基于抗氧化酶和磷酸戊糖的克雷伯氏杆菌重金属抗性机理

为了探索克雷伯氏杆菌的重金属抗性机理,提取Ag+、Pb2+和Cr3+胁迫后克雷伯氏杆菌的胞内蛋白,利用双向电泳技术和质谱技术分离、解析、鉴定特异性蛋白质斑点。结果表明,不同重金属离子胁迫后克雷伯氏杆菌的蛋白质斑点在数量和表达量上有较大的差异,但存在3个表达新增和10个表达关闭的共同蛋白斑点,质谱鉴定结果表明特异表达蛋白质与抗氧化系统、能量代谢调节机制有关。研究表明,克雷伯氏杆菌受到重金属胁迫后启动过氧化氢酶的表达,同时通过关闭胞内原有碳分解代谢途径、开启磷酸戊糖途径等相应的应急系统获取能量,降低重金属离子对细胞的毒害作用。     

重金属镉胁迫下鲫鱼不同组织中金属硫蛋白的动态变化

研究一定环境条件下,重金属镉(Cd)胁迫对鲫鱼(Carassius auratus)不同组织中金属硫蛋白(MT)含量的影响.结果表明,水温为(16.5±1.0)℃时,平均体长(15.32±0.63)cm、体重(310.60±5.69)g的鲫鱼不同组织中MT含量的本底值存在显著差异(p<0.05),含量顺序为肝脏(3.018±0.023)～(3.226±0.010)υg·g-1>肾脏(2.663±0.009)～(2.852±0.003)υg·g-1>鳃丝(1.523±0.017)～(1.623±0.009)υg·g-1 >肌肉(1.432±0.011)～(1.474±0.005)υg·g-1,且相对比较稳定.在0.005 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.250 mg·L-1和0.500 mg·L-1的Cd2 胁迫下,鲫鱼4种组织中MT含量的总体变化趋势基本一致,即先升高后稳定,且在0～6 h内MT含量的增加速率最大;鳃丝、肝脏和肾脏3种组织中MT含量在12 h时达到峰值,随后略有下降并趋于稳定;肌肉中MT含量在24～96 h达到峰值.鲫鱼4种组织中MT含量在12 h内的增加量与Cd2 的质量浓度显著相关,表现出一定的剂量-效应关系,这表明水体中Cd2 可诱导鲫鱼组织中MT的合成与表达,且诱导时间主要在前12 h内.鲫鱼肝脏、肾脏和鳃丝组织中的MT可作为评价外源重金属Cd污染的生物标志物.     

嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)JC1重金属抗性及其解毒蛋白生物信息学分析

为研究某些重金属解毒蛋白在微生物抗重金属过程中发挥的作用,从常年受重金属污染的某化工厂附近土壤中分离、驯化得到一株对铅、铜、镉3种金属有较好抗性的嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)JC1,并对其进行了全基因组测序.通过分析其蛋白家族、代谢通路等,发现蛋白质AHY58868.1、AHY59763.1、AHY58405.1 和 AHY57635.1 与重金属解毒直接相关,故利用分析软件对4种蛋白的生物学性质、结构功能和相互作用等分别进行了分析.生理生化试验结果表明,菌株JC1表面光滑,菌落边缘整齐,为无芽孢的革兰氏阳性菌,Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除率最高分别可达76.9％、96.7％和47.7％.生物信息学分析结果表明,AHY58405.1为不稳定的亲水性蛋白,而其余3种为相对较稳定的亲水性蛋白.AHY58868.1和AHY59763.1无信号肽结构,而AHY58405.1和AHY57635.1存在信号肽结构.AHY58868.1和AHY57635.1于细胞内膜发挥作用,AHY59763.1在细胞质内发挥作用,AHY58405.1在周质空间发挥作用.蛋白质结构功能和蛋白间相互作用关系分析表明,AHY58868.1主要参与机体铜离子的转运,对维持细胞内铜平衡起关键作用;AHY59763.1和AHY58405.1主要介导重金属与某些阴离子(—PO43-、—SH、—NH2、—COOH等)基团的络合,尤其是AHY59763.1在微生物体内可为二价重金属的络合提供多个活性位点;AHY57635.1主要参与机体的ABC转运蛋白的转运过程,可介导重金属向胞外的排出.     

我国仿真饰品中有害元素含量测定与特征分析

仿真饰品与人体皮肤直接接触,其安全性与消费者健康密切相关。对我国制造的162个仿真饰品中的总铅、总镉、总汞、总砷、总铬和6价铬质量比进行了检测,采用四分位稳健统计法对6种有害元素的质量比进行了统计描述。利用本征矢量投影技术对试验数据进行降维处理,使样本点在新变量PC1、PC2空间的整体分布趋势及特征得到清晰表达,并对造成异常样品点的影响因素进行了分析。进一步因子分析结果表明,我国仿真饰品中有害元素的分布特征可基本确定为两个因子:Pb和Hg。因子分析的结果对解释影响样本点差异的实际变量方面更具实际意义,即仿真饰品样本点的异常值可归为两类:受Pb因子影响和受Hg因子影响。     

云南个旧多金属矿区农田土壤-作物系统重金属污染现状——以乍甸镇为例

对云南个旧市乍甸镇农田土壤和农作物重金属污染现状进行了野外调查及评价。结果表明:农田土壤Pb、Zn、Cu、Cd、As质量比均超出GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,Hg未检出,该地区农田呈现以As、Cd为主多种重金属复合污染。Pb、Zn、Cu、Cd、As土壤有效态质量比与土壤全量呈极显著正相关(p<0.01)。农作物中Cu、As质量比与土壤有效态Cu、As质量比无显著相关,Zn质量比与土壤有效态Zn呈极显著负相关(p<0.01),Cd、Pb质量比与土壤有效态Cd、Pb呈显著正相关(p<0.05)。89%的农作物As超标,油菜籽(Brassica napusL.)As质量比最高,均值达(23.04±14.33)mg/kg(鲜重,下同)。Pb超标率达72%,油菜籽Pb质量比最高,平均为(5.55±2.53)mg/kg。Zn、Cd超标率均为11.11%,超标最严重的油菜籽Zn质量比为(46.65±13.61)mg/kg,Cd质量比为(0.24±0.10)mg/kg。Cu超标率为5.55%,油菜籽Cu质量比最高,达(16.02±2.75)mg/kg。油菜籽对As、Pb、Zn、Cu、Cd的转移系数(农作物可食部分重金属质量比(鲜重)与土壤重金属质量比的比值)远高于其他作物。农作物对Pb、Zn、Cd、As的转移顺序依次为果实类、叶菜类、根茎类,对Cu的转移顺序为果实类、根茎类、叶菜类。农作物以As、Pb污染为主,总体属重度污染。聚类分析得出:油菜籽、青蒜(Allium ampeloprasumL.)和生菜(Lactuca sativaL.var.ramosaHort.)重金属污染严重,不适合在该地区继续种植和食用。     

工业区土壤和农产品镉污染状况及暴露评估

以某铅锌冶炼厂周边为研究区域,网格法采集30个表层(0～10 cm)土壤样品,对应采集46个粮食样品和69个蔬菜样品,用ICP-MS测定镉质量比。运用普通克里格法(Ordinary Krigging)预测研究区域内土壤镉质量比的空间分布,结合单因子污染指数评价土壤的镉污染级别。通过分析粮食和蔬菜的镉质量比,评估其食用安全性以及受调查居民镉的膳食暴露风险。结果表明:1)距离铅锌冶炼厂1 000m范围,或东南侧(下风向)3 000 m内土壤中镉质量比大于0.65mg.kg-1;2)研究区域土壤中镉单因子污染指数超过了警戒线(P≥1.0),个别区域受到严重污染(P=4.7);3)土壤与小麦籽粒镉质量比存在极显著正相关关系(r=0.889,p<0.01),粮食样品镉质量比超过限量标准(GB 2762—2005)的占52.2%,蔬菜样品为8.7%;4)仅以粮食和蔬菜摄入估计的THQ=0.79,对于普通人群来说,小麦、蔬菜和大豆摄入对每日镉摄入量的贡献率分别为85.1%、12.9%和2.0%。研究区域土壤2/3以上面积受到镉污染,土壤可能是小麦籽粒镉的来源之一。当地受调查人群若长期食用该地区种植的农产品,镉的膳食暴露风险在可接受的范围内,其中,小麦对镉摄入贡献最大。     

西辽河不同粒级沉积物对重金属镉的富集特征

为估算随泥沙颗粒迁移的重金属镉(Cd)的质量分数,采用平衡吸附法研究了西辽河不同粒级沉积物对Cd的富集特征。结果表明,不同粒级沉积物对Cd的富集系数从大到小依次为黏粒(6.65)、粉粒(4.13)、细砂(0.92)、粗砂(0.90)。黏粒级沉积物对Cd属于重度富集,粉粒级沉积物对Cd属于中度富集。其原因有二:细粒级沉积物中腐殖质含量明显高于粗粒级;细粒级沉积物中稳结态腐殖质比例较高,稳结态腐殖质的腐殖酸组成以胡敏酸为主,胡敏酸在复合体表面形成了S-HA-Cd三元配合物,增加了黏土矿物表面吸附位。西辽河沉积物在汛期黏粒级和粉粒级冲泻质泥沙所携载的吸附态镉质量分数可分别按沉积物原样的6.65和4.13倍估算。     

大理石去除水溶液中Cd2+的性能实验研究

对大理石去除水溶液中的Cd2 进行了实验研究,结果表明,大理石对水溶液中的Cd2 具有良好的去除效果.主要研究的影响因素有:pH值,作用时间,Cd2 的初始浓度和大理石投加量.对于50 mg/L Cd2 溶液,pH=8的条件下,大理石的投加量为12.5 g/L,作用时间30 min,去除效率可达92%,吸附量为3.68 mg/g.大理石对水溶液中的Cd2 的吸附作用符合Langmiur等温吸附方程.     

稻田土壤细菌对重金属镉的氧化应激反应研究

研究重金属镉胁迫下稻田土壤大肠杆菌K12、枯草芽孢杆菌B19及Ralstonia eutropha DKC1中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和ATP酶活性等应激酶活性的短期(46 h)变化.结果表明,不同浓度镉对E.coli K12,B.subtilisB19和R.eutrophaDKC1培养不同时间的SOD、CAT和ATP酶活性均有不同程度的诱导作用,表现在前期、低浓度时激活,后期、高浓度时抑制,体现了不同微生物间的差异以及抗镉潜力的不同.3种指标间接地反映了环境中有毒有害物质的存在,且能在早期较灵敏地指示污染的影响,作为环境受到污染胁迫的细胞生化指标具有一定可行性.     

电动修复法对土壤中镉的去除及形态转化研究

面对镉污染土壤日益严峻的现象以及各种土壤修复技术存在的不足,采用快速、高效、对环境干扰较小的电动修复法对自制镉含量为200 mg/kg的污染土壤进行修复,在不同电压梯度下对土壤p H值、Cd去除效果进行研究,同时采用BCR法分步提取不同形态的镉,对不同形态镉的迁移转化情况进行分析。实验结果表明,随着电压的增加,土壤中不同形态的镉去除效果明显,在靠近阳极区域去除率达到90%以上,在阴极区域以弱酸提取态为主的镉出现了富集现象。另外,酸性条件有利于不同形态的镉向弱酸提取态转化,有利于提高镉的去除率。     

贡嘎山东坡土壤重金属质量比的初步分析及风险评价

对贡嘎山东坡土壤中Cd、Pb、Cr、Ni、Hg和As的质量比进行测定,用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对其进行风险评价。结果表明:研究区表层土壤中Hg、Pb和As质量比低于国家一级标准,属未污染等级,Cd、Cr和Ni质量比存在不同程度的超标现象,土壤被污染;Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As的单因子污染指数分别为1.88、0.87、1.15、1.06、0.45、0.26,对土壤的污染程度从大到小依次为Cd、Cr、Ni、Pb、Hg、As;内梅罗综合污染指数PN为0.92～4.89,都属于不安全级别,其中22.2%的土壤属尚清洁等级,66.7%的土壤属轻度污染,11.1%的土壤属严重污染。     

阳新县银山矿区土壤重金属污染特征与健康风险评价

为研究典型铅锌矿区土壤重金属的污染状况,分别采集108个农田土壤和48个不同深度建设用地的土壤样品,进行重金属测定分析。农用地所有监测点位土壤重金属含量出现不同程度超标,主要超筛选值污染物为Cd,As,Pb,Zn和Cu;其中Cd和As污染面积最大,基本覆盖整个研究地区。建设用地土壤中超筛选值污染物为Cd,As和Pb;随土壤深度增加,3种重金属含量呈下降趋势;3种污染物在垂直方向的最大污染深度可达11 m。对于农用地土壤,元素As在经口摄入途径对成人存在可接受致癌风险、对儿童存在不可接受的致癌风险;在呼吸摄入和皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。Cd在经口摄入途径中对成人和儿童存在可接受致癌风险,在皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。对于建设用地的土壤,As元素在经口摄入途径对成人存在可接受的致癌风险、对儿童存在不可接受的致癌风险;在呼吸摄入和皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。Cd元素在经口摄入途径对成人存在可接受的致癌风险,在经口摄入和皮肤接触途径对儿童存在不可接受的致癌风险。     

城市植物叶面尘粒径和几种重金属(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布特征

为研究城市植物叶面尘粒径及重金属元素(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布规律和污染特征,以西安市不同功能区大叶女贞(Ligus-trum lucidum)和小叶女贞(Ligustrum quihoui)叶面尘为研究对象,用激光粒度分析仪测定叶面尘的粒径分布,用原子吸收分光光度计测定叶面尘重金属质量比,并探讨了叶面尘重金属的可能来源。结果表明,大叶女贞和小叶女贞叶面尘粒径小于50μm。前者叶面尘粒径累积曲线呈双峰分布,平均粒径和粒径峰值从大到小为相对清洁区、工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区;后者呈单峰分布,平均粒径和粒径峰值由大到小为工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区和相对清洁区。不同功能区叶面尘中Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni有明显的富集,其质量比分别为(325.5±72.6)mg/kg、(3 965.6±1 112.9)mg/kg、(349.2±149.3)mg/kg、(35.3±6.8)mg/kg、(1 182.0±355.1)mg/kg、(324.1±129.5)mg/kg,为陕西省土壤背景值的7.9～20.8、29.7～77.9、2.6～11.1、262.8～489.4、26.4～71.8和6.9～18.9倍。不同功能区2物种叶面尘各重金属质量比差异显著(p<0.001),物种间差异不显著(p>0.05)。叶面尘中Zn、Pb、Ni、Cr的质量比以工业区最高,Cu、Cd以交通枢纽区最高,其次为商业区,居住文教区和相对清洁区负荷最低。研究认为,叶面降尘中的重金属可能来自外源输入。