低分子量腐殖酸改性蒙脱土对黄曲霉素的吸附作用

采用振荡平衡法研究了相对分子质量<3 500的低分子量腐殖酸改性蒙脱土对黄曲霉素(AFB1)的吸附作用及机制.吸附动力学实验结果表明,0～24 h内,蒙脱土原土快速吸附AFB1,在2 h处吸附量即至最大值,而后吸附量持续降低,12 h后趋于稳定、吸附量为1.01μg.g-1;0～24 h内,改性蒙脱土对AFB1的吸附量则持续增加,12 h时吸附量达最大值(1.60μg.g-1),其后吸附达平衡.用腐殖酸改性后,蒙脱土对AFB1的等温吸附曲线由Langmuir型转变为Freundlich型,平衡浓度较高条件下,AFB1在改性蒙脱土上的吸附量明显高于蒙脱土原土.蒙脱土改性后晶层坍塌,出现不规则和絮状松散结构,与其表面聚集的腐殖酸形成较为稳定的"矿物-腐殖酸"复合体,增强了其对疏水性AFB1的吸附能力.随溶液pH值的增大,原土和改性蒙脱土对AFB1的吸附量均增大,但AFB1在改性蒙脱土上吸附量的增加幅度较大,这可能主要与溶液碱性的提高促进了AFB1与蒙脱土矿物的氢键及电性结合有关.研究结果可为进一步阐明AFB1在土壤中的界面过程和环境归趋提供依据.     

芳香烃菲与基因碱基的非共价结合及驱动机制

疏水芳香烃类化合物能够导致基因遗传性的变化,理解这些化合物对基因污染的前提是必须首先阐明污染物-基因碱基间相互作用及驱动机制.使用等温吸附-光纤固相萃取和定量-构效关系的方法,研究了模型化合物菲与4种基因碱基间的弱相互作用,并揭示了分子驱动机制.结果表明,p H=7.0条件下,腺嘌呤与菲间引力较弱;而鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶对菲为分配吸附,引力较强.红外光谱和弱力等值面的分析表明,鸟嘌呤与腺嘌呤分子能够通过2组CN环(CN6环和5环)与菲的2个相互毗邻的苯核同时发生π-π引力作用;而胞嘧啶和胸腺嘧啶仅与菲弧角位置的碳原子通过电子"赠体-受体"发生静电引力作用.当环境体系变成酸性时,腺嘌呤对菲的吸附增强(分配,1/n=1),但胸腺嘧啶对菲的吸附变弱;碱性条件下,由于胞嘧啶和胸腺嘧啶存在羰基取代基,作为电子赠体的含氧嘧啶脱质子化,表面负电性增强,分子平面极化减弱,π电子更易于与菲弧角位的碳原子发生电子"赠体-受体"作用.能量计算的结果表明,对基因碱基作用位点的预测结果可信,属于自发的非共价成因的物理结合.该研究将为深入揭示芳香烃的基因污染提供理论基础,对于防治芳香烃污染、保障生态安全有重要意义.     

黔桂喀斯特区域河流水体离子对底栖硅藻群落的影响

为了建立喀斯特地区河流底栖硅藻对水环境变化的响应模型,定量研究了中国西南喀斯特地区黔桂珠江水系典型岩溶水体中的离子、电导率与底栖硅藻群落分布的关系.研究发现,电导率的范围为20-2070 μS·cm-1,并且ca2+与(HCO-3+CO2-/3)是岩溶水体的主要优势离子.对离子、电导率与硅藻群落结构进行主成分分析(PCA)、对应分析(CA)、加权平均分析(WA)和相关性分析,结果表明,水体离子(HCO-3+CO2-/3、SO2-/4、NO3-、Cl-、Ca2+、Na+、Mg2+、K+)与电导率环境变量都能用于解释底栖硅藻的群落分布特征;而ca2+、(HCO3-+CO2-/3)和Na+浓度是影响物种组成的显著因素.通过研究确定了以上8种水体离子和电导率的相应指示种值(最适值Optima),以及这些离子环境下的硅藻分布特征.该结果为中国西南喀斯特地区硅藻种群生态学、个体生态学以及水质评价的研究提供了理论依据.     

集胞藻钙化对Cd胁迫的生理响应

为了研究在藻体钙化情况下Cd对集胞藻的胁迫作用,采用实验室模拟方法,通过不同浓度Ca2 、Cd2 配比下培养基中生物量、光合溶解氧、叶绿素等一系列生理指标的变化来反映钙化条件下Cd2 对集胞藻细胞的胁迫程度.结果显示,钙离子的存在能够使Cd2 对藻细胞的毒害作用减小并保护其受到进一步损害;二因素影响下交互试验,发现Ca2 、Cd2 分别与生物量呈现明显的负相关(|FCa2 |＞F0.05|FCd2 |＞F0.05),两者的交互作用与其呈显著正相关(FCd2 ＞F0.05).SEM和EDS观察到钙化层的产生.这说明重金属Cd对藻体胁迫压力的减小是由于钙化层的保护作用.     

芘在土壤不同粒径组分中的形态分布

以芘为PAHs代表物,采用土壤粒径分级和PAHs连续提取方法,研究了老化4周污染黄棕壤中芘在不同粒径组分中的形态分布.结果表明,供试土壤中芘主要以有机溶剂提取态和可脱附态存在,结合态残留量所占比例甚小;细砂粒、粉粒、粗黏粒和细黏粒中芘残留占原土总残留的比例分别为6.00%、4.66%、34.68%和40.88%.各粒径组分中各形态芘含量大小顺序为有机溶剂提取态>可脱附态>结合态,有机溶剂提取态和可脱附态是各粒径组分中芘残留的主要存在形态(占比98.82%以上),芘结合态残留量占比<1.18%.土壤中黏粒(包括细黏粒和粗黏粒)是芘可脱附态、有机溶剂提取态、结合态和可提取态残留储存的主要粒径组分.     

镉对松散和紧密胞外聚合物类蛋白的荧光滴定

采用分子荧光技术和荧光滴定的方法解析了重金属cd与2种不同类型胞外聚合物类蛋白的结合机理;并通过2种胞外聚合物类蛋白与cd结合后荧光光谱的特征,进一步分析松散附着(Loosely Bound,LB)和紧密黏附(Tightly Bound.TB)2种胞外聚合物之间的结构差异.结果表明,在滴定的cd浓度低于1×10-mol·L-1、pH值为4的条件下,cd对LB具有显著的猝灭效应;结合Stern-Volmer分析,这种猝灭现象不仅与生色团的质子化效应有关.而且也和类蛋白与cd结合位点的变化有关.同时.滴定过程中LB均出现不同程度的红移现象,而TB却出现不同程度的蓝移.这说明,cd与2种类蛋白物质的结合机理方面具有显著差异.进一步三维光谱分析结果显示,在滴定前后LB中类蛋白荧光峰的结构与形态并未产生明显分化,由此说明,LB内荧光生色团性质和结构相对单一;而滴定后TB中肩峰的凸现说明.其类蛋白性质、结构与LB相比更具有多样性的特点.pH值为10的条件下,Stem-Volmer分析结果显示,LB和TB类蛋白荧光团的猝灭与2方面因素有关,一是与生成不产生荧光的EPS-Cd络合物有关,二是与分子之间的碰撞所导致的荧光猝灭有关.