为62×103.Native-PAGE鉴定该漆酶由一种同工酶组成,为单体酶.试验结果表明,该漆酶的最适反应温度为60℃,与ABTS的最适反应pH为4.5,Km为0.188 mmol/L,在pH 6.0～8.0之间较稳定.Fe2 、SDS和Tris对该漆酶活性具有抑制作用,EDTA和Tween80则对该漆酶活性具有促进作用.图8表2参10     

贵州省典型矿区土壤重金属污染对蚯蚓的毒性效应评估

选取我国贵州省某矿区典型的重金属复合污染土壤开展28 d慢性毒性暴露试验,以蚯蚓体内2种抗氧化酶活性——过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)、8-羟基脱氧鸟苷(8-ODHG)和金属硫蛋白(MT)含量为生物指标,评估了以上生物指标与土壤重金属含量的相关性,探讨该研究方法用于矿区土壤重金属生态风险评估的可行性。结果表明,CAT和SOD在暴露周期内均出现先诱导后抑制的动态响应过程,表明蚯蚓通过提高CAT和SOD的活性来清除机体因污染胁迫而产生的自由基,以适应环境变化,在毒性缓解后,蚯蚓体内代谢产物的积累抑制了抗氧化氢酶活性,CAT和SOD活性下降并趋于稳定。暴露于重金属污染亚致死浓度时,蚯蚓体内的8-OHDG含量随着暴露时间的延长显著降低,随着暴露浓度的增加,损伤存在由低到高的转变。在28 d暴露周期内,蚯蚓体内MT在重金属胁迫下发挥了解毒作用,MT含量在蚯蚓暴露后第7天增加,随后逐渐降低。本文基于生物毒性试验综合评估了矿区典型重金属污染土壤的生态风险,研究结果对指导重金属复合污染土壤的修复与再利用具有重要意义。     

1,2,4-三氯苯对蚯蚓生长和表皮及肠道超微结构的影响

通过自然土壤法对蚯蚓进行1,2,4-TCB急性暴露实验,研究了不同剂量的1,2,4-TCB对蚯蚓存亡、生长和表皮及肠道粘膜上皮细胞超微结构的影响。结果表明:1,2,4-TCB对蚯蚓14d半致死浓度为890.295mg·L-1;暴露剂量和培养时间均对蚯蚓生长抑制率产生正相关显著影响,但交互作用不显著;暴露于50mg·kg-11,2,4-TCB时,蚯蚓表皮分泌细胞增多,角质层增厚或上角质层损伤,肠道粘膜上皮细胞凹陷形成一定的溃疡面或呈撕裂分散状,第14天时,上角质层和肠道粘膜上皮细胞损伤均有所恢复;当暴露浓度为400mg·kg-1时,蚯蚓的角质层明显增厚,表皮出现大量的分泌细胞,肠上皮组织呈一定程度的撕裂并少量脱落,第14天时角质层变薄,分泌细胞减少,上角质层破损加剧,肠上皮细胞撕裂严重并持续脱落。第14天电镜观察显示:暴露浓度为50mg·kg-1时,肠上皮细胞线粒体嵴不清晰或断裂,结构模糊;暴露浓度为400mg·L-1时,部分线粒体空泡化或内部有絮状沉淀,嵴变短甚至消失。     

氟虫双酰胺对蚯蚓的生化毒性与细胞毒性研究

双酰胺类杀虫剂已成为全世界第4大类最常用的杀虫剂,具有非常广阔的应用前景。然而,目前关于双酰胺类杀虫剂生态毒性评估方面的研究还比较少。为探究双酰胺类杀虫剂对非靶标生物的毒性作用,选取赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,研究了典型双酰胺类杀虫剂氟虫双酰胺对非靶标动物蚯蚓的生化毒性和细胞毒性以及其在人工土和蚯蚓体内的浓度变化情况。结果表明,氟虫双酰胺在人工土壤中十分稳定,在整个暴露期间氟虫双酰胺的浓度变化不超过20%。氟虫双酰胺在蚯蚓体内的含量随染毒浓度的升高和暴露时间的推移而增加,呈明显的时间和剂量-效应关系;在染毒浓度为0.1和1.0 mg·kg-1的处理组中,氟虫双酰胺未对蚯蚓产生明显的氧化胁迫效应。在染毒浓度为5.0和10.0 mg·kg-1的处理组中,蚯蚓体内活性氧(ROS)含量显著高于其他处理组,过量的ROS诱导蚯蚓体内各种抗氧化酶活性发生异常变化,并在蚯蚓体内造成了脂质过氧化、蛋白质羰基化和DNA损伤。研究表明,当土壤中氟虫双酰胺的浓度为5.0和10.0 mg·kg-1时可能会对蚯蚓产生很高的风险。此外,彗星实验对氟虫双酰胺诱导的氧化胁迫较为敏感,可以作为敏感生物标志物对氟虫双酰胺造成的土壤污染进行预警。     

小麦籽实中蛋白质-Cd,Pb结合形态及其稳定性

在体外消化酶模拟条件下,对小麦籽实中Ｃｄ,Ｐｂ蛋白质结合体的稳定性进行了研究．结果表明:小麦籽实中存在的表观分子量为５４．５×１０３和５．５×１０３的蛋白质－Ｃｄ,Ｐｂ结合体,在体外胃蛋白酶和胰蛋白酶消化后,蛋白质结构发生变化．特别是分子量为５４．５×１０３的Ｃｄ,Ｐｂ－蛋白质结合体不稳定,容易被胰蛋白酶分解,变成分子量为５．５×１０３的稳定的Ｃｄ,Ｐｂ－蛋白质结合体或更小的多肽．     

江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量估算

以江苏省23个主要水稻品种为研究对象,对不同品种类型、种植方式和单产水平的水稻进行取样调查,分析不同生产条件下的水稻草谷比及不同留茬高度下的秸秆可收集量,结合相关统计资料估算江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量。结果表明,水稻草谷比在不同品种类型间差异较小（0.98～1.03）,不同种植方式（0.80～1.19）和不同单产水平（0.83～1.12）间差异较大;当留茬高度为5、15、20和25 cm时,水稻秸秆可收集系数分别为0.815～0.868、0.668～0.732、0.600～0.669和0.533～0.618,水稻秸秆可收集量分别为1 352.16×104～1 458.09×104、1 145.70×104～1 228.13×104、1 043.20×104～1 121.52×104和951.37×104～1 021.30×104 t。估算得到2009年江苏省水稻秸秆资源量（以干质量计）为1 585.93×104～1 704.92×104 t,比传统方法的估算结果高2.45%～10.14%。江苏省水稻秸秆资源丰富,可收集量主要受留茬高度和种植方式的影响。     

壬基酚聚氧乙烯醚暴露下赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的生理损伤

利用急性接触试验和人工土壤试验分别研究了壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）对赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的致死性和氧化损伤.急性接触试验结果显示,NPEO对赤子爱胜蚓的48 h毒性半致死剂量p（48 h,LD50）为0.58 mg·L^-1;人工土壤试验结果显示,NPEO可诱导赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和氧化产物（MDA）含量上升,暴露28 d时,NPEO浓度与赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和MDA含量呈正相关,且均存在显著的剂量-效应关系（P＜0.05）,NPEO剂量增加对赤子爱胜蚓SOD酶活性和Cu-Zn SOD酶活性有轻微抑制作用.以上结果表明NPEO在亚致死暴露浓度下＜0.50 mg· kg^-1）会对赤子爱胜蚓产生生理胁迫并导致一定程度的氧化损伤.     

3种水生植物对锰污染水体修复作用的研究

通过静态水培试验,研究了3种水生植物水葫芦（Eichhornia crassipes（Mart.）Solms）、水浮莲（Pistia stratiotes L.）、水花生（Atlernanthera philoxeroides）在55、155mg L-1锰（Mn）质量浓度下的生物量、Mn质量分数、富集系数、转运系数,以及对2种Mn质量浓度水体的修复作用。结果表明,水浮莲的鲜质量、干质量、相对生长率、Mn质量分数、富集系数随着取样时间的延长而显著增加（P〈0.05）。2种Mn质量浓度下,水葫芦与水浮莲的鲜质量与相对生长率显著高于水花生。植物茎叶的Mn质量分数依次为水浮莲〉水葫芦〉水花生（P〈0.05）,其中155mg L-1Mn处理水浮莲与水葫芦茎叶Mn质量分数均高于10000mg kg-1,分别为12431.05mg kg-1、11238.28mg kg-1。3种植物茎叶、根的富集指数均显著大于1,且茎叶的富集系数依次为水浮莲〉水葫芦〉水花生（P〈0.05）,根富集指数依次为水浮莲≈水葫芦〉水花生（P〈0.05）。在10,21d这2个取样时期,水浮莲的转运系数要高于其它植物,其中在155mg L-1处理下,水浮莲的转运系数要高于1,分别为1.04、1.01。种植3种水生植物后,2种Mn处理水体的Mn质量浓度随着取样时间的延长而降低。水葫芦、水浮莲、水花生收获时,55mg L-1Mn处理的水体Mn质量浓度分别降低了31.84%、31.44%、18.47%;155mg L-1Mn处理则降低了12.02%、18.53%、7.57%。可见,水浮莲符合超积累植物对Mn质量分数、富集系数、转运系数的要求,其在Mn污染水体修复方面有很好的应用前景。     

一种嗜热细菌来源角质酶的分离纯化及酶学性质

通过跟踪发酵液中pNPB水解酶活性,对角质诱导的Thermobifida fusca 口发酵液进行分离纯化.采用活性炭脱色、硫铵沉淀、Phenyl HP疏水色谱、DEAE sephamse阴离子交换色谱等方法,分离纯化得到电泳纯PNPB水解酶.该酶水解角质可得到角质单体,是一种角质酶.SDS-PAGE电泳结果显示,角质酶表观分子量约为29×10~3.该酶的最适温度为60℃.在40℃和60℃下均具有良好的热稳定性.最适pH为8.0,pH稳定范围为6.0～9.0.该角质酶的生化性质适合在纺织工业中应用.图8表2参17     

两座高原水库蓝藻群落结构与微囊藻毒素的分布对比研究

为了了解贵州高原水库蓝藻群落组成特征和微囊藻毒素分布,于2009年10月对贵州高原2座水库——万峰湖和百花湖采样调查。结果表明：万峰湖以蓝藻为主要优势藻,蓝藻中的拟柱孢藻（Cylindrospermopsis sp.）占绝对优势,浮游植物丰度在13.05×104～55.80×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值占到了总量的82.55%,6个采样点中有3个（大坝、野鸭滩和革布）检出了微囊藻毒素MC-RR,且有1个点（革布）质量浓度超标,另外3个点（坝艾、坝达章和九里堡）未检出;百花湖以蓝藻、绿藻和硅藻共同构成优势藻,蓝藻中的假鱼腥藻（Pseudanabaena limnetica）是主要优势藻,浮游植物丰度在6.16×104～65.00×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值在总体中所占比例为33.25%,3个采样点（大坝、岩脚寨和码头）均未检出微囊藻毒素。形成2个高原水库蓝藻群落结构和微囊藻毒素分布差异的原因可能是：2个水库中氮、磷营养盐水平不同引起浮游植物群落组成不同,进而导致了微囊藻毒素的分布出现差异。     

鲜甘薯发酵生产燃料乙醇中的降粘工艺

鲜甘薯高浓度发酵生产燃料乙醇的瓶颈之一是醪液粘度高,容易堵塞管路,严重影响工业化生产和增加能源消耗,同时也会降低乙醇发酵效率.为解决此问题,进行了添加降粘酶系及其作用条件优化研究,结果如下:1)确定最适降粘酶系为四川禾本生物工程有限公司的纤维素酶,粘度由1.7×104mPa.s降到8.8×102mPa.s,并且降低了生产成本;2)确定降粘酶作用前高温处理条件:110℃,20 min;3)最适降粘酶对不同品种鲜甘薯高浓度发酵的降粘效果表明降粘酶对大部分品种鲜甘薯降粘效果较好,粘度均约为1.0×103mPa.s以下,最低粘度只有2.7×102mPa.s,粘度下降率均在95%以上;4)在确定最适降粘酶系和其作用前高温条件后,将其应用于工业化生产,加入降粘酶2 h后发酵醪液的粘度由1.8×105mPa.s下降到2.7×103mPa.s,发酵后终粘度仅为7.9×102mPa.s,发酵时间仅为23 h,乙醇浓度达到10.56%(V/V),进一步验证了该降粘酶系应用于工业化鲜甘薯燃料乙醇生产的实际意义.表8参19     

种植不同冬季作物对稻田甲烷、氧化亚氮排放和土壤微生物的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征,对合理利用冬闲稻田、发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英和冬闲的双季稻田中CH4和N2O排放及其相关微生物数量变化进行了分析。在冬季作物生长期,不同冬季作物稻田CH4和N2O排放通量均显著高于对照（冬闲）,CH4和N2O排放通量均表现为免耕直播黑麦草〉免耕直播紫云英〉冬闲;免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田CH4排放量分别为2.28和1.07 g·m^-2,分别比对照增加241.92%和60.63%;N2O排放量分别为0.59和0.48 g·m^-2,分别比对照增加71.93%和40.06%;各处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的数量变化范围分别为0.33×10^2 163.37×10^2 cfu·g^-1、11.05×10^3~245.68×10^3 cfu·g^-1、3.21×10^3~178.26×10^3 cfu·g^-1和10.47×10^5~198.88×10^5 cfu·g-1,免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量均显著高于冬闲,其中免耕直播黑麦草处理稻田土壤的产甲烷细菌、甲烷氧化细菌和硝化细菌数量显著高于免耕直播紫云英处理,而免耕直播紫云英处理稻田土壤反硝化细菌的数量则显著高于免耕直播黑麦草处理。研究结果显示,种植不同冬季作物能促进稻田生态系统中CH4和N2O的排放,而这两种气体的排放量与稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌数量变化密切相关。     

4种替代植物对黄顶菊入侵土壤养分和酶活性的影响

入侵植物对土壤环境的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一,而选择合适的植物可以替代控制和抵御外来植物的入侵。比较了高丹草、向日葵、紫花苜蓿和多年生黑麦草4种植物与黄顶菊单种和混种后不同时期的土壤养分和土壤酶活性变化规律。结果表明：（1）黄顶菊单独种植根区土壤NH4＋-N、NO3-N含量均显著低于紫花苜蓿和黄顶菊混种群落,其有效磷含量显著低于高丹草和黄顶菊混种群落;（2）紫花苜蓿和黄顶菊混种群落土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均显著高于黄顶菊单种群落。因此,在本试验条件下,高丹草、紫花苜蓿对土壤氮素转化利用能力比黄顶菊高,且能竞争性抑制黄顶菊对土壤磷素的吸收,利于实现对黄顶菊的替代控制。