短链氯化石蜡暴露对HepG2细胞代谢的影响

短链氯化石蜡(short-chain chlorinated paraffins,SCCPs)是一组成分复杂的氯代正构烷烃,在环境中普遍存在。然而有关其毒性机理的信息十分有限,限制了对其健康风险的评估。本研究采用液相色谱–串联质谱(LC-MS/MS)分析技术,研究了不同剂量的SCCPs暴露(0、1.0、10.0和100.0μg·L-1;C13-CPs;55.0%Cl)对人体肝癌细胞Hep G2的糖代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢的影响。通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)鉴别各组代谢产物谱差异,发现3个SCCPs暴露剂量组均能够与对照组完全分开,表明SCCPs短期暴露能够引起细胞代谢活动的显著改变。SCCPs的低剂量暴露可明显刺激Hep G2细胞对氨基酸的吸收。与对照组相比,SCCPs低剂量暴露组(1.0μg·L-1)培养基中谷氨酰胺、色氨酸和丝氨酸的含量显著(P0.05)降低。而高剂量SCCPs(100.0μg·L-1)暴露抑制了细胞对氨基酸和葡萄糖吸收,但促进了乳酸、丙氨酸、半胱氨酸的生成。氨基酸吸收的抑制不可避免地会影响蛋白质的合成。同时,SCCPs的暴露使饱和脂肪酸代谢紊乱,使不饱和脂肪酸水平上调。为确定SCCPs的毒性作用方式,有必要从转录组和蛋白组层面进一步研究其毒性机制。     

黄曲霉A5p1脱色类黑精及其机理初探:葡萄糖氧化酶的作用

类黑精是一种高分子难降解色素污染物质,在糖蜜酒精废水中大量存在.选取在前期研究中对糖蜜酒精废水具有较好脱色作用的黄曲霉(Aspergillus flavus)A5p1(保藏号CGMCC.4292),以合成的类黑精为对象研究脱色机理,试图为实际废水的生物脱色提供理论基础.结果显示,此菌株对合成类黑精具有生物吸附和生物降解的双重作用,以后者为主,最高脱色率可达65%.相较于漆酶、依赖/不依赖于锰的过氧化物酶等常规氧化脱色酶,此菌株中的产过氧化氢酶对脱色起主要作用,而且脱色过程中作为产过氧化氢酶之一的葡萄糖氧化酶与类黑精脱色率之间存在着一定的正相关性.添加葡萄糖氧化酶激活剂和抑制剂进行验证,发现葡萄糖氧化酶酶活力、过氧化氢产量和脱色率三者之间呈相关性变化.初步推测,葡萄糖氧化酶是黄曲霉A5p1生物降解脱色类黑精的关键酶之一.     

一株硝化脱氮除臭菌的筛选鉴定及其多途径氮代谢功能的研究

从江门某污水处理厂活性污泥中分离出一株能够高效脱除氨气的菌株JN-4.通过菌株形态观察、生理生化及16SrDNA分子鉴定,发现菌株JN-4与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)亲缘关系最为接近,同源性达到99%,认为JN-4为一株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).好氧培养条件下,以葡萄糖为碳源,JN-4在32h内对NH4+-N和NO2--N的总削减率能够达98.51%和84.50%,体系中总氮的削减率达到63.1%和16.9%,N2的产生量分别为3.72mmol·L-1和0.62mmol·L-1.好氧培养条件下,以KNO3为唯一氮源,NO3--N初始浓度为82.47mg·L-1,32h内体系中NO3--N的总削减率达到96.54%,体系中总氮的削减率达49.6%,产生1.44mmol·L-1的N2,反应中检测到有NH4+-N迅速积累,但会随着时间进行同步转化,可见JN-4不仅能够高效硝化脱氨,同时具有高效好氧反硝化的能力.JN-4在厌氧以及乙酸钠作为碳源的条件下,利用NH4+-N效率大大降低,但是能够在NO3--N存在时进行NO3--N还原(反硝化).JN-4能够进行多途径氮代谢,为一株异养硝化-好氧反硝化偶联的菌株,具有重要的应用价值.     

基于能值分析的城市物质代谢研究

采用能值分析方法,构建了基于城市物质代谢通量指标、代谢存量指标和代谢效率指标的城市物质代谢指标体系,并以北京、天津、上海和重庆四个直辖市为例计算了2005年四城市物质代谢状况。分析结果表明:北京市代谢效率最低;上海市代谢通量和代谢存量最大,但是代谢效率不容乐观;重庆市代谢通量和代谢存量在四个城市中居于末位,但是代谢效率最高;天津市在四个城市中代谢呈中等水平。最后根据分析结果对城市今后的可持续发展提出了意见和建议。     

F/M对ASBR中基质的吸收、储存和利用影响

研究了不同F/M（COD/VSS）下以葡萄糖为基质时厌氧序批式反应器（ASBR）中的微生物代谢规律.结果表明,在序批操作条件下,水解产酸菌对葡萄糖的代谢存在2条并列的途径,即直接代谢为VFA和首先转化为胞内储存物糖原,然后糖原再被转化为VFA.前者约占进水COD的34%～38%,而后者则高达41%～46%.F/M越高,糖原的储存量越大,当F/M分别为0.27、 0.20和0.14时,单位质量污泥糖原的最大储存量分别为116.8、 81.1和62.4 mg/g.糖原的储存减缓了VFA的积累,为ASBR反应器的高效和正常运行创造了条件.     

昼夜增温对大豆田土壤N2O排放的影响

通过田间试验,用静态箱-气相色谱法测定N2O排放通量,研究昼夜增温对大豆田土壤N2O排放的影响.结果表明,增温没有改变大豆田土壤N2O排放通量的季节性变化规律.整个生长季,与对照相比,增温土壤N2O平均排放通量增加了17.31%(P=0.019),累积排放量显著增加了20.27%(P=0.005).对照与增温处理土壤N2O排放通量与土壤温湿度均呈显著性相关关系,对照与增温土壤的N2O排放温度敏感系数分别为3.75和4.10.整个生育期,增温显著增加了植株地上和总生物量、叶片硝酸还原酶活性和全氮含量,显著降低了叶片NO3--N含量;显著增加了土壤NO3--N含量,但对土壤有机碳及全氮含量没有显著影响.本研究表明,昼夜增温显著增加了大豆田土壤N2O的排放.     

产甲烷微生物研究概况

甲烷是仅次于CO2的第二大温室气体,因此环境中甲烷来源的研究在环境保护方面具有重要意义.大气中甲烷的浓度(体积分数)约为1.7×10-6,其中约有75%来源于产甲烷菌的代谢.产甲烷菌是一类厌氧古生菌,其分类主要依据为16S rRNA以及其他生化指标.产甲烷菌主要以乙酸、H2和CO2及甲基类化合物为底物并以甲烷为终产物.产甲烷菌生命活动过程深受自然环境的影响.本文从产甲烷菌的发现、形态、分类、代谢机制、生态学研究方面介绍产甲烷菌的研究概况.     

营养限制对厌氧序批操作反应器的影响及其恢复重建过程

研究了在厌氧条件下以葡萄糖为基质的序批操作反应器(ASBR)中营养物浓度限制对基质吸收和储存的影响及其恢复重建过程。结果表明,营养物限制条件下,发酵细菌表现为过量吸收基质并储存为糖原,形成隐性增殖以维持其细胞的正常结构和代谢功能;而甲烷菌由于无储存能力,其表现为活性逐渐降低。短期营养限制条件下(1个周期),基质中无磷时,储存量增加29%;基质中无氮时,储存量增加90%;基质中既无氮也无磷时,储存量增加26%。长期(31个周期)营养限制(基质中氮磷含量减小50%)下,胞内储存糖原量可高达正常状态下的4.8倍,但甲烷活性减少为正常状态下的17.78%。营养物限制对发酵细菌影响较小,对甲烷菌影响较大。将氮磷浓度恢复正常后,反应器的产甲烷能力恢复较快,出水COD经31周期后恢复正常,而胞内糖原在85周期后恢复正常。     

Is There a Metabolism of an Urban Ecosystem? An Ecological Critique

The energy and material flows of a city are often described as urban metabolism (UM), which is put forward as a way to link a city's ecology and economy. UM draws parallels to the biology of individual organisms, yet the analogy is misapplied. In striving to be interdisciplinary, UM makes this organismic comparison rather than identifying the city as an ecosystem, thereby ignoring developments in ecological theory. Using inappropriate rhetoric misdirects researchers, which influences scientific investigation-from problem statements to interpretations. UM is valuable in quantifying the city's use of natural resources but does not achieve a comprehensive, integrated analysis of the urban ecosystem. To realize an interdisciplinary, perhaps transdisciplinary, understanding of urban ecology, researchers need to emphasize the essential tenets of material flows analysis, view the city as an ecosystem, and use language that properly reflects current knowledge, theory, and conceptual frameworks in the foundational disciplines.     

厌氧条件下序批操作与连续操作对基质利用的影响

研究了在厌氧条件下以葡萄糖为基质的序批操作与连续操作反应器中微生物利用基质的不同途径。结果表明，在连续操作中，反应器内的VFA及污泥中的糖原含量保持不变，葡萄糖被用于产生甲烷和微生物增殖，两者分别占进水COD的79.34%和20.62%。在序批操作中，当进水结束时，50.17%的葡萄糖被转化为糖原储存于细胞体内，反应器内的VFA、产生的甲烷及微生物增殖分别占进水COD的25.05%、11.56%和13.22%；当反应结束时，葡萄糖转化为甲烷和微生物细胞的部分分别占进水COD的78.13%和20.6%，积累的VFA及储存的糖原被微生物代谢。两种不同操作模式下葡萄糖的代谢途径不同，序批式反应器中由于糖原储存的存在，减缓了VFA的积累，为厌氧系统的高效、稳定运行提供了保证。