信号分子在好氧颗粒污泥形成过程中的作用

采用人工配水成功培养好氧颗粒污泥,针对絮状污泥颗粒化过程中污泥的理化性质、污染物去除效率、胞外聚合物和信号分子变化进行相关分析.结果发现,在好氧颗粒污泥的形成过程中,污泥对污染物去除能力明显提高.与接种污泥相比,成熟的好氧颗粒污泥对COD、NH₄⁺-N和PO₄^3--P去除率分别提高20%、36%和57%.好氧颗粒污泥中胞外蛋白质和多糖含量分别增加了116和31mg/gMLVSS.采用激光共聚焦扫描显微镜对接种污泥和好氧颗粒污泥进行空间表征,发现后者蛋白质含量明显增加,说明蛋白质在污泥颗粒化过程中具有重要作用;磷酸二酯酶活性总体呈现上升趋势,第二信使环二鸟苷酸（cyclic diguanylic,c-di-GMP）含量先增加后降低,与胞外聚合物中蛋白质和多糖的变化规律相似.通过SPSS软件进一步分析得知,c-di-GMP与蛋白质相关系数R²=0.92871,呈极显著相关性;与紧密结合型胞外聚合物中蛋白质相关系数R²=0.89025,呈显著相关性,推测c-di-GMP可能是通过指导紧密结合型胞外聚合物中的蛋白质合成以促进好氧颗粒污泥的形成.     

养殖场污水灌溉土壤渗出液磷特征分析

养殖场污水田间处理会引起土壤表面径流和渗出液中的磷组分流失.磷组分中有机磷比无机磷酸盐迁移能力强,构成地表水体富营养化重要的磷源.本文通过一组实验来探讨养殖场污水灌溉条件下土壤渗出液有机磷成分和数量特征.实验设计9个地块,其中一组4个地块加入45kg.(hm^-1·a)^-1的过磷酸钙(以P计,下同),然后4次分别加入100、200、300、400t.(hm²·a)^-1猪场污水,相应地施磷量分别为6.2、12.4、19.2、24.8kg.(hm²·a)^-1;另一组4个地块只加入同样猪场污水.渗出液物化分析表明渗出液中颗粒态难反应磷居多,占TP的77%～90%.³¹P的核磁共振波谱分析表明难反应P主要以有机磷的单酯和二酯形式存在.在磷酸酶活性实验中,渗出液自身含有的磷酸单酯酶和磷酸二酯酶可以水解9%～29%有机磷,这表明P在迁移过程中,部分磷酸单酯和二酯可以水解成无机磷.对于施肥处理P45+F200而言,有机磷组分酶水解显示难反应磷主要含有33%的易反应单酯磷、17%的肌醇磷和9%磷酸二酯(磷脂和核酸).易反应单酯磷、肌醇磷和磷酸二酯是渗滤液有机磷流失过程能矿化的重要成分.     

富营养湖泊沉积物中磷组分对硫酸盐的响应

采用室内模拟实验于厌氧条件下持续6周,研究不同外源硫酸盐浓度下南湖沉积物和上覆水之间的硫酸盐转化及还原情况,采用31P核磁共振(31P-NMR)研究沉积物磷组分所受影响.结果表明,硫酸盐输入促进了上覆水中pH值的升高,而氧化还原电位则呈相反的变化趋势.上覆水中SO24-浓度随时间推移而降低,但间隙水中SO24-浓度的增加幅度并不与上覆水中降低幅度一致,表明沉积物中SO24-发生了转化.沉积物的硫酸盐还原指数随SO24-输入浓度的增大而增加,沉积物中硫酸盐还原菌(SRB)的数量在第2周达到峰值,输入硫酸盐的S500和S1000处理中SRB数量远远高于未加硫酸盐的对照(CK).利用31P-NMR测定了南湖沉积物NaOH-EDTA萃取物中各种磷化合物的相对含量,南湖沉积物中的磷组分主要有正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯和焦磷酸盐,且正磷酸盐含量占绝对优势(占总磷的84.10%～95.54%),沉积物中其它磷组分含量顺序为磷酸单酯>磷酸二酯>焦磷酸盐.从总趋势来看,硫酸盐促进了沉积物中正磷酸盐的释放,且在硫酸盐还原菌数量较高时使沉积物中磷酸单酯、磷酸二酯和焦磷酸盐含量增加.     

基于3D-QSAR的多氟烷基磷酸二酯对斑马鱼的脂毒性预测

为研究多氟烷基磷酸二酯(DiPAPs)对斑马鱼的脂毒性作用,构建15种全氟化合物与过氧化物酶体增殖物激活受体β(PPARβ)结合的三维定量构效关系模型(3D-QSAR),分别对6∶2和8∶2的DiPAPs与PPARβ结合亲和力进行预测;基于分子对接分别研究6∶2和8∶2 DiPAPs与PPARβ的相互作用;分别考察6∶2和8∶2 DiPAPs暴露对斑马鱼Pparβ表达的影响,对3D-QSAR预测结果进行验证。结果表明,6∶2和8∶2 DiPAPs的半数竞争效应浓度(pIC₅₀)的预测值分别为3.73,3.63 mol/L,说明二者可能均具有过氧化物酶体增殖活性;6∶2和8∶2 DiPAPs主要通过氢键和疏水作用与PPARβ结合,且6∶2 DiPAP结合活性更强;二者分别暴露后,PPARβ表达量均显著上调,且50 ng/L 6∶2 DiPAP组比50 ng/L 8∶2 DiPAP组的表达量更高,与模型预测结果一致。综上,6∶2和8∶2 DiPAPs可通过影响斑马鱼PPARβ的表达,产生脂毒性。研究结果可为评估DiPAPs这类新型全氟/多氟烷基化合物在水环境中的生态风...     

外源硫酸盐介入下沉积物磷释放、解磷微生物及磷酸酶活性的变化

人类生产活动导致湖泊水体硫酸盐浓度日益增加,硫酸盐与沉积物中磷之间的关系引起关注.该研究以武汉东湖水和沉积物为研究对象进行实验室模拟,研究为期近一年且温度变化的条件下外源硫酸盐对沉积物释磷及微生物的作用.结果表明,硫酸盐输入使沉积物pH和氧化还原电位(E h)总体呈降低趋势.外源硫酸盐促进了沉积物磷的释放,输入硫酸盐(S500)与对照(CK)之间的上覆水存在显著差异(p0.01),S500的上覆水中总磷浓度最高值达0.33 mg·L-1,为对照的2倍.湖泊沉积物中有机磷解磷菌的数量高于无机磷解磷菌,上层沉积物解磷菌的数量和沉积物总磷的含量之间呈负相关.S500的沉积物中磷酸二酯酶活性高于磷酸单酯酶活性,且不同分层沉积物磷酸单酯酶活性和磷酸二酯酶活性之间的正相关性达到显著水平.温度升高,磷酸酶的活性逐渐增强,促使沉积物内源磷释放量增加.