砷胁迫下石油烃降解菌的分离、鉴定及其降解特性

以湖北省某砷-石油烃复合污染场地的土壤为研究对象，分离纯化砷胁迫下石油烃降解菌，采用16S rDNA测序技术进行菌种鉴定，分析降解菌的生长特性与降解特征，验证降解菌对复合污染土壤的实际修复效果。结果表明：从耐As高效石油烃降解菌株系列中筛选出菌株JYZ-03,其鉴定结果为不动杆菌(Acinetobacter sp.);菌株JYZ-03最佳生长和降解条件为pH=7、温度30℃、盐度0.1%和初始接种量2%;此条件下菌株JYZ-03对石油烃的降解效率为84.05%,对石油烃各组分降解能力存在差异，难易程度表现为长链烷(C26—C38)>多环芳烃>支链烷烃>中长碳链烷烃(C11—C25),石油烃降解效果显著，具有较好的实际修复效果。该研究丰富了石油烃污染修复功能菌株库，可为复合污染场地修复提供更多选择。     

生物炭及其水溶组分促进水铁矿微生物还原

采用水稻秸秆在300,400和500℃热解温度下制备生物炭(BC),并从中提取生物炭水溶组分(DBC),结合微生物还原实验和傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射晶体衍射(XRD)、电子顺磁(EPR)等表征手段考察BC和DBC对Geobacter sulphurreducens PCA还原水铁矿的影响和作用机制.结果表明,400℃热解BC可使微生物异化铁还原的速率增加12倍,还原率最高,这是由于其含有最多的醌基、羧基基团,可以作为电子穿梭体促进电子转移.BC不能作为电子供体直接向微生物或水铁矿提供电子.DBC使水铁矿的长期微生物异化铁还原程度和初始还原速率分别增加了10倍和2倍以上.500℃热解DBC可以充当电子供体或者电子穿梭体,促进水铁矿的微生物还原,但是不能直接化学还原水铁矿.     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇、黄曲霉毒素B_1和玉米赤霉烯酮对秀丽隐杆线虫的联合毒性研究

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、黄曲霉毒素B_1(AFB_1)和玉米赤霉烯酮(ZEN)是最为常见的粮食真菌毒素,易共存于谷物产品和动物饲料中,而目前对其联合毒性的研究较少,且研究结果并不完全一致。为探究DON、AFB_1和ZEN的联合毒性作用,本论文以秀丽隐杆线虫(C.elegans)为模型,分别评估了毒素混合物AFB_1+DON、AFB_1+ZEN、DON+ZEN和AFB_1+DON+ZEN对C.elegans的生长发育(体长)和生殖能力(产卵量)的毒性作用,并用Chou-Talalay模型来判定毒素混合物的相互作用类型。研究表明,AFB_1、DON和ZEN单独染毒C.elegans时,其毒作用强弱为AFB_1ZENDON。联合染毒时,AFB_1+DON对C.elegans产生协同作用,而DON+ZEN则产生拮抗作用;AFB_1+ZEN对体长(24 h)和产卵量的毒作用随着暴露浓度的增加,由弱拮抗变为协同作用,而在毒素暴露48 h后,对线虫的生长发育呈协同作用;AFB_1+DON+ZEN除在EC50-24 h和EC75-24 h时对体长产生明显的毒性增强作用外,其他普遍表现出拮抗作用。由此表明,DON、AFB_1和ZEN对C.elegans的联合毒性作用与剂量和时间相关。     

短程硝化过程2种亚硝酸盐氧化菌抑制策略探讨

为维持短程硝化稳定,保证亚硝酸盐高效积累,需要对污水处理系统亚硝酸盐氧化菌(NOB)的性质进行深入了解。分别对Nitrospira以及Nitrobacter的动力学参数,以及在活性污泥系统、生物膜系统、颗粒污泥系统中2菌属特性进行比较。经分析后认为,Nitrospira相对于Nitrobacter比增长速率较低,对O_2,NO_2~-底物亲和性较好,适宜生长于低浓度环境中,是A~2/O、短程硝化-厌氧氨氧化工艺中的主要NOB菌属;Nitrobacter则适宜在高浓度环境中生长。在颗粒污泥系统中,NOB主要处于污泥内部,由于缺乏O_2,NO_2~-更容易被淘汰出反应器。通过对比短程硝化主要控制参数,认为NOB的抑制策略包括:在活性污泥系统中维持合理的污泥龄(SRT)以及游离氨(FA)浓度;在生物膜系统中对溶解氧(DO)以及水力停留时间(HRT)进行联合控制;在颗粒污泥系统中维持适量剩余NH_4~+-N,并淘洗出掺杂其中的絮状污泥。此外,利用"饱食饥饿"效应间歇曝气并维持较低的曝停比同样有利于阻止亚硝酸盐被NOB进一步氧化,保证短程硝化稳定运行。     

柴油降解菌的筛选、菌群构建及其对柴油和十五烷的降解机理

针对柴油污染土壤生物修复技术效率低的问题,通过构建高效降解菌群修复柴油污染的土壤,采用组合优化和正交实验构建最佳组合与接种比例的菌群,并研究其柴油降解特性。结果表明,通过筛选、鉴定并命名的4株柴油降解菌为Bacillus sp. VOC18-L1、 Enterococcus faecalis-L2、 Lysinibacillus-L3、 Rhodococcus equi-L4;当4株菌接种比例为3∶1∶3∶4,pH=7.0,30℃,转速150 r·min~(-1)时,柴油降解的效果最佳,14 d对7.0 mL·L~(-1)的柴油降解率达到89.0%。通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测柴油降解产物,发现该混合菌株能将柴油中的烷烃降解为短链烷烃,最终转化为小分子物质。同时利用KEGG数据库获得代谢丰度图并初步预测每种菌的功能,根据微生物多样性测试结果,进一步证明了混合菌对柴油完全降解的效果优于单种菌种。通过人工构建的微生物菌群可以有效地应用于柴油污染土壤的修复。     

75％戊唑·嘧菌酯可溶性粉剂对3种昆虫的急性毒性与初级风险评估

为明确75％戊唑·嘧菌酯可溶性粉剂对意大利蜜蜂、玉米螟赤眼蜂和家蚕的急性毒性和初级风险.采用国标《化学农药环境安全评价试验准则》(GB/T 31270—2014)中的4种方法,包括饲喂法(蜜蜂经口)、点滴法(蜜蜂接触)、药膜法(赤眼蜂)和浸叶法(家蚕),分别测定了该农药对上述3种非靶标昆虫的急性毒性,并根据国标《农药登记环境风险评估指南》(NY/T 2882—2016)把这些结果用于该药的初级风险评估.结果表明,75％戊唑·嘧菌酯可溶性粉剂对意大利蜜蜂的急性接触毒性48 h半致死剂量(48 h-LD50)为>105μg·蜂-1,急性经口毒性48 h-LD50为65.9μg·蜂-1,对蜜蜂的风险可接受(风险商(RQ)=0.135≤1).对玉米螟赤眼蜂的急性毒性24 h半致死用量(24 h-LR50)为2.81×10-6 mg·cm-2,对玉米螟赤眼蜂的农田内和农田外喷雾场景风险均不可接受(危害商HQin=1199>5,HQoff=24.2>5).对家蚕的急性毒性96 h半致死浓度(96 h-LC50)为596 mg·L-1,对家蚕的喷雾场景下的最外围桑树风险不可接受(RQ=7.47>1),次外围桑树风险可接受(RQ=0.457≤1).对不可接受的风险,宜采取风险减轻措施,如喷雾施药期间禁止释放赤眼蜂,避免在桑园周围喷雾法施药等,以达到保护非靶标环境生物的目的.     

长期缺氧吸磷驯化下强化生物除磷系统污泥除磷方式的转化

采用交替厌氧/缺氧/好氧运行的序批式活性污泥反应器(SBR),通过梯度投加电子受体NO_3~-,考察长期缺氧吸磷驯化下强化生物除磷(EBPR)系统的性能及除磷方式的转化。结果表明,当进水COD为300～450mg/L、PO_4~(3-)(以P计,下同)和氨氮分别为8、14mg/L时,驯化期间TN去除率均保持在75%以上,长期缺氧吸磷驯化对COD和氨氮的去除没有影响。硝态氮投加量为5mg/L时,EBPR系统因电子受体投加不足除磷性能迅速恶化,增加硝态氮投加量至10mg/L,经过近30d的恢复,缺氧吸磷率最高可达97.67%,进一步提高硝态氮投加量至15mg/L,系统内硝态氮的积累导致缺氧吸磷率下降。污泥吸磷小试结果表明,经缺氧吸磷驯化后,即使除磷性能欠佳的低浓度电子受体系统污泥也具有良好的反硝化吸磷能力,可见经NO_3~-长期驯化的缺氧吸磷系统有利于筛选以NO_3~-为电子受体的反硝化聚磷菌。     

腈菌唑不同对映体对丽斑麻蜥性腺系统的影响

腈菌唑(myclobutanil,MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。腈菌唑手性单体具有不同的生物活性,但很少有其对爬行动物的对应选择毒性研究。为了评估腈菌唑手性单体对丽斑麻蜴性腺系统的毒性影响,将MT1(50 mg·kg-1)和MT2(50 mg·kg-1)以经口灌胃方式分别暴露给蜥蜴28 d。暴露期间,记录观察蜥蜴体重、血液中性激素(睾酮T和雌二醇E2)浓度以及性腺相关基因(3β-HSD、17β-HSD、CYP11A、CYP17、CYP19A、ER-α和AR)的表达图谱的变化。在MT1暴露组中,蜥蜴体重在28 d出现明显下降。而在MT2暴露组中,蜥蜴体重没有明显变化。雄性蜥蜴在经过1 d的暴露后,E2浓度在MT1暴露组中明显下降,而在MT2暴露组中明显上升。这些结果表明了腈菌唑手性单体的对映选择性毒性。在MT2暴露14 d后,雌性蜥蜴中CYP19A基因的表达上调弥补了体内E2浓度的降低。在MT1暴露的14 d,蜥蜴卵巢中观察到的CYP11A和CYP17基因表达下调以及CYP19A基因表达不变的这一现象解释了蜥蜴血液中E2和T的浓度减少。这些结果表明:MT1和MT2暴露对蜥蜴体内性激素造成不同的影响,而这些影响会相应改变性腺相关基因的表达。综上所述,MT1和MT2对性腺系统具有潜在的内分泌干扰效应,可能对蜥蜴造成不同程度的生殖损伤。     

腈菌唑手性单体对雄性丽斑麻蜥肝脏代谢功能的影响

腈菌唑(MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。为评估腈菌唑单体暴露对丽斑麻蜥(Eremias argus)肝脏代谢功能的毒性影响,研究了MT1(5 mg·kg~(-1))和MT2(5 mg·kg~(-1))暴露28 d下蜥蜴体重、肝组织病理学和代谢相关基因表达的变化。结果显示,MT1暴露组的蜥蜴体重在28 d时出现显著下降。在MT1和MT2暴露后,蜥蜴的肝组织均出现了不同程度的病理学变化。在MT1暴露下,基因CYP1A1、CYP2D6、CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达水平未发生显著变化,而基因CYP2C8A的表达显著上调。在MT2暴露下,基因CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达未发生明显变化;基因CYP1A1和CYP2C8的表达显著下调;基因CYP2D6的表达显著上调。不同腈菌唑单体对蜥蜴体重、肝组织病理学以及代谢相关基因的表达影响不同,具有一定的对映选择性。     

一株耐盐柴油降解菌的分离鉴定及其降解性能

从某油田附近受石油污染土壤中分离出一株以柴油为惟一碳源的耐盐菌株LS1。通过对菌株的生理生化特性、菌体的形态观察及16S r DNA基因序列分析鉴定菌株LS1为假单胞菌属(pseudomonas)。该菌株可耐受的最高盐度(Na Cl)和柴油浓度分别为6%~8%和12 000 mg/L。菌株生长的适宜p H和温度条件分别为6.0~8.0和28~36℃。在盐度为6%、p H为7.0、温度为32℃、菌种投加量为10%的条件下,初始浓度为3 000 mg/L的柴油经6 d降解后,去除率可达78.3%,加入适量外加碳源葡萄糖和蔗糖,可使降解率分别提高至92%和90%左右。菌株LS1的耐盐机理可能是通过在细胞内积累甜菜碱以调节菌株细胞内外渗透压平衡。投加甜菜碱可提高耐盐菌LS1在高盐环境下对柴油的降解效率。