时间分辨荧光免疫一步法检测微囊藻毒素的研究

利用稀土元素Eu³⁺ 标记微囊藻毒素偶联物MCLR-BSA,在固相包被二抗的微孔板上建立了微囊藻毒素的直接竞争时间分辨荧光免疫法.条件优化后Eu³⁺ 标记物的稀释度为1∶50,微囊藻毒素单抗的合适浓度为100 ng/mL.该法对微囊藻毒素检测的灵敏度为0.02 ng/mL,试剂的测量范围是0.05～10 ng/mL,回收率达到94％以上.     

无排泥运行MBR处理不同浓度氨氮废水及其生物特性

考察了水力停留时间(HRT)为10 h时无排泥运行下膜-生物反应器(MBR)处理不同浓度氨氮无机废水的运行性能及微生物特性.结果表明,在处理NH₄⁺-N≤500 mg/L的废水时,氨氮转化率可达99%且反应器内微生物增长缓慢,比硝化速率从0.2kg/(kg·d)升至0.52 kg/(kg·d);当NH₄⁺-N≥700 mg/L时,出水亚硝酸氮和氨氮相继出现明显累积,比硝化速率随之下降至0.4kg/(kg·d)以下,反应器内生物量从3 200 mg/L上升至6 700 mg/L.反应器中的氨氧化菌维持在10⁷CFU/mL,亚硝酸盐氧化菌从10⁶CFU/mL下降至10³CFU/mL.系统内的溶解性微生物产物(以TOC表示)升至65 mg/L后保持稳定,出水TOC一直维持在3～4mg/L;细胞外分泌物(EPS)在膜的截流作用下随运行时间的延长积累至600 mg/L.     

水环境中大肠杆菌多特征抗原及抗体的制备研究

为了建立用于水环境中大肠杆菌的酶联免疫快速检测方法,针对水中大肠杆菌属多种血清型的特征,制备了水环境样品中大肠杆菌的多特征抗原,包括全菌体抗原、破碎全菌体抗原、菌体抗原、鞭毛抗原和菌毛抗原;采用这5种大肠杆菌抗原分别免疫新西兰大白兔,获得了5种大肠杆菌多克隆抗体,抗体效价高、纯度好,具有较强且稳定的特异性结合抗原的功能;间接ELISA方法表明,全菌体抗体和破碎全菌体抗体的效价均大于1×10⁵,性能优良.基于上述抗体,建立了水中大肠杆菌间接ELISA检测方法,实际水样的检测结果表明,检测限可达10⁴个/L.     

氯胺消毒对铜和不锈钢管壁生物膜的控制作用

以松花江为水源的哈尔滨某水厂出厂水为研究对象,采用生物膜培养反应器(rotating annular bioreactor, RAB)模拟给水管网系统,考察了氯胺对铜和不锈钢2种管材上生物膜的控制情况.结果表明,在无氯胺情况下运行时,铜和不锈钢挂片上的生物膜在第18d和21 d达到最大值,其生物量分别为5.5×１０³ CFU/cm²和2.5×１０⁵ CFU/cm²,生物膜达到稳定时生物量分别为1.0×１０³ CFU/cm²和1.3×１０⁵ CFU/cm²,铜挂片上的生物量明显低于不锈钢.反应器在有氯胺状态下运行时,铜和不锈钢挂片上最大生物量为5.0×10² CFU/cm²和5.0×１０⁴ CFU/cm²,分别低于无氯胺情况下1个数量级,达到稳定状态时,其生物量分别为10 CFU/cm²以下和3.5×１０⁴ CFU/cm²,说明氯胺对处于稳定状态的生物膜具有一定的控制作用,对铜挂片上的生物膜具有更明显的控制效果.对消毒剂投量、管材和管壁生物膜HPC进行分析可知,生物膜HPC与余氯胺具有良好的指数相关关系,增加氯胺投量可以降低生物膜HPC数量,氯胺和铜挂片对管壁上的生物膜具有协同灭菌作用.     

三阶段控温堆肥过程中接种复合微生物菌群的变化规律研究

接种复合微生物是提高堆肥效率的主要方法之一,但由于堆料中土生微生物的竞争,较高浓度的土生微生物浓度会抑制接种微生物的长生繁殖.实验表明:当堆料中土生微生物初始浓度为4×10⁸CFU/g时,所接种的微生物不增殖,且随着堆肥的进行,浓度下降很快;而非接种微生物增殖很快,最高浓度可达10¹⁰CFU/g.当土生微生物浓度降低至4×10⁵个/g,接种微生物增殖较快,最高达10¹¹CFU/g.因此,本文利用堆肥自身产热和少许外来热源加热的三阶段控温法进行堆肥.使堆温在4 h内迅速升到70℃以上,并维持8 h,从而使土生微生物浓度降至4×10⁵个/g以下,并起到软化堆料,便于微生物降解的目的.待温度冷却至35℃～45℃时,接种复合微生物,使其快速生长繁殖,数量从10⁸ CFU/g上升到10¹¹CFU/g(干样品),且接种微生物以非接种做生物保持优势地位,从而快速分解垃圾中的有机物.由于在最终产品中含有大量接种有益微生物,可利用其作为菌肥进行回流接种堆肥,以增加堆料中接种微生物数目、改善堆肥微环境、节约菌剂用量、缩短堆肥发酵周期和降低堆肥成本.但利用接种微生物堆肥产品作为菌肥反复接种时,随着反复次数的增加,非接种微生物高浓度繁殖;接种微生物和非接种微生物浓度比约为1:3(反复接种5次),浓度情况发生了逆变.因此,回流菌肥反复接种5次后,接种菌剂基本上就不再起作用了.     

检测水中有机磷农药的酶传感器

采用丝网印刷技术制作厚膜型电极,通过交联法将乙酰胆碱酯酶固定在电极上,开发快速检测水中有机磷农药的酶传感器.采用循环伏安法对电极所做的检测结果表明电极彼此间的差异在10%以内,具有较好的一致性.通过在交联剂、酶和底物等方面优化传感器的工作参数,确定了戊二醛、酶和底物的浓度分别为0.2%、0.5 mg/mL和10 mmol/L时,传感器响应最好.在交联固定酶的情况下,根据酶活受到有机磷抑制的原理,采用时间-电流法对特丁硫磷和对硫磷进行了检测.结果表明:这2种有机磷的检测限都可以达到1 ng/mL,线性区间1～10 000ng/mL.在物理吸附固定酶的情况下,采用循环伏安法对特丁硫磷进行了检测.结果表明:采用循环伏安法检测的灵敏度比采用时间-电流法的灵敏度要高.     

基于磁性纳米粒子固定技术的漆酶传感器用于垃圾堆肥中邻苯二酚的检测

以邻苯二酚为检测目标,研究了一种基于核/壳磁性纳米粒子固定漆酶的邻苯二酚生物传感器制备方法及其在城市生活垃圾堆肥中的应用.制备Fe₃O₄磁性纳米颗粒,使用正硅酸乙酯（TEOS）和氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）将其功能化并利用戊二醛将漆酶共价固定,借助磁场吸附在磁性碳糊电极上,检测邻苯二酚.固定在电极表面的漆酶保持了很好的活性.该生物传感器的检测线性范围为7.5×10^-7～2.75×10^-4 mol/L,检测下限达到7.5×10^-7 mol/L,达到稳态电流95%所需时间大概为70 s.将该传感器检测堆肥浸出液中酚的含量的结果与高效液相色谱法对比,两者非常接近.     

蛋白酶对水环境中病毒的灭活作用

以大肠杆菌噬菌体T₄作为模式病毒,研究了蛋白酶对病毒的灭活作用.试验结果表明:蛋白酶灭活病毒的效果明显. 适宜条件下,67.5u/mL的蛋白酶K处理1h对纯水中病毒(6.2×10⁵PFU/L)和生活污水中病毒(7.2×10⁵PFU/L)灭活率分别达到了99.4%和49.4%,处理3h的灭活率分别是>99.9%和81.1%;工业蛋白酶1398在75.0u/mL酶浓度下处理1h对纯水水中病毒(1.7×10⁵ PFU/L)灭活率达到74.4%.pH和温度对病毒灭活效果的影响不明显.     

微囊藻毒素-LR多克隆抗体的制备

通过对新西兰大白兔免疫自制的微囊藻毒素-LR(Microcystin-LR,MC-LR)完全抗原BSA-MC-LR,获得了质量较好的抗MC-LR的多克隆抗体,间接ELISA表明抗体的效价能达到1.5×10⁵;固定包被抗原OVA-MC-LR,采用间接竞争ELISA测定水体中的微囊藻毒素,标准曲线表明对水样中MC-LR的检测下限为10ng/L,线性区间为30ng/L·3μg/L,能满足对饮用水和地表水中MC-LR的检测要求.     

3种赤潮藻对褶皱臂尾轮虫的急性毒性效应

应用急性毒性试验方法,研究了可控生态条件下不同密度的东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)、赤潮异弯藻 (Heterosigma akashiwo Hada)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense Balech) 对褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）的致死率和种群增长参数的影响. 结果表明,东海原甲藻、赤潮异弯藻和塔玛亚历山大藻对褶皱臂尾轮虫24 h的LC₅₀分别为3.56、 1.21和0.49 (×10⁴　cells/mL); 3种赤潮藻在对褶皱臂尾轮虫的致毒过程中均表现了明显的密度效应; 10⁴cells/mL的东海原甲藻藻体,10⁵cells/mL的赤潮异弯藻滤液和藻内容物以及10³ cells/mL的塔玛亚历山大藻滤液、藻内容物和藻体对褶皱臂尾轮虫有显著的抑制效应,且抑制作用随藻密度的增加而增强.     

胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)在餐厨垃圾废水中生长条件优化

为了探讨餐厨垃圾废水用作发酵基质生产液态解钾菌肥的可行性,选用胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）作为试验菌种,采用正交和单因素方法对相关生长因素进行了优化.结果表明,在餐厨垃圾废水中培养胶质芽孢杆菌经过3 d的调整期后进入对数生长期,6~7 d时活菌数达到最大,Ⅰ类废水活菌数为1.55×1010 CFU/mL,Ⅱ类废水活菌数为6.60×1010 CFU/mL.以Ⅱ类废水为基质进行正交试验确定的较优培养条件为pH=7、温度30℃、摇床转速160 r/min、接种量2.0%（V/V）.废水的pH和盐分对胶质芽孢杆菌的生长代谢影响极为显著:最适初始pH为7（活菌数为3.80×1010 CFU/mL和9.20×1010 CFU/mL）;随着ρ（NaCl）的增加,活菌数先升高后快速降低,最适ρ（NaCl）为4 g/L.Ⅰ类和Ⅱ类废水的最佳接种量分别为1.5%（活菌数为1.60×1010 CFU/mL）和2.0%（活菌数为6.40×1010 CFU/mL）.研究显示,胶质芽孢杆菌在餐厨垃圾废水中经过培养后可达到GB 20287-2006《农用微生物菌剂》中液态菌肥的活菌数（2.0×108 CFU/mL）,经湿热处理后的Ⅱ类废水对胶质芽孢杆菌的生长有明显的促进作用.      

环境水体中肠道病原细菌的定量PCR检测

采用通用引物,通过实时荧光定量PCR方法(QPCR),对西安市5处地表水体中肠道病原细菌的细胞密度进行4个月的连续检测,并将QPCR检测结果与滤膜法测得的大肠菌群CFU值进行比较分析.结果显示, QPCR法可信度为94%,最小检测值为每管未稀释DNA提取物含2.7个大肠杆菌细胞.5个水体(N=60)检测结果表明, QPCR检测结果是大肠菌群CPU的2.2～5倍.病原细菌的几何平均值范围, QPCR法在25～67 000 CCE/100 mL之间, MF法大肠菌群为3～45 000 CFU/100 mL之间.2种方法的离散和回归分析表明, QPCR检测结果与大肠菌群CFU显著正相关,秩相关系数为r=0.983.     

通用引物PCR方法在地表水病原菌检测中的应用

为了探索通用引物PCR方法在地表水病原细菌检测中的应用价值,利用16S rRNA基因的高度保守性,设计并合成细菌的通用引物,采用合成的引物扩增参考菌株及西安市区不同地表水样,并对PCR产物分别进行序列测定及序列同源性分析,同时检测水样中的细菌总数和粪大肠杆菌浓度.结果显示,通用引物扩增4种参考菌株,320 bp处均可得到清晰的电泳条带,其特异性通过序列测定及同源性分析得到进一步验证;通用引物PCR可检出250 ng/L的埃希氏大肠杆菌标准菌株DNA,其PCR检测的灵敏度可达0.275 CFU/mL;用通用引物对西安市区不同地表水样进行PCR扩增,其中■河、兴庆湖、大唐芙蓉园北湖、北石桥污水处理厂出水样品320 bp处都得到了清晰的电泳条带,而黑河水样没有条带;与之相对应的粪大肠杆菌群检测结果显示,只有北石桥污水处理厂出水和兴庆湖水样有粪大肠杆菌检出.      

Detection of Escherichia coli in wastewater based on enzyme immunoassay

This research describes a fast detection method on the basis of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for Escherichia coli in drainage of wastewater treatment plants. Optimized conditions such as the reaction format (sandwich or direct), the concentrations of diluted horseradish peroxidase (HRP)-E. coli conjugate, and anti-HPR antibody and pretreatment of E. coli were studied. Those results showed that the linear range of detection for E. coli was 10 cfu/mL-6 × 10⁴ cfu/mL. Compared with conventional methods, it is a convenient and sensitive detection method with low cost. Translated from Environmental Science, 2005, 26(5): 128–131 [译自: 环境科学]     

避光处理对污水紫外线消毒后大肠杆菌光复活的影响研究

以大肠杆菌为受试菌种,研究了避光处理对紫外线消毒后三级出水中细菌光复活的影响.将紫外线消毒后的水样避光放置一定时间后再置于光复活条件下,研究了大肠杆菌的复活特性.结果表明,避光放置6h以内,见光后大肠杆菌的光复活能力即刻恢复,并最终达到与非避光处理基本相同的最大复活值;5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后,最大复活百分比分别为31.1%和0.45%,复活速率分别为1.67×104CFU·(mL·h)-1和125 CFU·(mL·h)-1.延长避光时间至24 h,5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后的大肠杆菌见光后,最大复活百分比分别减小到10.0%和0.3%,复活速率分别减小到830CFU·(mL·h)-1和20CFU·(mL·h)-1.以上结果表明,延迟消毒后出水见光时间,只能在一定程度上推迟或削弱大肠杆菌的光复活,并不能有效保证复活受到抑制,即紫外线消毒后出水中的微生物仍然存在高的复活风险.     

气浮-·OH强氧化组合工艺处理高藻水的研究

以库区天然水培养的二形栅藻(Scenedesmus dimorphus)为研究对象,利用大气压强电场电离放电产生羟基自由基(·OH),结合压力溶气气浮前处理工艺处理高藻水.实验结果表明,对于藻密度为65.6×10~4 cells/mL,浊度为10.8NTU,COD_(Mn)为6.74mg/L的高藻水,在总氧化剂TRO浓度为1.03 mg/L时,藻类去除效率达到100%;总细菌,总大肠菌群和大肠埃希氏菌均未检出;出水COD_(Mn)由1.43 mg/L降至1.25mg/L,降低了10%;浊度由0.66NTU降至0.54NTU,降低了12.59在排放高藻水的主管路中·OH杀藻的接触反应时间仅为6s.因此汽浮-·OH强氧化组合工艺可高效快速地处理高藻水,为保障水源水的供水安全探索了一种新的思路.     

城市污水中病原性大肠埃希氏菌毒力基因eaeA和rfbE的实时荧光定量PCR检测

针对病原性大肠埃希氏菌EHEC和EPEC的毒力基因eaeA和rfbE,选用特异性引物,建立了实时荧光定量PCR检测方法. 利用从污水中分离出的目的核酸片段构建重组质粒,通过测序和BLAST比对分析,确定了PCR扩增的特异性. 将重组质粒作为模板,分别测定标准曲线,在eaeA基因模板量8.77～8.77×105 copy,rfbE基因模板量4.98～4.98×105copy的范围内,Ct(循环阈值)与模板量的对数值具有良好的线性关系〔R2为0.997(eaeA)和1.000(rfbE)〕. 结合膜吸附洗脱浓缩方法,对于实际水样,eaeA和rfbE基因的检测限分别为1.75×102和9.96×101copy/100 mL. 利用该方法对城市污水处理厂进、出水进行检测的结果显示,污水二级处理工艺对这2种毒力基因的去除效果明显.      

水环境中雌激素的酶联免疫快速生物筛选技术研究

采用酶联免疫(ELISA)检测技术,对来自长江口及污水处理厂的水样分析典型雌激素雌二醇(E2)的浓度,将检测结果与化学方法检测数据进行比较验证,以阐明ELISA应用于水环境雌激素快速筛选的可行性。结果表明:ELISA的检测限可低至0.5 ng/L,试验的变异系数<30%,具有较高的灵敏性和良好的重复性;ELISA检测长江口水样中E2浓度范围≤0.7 ng/L,污水处理厂水样为2.5～11.5 ng/L,与液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)的检测数据进行比较分析,其相关系数R~2为0.9147,表明2种方法具有良好的相关性;ELISA检测所需的水样量比LC-MS/MS更少,使用96微孔板可同时对43个样品进行检测,缩短了多个样品的分析时间,具有快速简便、经济适用的特点。因此,ELISA作为1种快速、简便、灵敏的雌激素高通量筛选技术,可为环境保护部门开展水环境雌激素物质调查和水体雌激素快速诊断等工作提供技术支持。     

超声粉碎-TOC/TN仪法直接测定污水处理厂废水中的总氮

污水处理厂废水经超声粉碎后,使用TOC/TN仪直接测定总氮。进样方式为带搅拌功能的自动进样,样品超声粉碎时间为30 min。处理前相对标准偏差小于2.35%,处理后相对标准偏差小于1.68%。处理前加标回收率为96.0%～98.5%,处理后加标回收率为94.5%～96.0%。检测限为0.050 mg/L。测定结果与国标法一致,两种方法的相对误差小于士1.3%。经t检验,两种方法的测定结果差异无统计学意义。方法简便、快速、无需复杂前处理。     

城市污水二级处理出水中沙门氏菌的PCR检测

建立了一种利用PCR检测城市污水二级处理出水中沙门氏菌的方法.采用膜吸附-洗脱法浓缩二级出水水样中的沙门氏菌,通过选用一对涵盖性和特异性均较强的引物139和141,对浓缩后的沙门氏菌进行PCR检测.利用正交试验法,对沙门氏菌PCR体系进行五因素四水平的试验,建立了沙门氏菌PCR的最佳体系.通过梯度PCR考察了退火温度对检测结果的影响,选择65℃作为退火温度,优化后沙门氏菌PCR体系的检测灵敏度可达0.314ngL.通过对已知细菌浓度的水样进行检测,确定了该法检测水样中沙门氏菌的灵敏度为2130CFUL.与传统MPN法的相比,该法在检测效果和检测效率上都优于MPN法.