土壤中3种典型有毒污染物对发光细菌的毒性测试

以发光细菌作为毒性测试物种,以土壤中3种典型有毒污染物硝酸盐、氟化物和敌百虫作为研究对象,分析它们对发光细菌的毒性特点。以硝酸盐、氟化物和敌百虫为代表毒物,建立毒物污染模型,用生物毒性测试仪测定样品及空白的发光度,计算相对发光率。发光菌的相对发光率与毒物的浓度呈负相关,其相关系数为-0.90~-0.99,P0.01。硝酸盐、氟化物和敌百虫作用15 min时使发光细菌产生50%光损失时的浓度(EC50-15 min值)分别为2 210.00,245.28和880.28 mg/L。该方法在土壤中有毒污染物的毒性监测和评价方面可以弥补理化方法分析毒性时的不足,具有一定的应用前景。     

检测水中急性毒性污染物的发光细菌光纤传感器的研究

水中有毒污染物的快速现场监测对于保障水环境安全具有重要意义,本研究开发了一种快速、灵敏、简便的监测水中污染物急性毒性的光纤生物传感器.该传感器由固定了明亮发光杆菌的光纤探头构成,生物发光信号经光纤传输到检测系统.采用海藻酸钠作为固定化凝胶,试验了海藻酸钠和CaCl2的浓度、固化时间、pH、保存条件等因素对凝胶和发光细菌的影响.优化后的传感器制备方法是在光纤探头上,用3%海藻酸钠在3?Cl2溶液中固定Photobacterium phosphorem T3菌15 min,制备好的传感器保存于3%NaCl溶液中.应用开发的传感器检测了Zn2 、NH3、硝基苯和甲酚4种典型污染物的剂量-效应曲线,通过计算确定了其EC50分别为:5.1、10.2、70.4、77.0 mg·L-1.通过与发光细菌标准方法的比较实验表明,发光细菌光纤传感器与标准法具有良好相关性,能反映水中污染物的总毒性.而传感器由于容易保存和携带,适合现场监测.     

用发光菌测定水体生物毒性的探讨

利用T_3发光细菌,对不同浓度的CN~-及Hg~(2+)的系列溶液作生物毒性测定,发现污染物浓度与光度下降的百分数成全对数关系。结合有关文献报导,求得不同化合物的EC_(50)值,认为用发光菌测定生物毒性适用于污染严重的废、污水的日常监测、但对轻污染的江、河、湖泊的监测不可行。我们用此法对荆马河排污沟的水体毒性测定作了初步尝试。     

发光菌在环境毒性检测中的应用

快速、灵敏、低廉的发光细菌毒性检测技术能够准确评价各类污染物毒性,反映出水体的污染情况和污染物的毒性。概括了发光菌毒性监测技术及其原理,综述了在水环境、大气环境、土壤环境等方面的应用研究,并对未来的研究方向进行了展望。     

滇池水中细菌和古菌氮代谢功能基因的空间分布

氮代谢在滇池水生态系统氮素循环和转化过程中起到重要的作用,不仅真核生物参与氮素转化,原核生物作为氮素循环的主要驱动者,在氮素生物化学循环中的作用更不容忽视.基于16S rDNA高通量测序技术,监测滇池草海和外海区域13个点位,分析滇池水中原核生物氮循环功能关键基因的分布特征.结果发现,滇池水中细菌35门, 427属,主要以变形菌门和拟杆菌门为优势门类;古菌14门, 61属,主要以广古菌门为优势门类;β多样性指数显示滇池整体细菌丰富度指数高于古菌,草海细菌多样性指数高于外海.PICRUSt功能解析表明细菌和古菌具有功能上的丰富性,细菌中有35个参与氮代谢的KO通路,涉及氮异化硝酸盐还原基因nirB、一氧化氮还原酶基因norB和硝酸还原酶基因nasK等关键基因;古菌中有23个参与氮代谢的KO通路,涉及固氮酶基因nifH、nifK和nifD,古菌固氮酶基因拷贝数显著高于其它氮代谢基因,草海中古菌氮代谢能力整体高于外海,滇池水中古菌比细菌固氮潜能更大.本研究从原核生物氮循环中功能基因的角度,探讨滇池不同区域水中细菌和古菌氮循环差异,为进一步揭示氮循环机制,解决氮素污染引起的富营养化提供理论参考.     

环境监测的指示生物——发光细菌制备成简便的干燥制剂

发光细菌能发出一种蓝绿色的可见光,利用发光细菌这种独特的发光特征作为环境监测指示生物的指标,已越来越引起人们的广泛重视。细菌发光特性可以用来快速监测水体环境中有毒物质的毒性,其中包括重金属离子,各种有机的和无机的以及各种能損害生物新陈代谢的有害物质;可以用来快速监测空气中的有毒物质和评价空气污染程度;可以用来快速评价工业废水的综合生物毒性;可以用来测定环境中的致癌物质等。在这些测试中,以发光细菌作指示生物,比用其他生物如用鱼和无脊椎动物     

生物净水工艺中降解有机污染物优势菌的筛选初探

为了获得高效有机污染物降解的优势菌株,以稳定运行的生物净水工艺为研究对象,采用细菌分离、生化鉴定、脱氢酶活性分析、净水效能测定和降解相关基因扩增等方法对生物滤池中微生物群落进行了分析。结果表明,从生物滤池中分离的优势菌主要为巨大芽胞杆菌、短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、弗氏枸橼酸杆菌、豚鼠气单胞菌、恶臭假单胞菌和肺炎克雷氏菌等。在8株高脱氢酶活性的菌株中,1株巨大芽孢杆菌、1株蜡样芽孢杆菌和2株恶臭假单胞菌对原水中的高锰酸盐指数UV254和TOC的去除效率较高;并从1株恶臭假单胞菌株的基因组DNA中成功扩增出大小为548 bp的偏三苯酚1,2-双加氧酶基因片段(对硝基苯酚降解相关基因),说明该菌株具有降解对硝基苯酚污染物的潜能。因此,本研究可筛选高效有机污染物降解的优势菌株,为生物净水工艺提供优良的菌种资源。     

发光细菌法测定造纸废水的生物毒性

发光细菌法测定造纸废水的生物毒性王敬哲，赵毅红一、原理发光细菌在正常的生理条件下能发出波长为４９００Ａ的蓝绿色的可见光，这是由于发光细菌进行新陈代谢的结果。当细菌与有毒有害物质接触时，这种新陈代谢受到干扰和损害，使细菌的发光强度下降或熄灭。并且，在一...     

玉门油田污染荒漠土壤石油降解菌多样性

为探索石油污染荒漠土壤石油降解微生物多样性、筛选高效石油降解菌,采用涂布平板法从石油污染荒漠土壤分离具有石油降解能力细菌,采用细菌形态观察和16S rRNA基因序列分析其多样性,并设计特异性引物,对分离细菌降解相关基因进行检测.结果表明,分离的37株细菌分别属于放线菌纲(Actinobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β变形菌纲(Betaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)和α变形菌纲(Alphaproteobacteria),分别占35.14%、32.43%、13.51%、13.51%、5.41%,归属于21个属的34个种类.优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、微球菌属(Micrococcus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus),占总数的51.35%,其中有36株细菌能以石油为唯一碳源稳定生长,对原油有明显的降解能力.在石油质量浓度为1 500 mg/L的基础培养基中,菌株YM43在培养7 d后对石油的降解率达55.47%,另有8株细菌的降解率不低于30.55%,11株细菌的降解率介于10.05%~28.37%,18株细菌的降解率不高于8.05%. PCR检测表明,有25株细菌含有烷烃单加氧酶基因,6株含芳烃双加氧酶基因,6株含联苯双加氧酶基因,4株含萘双加氧酶基因,3株含甲苯双加氧酶基因,2株含邻苯二酚双加氧酶基因.研究显示,石油污染荒漠土壤中可培养细菌具有高度多样性,分离的菌株有较强的石油降解能力,其降解功能与所存在的降解基因有关.      

用发光细菌法监测大凌河水质底泥的可行性研究

以发光细菌做为毒理指标，对国控大凌河水、底泥进行采集，监测分析、以发光细菌的抑光率或相当标准毒物氯化汞浓度(mg／L)来评价大凌河水质，底泥的总体急性生物毒性。     

用石龙芮(Ranunculus sceleratus)根尖细胞微核技术监测环境污染物的研究

本实验表明,石龙芮根尖细胞的微核细胞率与环境中致变污染物的质与量有密切关系,水环境中污染物的浓度与微核细胞率呈线性相关.据此可确定监测污染状况的细胞学指标.     

稀有鮈鲫物种敏感性及其在生态毒理学与水质基准中的应用

物种敏感性分析是水质基准及生态毒理学研究的关键环节,稀有鮈鲫（Gobiocypris rarus）作为我国鲤科鱼类的代表性受试鱼种,其对环境污染物的敏感性受到了国内外广泛关注.通过搜集稀有鮈鲫急性毒性数据,使用物种敏感度分布法比较分析稀有鮈鲫对15种典型环境污染物的敏感性,主要包括重金属（Zn2+、Cu2+、Cr6+、Hg2+）、VOCs（三氯乙烯、四氯乙烯、甲苯、邻苯二甲酸二丁酯）、苯胺类有机物（对氯苯胺、3,4-二氯苯胺）、含氯消毒剂（三氯异氰尿酸）和农药类有机物（毒死蜱、丁草胺、乙草胺、三唑酮）,并对稀有鮈鲫在水质基准和生态毒理学研究中作为本土受试生物的适用性进行了讨论.结果表明:稀有鮈鲫对各类环境污染物的敏感性普遍较高（平均累积概率为46%）,尤其对重金属和农药类有机物反应灵敏,其中对农药类有机物最为敏感（平均累积概率为26%）,表明稀有鮈鲫可作为潜在的水质基准研究的受试生物和水质监测指示生物.在鱼类敏感性排序中,鲤科鱼类对各类环境污染物较为敏感,其中小型鲤科鱼类——稀有鮈鲫在鱼类敏感性排序中位置稳定,对大多数污染物的敏感性超过斑马鱼、黑头呆鱼、日本青鳉等国际标准试验鱼种,并且具有本土性、易人工繁育、生物背景清晰等优点,表明稀有鮈鲫是现阶段我国水质基准及生态毒理学研究的潜在本土受试生物.      

遗传算法在二氧化硫总量控制中的应用研究

污染物总量控制是目前我国广泛应用的一种控制区域环境质量达标的方法,为了实施城市大气污染物排放总量控制,实现各功能区污染物浓度达标,采用浓度控制与总量控制相结合的方法。本文提出利用遗传算法进行大气污染总量控制,并在传统遗传算法的基础上做了改进,提出基因库和基因重组的方法。     

制浆造纸废水对水生生物急性毒性研究

目前我国工业废水排放的监督和管理主要以理化监测为主,而理化分析并不能实际反映出水污染源对水体中受害生物的综合毒害强度。该研究同时采用鱼类急性毒性试验、溞类急性毒性试验、发光细菌急性毒性试验和藻类生长抑制试验测定制浆造纸排放废水的生物毒性大小,根据上述毒性实验所测定的半数效应的体积百分比浓度,筛选出对该行业废水最为敏感的毒性试验方法和试验生物,同时结合毒性单位法和废水中的常规污染物浓度与特征污染物对该排放废水进行了综合评价。试验结果表明:该制浆造纸废水对斑马鱼的96 h LC50为33.24%、33.33%和32.96%,属中毒;对大型溞的48 h LC50为27.01%和37.47%,属中毒;对青海弧菌Q67的15 min EC50远远小于10%,属高毒或剧毒;对斜生栅藻的96 h EC50为50%~100%,属低毒。可见,发光细菌毒性试验方法对制浆造纸废水最为灵敏;同时测定4类生物急性毒性的方法为建立我国重点废水排放行业的生物毒性监测方法体系和适合不同污染源废水的试验生物目录库奠定了基础;虽然部分制浆造纸废水的理化指标已经达标,但是其生物毒性较强,这说明采用生物毒性监测配合理化监测方法监测水污染源排放的废水,才能更深刻了解污染物对水生态环境的实际影响,水生生物毒性试验是化学试验的必要补充。     

麦穗鱼物种敏感性评价

分别进行了Cd、Cu对麦穗鱼和Cu对大型溞的急性毒性试验,结合麦穗鱼、大型溞的室内毒性试验数据和文献毒性数据,使用物种敏感性分布法对麦穗鱼的6种典型污染物的敏感性进行了对比分析.结果表明:①麦穗鱼对各类污染物的敏感性较高,尤其对有机污染物反应灵敏,其中对农药类相对最为敏感,表明麦穗鱼可以作为潜在的有机污染监测的指示生物和水质基准的代表性受试生物.②在鱼类敏感性排序中,鲤科鱼类对各类污染物的敏感性较强,而我国的鱼类以鲤科为主,因此在水质基准制定和环境监测中应充分考虑鲤科鱼类的作用及其毒性数据;③麦穗鱼在鱼类敏感性排序中位置稳定,并且具有体型小、易获得等特性,表明麦穗鱼是环境监测中较为理想的指示生物,同时也是潜在的水质基准受试生物.     

发光菌Q67对污染源水体的毒性研究

发光菌作为指示生物用于环境毒物毒性测定具有快速、灵敏、低廉等优点,现已广泛用于环境毒物综合急性毒性测定、筛查、监测及特异毒物监测中。本项目利用淡水发光菌Q67对吉林地区各行业典型企业的出水口进行急性毒性试验,同时结合化学指标进行了综合评估,试验结果表明：急性毒性试验和化学指标并非在任何水体都相关,但是,急性毒性试验是化学试验的必要补充。     

城市水环境控制单元污染物入河量估算方法

在资料不全且无法进行试验的地区,为了估算污染物进入目标水体的负荷,需要充分利用易获得的数据.使用污染源普查数据和土地利用数据,同时考虑距离对污染物入河过程的影响,来估算水环境控制单元内的污染物入河量.大辽河水环境控制单元营口段是以城区污染为主的城市水环境控制单元,以大辽河水环境控制单元营口段为例估算控制单元内污染物入河量,并进行分析.结果表明使用污染源普查数据和土地利用数据,在根据距离考虑入河系数的情况下能够较准确的估算出污染物入河量,可以为后期进行水环境容量核定工作提供基础数据,同时为城市规划管理者提供制定减排政策的依据.     

生物早期警报系统在水和废水水质评价中的应用

生物监测是评价环境质量的重要手段，生物早期警报系统根据活生物对污染物的灵敏反应，快速确认污染事件，本文对生物早期警报系统的发展，设计与应用进行探讨。     

基于大气特征污染物的监测布点选址优化研究

针对常规大气环境监测未能对局部特殊污染情况进行表征的缺陷,提出基于特征污染物的监测布点选址优化方法:首先运用综合评分方法筛选区域大气特征污染物,然后建立综合了环境、经济和社会因素的多目标规划模型,并通过模糊层次分析法计算各子目标权重系数,最后应用lingo软件对模型优化求解,得到最优的监测点位布设方案.以南京市仙林地区为案例研究的结果表明,基于大气特征污染物的监测布点多目标模型能够得到较合理的优化点位布局,在3种情景中,选择的最优点位分别为25#、43#, 25#、43#、54#和25#、43#、54#、77#, 为实际大气环境监测优化布点提供科学指导.     

Performance and microbial community analysis of bioaugmented activated sludge for nitrogen-containing organic pollutants removal

Nitrogen-containing organic pollutants (quinoline, pyridine and indole) are widely distributed in coking wastewater, and bioaugmentation with specific microorganisms may enhance the removal of these recalcitrant pollutants. The bioaugmented system (group B) was constructed through inoculation of two aromatics-degrading bacteria, Comamonas sp. Z1 (quinoline degrader) and Acinetobacter sp. JW (indole degrader), into the activated sludge for treatment of quinoline, indole and pyridine, and the non-bioaugmented activated sludge was used as the control (group C). Both groups maintained high efficiencies (> 94%) for removal of nitrogen-containing organic pollutants and chemical oxygen demand (COD) during the long-term operation, and group B was highly effective at the starting period and the operation stage fed with raw wastewater. High-throughput sequencing analysis indicated that nitrogen-containing organic pollutants could shape the microbial community structure, and communities of bioaugmented group B were clearly separated from those of non-bioaugmented group C as observed in non-metric multidimensional scaling (NMDS) plot. Although the inoculants did not remain their dominance in group B, bioaugmentation could induce the formation of effective microbial community, and the indigenous microbes might play the key role in removal of nitrogen-containing organic pollutants, including Dokdonella, Comamonas and Pseudoxanthomonas. Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States (PICRUSt) analysis suggested that bioaugmentation could facilitate the enrichment of functional genes related to xenobiotics biodegradation and metabolism, probably leading to the improved performance in group B. This study indicated that bioaugmentation could promote the removal of nitrogen-containing organic pollutants, which should be an effective strategy for wastewater treatment.