2,2',4,4'-四溴联苯醚高效好氧降解菌的鉴定及其降解路径

2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)是环境和生物体中普遍检出且生物毒性较大的一种多溴联苯醚同系物.本研究从广东省贵屿镇电子垃圾拆解厂周边采集的农田土壤中分离出一株BDE-47的高效好氧降解菌GYP1,考察了其对BDE-47的降解性能、降解路径及不同的环境因素对菌株降解BDE-47的影响.根据菌株形态特征、16S r DNA基因序列及系统发育树分析,将该菌鉴定为伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia).结果表明,菌株GYP1在好氧条件下能够利用BDE-47为唯一碳源生长,在BDE-47初始质量浓度为1 mg·L~(-1)、温度为30℃、摇床转速为150r·min~(-1)的条件下避光培养4 d,该菌株对BDE-47的降解率可达到82.4%.菌株GYP1在15~35℃和p H=4.0~7.0的环境条件范围内对BDE-47均能保持良好的降解性能,但外加蔗糖、酵母粉、联苯醚等碳源会明显抑制其对BDE-47的降解.在菌株GYP1对BDE-47的降解过程中检测到6-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、4'-OH-BDE-17、2'-OH-BDE-3这4种羟基多溴联苯醚及2,4-二溴苯酚,证明菌株GYP1对BDE-47的好氧降解机理主要是羟基化过程.     

一些景观树对灾害天气事件的非对称响应

2004-2008年日本山口市的气候呈现出明显变化和波动的特点,突出表现在2004、2006和2007年。夏季极端高温和强台风伴随着无雨和持续的干旱等类似的灾害天气事件诱发了许多乔灌木景观树明显的可视被害症状。用压力室法对北美枫香树叶的观测表明,迎风面和被风面之间叶水势的差异来自于迎风面的叶、枝和树干对被风面的遮挡作用。因为台风或其他灾害天气事件持续地单向袭击树冠的一侧,山口市的一些景观树种迎风面和被风面之间表现出明显的叶面积、树冠面积和SPAD值的差别。灾害天气事件袭击期间的自我遮挡和灾后恢复期间的不平衡生长成为山口市景观树木偏冠的两个主要起因。许多木本植物从末端到基部的脱水特性似乎是它们响应灾害天气事件的一种重要的机制。修枝可以人为地削减蒸腾表面积以维持植株水分平衡,这使它成为一种修复被害树木的重要方式。     

铜绿假单胞菌胞内酶粗提液对十溴联苯醚的降解

探讨了铜绿假单胞菌粗酶液对十溴联苯醚(BDE-209)的降解特性,结果表明,该菌株胞内酶在12 h内对1 mg.L-1的BDE-209降解率达到了69.22%,温度、pH值、酶蛋白浓度及底物BDE-209浓度均会影响胞内酶粗提液对BDE-209的降解效率.当BDE-209浓度为1 mg.L-1时,BDE-209适宜的酶促降解条件为:温度30℃,反应pH值7.5,且降解率随着酶浓度的增加而增大.胞内酶对BDE-209的降解过程符合一级动力学反应模型,底物浓度为1 mg.L-1时降解速率最快,半衰期为6.9 h.胞内酶降解BDE-209符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数为rmax=0.133 mg.(L.h)-1,Km=0.642mg.L-1,Ki=1.558 mg.L-1.     

青海省西宁市与天峻县大气中得克隆与十溴联苯醚的水平与来源

十溴联苯醚(BDE-209)与得克隆(DP)是两种常见的添加型卤代阻燃剂,被广泛应用于各种电子产品中.由于其普遍存在于多种环境介质中,现已成为一种广泛存在的污染物,可能会对人体及生态系统产生潜在的危害.本研究测定了青海省西宁市与海西蒙古族藏族自治州天峻县夏、冬两季大气中BDE-209与DP的水平.结果表明,青海省西宁市夏、冬两季大气中BDE-209的平均水平分别为370 pg·m-3、470 pg·m-3,天峻县为220 pg·m-3、390 pg·m-3,与其他城市和地区相比,属于水平较高的地区.而西宁市大气中DP的平均水平为0.85 pg·m-3、0.25 pg·m-3,天峻县为0.24 pg·m-3、0.16 pg·m-3,西宁市水平高于天峻县,夏季水平高于冬季,与其他地区相比,青海省DP整体水平较低.西宁市与天峻县DP的同分异构体中,anti-DP所占比例分别是0.66±0.04与0.68±0.06,在时间与时空上的变化均不明显.青海省BDE-209与DP呈现弱的负相关性,说明两种污染物在青海省可能没有相同的本地源.     

2,2',4,4'-四溴联苯醚的好氧微生物降解

从北京高碑店污水处理厂活性污泥中筛选出1株能好氧降解2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的细菌,并对其降解特性及有关蛋白质进行分析,目的是了解好氧条件下BDE-47的微生物降解机制.BDE-47降解菌通过平板划线法获得,其16S rDNA与不动杆菌(Acintobacter sp.)的相似度最大,为90%.采用250 mL锥形瓶研究了所得菌对BDE-47的降解情况,在BDE-47初试浓度为146μg.L-1的条件下,经过63 d的培养,所得菌降解了45.44%的BDE-47,降解产物主要为4-OH-联苯醚,菌量增加了7倍左右.分别以BDE-47和酵母提取物为碳源培养所得菌2周,然后各自提取蛋白质,通过蛋白质双向电泳及质谱检测,发现了与BDE-47降解有关的一些特异蛋白质.本研究表明,在好氧条件下,细菌可以BDE-47为碳源生长,其过程涉及多种蛋白质的作用.     

还原增溶强化EGTA淋洗修复重金属污染土壤

采用还原剂调控土壤中重金属的活性,旨在强化其对乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)洗脱土壤重金属的洗脱效果.分析了EGTA投加量、还原剂类型、液固比、淋洗时间等对土壤重金属的影响,以及不同淋洗条件下土壤重金属浸出浓度与化学形态的差异,采用SEM-EDS和FTIR对处理前后土壤样品进行表征.结果表明,硫代硫酸钠(Na_2S_2O_3)可显著提高EGTA对重金属的洗脱率,当液固比为7.5∶1、淋洗时间为2 h、EGTA与Na_2S_2O_3投加量均为5 g·L~(-1)时,Cu、Zn、Pb和Cd洗脱率分别达85.0%、 60.7%、 88.6%和66.4%.与EGTA单独处理相比,EGTA/Na_2S_2O_3联合处理后, 4种重金属的浸出浓度均降低,Pb的降幅最大,土壤颗粒变小,团粒结构被破坏,O和Al含量减少,Si含量增加,降低了土壤矿物组分的吸附性;土壤有机质含量大幅降低,—OH振动显著减弱,配位能力较强的有机官能团减少,降低了土壤有机组分的吸附性.土壤中吸附性较强组分含量的降低是Na_2S_2O_3强化EGTA洗脱重金属的重要机制.     

硫杂冠醚的合成及其对废水中Ag(I)的选择性萃取研究

针对当前含银废液综合回收利用率低,以及不当排放造成严重环境污染等问题.本研究以邻苯二酚为原料,经亲核取代、酰氯酰化、缩合反应制得一种全新结构硫杂冠醚7,10-二硫杂苯并-18-冠-6(硫杂冠醚3,Thia18C6),产物经核磁共振氢谱(~1H NMR)、X-射线衍射单晶进行了结构表征,进而采用溶剂萃取的方法考察了其对不同金属离子的选择性萃取能力.结果表明,在单一体系下,Thia18C6对银离子表现出较为优异的萃取能力,萃取率可达97.68%,而在多种杂质离子(Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)和Ni~(2+))共存的复杂体系中,Thia18C6对银离子表现出了较强的选择性.     

Photocatalytic debromination of preloaded decabromodiphenyl ether on the TiO(2) surface in aqueous system

There have been serious concerns about polybromodiphenyl ethers (PBDEs) in the environment because of their global distribution and bioaccumulation. Owing to strong hydrophobicity of PBDEs, the regular photocatalytic system, in which the substrate is solvated in the bulk solution, is not applicable to the removal of the PBDEs in water. In this work, the photocatalytic reduction degradation of decabromodiphenyl ether (BDE209), the most-used PBDEs, was investigated in aqueous system, by pre-adsorbing it on the surface of photocatalyst. It was found that the preloaded BDE209 underwent efficient reductive debromination in aqueous system under irradiation with wavelength larger than 360 nm in the presence of electron donors such as methanol. Our experiments further show that such a preloaded system exhibits different characteristics from that in the organic solution. The meta-debrominated intermediate is predominant in the present system, while the ortho-debrominated one is the main nona-BDE products in the organic solution. In addition, different from other photocatalytic system, the pH has little effect on the photocatalytic reaction. We propose that these differences are originated from the formation of overlayer of hydrophobic BDE209 to limit the motion of BDE209 and the access of water and H⁺/OH⁻ to the TiO₂ surface.     

多溴二苯醚类化合物干扰人雌激素受体alpha活性机理的理论研究

基于分子对接方法探讨了多溴二苯醚(PBDEs)类化合物与人雌激素受体α亚型间的分子作用机理.对多溴二苯醚类化合物是否具有拟雌激素功能的研究得出:可通过对接打分值和化合物结构特征来推测PBDEs母体化合物是否具有拟雌激素活性;对HO-PBDEs,与氨基酸残基GLU53和/或ARG394形成氢键可能是影响其拟雌激素活性的重要因素;对MeO-PBDEs,疏水MeO-位于结合腔的疏水中部有利于拟雌激素活性.从结构及构象分析得出,邻位疏水基(Br-、MeO-)有利于PBDEs类化合物的拟雌激素活性.同时对多溴二苯醚类化合物是否具有抗雌激素功能的结合特征研究发现,表现出抗雌激素活性的部分PBDEs类化合物伸进通常被雌激素受体拮抗剂雷洛昔芬和4-羟基它莫西芬的烷基胺侧链占据的通道,而大多数未表现出抗雌激素活性的PBDEs类化合物的结合模式类似雌激素受体激动剂17β-雌二醇,位于结合腔,没有伸进通道.本研究从化合物结构及化合物在受体内结合的构象特征上解释化合物活性不同的原因,以期能够利用构象分析得到的结果进行筛选.     

Abstracts to forthcoming papers

Soil and sediments collected at a former chlor‐alkali plant in coastal Georgia (United States), revealed the presence of PCDF concentrations as great as 82.3 ng/g, dry wt. PCDF congener profile in soil was typical of “chlorine pattern”; with elevated proportions of OCDF and HpCDF. Concentrations of PCDFs declined gradually by 44‐fold at a distance of about 500 m along the contamination gradient. Of PCDDs/DFs, 2,3,7,8‐substituted PCDFs accounted for 94–98% of the TCDD‐like activity, which declined by 25‐fold, corresponding with the reduction of total PCDF concentrations. Concentrations of PCDDs in sediments were as great as 17 ng/g, with an elevated contribution from OCDD. The magnitude of decline in PCDD concentrations with distance from the source was less pronounced than that for PCDFs. PBDDs and PBDFs were not detected. Polybrominated biphenyl ether (PBBE) and monobromo‐heptachloro dibenzo‐p‐dioxins and dibenzofurans (PXDDs/DFs) were found, though, at low concentrations. Their spatial distribution was similar to those of PCDDs.