生物表面活性剂鼠李糖脂对PCBs污染土壤的修复作用研究

利用生物表面活性鼠李糖脂（RL）洗脱土壤,再通过紫外光预照射与生物降解协同去除洗脱液中的PCBs的组合方法对多氯联苯（PCBs）污染土壤进行修复,旨在研究RL在修复PCBs污染土壤中的作用及其机理。结果表明,RL对PCBs的洗脱具有显著的促进作用,PCBs的总洗脱率与RL的质量浓度呈正相关。当洗脱液中加入2 000 mg.L-1的RL,在3次批洗脱后,人工污染土样和陈化土样的PCBs总洗脱率分别达到了90.1%和47.1%。PCBs降解菌P.LB400在以RL或联苯为碳源的驯化培养基中均能够快速生长。当土壤洗脱液中的PCBs被P.LB400的生长细胞菌液降解时,RL对PCBs的生物降解具有显著的促进作用;而在P.LB400的休眠细胞降解体系中,RL对PCBs的生物降解有一定的抑制作用。紫外光预照射对土壤洗脱液中PCBs的生物降解有一定的促进作用。紫外光预照射和生物降解的耦合有利于提高PCBs的降解速率。     

孕期暴露全氟烷基磺酸盐(PFOS)诱导胎鼠肺损伤

为研究全氟辛烷磺酸盐(PFOS)暴露对胎鼠肺部损伤的诱导作用,孕期SD大鼠在5～20mg·kg-1剂量范围内的PFOS中处理7d,取胎鼠全肺并分析其发育所受的影响。通过形态学比较,发现随着PFOS浓度的增加,胎鼠体长和体重均显著降低,高剂量暴露会导致胎鼠死亡。通过组织学检测,发现胎鼠肺的发育受到PFOS暴露的抑制。通过WesternBlot检测肺泡Ⅰ/Ⅱ型细胞的发育,发现肺泡Ⅰ型细胞特异蛋白Podoplanin表达显著减少(p<0.05),肺泡Ⅱ型细胞特异蛋白SP-C表达减少但未出现显著差异,此外,与对照组相比高剂量暴露会引起血管内皮生长因子(VEGF)表达显著减少(p<0.01)。实验结果说明,PFOS暴露会导致胎鼠肺部发育出现损伤,这种损伤可能是肺泡Ⅰ型细胞及肺部血管发育受抑制引起胎鼠肺部气体交换功能破坏。     

生物表面活性剂在农业废物好氧堆肥中的应用

以稻草秸秆和麸皮为堆肥原料,本实验室制取的鼠李糖脂为促进剂,进行了控温条件下堆肥一次发酵的实验研究.堆肥采用好氧静态堆肥技术,含水率控制在60%～70%,通气量采用时间控制方式,发酵周期18d.实验分析了堆肥过程中有机质、pH值、水溶性有机碳、微生物种群密度、半纤维素酶活、羧甲基纤维素酶活、半纤维素和纤维素含量等指标随时间的变化特征.实验结果表明,堆肥过程中,实验组的有机质降解率比对照样高13.4%,水溶性有机碳的平均含量提高了2.2g/kg,同时半纤维素和纤维素的降解率分别增加了5.7%、10.7%.研究表明,添加鼠李糖脂能够改善堆肥处理的微环境,增强聚合物的水合程度,促进有机质降解,从而加快堆肥进程,提高堆肥产品品质.     

腹泻性贝毒素软海绵酸的昆明系小鼠生物学检测法的建立

为完善腹泻性贝毒素软海绵酸(Okadaic acid,OA)的小鼠生物学检测技术,以昆明系小鼠为实验材料,应用小鼠生物学检测法检测了OA的毒性.用不同浓度OA标准溶液通过腹腔注入19～21g昆明系小鼠体内,观察其中毒症状,确定1个鼠单位(MU)所代表的毒素剂量,并且建立剂量-死亡时间曲线.结果表明,昆明系小鼠经OA腹腔注射后中毒症状和死亡时间具有明显剂量效应关系,其剂量-死亡时间曲线方程为y=600.57x-2.257,其中y代表致死时间(h),x代表剂量(μg);将死亡时间t变为时间倒数1/t,对OA的毒性MU取对数(即logMU),得直线回归方程为y=0.5363x+0.1295,R2=0.9488,p<0.01,其中y代表OA毒素剂量单位的对数(1ogMU),x代表小鼠死亡时间倒数(1/t),R2为可决系数.通过该方程计算得出,1个鼠单位(MU)所对应的OA剂量值约为4.015μg,其95%置信限为3.826～4.204μg.     

鼠李糖脂对土壤中原油降解的促进

从辽河油田石油污染的土壤中筛选、驯化得到三株对辽河原油具有较高降解效果的菌种(H1,H2,H3),选取对原油降解率最高的菌株H1为供试菌种,以受原油污染的天津滨海地区典型土壤(淤泥质粉质粘土夹粉砂)为供试土样,考察了不同浓度下鼠李糖脂对菌种H1生长、原油增溶和降解效果的影响.结果表明,鼠李糖脂对菌种H1无毒性,其对原油增溶效果明显,原油溶解度随着鼠李糖脂浓度的增加而增加.降解动力学实验结果表明,原油的降解符合指数常数模型.鼠李糖脂能明显促进土壤中原油的降解,缩短降解周期,大大提高修复效率.     

表面活性剂淋洗去除高岭土中镉和铅的研究

通过土壤淋洗试验证实了环境友好的表面活性剂鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠对高岭土中的Cd~(2+)和Pb~(2+)有较好的洗脱作用:鼠李糖脂对Cd~(2+)和Pb~(2+)的最大洗脱率分别为82.8%和>99.99%,月桂基醚硫酸钠对Cd~(2+)和Pb~(2+)的最大洗脱率分别为98.7%和99.8%。对于淋洗时间和淋洗剂浓度对洗脱率的影响,研究表明,淋洗存在最佳洗脱时间,2种表面活性剂均在2 h内对Cd~(2+)和Pb~(2+)达到最大洗脱,淋洗时间过长并不能增加洗脱率,反而会使鼠李糖脂淋洗Pb~(2+)的洗脱率下降。Cd~(2+)和Pb~(2+)的洗脱率随鼠李糖脂浓度升高先缓慢上升后逐渐下降,最佳淋洗剂浓度为40 mmol/L;Cd~(2+)和Pb~(2+)的洗脱率随月桂基醚硫酸钠的浓度上升而显著增加,最佳淋洗剂浓度为100 mmol/L。试验结果表明,表面活性剂鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠在去除土壤中的Cd~(2+)和Pb~(2+)方面具有应用前景。     

铜绿假单胞菌S6分泌的生物表面活性剂特性

研究了1株铜绿假单胞菌S6(Pseudomonas aeruginosa S6)分泌的生物表面活性剂的理化性质.该生物表面活性剂的临界胶束浓度为50mg·L-1,此时其表面张力为29.3mN·m-1.pH值对S6产表面活性剂有一定影响,在中性及弱碱性条件下,S6长势较好且表面活性剂表面张力较低.该生物表面活性剂对菲具有非常明显的增溶效应,使水中菲的溶解度增加了约23倍.原油的加入有利于S6产表面活性物质.与原油的相互作用说明该生物表面活性剂能够乳化原油且维持乳化液稳定性于80%以上;原油浓度为6%～8%时,能达到最佳乳化效果.HPLC-ESI-MS分析检出该生物表面活性剂含有13种鼠李糖脂同系物.     

鼠李糖脂对赤潮藻类的防治作用

研究了由铜绿假单胞菌产生的鼠李糖脂对5种赤潮藻类(塔玛亚历山大藻,赤潮异弯藻,双突角毛藻,柔弱角毛藻和新月菱形藻)生长的影响.结果表明,当鼠李糖脂添加浓度从0.5mg/L增加到12.0mg/L时,对5种藻类的生长表现出不同程度的影响,脂肪酸组成的差异是造成鼠李糖脂对不同藻类生长抑制作用不同的原因.不同藻类的各种多不饱和脂肪酸的含量越低,相对应的96h-EC50值越低,鼠李糖脂对其生长抑制作用越强.有效防治5种藻类的鼠李糖脂所需的浓度为8.5~15mg/L,当浓度为15mg/L时,对不同藻细胞均可造成不可逆的破坏作用.     

嗜麦芽窄食单胞菌J12对芘的降解特性

从前期实验中得到1株对芘具有降解能力的嗜麦芽窄食单胞菌,将其命名为J12。采用摇床振荡培养的方法,研究了不同实验条件(降解体系芘初始浓度、初始pH、投菌量)对J12降解芘的影响。结果表明:最佳降解条件为芘初始浓度20mg/L、投菌量2g/L、pH为7.0左右。在最佳降解条件下,研究了金属离子Fe3+、Mn2+、Mg2+对J12降解芘的影响,结果表明一定浓度Fe3+、Mn2+的投加对J12降解芘具有促进作用,而Mg2+则表现为轻微的抑制作用。向反应体系中添加鼠李糖脂,结果表明鼠李糖脂的添加对J12降解芘有一定的促进作用,其中在反应的后期促进作用较明显。对J12胞外酶和胞内酶粗酶液进行考察,结果表明在J12降解芘过程中起主要作用的为胞内酶,J12对芘的降解酶主要分布在胞内。     

逆胶束体系中纤维素酶解特性研究

通过采用几种不同属性类型的表面活性剂构建逆胶束体系,以羧甲基纤维素为底物,研究了纤维素酶解的特性.通过电导率的测量,确定由CTAB、SDS、Tween-80和鼠李糖脂构造的逆胶束体系的最大增溶水量W0(W0=[H2O]/[SA])分别为15.2、20.1、2.3和40.3.在此条件下,考察了不同表面活性剂浓度和不同纤维素酶用量对逆胶束体系酶解行为的影响,并与水溶液体系的酶解反应进行对比.结果表明,单位底物条件下,纤维素酶用量为0.15 FPU/g,CTAB、SDS、Tween-80和鼠李糖脂浓度均为1 cmc时,逆胶束体系酶解产量最高,其中鼠李糖脂体系产量可达198.03 mg,分别比CTAB、SDS和Tween-80体系高了10.89%、31.09%和45.30%.CTAB、SDS、Tween-80和鼠李糖脂浓度为1 cmc时,其逆胶束体系酶解产量比水溶液体系分别高了34.36%、21.24%、11.44%和34.62%.在最佳表面活性剂浓度条件下单位底物酶用量为5 FPU时,逆胶束体系酶解反应从经济和糖产量方面考虑均为最适合.生物表面活性剂鼠李糖脂体系的产量高于3种化学表面活性剂体系,说明生物表面活性剂在构建逆胶束体系及增强逆胶束稳定性能上具有特殊的潜力.