谷胱甘肽S-转移酶的功能、应用及克隆表达

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs,E.C.2.5.1.18)是由多个基因编码、具有多种功能的超家族酶,广泛存在于动物、植物、微生物等多种生物组织中。在生物体遇到高盐、干旱、除草剂、有机污染物等逆境时,GSTs常发挥其Ⅱ相代谢酶和抗氧化酶的双重功能,以保护生物体免受逆境的损害。文章综述了GSTs的分类、结构、功能、应用及克隆表达等方面的研究进展。     

微生物诱导碳酸盐沉淀及其在固定重金属领域的应用进展

生物矿化已受到化学、物理、生物、材料、医学、生命及环境等多学科的广泛关注,其中,以尿素为底物的MICP（微生物诱导碳酸盐沉淀）技术是生物矿化领域的研究热点之一.在分析MICP过程中的酶解机理和生物大分子在微生物矿化过程中的作用基础上,通过对重金属离子的矿化产物和碳酸盐矿化菌的成矿因素分析,揭示MICP矿化产物的特征及形成条件.碳酸盐矿化菌主要产生脲酶分解尿素,增加土壤CO₃2-饱和度,其代谢产生的胞外聚合物具有多种功能团组合和键能连接,起着调控生物矿化的作用.MICP技术可用于固定土壤和水体中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As等重金属,重金属主要以共沉淀的形式被固定,阴阳离子型重金属以类质同象置换方式分别占据方解石中的CO₃2-位和Ca2+位,从而促使污染土壤中的可交换态重金属向碳酸盐结合态转移.但是,MICP技术主要针对减少重金属的生物可利用性,不能满足以全量来计算的现行土壤环境质量标准,且MICP技术在长期有效性、生物安全性和土壤理化性质等方面存在诸多隐患.因此,由试验条件转向实际应用具有一定挑战.建议寻找更稳定的方法以阻止碳酸盐矿物中的重金属溶出,且有必要将开发高效的土著微生物复合菌剂作为未来MICP研究的方向之一.      

一种微生物固结污染体系中Cu~(2+)的研究

利用碳酸盐矿化菌在底物诱导下的酶化作用,分解产生碳酸根离子,矿化固结环境(土壤、水体)当中的游离重金属离子,减少其危险。文章以Cu2+溶液模拟重金属离子污染体系,进行微生物矿化试验,研究过程中发现,铜离子并非转化成为单一的碳酸铜沉积固结,而是生成以Cu2(OH)2CO3为主的混合矿化产物。文中对CuCl2、CuSO4体系中产生的矿化产物进行了XRD、SEM、TG分析,并对生成原因和机理进行了研究。并对这种利用微生物矿化原理来修复重金属污染的方法进行了初步探讨。     

微生物絮凝剂的研究进展及应用

系统介绍了微生物絮凝剂的定义、成份、制备及微生物絮凝剂的研究与应用进展等方面的知识,其中包括微生物絮凝剂的产生和培养条件、作用机理、合成絮凝剂的微生物种类,并预示了今后微生物絮凝剂领域的几个重要研究方向。     

有机氯农药微生物降解技术研究进展

文章综述了有机氯农药的污染化学特征、环境介质中的分布水平、降解功能微生物的种类以及典型有机氯农药的降解途径等,并对有机氯农药微生物降解相关的酶和基因以及降解机理进行了重点讨论。参与有机氯农药微生物降解过程的酶主要有脱氯化氢酶、水解酶和脱氢酶三种,它们通过共代谢,中间协同代谢或矿化等作用完成降解过程。相关降解基因主要是Lin家族基因,包括LinA～LinJ的10个典型功能基因编码。微生物降解有机氯农药的机理主要包括矿化作用、共代谢作用、种间协同代谢作用、活化作用和间接作用等,其中矿化过程包括氧化、还原、水解、脱水、脱卤和裂解等生化反应。由于有机氯农药的持久性和广泛污染性,其降解机理及中间产物的类型、毒性以及新型降解菌的效能开发仍是该领域今后的研究重点。     

生物矿化在重金属污染治理领域的研究进展

生物矿化通过生物代谢影响金属及类金属物质的形态分布,进而改变金属及类金属物质的生物有效性及毒性,在环境污染治理领域成为研究热点.文献计量学结果显示,2007—2017年生物矿化研究以微生物为主要对象,在纳米颗粒物和矿区修复等方面形成热点,并在环境学、生物学、化学和工程学等领域形成交叉学科.结合典型矿化菌与重金属间的矿化关联规律和微界面反应对微生物矿化中重金属的钝化机制进行归纳:①依据矿化菌与矿化产物的关联性对矿化菌进行分类,从碳酸盐、铁锰氧化物、硫化物和磷酸盐4类矿化产物角度汇总了碳酸盐矿化菌、铁锰氧化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌的代表微生物;②矿化菌通过诱导矿化的方式固定重金属离子,其中碳酸盐矿化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌可以直接促进金属矿物的形成,铁锰氧化菌生成的矿物间接吸附金属离子;③微生物矿化是由外及内的过程,细胞壁及胞外多聚物具有丰富基团,在矿化初期提供吸附和成核位点,原生质体也可以提供矿化场所,在矿化中后期继续固定游离离子.但是,由于微生物复杂的细胞结构及独特的生理习性,矿化过程的微界面反应机制研究尚显不足,需要利用生物学、矿物学、环境科学等领域的先进技术进一步的探索;同时也应开展宏观生态水平的生物矿化研究,并结合实际问题完善生物矿化在环境污染治理中的理论,为重金属污染地区的治理提供新的思路和技术.      

矿化垃圾生物反应器中的细菌多样性分析

为探究准好氧生物矿化垃圾床处理渗滤液过程中的微生物作用机理,研究建立了16S r DNA克隆文库及PCRRFLP技术以研究矿化垃圾反应器的细菌多样性。结果表明:矿化垃圾反应器细菌具有高度多样性,反应器内有36种细菌分别属于13个纲,变形菌纲占绝对优势占70%(其中β-变形占56.5%,γ-变形菌纲占10%),拟杆菌纲、鞘氨醇菌纲,芽孢杆菌纲也具有一定优势;3%的Nitrosomonas属是渗滤液氨氮转化成亚硝酸盐氮的主要功能微生物,由于亚硝酸盐氧化菌不存在或丰度极低,因此造成反应器内亚硝酸盐积累;Thauera属(17%)和Thiobacillus denitrificans属(10%)是反应器内主要优势微生物属,是反应器内反硝化脱氮的功能微生物,由于Thauera属在好氧条件下具有反硝化特性,Thiobacillus denitrificans为严格自养反硝化菌,因此反应器脱氮主要途径为好氧反硝化、自养反硝化。     

Biolog法在环境微生物功能多样性研究中的应用

微生物是生态系统的重要组成部分,它不仅要受到外界环境的影响,其自身的结构和功能变化也会对环境产生持续的作用,而这种作用主要是通过群落代谢功能差异来实现的,因此研究微生物群落功能多样性更能够揭示微生物与环境间相互作用的内在机制.Biolog法是目前已知的研究微生物代谢功能多样性的很有力的方法.为了使该项技术在更大范围上得...     

低浓度铀污染地下水的生物还原矿化修复研究进展

随着核能资源的开发利用,低浓度铀污染地下水引起的环境问题日益突显,如何高效低耗地处理低浓度铀污染地下水成为当今的研究热点。生物还原和生物矿化是修复低浓度铀污染地下水的2种有效方法,而相关研究主要集中在单一机制上,生物还原耦合生物矿化修复低浓度铀污染地下水的研究还缺少系统报道。文章简述了生物还原和生物矿化的机制、参与微生物以及反应产物的稳定性,论述了生物还原耦合生物矿化修复低浓度铀污染地下水的优势、作用机制,同时从微生物和环境因子2个方面总结了耦合机制修复低浓度铀污染地下水的影响因素,提出生物还原耦合生物矿化修复低浓度铀污染地下水的强化方法,并对该技术的应用前景进行了展望。     

固定化微生物技术在水处理中的应用进展

固定化微生物技术具有优势菌浓度高、活性好、防止微生物流失、节约成本等优点,在水产养殖行业具有独特的应用价值。本文综述了固定化微生物的种类、固定化材料及方法和应用于养殖水质调控的机理,最后对其在水产养殖行业水处理中的应用和存在问题进展望。本文可以为固定化微生物技术在水产养殖水处理中的应用提供有益参考。     

纳米零价铁在水处理中的应用研究综述

纳米零价铁(nZVI)作为最常用的纳米颗粒之一,在去除环境水体中的污染物方面开展了大量的研究。本篇综述通过系统全面地总结nZVI的相关进展,介绍nZVI的各个方面进而指导其发展方向。其中,研究内容主要包括制备方法、改性方式、去除不同水中污染物的作用机理和催化机理、在场地研究中的应用以及毒性作用机制。本文发现,纳米零价铁仍存在缺少综合评价方法、应用受限、各项研究不同步等问题。nZVI未来的发展,应具备考虑反应性、稳定性、迁移性、毒性的评价方法,避免同一改性材料在不同研究方向的时间差异性,让nZVI的应用更好地适用实地研究     

应用淡水生物毒性数据推导海水水质基准的可行性及适用性初探

在海洋环境风险评价及环境标准与基准的制定中,由于海水生物毒性数据的欠缺,通常引入淡水数据加以补充,以此推导海水的预测无效应浓度(PNEC),但该方法所推导PNEC的"失真"程度目前尚未完全清晰。本研究选取了Pb、Cd、马拉硫磷和狄氏剂四种典型化合物,应用SSD模型方法比较分析了分别基于淡水生物和海水生物以及二者一并使用推导的PNEC值之间的差异性和相关性。结果发现:淡水生物与海水生物对各化合物响应的敏感性具有一定的差异。对于重金属,淡水物种可能对其胁迫更具敏感性,将淡水数据与海水数据一并使用所获得PNEC可有效的保护海洋生物;对于有机磷和有机氯农药,海水生物通常更具敏感性,淡水数据的介入和应用可能会对部分海洋生物造成部分"欠保护"现象,但总体上,淡水HC5与海水HC5二者相差不大,可通过适当的安全因子加以校正。     

生物壳体就位分析中存在的问题及研究进展

生物壳体碳酸盐的稳定氧、碳同位素已经被大量地应用在古气候、古环境研究中。几十年的研究取得了很多重大成果,但是在生物壳体的就位分析研究中仍存在以下几个主要问题:生物壳体氧、碳同位素的解释问题;生物壳体时间序列的确定问题;就位分析研究壳体剖面的选择问题等。解决这些问题对于利用生物壳体提取高分辨率的古气候环境信息至关重要。文章针对这些问题进行了论述,并介绍了国内外为解决这些问题出现的新的研究方法及其最新研究进展。     

水生生物辐射剂量率计算在核电厂环境影响评价中的应用

生物辐射剂量率的计算是评价放射性元素对生物辐射影响的前提,也是核电厂环境影响报告书中不可缺少的组成部分。通过一个环境影响报告实例,介绍水生生物辐射剂量率的计算在核电厂环境影响评价中的应用。     

单原子环境催化研究进展

单原子催化剂不仅实现了对金属原子最大化利用,而且具有较高催化活性和选择性,还是理想的催化理论研究位点,近年来引起了广泛关注。环境催化在环境保护和污染修复中扮演着重要的角色。单原子催化剂在环境催化领域越来越受关注并有望应用于解决环境问题。单原子催化剂研究的重点和难点集中在单原子催化剂可控合成和催化位点分析表征。为推进单原子催化剂在环境催化领域中的应用,本文综述了单原子的主要制备方法和常规表征手段以及单原子催化剂在环境催化中应用的典型案例,并对单原子催化剂在环境催化中的应用将面临的挑战进行了展望。     

废旧车用动力锂离子电池的回收利用现状

论述了废旧车用动力锂离子电池的国内外回收利用现状,并鼓励相关企业进行梯级利用,当废旧动力锂离子电池不再适合梯级利用时,则进行回收处理。基于废旧动力锂离子电池正极涂层中的有价金属回收机理,将回收工艺归纳为物理化学法、化学法和生物法三大类,概括了现阶段我国汽车动力锂离子电池回收存在的一些问题和发展趋势。总体看来,动力锂离子电池的回收利用不仅能带来巨大的环境效益,同时也能产生显著的经济和社会效益。     

双壳类壳体时间序列的建立方法及存在的问题

利用双壳类壳体提取古气候古环境信息是生物碳酸盐研究的热点,而壳体定年一直是研究中的难点。相关研究主要观点是先找到一些时间控制点,再按照线性内插法来确定壳体的时间序列。本文综述了国内外目前双壳类壳体定年的常用方法,根据时间控制点的获得将这些方法归为以下几类:壳体日生长层法、壳体氧同位素法、数字图像技术法和微量元素法,介绍并讨论了每种方法的应用和存在的不足。研究者应该根据具体研究的生物和环境选择适合的方法。     

微波技术在水污染治理中的应用

对当前微波辐射技术在水污染治理领域的应用和研究状况进行了综述，着重介绍了微波辐射机理、特点及其在废水处理、材料制备等方面的应用，并展望了微波技术在环保领域的应用前景。     

生物炭固定化菌复合材料在环境修复中的应用研究进展

随着工业和农业的快速发展,环境污染日益严重,对生态安全和人体健康形成严重威胁.微生物修复是一种低价、绿色和易操作的技术,但微生物对高浓度污染物耐性低,造成修复效果差和周期长.由于生物炭的孔隙率高、官能团丰富和比表面积大,被认为是一种良好的吸附剂和固定化载体.通过微生物固定化技术将菌群定殖于生物炭上而制备生物炭固定化菌复合材料,结合了二者优势又克服菌群的缺点,展现了巨大的应用前景.通过系统论述生物炭固定化菌复合材料的制备方法和特征,评价生物炭固定化菌复合材料在环境修复中的效能,讨论环境因素对生物炭固定化菌复合材料去除水中污染物和修复污染土壤的效果影响,阐明生物炭固定化菌复合材料对废水处理与土壤修复的作用机制.     

基于多因子影响的东南沿海地区服役涂层环境试验设计

目的通过分析东南沿海地区车辆服役环境特点,提取了光照、温度、水、化学介质四种影响因素,分析四种影响因素的影响机理、影响方式、影响效果。方法对《GJB 150A—2009军用装备实验室环境试验方法》的基本运用方法及裁剪技术进行初步探讨,依据该标准制定东南沿海地区服役车辆涂层实验室试验的流程方法,并进行试验验证。结果实验室加速腐蚀试验结果与现役涂层腐蚀情况具有较好的相关性。结论为东南沿海地区涂层环境试验的设计、实施及测评,对涂层寿命预测、有效性检验和维修保养方案制定提供了重要的依据。