生物技术与循环经济

造纸黑液生物转化用于土壤修复 利用棉秆造纸是提高农业资源利用率和解决农业废弃物污染环境问题的有效途径，但造纸废液的处理是制约其发展的瓶颈。     

Utilization of winery wastes for Trichoderma viride biocontrol agent production by solid state fermentation

Biocontrol agents are safe and environmental friendly alternatives for pesticides in agriculture application. Trichoderma viride WEBL0703 performed a high level of antagonistic activity toward a broad spectrum of phytopathogens and was determined as a biocontrol agent, which was produced by solid state fermentation using grape marc and wine lees. The maximum yield of T. viride conidia was up to 6.65 × 10^9 CFU/g initial dry substrate （IDS） after 10 d fermentation. As important enzymes for protecting plants from disease, chitinase, β-glucanase, and pectinase yields were 47.8 U/g IDS, 8.32 U/g IDS and 9.83 U/g IDS, respectively. These results show that it is feasible to convert winery wastes to a value-added and environmental friendly biocontrol agent.     

不同暴露条件下克氏原螯虾组织中砷的积累与转化

砷（As）可在水生食物链中积累转化,并通过食物链影响人体健康.克氏原螯虾（Procambarusclarkii）是一种生活在淡水底层的杂食性动物,能够从水和食物中吸收和转化无机砷.本研究探究了砷酸盐As(Ⅴ)在3种不同的暴露条件下（水相、食物相、水相与食物相）,克氏原螯虾不同组织中As(Ⅴ)的生物积累和转化.结果表明,其在水-食物两相体系中的砷积累浓度较高,而且水相暴露体系对总砷积累速率的贡献大于食物相暴露体系.砷在克氏原螯虾不同组织中的积累和转化具有显著的特异性,其富集浓度和积累速率如下：鳃>外壳>肌肉.克氏原螯虾对无机砷的生物转化途径是将部分As(Ⅴ)还原为As（Ⅲ）,部分转化为一甲基砷酸（MMA）、二甲基砷酸（DMA）和砷甜菜碱（AsB）.本文对了解底栖生物链中砷的积累和转化以及小龙虾的食用安全具有重要意义.     

磷化氢生物净化体系及抑制作用机理

在PH₃生物净化体系中添加呼吸链电子传递抑制剂,对比分析微生物生长代谢、磷的迁移转化、活性氧（ROS）产生及氧化酶活性等变化规律.当鱼藤酮或抗霉素A分别添加至R1、R2PH₃生物反应器后,其微生物体O₂^-·含量在运行时间14~17d期间的平均值分别上升至0.68,0.96mmol/g,明显高于空白对照组R0反应器.除自由基O₂^-·外,另一类型的活性氧HO·也存在于PH₃净化系统中;受累积的活性氧影响,生物体内丙二醛（MDA）含量处于较高水平,PH₃净化效率通常不超过75%,添加抑制剂的R1与R2反应体系在15~17d期间PH₃平均去除率分别下降至65.1%、59.5%.pH值、ROS含量以及氧化酶活性等因素均明显影响PH₃生物净化效果,当Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺等金属阳离子迁移转运至微生物体内时,超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化氢酶（CATase）活性得以不同程度的增强,可缓解活性物质O₂^-·或HO·导致的氧化胁迫作用,PH₃净化效能得以适度提升.     

环境中多溴联苯醚(PBDEs)的代谢转化研究现状

多溴联苯醚(PBDEs)作为一种溴系阻燃剂(BFRs),在多种环境介质和生物体内广泛存在且浓度逐年增加,因而越来越多地受到研究者关注.综合PBDEs各方面研究报道,认为其在环境中存在生物和非生物两种转化方式.非生物转化主要是光降解,即PBDEs在光照条件下可通过自由基反应脱溴生成低溴同系物及多溴联苯呋喃(PBDFs).生物转化则包括微生物转化、生物体内转化和生物体外代谢,其转化代谢途径除脱溴外,还有醚键断裂、羟基化和羟基化/脱溴等.对PBDEs在环境中不同转化方式的转化速率、转化途径和转化产物等的研究现状进行综述,对今后PBDEs在环境中归趋、生态风险和健康评价研究将起到一定的指导作用.     

蛭石人工湿地中吸附-生物转化系统脱氮能力及其机理研究

以蛭石为吸附介质构建了3个人工湿地处理单元：跌流曝气系统(I)、挂膜蛭石床系统(Ⅱ)和无挂膜对照系统（Ⅲ）。在氨氮浓度为20 mg/L水平上，研究比较了蛭石与挂膜蛭石系统的纯基质吸附与基质吸附加生物转化脱氮能力的差异。结果表明：蛭石能有效去除废水中的氨氮。与系统Ⅲ相比，系统Ⅰ和Ⅱ的氨氮平均去除率提高了20%，且具有处理效果稳定的特点。通过跌流曝气供氧进一步提高氨氮去除率,在试验末期，系统I氨氮去除率高于系统Ⅱ24%左右。无植物处理系统中氨氮的降解主要由基质吸附和生物转化共同完成，生物转化在脱氮中的贡献率最大可达87.4%。生物转化除了硝化反硝化作用外，可能还存在厌氧氨氧化过程。相关性分析结果表明，影响人工湿地硝化反硝化强度的主要因素有溶解氧、硝化反硝化菌数量及生物膜生物量。     

8:2氟调聚羧酸在虾夷扇贝体内的蓄积、分布与转化

以虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）为受试生物,研究了8：2氟调聚羧酸（8：2FTCA）在虾夷扇贝不同组织（肝脏、鳃、性腺、外套膜、闭壳肌）中的蓄积、分布和生物转化特征.结果显示,8：2FTCA蓄积浓度最高的组织为肝脏,达峰值最快的组织为鳃.在8：2FTCA代谢过程中,检测到8：2氟调聚不饱和酸（8：2FTUCA）、7：3氟调聚羧酸（7：3FTCA）、全氟辛酸（PFOA）、全氟壬酸（PFNA）和全氟庚酸（PFHpA）5种代谢产物,其中7：3FTCA和PFOA为含量最丰富的2种代谢产物.它们主要分布在鳃和肝脏组织中,鳃和肝脏是8：2FTCA进行生物转化的主要器官,并且鳃组织中代谢产物的浓度最高.推测出虾夷扇贝体内8：2FTCA的生物转化路径,与虹鳟的生物转化行为相比,虾夷扇贝在代谢产物产量和半衰期上均有差异,说明水生生物的生物转化行为具有物种差异性.8：2FTCA在虾夷扇贝体内可转化为PFOA、PFNA和PFHpA等全氟烷基羧酸（PFCAs）,是虾夷扇贝体内PFCAs的一个间接来源.     

环丙沙星胁迫猪粪生物转化中抗性基因微生物响应分析

抗性基因（Antibiotic Resistance Genes,ARGs）是一种新兴污染物,持续累积会引发环境健康风险,也可通过水平转移诱导耐药细菌产生,从而危害人类健康与国家生物安全.当前关于ARGs的研究多集中于水、土壤、大气等环境介质,固体废弃物领域ARGs研究尚局限于其丰度变化与影响因素方面,对抗生素-ARGs剂量-效应关系、导致ARGs丰度变化的微生物响应机制仍有待深入研究.基于此,开展了不同浓度水平环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）胁迫下猪粪堆肥试验,环丙沙星添加量分别为25 mg/kg（A25）、50 mg/kg（A50）、100 mg/kg（A100）,同时设置空白对照0 mg/kg（CK）.采用分子生物学手段、网络分析、统计学分析等方法,解析了不同浓度环丙沙星胁迫猪粪好氧堆肥过程中喹诺酮类ARGs丰度变化的微生物响应关系,并重点探讨了潜在宿主菌中致病菌的分布及其与ARGs的相关性.结果表明:①经堆肥处理,CK、A25和A100堆体中喹诺酮类ARGs总丰度均受到不同程度削减,A50堆体中ARGs总丰度未被削减（升高2.73倍）.而高温期除CK外,3个处理组中ARGs丰度均显著降低（P < 0.05）,表明堆肥高温期或是削减ARGs的关键阶段.②狭义梭菌属（Clostridium_sensu_stricto_1）、水微菌属（Aquamicrobium）、乳杆菌属（Lactobacillus）及交替赤杆菌属（Altererythrobacter）既是堆肥环境中优势菌属,也是喹诺酮类ARGs潜在宿主微生物,主要分布在厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）.③丰度较高的致病菌Clostridium_sensu_stricto_1和链球菌（Streptococcus）是喹诺酮类ARGs的潜在宿主菌,且至堆肥腐熟期,仍有部分致病菌均未被完全去除,可见猪粪堆肥过程中存在ARGs向致病菌转移的环境健康风险.研究显示,加强高温期干预调控,是有效阻控ARGs环境污染行为的关键节点,研究可为固废资源化过程中ARGs环境健康风险防控提供参考.      

新型介体催化难降解污染物厌氧生物还原

生物法处理有毒难降解污染物是目前最为经济环保的方法之一,但厌氧生物转化速率缓慢是生物法处理的限制因素。研究发现,一些醌类化合物可以作为氧化还原介体加速电子的传递,促进污染物的厌氧生物转化。为避免直接应用这些醌类化合物而造成的运行费用增高和二次污染等问题,近年来,人们发现各种碳材料、醌改性载体和微生物分泌的核黄素等新型介体具有良好的催化性能。根据这些新型介体的来源,该文分别综述了它们的特性,并比较了其加速有毒难降解污染物厌氧还原转化的能力,以促进新型介体在实际难降解废水处理中的应用。