Comparative cytotoxicity of nanoparticles and ions to Escherichia coli in binary mixtures

The objective of this study was to understand toxicity of mixture of nanoparticles (NPs) (ZnO and TiO₂) and their ions to Escherichia coli. Results indicated the decrease in percentage growth of E. coli with the increase in concentration of NPs both in single and mixture setups. Even a small concentration of 1 mg/L was observed to be significantly toxic to E. coli in binary mixture setup (exposure concentration: 1 mg/L ZnO and 1 mg/L TiO₂; 21.15% decrease in plate count concentration with respect to control). Exposure of E. coli to mixture of NPs at 1000 mg/L (i.e., 1000 mg/L ZnO and 1000 mg/L TiO₂) resulted in 99.63% decrease in plate count concentration with respect to control. Toxic effects of ions to E. coli were found to be lesser than their corresponding NPs. The percentage growth reduction was found to be 36% for binary mixture of zinc and titanium ions at the highest concentration (i.e., 803.0 mg/L Zn and 593.3 mg/L Ti where ion concentrations are equal to the Zn ions present in 1000 mg/L ZnO NP solution and Ti^+ 4 ions present in 1000 mg/L TiO₂ NP solution). Nature of mixture toxicity of the two NPs to E. coli was found to be antagonistic. The alkaline phosphatase (Alp) assay indicated that the maximum damage was observed when E. coli was exposed to 1000 mg/L of mixture of NPs. This study tries to fill the knowledge gap on information of toxicity of mixture of NPs to bacteria which has not been reported earlier.     

水体环境内毒素活性的鲎法定量检测及影响因素研究

内毒素是革兰氏阴性菌和某些蓝藻细胞壁上的脂多糖复合物,是常见的外源性致热原,具有强免疫刺激能力,与人类多种疾病密切相关.本研究采用最低检测限为0.03 EU.mL-1的动态浊度东方鲎(Tachypleus Amebocyte Lysate,TAL)试剂,对不同水体环境样品的内毒素活性定量检测,分析了pH值和无机盐对TAL试验检测结果的影响.结果表明pH值在6.0～8.4范围内适合进行内毒素检测,过酸条件引起检测结果的抑制,过碱条件引起检测结果的增强,检测前可用无热原Tris-HCl(pH=7.4)溶液调节pH.当NaCl、Na2SO4、CaCl2、MgCl2和KCl浓度小于50 mg.L-1时不会干扰内毒素的检测,当浓度升高至1 000～10 000 mg.L-1时引起抑制效果.浓度为2.5 mg.L-1的FeCl3、Fe2(SO4)3、AlCl3和Al2(SO4)3即可以引起强烈抑制效果,内毒素活性的实测值已经严重偏离实际值.采用动态浊度TAL试验检测超纯水、自来水和景观用水的内毒素活性,结果表明所检测的超纯水的内毒素活性<0.06 EU.mL-1,自来水的内毒素活性为0.46 EU.mL-1,景观用水的内毒素活性为432.68EU·mL-1.     

基于Biolog解析添加酶液对堆肥化过程中微生物群落代谢的影响

以Biolog方法为主要监测手段,结合聚类分析以及PCA分析方法,考察了添加酶液对农业废物堆肥中木质纤维素降解及微生物群落代谢能力的影响.结果表明,添加酶液使得堆料中有机质的降解率提高了4.90%;微生物群落代谢聚类结果表明,添加酶液可以改善堆肥微生物对中间代谢产物类碳源的代谢能力.通过PCA发现,添加酶液提高了堆体中微生物对双亲化合物、聚合物、氨基酸和氨基化合物等碳源的代谢能力,由此可导致有机质被更高效降解;此外,堆肥各时期群落代谢聚类结果表明,酶液对堆肥进程的影响主要表现在一次发酵的第6 d和二次发酵的第30 d,从而有效地加速了堆肥进程.     

Isolates identification and characteristics of microorganisms in biotrickling filter and biofilter system treating H2S and NH3

A combination system of biotrickling filter （BTF） and biofilter （BF）, adopting surfactant-modified clinoptilolite and surfactant- modified wood chip as the media respectively, was applied to treat H2S and NH3 simultaneously. The identification and sole carbon sources utilization patterns of isolates in the combination system were studied by Biolog system. The isolates were identified as Bacillus sphaericus, Geobacillus themoglucosidasius （55℃） and Micrococcus luteus （ATCC 9341） in BTF, and Aspergillus sydowii （Bainier ＆ Sartory） Thom＆ Church in BE Among 95 substrate classes supplied by Biolog system, the carboxylic acids and methyl esters had the highest utilization extent for the four species, followed by the amino acids and peptides. The descending sequence of carbon sources utilization capability of isolates was A. sydowii （52.6%）, M. luteus （39.5%）, B. sphaericus （21.6%）, and G. thermoglucosidasius （17.7%）.     

水质净化生物滤池工艺的微生物群落特征及运行效果研究

为探讨水质净化生物滤池(生物强化滤池和生物活性炭滤池)工艺的微生物群落特征和运行效果,采用Biolog和PCR-SSCP (单链构象多态性)技术分析生物滤池中的微生物群落代谢功能与结构,测定生物滤池进出水NH⁺₄-N、NO^-₂-N、高锰酸盐指数、UV₂₅₄和BDOC等指标,考察其净水效果. 结果表明,原水经过生物滤池后,出水微生物群落代谢活性显著降低,说明生物滤池截留了原水中的活性微生物. 工艺运行6个月后,2个生物强化滤池中微生物群落代谢特征相似,其碳源利用率分别为73.4%和75.5%. 2个生物活性炭滤池中微生物群落代谢特征存在明显差异,颗粒活性炭生物滤池微生物群落碳源利用率79.6%高于柱状活性炭生物滤池的53.8%(p>＜0.01). PCR-SSCP分析表明各生物滤池微生物群落呈多样性,优势菌群基本一致. 研究还发现,生物强化滤池中的填料对微生物群落结构和代谢功能的影响较小,2种生物强化滤池净水能力无统计学差异(p>＞0.05);而生物活性炭滤池的颗粒活性炭填料有利于微生物群落生长繁殖,微生物群落有较强的代谢活性,其滤池对NH⁺₄-N、高锰酸盐指数、BDOC的去除效果优于柱状活性炭生物滤池(p>＜0.05);这也提示生物滤池运行效果与滤池中微生物群落代谢能力有关.     

不同方法测定沉积物中生物可利用性磷对铜绿微囊藻生长量的影响

采用梯度扩散薄膜(DGT)技术,以太湖9个采样点所采集的27个沉积物柱样为研究对象,研究沉积物中DGT所测量的磷浓度(DGT-P)与铜绿微囊藻生长量之间的关系,同时与4种常规的生物可利用性磷方法[(水溶性磷(WSP)、易解析磷(RDP)、藻可利用磷(AAP)和NaHCO3提取磷(Olsen-P))]进行比较,评价不同提取方法获得的太湖沉积物生物可利用性磷与铜绿微囊藻生长量的关系.结果表明,DGT-P与藻生长量的相关系数为R2=0.941(P<0.01),高于4种生物可利用性磷提取法的相关系数(WSP,0.780、RDP,0.806、AAP,0.849、Olsen-P,0.910).结果表明DGT技术可以作为预测原位沉积物磷的生物可利用性的工具.     

苯并[a]芘和菲对缢蛏血细胞DNA损伤的研究

为研究苯并[a]芘和菲对缢蛏的毒性效应,将缢蛏(Sinonovacula constricta)分别暴露于浓度为0.45 mg·L-1、0.15 mg·L-1、0.05 mg·L-1苯并[a]芘溶液和0.45 mg·L-1、0.15 mg·L-1、0.05 mg·L-1菲的溶液中,采用单细胞凝胶电泳实验(彗星实验)技术检测不同暴露时间缢蛏血淋巴细胞的DNA损伤程度,对照组为清洁海水。结果显示,高浓度(0.45 mg·L-1)苯并[a]芘溶液和(0.45 mg·L-1)菲溶液在短期(7 d)内即可导致缢蛏血细胞显著的DNA损伤,并且随苯并芘[a]和菲浓度的增大和暴露时间的延长,DNA损伤程度增加。21 d恢复实验后,各浓度组DNA损伤又均有不同程度的恢复,但中高浓度组(0.45 mg·L-1和0.15 mg·L-1)与对照组仍显著性差异。两种多环芳烃物质对缢蛏血细胞的DNA损伤作用均存在较显著时间-剂量-效应关系。其中,苯并芘[a]对缢蛏血细胞的DNA损伤作用要高于菲。     

彗星实验技术及其应用

彗星实验是瑞典科学家Ostling和Johanson于1984年发明的检测毒物DNA损伤效应的方法。它经历了从最初的微电泳技术、中性彗星实验、碱性彗星实验、酶切彗星实验和双向垂直彗尾彗星实验等不断完善的发展过程。在毒理学、遗传学和环境生态科学等领域有着重要的应用,是经济合作与发展组织(OECD)和欧洲食品安全局等国际组织推荐的测定遗传毒性的方法之一。彗星实验的关键点包括单细胞悬液的制备、细胞裂解液的成分与比例,低熔点琼脂糖凝胶的浓度,电泳条件等。在典型应用领域,如蚯蚓、鱼、两栖动物、鼠和人的彗星实验很难找到标准实验方案。成功的彗星实验还需关注,实验设计时必须包括阳性对照,结果表述时必须有图为证,实验方案可能因物种或细胞而异。     

单克隆抗体酶免疫分析法测定大米中杀虫脒残留量

用抗杀虫脒单克隆抗体为试剂,建立了间接竞争法,直接竞争法和标记抗原的竞争法等３种测定大米中杀生脒残留量的ＥＬＩＳＡ法,标准曲线上抑制率为５０％时对应的杀虫脒浓度分别为１．３、１．７和５．３ｎｇ／ｍｌ,大米样品用甲醇提到,提取液经吸附剂柱简单净化后即可用上述ＥＬＩＳＡ对痕量杀虫脒进行定量,使用直接竞争法时,样品加标回收率为９０％－１１６％,平行测定的相对标准偏差为５．１％－１６％,方法检出限为０．５     

人体颊黏膜细胞彗星实验方法学研究

为探索一种简便、直接检测环境诱变物对人体靶细胞遗传毒性的方法,笔者以甲醛作为染毒剂,对人体口腔颊黏膜细胞彗星实验的染毒时间、染毒温度和2种用于检测交联作用的方案进行了研究。结果显示:经7 5μmol L甲醛37℃染毒30和60min后,DNA的断裂程度较染毒15min更大;而经该浓度甲醛在4,23和37℃下染毒30min后均可引起DNA的断裂,但37℃下染毒对DNA的断裂作用更大。在2种应用于检测交联作用的方案中,加大电泳条件的交联检测方案还可检测兼具交联和断裂效应的诱变物。