纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中植物吸收铅和3种酶活性的影响

采用盆栽试验研究了纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中油菜和白菜的生物量、土壤中Pb质量比、油菜和白菜中Pb累积量及土壤中3种酶活性的影响。结果表明:在纳米羟基磷灰石质量比为15g/kg时油菜地上部Pb累积量为最小值2.06 mg/kg,土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性达到最大值,与空白相比分别提高9.16%、79.2%、64.3%,并且达到了显著性差异(p0.05);在纳米羟基磷灰石质量比为20 g/kg时白菜地上部Pb累积量为最小值5.21 mg/kg,土壤中脲酶、过氧化氢酶活性达到最高值,比空白分别提高93.9%、18.8%,并且达到了显著性差异(p0.05),而蔗糖酶活性达到最大值的质量比为15 g/kg,与空白相比提高75.4%,并且达到了显著性差异(p0.05)。种植油菜土壤中Pb总量与3种酶活性呈现极显著的正相关,而种植白菜的土壤中Pb总量与脲酶和过氧化氢酶呈现极显著的正相关,与蔗糖酶相关性不显著。油菜的生物量、种植土壤中3种酶活性和耐Pb毒性能力明显高于白菜,因此,种植油菜比白菜的修复效果好。     

酸化土壤与镉对大豆萌发种子抗氧化保护酶的复合影响

为探索酸化土壤与镉对大豆萌发种子抗氧化保护酶的复合影响,采用种子常规萌发试验的方法,模拟pH=5.93和pH=2.5的酸化土壤,并用0.182 mg·L-1和20 mg·L-1的Cd2+处理大豆种子,测定不同酸化土壤及镉浓度胁迫对大豆萌发种子过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和质膜透性的影响.结果表明,轻度酸化土壤(pH=5.93)或低质量浓度镉(0.182 mg·L-1)可激活POD与CAT活性,降低MDA含量及质膜透性,且与胁时相关;复合处理上述效应更显著,但随胁时延长4指标变幅加大,膜系统恢复时间推后.重度酸化土壤(pH=2.5)与高质量浓度镉(20 mg·L-1)胁迫下的POD与CAT活性随胁时延长而降低,MDA含量及质膜透性则随胁时延长而升高;低-高、高-高复合处理时,4指标随胁时延长变幅更大,7 d时偏离CK更显著,且CAT、MDA和质膜透性峰值推后.由此可见,酸化土壤与镉复合污染可加剧对种子萌发的伤害,二者存在协同作用.     

黑麦草对TCP污染土壤的修复研究

通过生物盆栽试验研究了黑麦草(Lolium multiflorun L)对2,4,6-三氯酚(TCP)污染土壤的修复作用及其对污染土壤中微生物生物量碳、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性的影响.结果表明,培养75 d后土壤中TCP的可提取态质量比随着时间延长而逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态TCP质量比的下降.在TCP质量比为1mg·kg-1、10 mg·kg-1、100 mg·kg-1的处理中,种植黑麦草的去除率分别为92.5%、78.2%、55.6%,无植物处理的去除率分别为56.3%、49.2%、37.5%.黑麦草在TCP各质量比处理的污染土壤中能够存活,状态良好.种植植物士壤中的微生物生物量碳以及多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性都存在增加的趋势,明显高于对照土壤(p＜0.05),提高了土壤植物和微生物对污染物的降解能力.同时,高质量比处理对酶的活性也有一定的抑制作用.由于土壤自身具有修复TCP污染的自然本能,种植黑麦草具有强化TCP污染土壤的修复作用,可以通过促进黑麦草生长,增加土壤酶的活性,增强土壤微生物活性,提高黑麦草修复TCP污染土壤的能力.     

螯合剂-油菜联合修复对镉污染土壤酶活性的影响

通过盆栽实验,研究了在螯合剂-芥菜型油菜修复镉污染土壤中,不同浓度的3种螯合剂EDTA、EDDS和草酸对3种土壤酶活性的影响。结果表明,3种螯合剂均显著提高了土壤总Cd去除率,其中EDTA的效果最好,最佳浓度为3 mmol/kg,此时土壤总的Cd去除率高达74.57%。EDTA诱导下土壤蔗糖酶和脲酶活性均显著提高,低浓度EDDS和草酸处理,蔗糖酶活性明显提高,但浓度较高时降到与对照组相当的水平;EDDS和草酸的施用对脲酶活性没有显著影响。3种螯合剂诱导下过氧化氢酶活性均受到轻微抑制,但变化不显著。仅在施加EDTA的土壤中蔗糖酶活性与土壤总Cd含量显著负相关,其他处理中蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性与土壤总Cd含量的相关性都不显著。     

稀土铽对辣根抗氧化酶的影响

为了解重稀土对植物的生态毒理学作用,给稀土农用的环境安全问题积累基础实验资料,以辣根为观测材料进行实验,以稀土铽(Tb)(Ⅲ))作为探针,研究不同质量比浓度Tb(Ⅲ)对辣根过氧化物酶(HRP)活性,过氧化氢酶(CAT)活性和过氧化氢(H2O2)含量的影响.实验结果显示,低质量比的Tb(Ⅲ)对辣根HRP和CAT有激活作用;相反,高质量比Tb(Ⅲ)对HRP和CAT活性有抑制作用.具体表现为辣根HRP和CAT酶活性先升后降,在Tb(Ⅲ)质量比为1mg/kg时,HRP酶活性比CK植株增大5.3%,CAT的酶活性比CK植株增加1.23%.H2O2含量则是呈先降后升趋势,在Tb(Ⅲ)质量比为3mg/kg时,辣根体内的H2O2含量比CK植株降低11.68%.HRP对Tb(Ⅲ)的反应更为敏感,它可以成为研究稀土毒理的重要生物标志物.     

生物质炭施用和不同水分管理对水稻生长和Cd吸收的影响

向实际Cd污染土壤中添加不同质量比(0.5％、1％和2％)的生物质炭,并结合不同水分管理方式,研究该处理对Cd污染土壤的修复效果.结果表明,添加生物质炭提高了淹水处理中水稻各生育期土壤溶液pH值和可溶性有机碳(DOC)质量浓度及土壤pH值,且增幅随生物质炭添加量增加而升高;旱作处理中仅2％生物质炭添加量处理显著提高了各生育期土壤溶液pH值和DOC质量浓度,但所有处理均提高了土壤pH值;生物质炭显著降低了土壤Cd生物有效性,下降幅度达5.09％～68.7％.施用生物质炭后,水稻的株高、稻米产量和水稻总生物量均有显著提高.淹水条件下施用生物质炭显著降低了水稻籽粒中Cd质量比(下降幅度为36.9％～73.4％),而在旱作条件下则增加了水稻籽粒中Cd质量比,这可能与不同水分条件下生物质炭的分解及其携带的Cd有关.研究表明,采用1％生物质炭施用量和淹水的农业措施可有效降低土壤有效态Cd含量和水稻籽粒中Cd含量.     

无害化污泥对沙性土即时团聚体稳定性及黏聚力影响的研究

为了解决我国土壤沙化严重以及大量污泥处理处置的问题,研究了不同种类与比例的无害化污泥对沙性土团聚体稳定性及土壤黏聚力的影响.通过将堆肥污泥(CSS)、干化污泥(DSS)、炭化污泥(BSS)分别以质量分数为5％、10％、15％、20％、25％和30％的添加量与沙性土复配,并测定土壤的pH值、电导率、有机质、水稳性大团聚体和抗剪强度,来探究3种无害化污泥对沙性土团聚体稳定性及土壤黏聚力的影响.结果表明:无害化污泥的颗粒粒径分布和保水性为改善沙性土的结构与持水性能提供了有利条件,即随污泥添加量增加,土壤pH值降低,电导率、有机质增加;添加污泥使得水稳性大团聚体含量增加,水稳性来自于稳固的颗粒大小和污泥的团聚作用;添加污泥使得土样黏聚力增加,污泥添加质量分数为30％时,CSS复配土黏聚力为10.97 kPa,改良效果最佳.综上,添加无害化污泥能有效改善沙性土的团聚体稳定性与黏聚力,其中CSS复配土最接近种植土的水平,改良效果显著.无害化污泥的投加比例要根据目标土壤的需求来进行优化,其有效性和对土壤可能造成的其他影响需要通过长期试验来进一步探究.     

水杨酸对镉、锌复合胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响

在水培条件下,以辽春10号小麦品种为供试材料,研究了10-4mol.L-1、10-5mol.L-1、10-6mol.L-13种不同浓度的水杨酸(SA)对1mmol.L-1Cd2+、5mmol.L-1Zn2+复合胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:与对照组(未加SA处理的Cd2+、Zn2+复合污染)相比,经SA处理Cd2+、Zn2+复合胁迫下小麦幼苗地上及地下生物量都有明显增高,特别是10-4mol.L-1SA处理组分别增加23.78%和24.7%;10-4mol.L-1SA处理组小麦幼苗根系活力提高6.74%。在试验第6 d、11 d根系和叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)分别达到峰值且以10-4mol.L-1SA处理组最高;在整个试验期间3个SA处理组过氧化氢酶(CAT)活性始终高于对照,其中10-4mol.L-1SA处理组为对照组的146.6%;SA处理使丙二醛(MDA)含量降低,在试验第11 d,10-4mol.L-1SA处理组叶片和根系中丙二醛含量分别为对照组的85.5%和87.6%。但是在试验第14 d各组小麦幼苗叶片和根系中丙二醛含量全部有所回升。综合来看,不同浓度的SA处理均能提高小麦幼苗的抗氧化酶活性且高浓度SA(10-4mol.L-1)处理效果最明显。这表明,水杨酸能够通过促进保护酶活性的升高,抑制活性氧含量的增加,从而有效缓解Cd2+、Zn2+复合胁迫对小麦的毒害。     

有机物料添加对植物修复铬污染土壤的影响

为探讨有机物料添加对植物修复铬污染耕地土壤的强化效果,在联栋温室中进行室内培养试验和盆栽试验,利用Tessier连续提取法对添加牛粪、羊粪和玉米秸秆后的土壤中铬形态分布进行分析.通过S-N-K法、Pearson相关分析等研究添加有机物料后,紫羊茅和羽衣甘蓝对修复土壤的铬富集系数及铬去除率的影响,并探讨其与铬形态间的相互关系.结果表明,添加牛粪或羊粪的土壤中交换态铬分别比空白处理增加1.30％和0.98％.添加牛粪可显著提高紫羊茅和羽衣甘蓝的根干重和茎叶干重,添加羊粪或玉米秸秆仅可显著提高富集植物的茎叶干重,对根干重无显著影响.添加羊粪或牛粪处理的紫羊茅和羽衣甘蓝,修复土壤的铬富集系数均显著高于空白处理.添加玉米秸秆紫羊茅修复土壤的铬富集系数显著高于空白处理,羽衣甘蓝修复土壤的铬富集系数与空白处理无显著差异.3种有机物料的添加均能增强羽衣甘蓝和紫羊茅对铬污染土壤的修复效果,其中添加牛粪诱导强化羽衣甘蓝修复铬污染土壤的效果最佳,对土壤中铬的去除率达到19.62％.紫羊茅和羽衣甘蓝修复土壤的铬富集系数及铬去除率均与土壤交换态铬显著正相关,与碳酸盐结合态铬比例呈极显著负相关.有机物料,尤其是养殖废弃物的添加,能有效提高土壤中可交换态铬比例,进而提高植物修复铬污染土壤的效率.     

复合菌系RXS中木质纤维素降解酶类分析

复合菌系RXS能分泌多种木质纤维素降解酶,为探究这些酶在木薯渣降解中的作用,对RXS的培养时间、酶作用的温度和pH值,以及添加金属离子对酶活性和降解效果的影响进行了研究。结果表明,在培养48 h后,木聚糖酶(Xylanase)、滤纸酶(FPAase)和内切葡聚糖酶(CMCase)酶活性均达到最大值(分别为56.02 U/m L、3.14U/m L和6.78 U/m L),pH=6.0(FPAase和Xylanase的最适pH值)、温度为55℃(FPAase和CMCase酶活性最高)条件下,RXS酶液处理可使木薯渣的失重率达到18.78%,纤维素和半纤维素质量分数分别由31.46%和20.19%下降到22.12%和12.23%。添加Cu~(2+)有效地抑制了酶液中FPAase和Xylanase的酶活性,木薯渣几乎不降解,纤维素和半纤维素组分质量分数基本不发生变化;分别添加Co~(2+)和Zn~(2+)时,对3种酶均有一定程度的抑制,木薯渣失重率仅为3.29%和4.70%;分别添加Fe~(2+)、Mg~(2+)时,FPAase酶活性被抑制,Xylanase与CMCase共同降解底物,木薯渣失重率分别达12.77%和15.81%,纤维素和半纤维素质量分数明显降低。研究表明,Xylanase与CMCase是复合菌系中降解木薯渣的关键酶,其协同作用可使木薯渣有效降解。     

壬基酚降解酶的分离纯化及性质研究

从恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)X-8中分离纯化出一种壬基酚降解酶,研究其酶学特性.将该菌株X-8在NP-尿素培养基中振荡培养26 h(30℃),其细胞经超声波破壁,得到粗提酶液.粗提酶液经硫酸铵分级盐析、透析脱盐、Sephadex G-200分子筛柱层析、DEAE-Sepharose Fast' Flow离子交换层析,得到凝胶电泳均一的NP降解酶.SDS-PAGE电泳结果表明,该酶相对分子质量为37 000±1,适宜作用条件为30℃、pH=7.0.该酶在pH=7.0～10.0、10～50℃时非常稳定.本研究得到的壬基酚降解酶活力强,常温下反应速度快、稳定性高,可用于污水中壬基酚的生物降解.将壬基酚降解酶纯化至电泳纯时工艺复杂、收率较低,但实际应用中只需对该酶进行粗分离,其工艺简单、收率高,因此该酶可用于含NP废水的处理.     

胎牛血清乙酰胆碱酯酶的酶学性质研究

为研究胎牛血清中乙酰胆碱酯酶(AChE)的酶学特性,分别采用硫酸铵分级沉淀、Sephadex G-100和DEAE-纤维素DE23柱层析方法,从胎牛血清中分离纯化出乙酰胆碱酯酶.结果表明,以碘化硫代乙酰胆碱(ATCI)为底物时,酶促反应的最适温度为37 ℃,最适pH值为8.0,米氏常数Km为7.48 mmol/L,最大反应速度Vmax为0.098 mol/min.研究表明,Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+等金属离子对胆碱酯酶具有不同程度的激活作用,而Cd2+、Pb2+、Cu2+对胆碱酯酶活性具有不同程度的抑制作用;分离出的乙酰胆碱酯酶对乐果和敌敌畏的敏感性最强.     

酸雨对水稻不同生育期叶片叶绿体ATP酶的影响

酸雨对植物生长发育具有显著影响。然而,不同生长阶段植物对逆境胁迫的响应存在差异。以模拟酸雨胁迫水稻(Oryza sativa)(孕穗期、灌浆期),利用植物生理生化方法测定了水稻叶肉细胞叶绿体Mg2+-ATPase活性及其基因表达量、光合磷酸化活性、ATP含量、植株相对生长速率(RGR)和叶片净光合速率(Pn),研究酸雨胁迫下孕穗期、灌浆期水稻叶绿体ATP酶的变化及其对植物光合作用影响的机理。结果表明,p H=4.5酸雨使孕穗期水稻RGR、Pn、叶片ATP质量比和光合磷酸化活性均显著提高,灌浆期上述指标变化不明显;p H=3.5和p H=2.5酸雨使上述指标均下降,且随酸雨p H值降低,变幅增加。p H=4.5酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP合酶基因表达量及Mg2+-ATPase活性升高;p H=3.5和p H=2.5的酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP酶基因表达量减少,造成Mg2+-ATPase活性降低,且随酸雨p H值降低变幅增加。可以认为,酸雨通过影响ATP酶转录水平,改变Mg2+-ATPase活性、光合磷酸化活性和叶片ATP质量比,进而影响Pn,并最终影响植物生长发育。酸雨胁迫对孕穗期水稻生长发育及光合作用有低促高抑的剂量效应,而低强度酸雨对灌浆期水稻影响不明显。与灌浆期相比,孕穗期对酸雨胁迫较敏感,表明植物不同生长发育阶段对酸雨胁迫响应存在差异,此发现应成为评价酸雨影响植物的一个因素。     

Investigation of biocatalytic potential of garbage enzyme and its influence on stabilization of industrial waste activated sludge

The decomposable waste thrown into the environment can be used to produce value added bio-product which in turn reduces the production of greenhouse gas. Garbage enzyme is one such value added product produced by fermentation of organic solid waste. In the present study enzyme activity and disinfectant potential of garbage enzyme was evaluated and its influence on reduction of total solids, suspended solids and pathogens in dairy waste activated sludge were studied. The result showed the garbage enzyme possesses protease, amylase and lipase activity and reduced 37.2% of total solids, 38.6% of suspended solids and 99% of pathogens in dairy waste activated sludge. This significant result may be helpful for researchers to compare the effectiveness of earth-friendly garbage enzyme treatment of industrial sludge with various physical and chemical pre-treatment methods to improve the biogas production from the sludge digestion unit.     

污染环境重金属酶抑制法快速检测技术研究进展

综述了酶抑制法快速检测环境重金属的原理和方法,介绍了脲酶抑制法及其与之相结合的酶传感器、试剂条、量热计、比色法等痕量重金属快速检测新技术,提出了今后的研究方向.     

盐度胁迫对云纹石斑鱼鳃离子调节酶及渗透压的影响

为探讨云纹石斑鱼鳃离子调节酶活力及血清渗透压对盐度骤降的响应,设置4个盐度梯度(27、21、15和9)对云纹石斑鱼进行盐度骤降胁迫试验,在0、1 d、2 d、3 d和7 d时取样,测定其鳃中Na+/K+-ATP(NKA)酶、Ca~(2+)-ATP酶(Ca~(2+)-ATPase)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活力及血清渗透压。结果表明,盐度21组与15组NKA及Ca~(2+)-ATPase活力在第1 d大幅上升,显著高于对照组(p0.05),随后下降趋于稳定,而盐度9组NKA及Ga2+-ATPase活力一直呈下降趋势;血清渗透压呈先下降后上升的变化趋势(p0.05);SDH活力变化与离子酶一致(p0.05);LDH活力变化与离子酶相反(p0.05)。研究表明,在盐度骤降的情况下,云纹石斑鱼鳃进行渗透压调节分为两个阶段,一是应激反应阶段,此时NKA及Ca~(2+)-ATPase迅速升高,血清渗透压降低;二是适应阶段,离子酶活力下降趋于稳定,血清渗透压升高恢复至正常水平,而且SDH与LDH酶活力也相应变化,为渗透压调节提供能量。     

污水灌溉对土壤重金属含量、酶活性和微生物类群分布的影响

以沈阳张士灌区长期污灌的农田土壤为对象,研究了土壤重金属、土壤酶活性、微生物生物量和种群分布特征,分析了土壤微生物参数与土壤重金属和土壤性质的相关关系.结果表明,虽然已停止污灌十余年,张士灌区农田土壤仍存在Cd、Zn、Cu等多种重金属污染.土壤Cd污染最严重,含量达1.75～3.89 mg·kg-1.土壤耕作层(0～30cm)Zn、Cu、Pb总含量随土层深度增加逐渐减少,而Cd元素的垂直分布呈向下迁移的趋势.Cd、Zn、Cu、Pb等4种重金属含量水平分布特征相似,均为1号样地＞2号样地＞3号样地＞4号样地.相关性分析表明,张士灌区土壤酶活性、微生物生物量和种群分布受重金属污染和土壤养分的影响,土壤养分含量(有机碳、N、P、K)对微生物的正面效应大于重金属对微生物的负面效应.土壤全量Cd和速效K对微生物参数的影响最为明显,Cd含量与多酚氧化酶活性和微生物生物量(Cmic)呈极显著负相关,与纤维素酶活性呈极显著正相关(P＜0 01),速效K含量与多酚氧化酶活性、微生物生物量以及可培养微生物种群数量均呈极显著正相关(P＜0.01).