药品和个人护理用品在固体基底中的检测方法和分布现状

药品和个人护理用品(Pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)在环境中广泛存在,威胁生态环境和人类健康,受到越来越多的关注.本文综述了固体基底中PPCPs的检测方法,总结了国内外污泥、土壤、沉积物等基底中PPCPs的污染现状,并对PPCPs的进一步研究进行了展望.结果表明,PPCPs的检测方法朝多样化和趋优化的方向发展.污泥样品中PPCPs种类多、浓度高(μg·kg-1—mg·kg-1),土壤和沉积物中虽然浓度不高,但是总量不可小觑.目前,固体基底中的PPCPs还需要更全面和更广泛的研究.     

苯甲酸盐厌氧驯化体系中三氯乙烯的还原脱氯特性

采用气相色谱法实时监测了厌氧条件下,以苯甲酸盐为唯一碳源的驯化活性污泥体系对三氯乙烯(TCE)的还原脱氯情况;同时,结合454焦磷酸测序和实时荧光定量PCR技术对该体系中的微生物群落结构及脱卤拟球菌(DHC)的数量进行分析.结果表明,该驯化体系在94 d内能将TCE完全去除,最终转化产物为一氯乙烯(VC),同时伴随大量的甲烷产生;体系中微生物的多样性很高,涵盖了16个门、33个纲、52个目、88个科和129个属,而且体系中约有51.2%的微生物的分类地位尚未明确,说明体系中还存在很多未知的功能菌;体系对TCE的降解过程其实就是还原脱氯菌与其它功能菌相互作用的结果,且起主要还原脱氯作用的是携带tce A功能基因的DHC.     

宁波三江口水域原核生物群落结构分析

首次应用16S rRNA基因-Illumina Miseq高通量测序技术对甬江流域宁波三江口区域的表层水体原核生物群落进行了分析,共获得215 504条高质量序列.多样性指数分析表明,该流域的水体原核生物群落具有较高的遗传多样性和丰富度.菌群分类分析发现,β-变形菌纲(β-Proteobacterium)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是主要的优势菌群,其相对丰度占总群落的78.88%.对比不同站位的原核生物群落,发现水文环境可能是影响三江口水域原核生物群落组成和结构的重要因素之一.与以往报道对比分析表明,甬江流域分布有多种污水和粪便污染指示菌,其中余姚江污染指示菌的丰度最高,说明其受污染的风险可能较高.病原菌BLASTN分析表明,在种和亚种水平上,分别检出76和18种潜在病原菌,占序列总量的2.19%和0.40%.本研究为系统认识甬江流域原核生物群落结构及生态功能提供了重要基础数据.     

耐盐类固醇激素降解菌交替赤杆菌MH-B5的降解特性、降解途径及其固定化

从咸水湖中分离得到1株具有类固醇激素降解能力的耐盐菌株,利用16S rRNA基因序列同源性分析确定菌株MH-B5属于交替赤杆菌属(Altererythrobacter),其可生长p H范围为5.5~9.0,可耐受盐度生长范围为0~7%,单碳降解实验表明该菌可以利用雌酮、雌二醇、雌三醇和睾酮.应用超高压液相色谱串联四级杆飞行时间质谱分析得出菌株降解睾酮的过程中主要中间代谢产物为4-雄烯二酮、宝丹酮和雄二烯二酮.应用单一载体和复合载体两种方法分别制备的菌株MH-B5固定化颗粒均可降解雌二醇,批次降解实验表明菌株MH-B5固定化颗粒可有效降解2 mg·L~(-1)雌二醇及其初级代谢产物雌酮.上述研究结果表明菌株MH-B5可在海水中生长良好,其能降解典型雌激素及雄激素睾酮,且经过微生物固定化过程后依然具有类固醇激素的降解特性,因此对类固醇激素污染的咸水环境修复,具有潜在应用前景.     

纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响

使用硼氢化钠还原硝酸银,聚乙烯醇(PVA)作为分散剂,制备出粒径为(7 ± 3)nm的纳米银,分别使用计数法和溶解氧法,研究了纳米银对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、光合作用和呼吸作用的影响,并调查了对叶绿素a的抑制状况.结果显示,黑暗条件下加入3mg/L的纳米银,基本抑制了小球藻的呼吸作用,当暴露于4mg/L的纳米银时,小球藻生长的抑制率为93%;而光照条件下加入10mg/L纳米银时,才能抑制其光合作用,此时对小球藻生长的抑制率达到90%.光照时,叶绿素a在10mg/L纳米银的作用下,抑制率达到77%.研究表明了纳米银对小球藻呼吸作用有很强的抑制作用,对光合作用的影响可能通过抑制叶绿素a的合成或破坏叶绿体的结构来完成;光照能够明显减弱纳米银的毒性.     

九龙江流域潜在病原菌污染分析

近年来,由于流域经济快速发展和城镇化进程加快等原因,九龙江水污染问题日趋严重.为全面认识九龙江流域病原菌的分布状况,应用16S rRNA基因-454焦磷酸测序技术测定九龙江支流西溪、北溪水体和沉积物中细菌16S rRNA基因V1~V3高变区,共获得204 216条高质量序列.通过与病原菌参考数据库对比分析发现,九龙江分布有68个潜在病原菌属,占序列总量的6.1%.其中梭菌属(Clostridium)、分支杆菌属(Mycobacterium)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)在所有样品中都有检出,且丰度最高,分别占病原菌属序列总量的54.5%、5.9%和5.6%.在种水平上,九龙江分布有48种病原菌,占序列总量的0.76%.其中Afipia felis、Mycobacterium asiaticum、Clostridium baratii、Brucella melitensis和Delftia tsuruhatensis是丰度最高的5种病原菌,分别占病原菌种序列总量的48.9%、20.3%、8%、2.7%和1.7%.统计分析表明,九龙江水体中分布的病原菌种类数(属或种)显著高于沉积物中,且西溪水体检出的病原菌种类(属或种)和丰度最高,说明九龙江水体,尤其是西溪水体受病原菌污染的风险较高.此外,相关分析表明,九龙江水体中病原菌的种类数(属或种)和丰度与营养盐(氮、磷)有着显著的正相关关系,说明九龙江水体中分布的病原菌与沿岸的人类活动,如养殖业、污水排放等密切相关.因此,为保证流域的公共卫生安全,需进一步加强污染源清理整顿工作,开展水环境病原菌的实时监测.     

地表水中典型磺胺类抗生素的自然衰减

近年来,磺胺类抗生素因大量使用,在河流等地表水中广泛检出,其环境行为及生态危害,成为备受关注的环境问题.本文以10种常见磺胺类抗生素为研究对象,通过微宇宙实验,模拟其在河流表层水中的自然衰减规律,同时模拟直接光降解、间接光降解、水解、细菌降解和微生物降解等多种条件,以阐明不同环境因素对磺胺类抗生素自然衰减的作用机制.结果显示,10种磺胺类抗生素在168 h内的自然衰减率可达55%—100%,半衰期为14.7—115.5 h,表明磺胺类抗生素在进入河流等地表水后可发生自然衰减.结构方程模型分析表明,直接光降解及间接光降解是磺胺类抗生素自然衰减的主要途径,而水解和微生物降解的作用不大.采用高分辨率质谱,共检出7种降解产物,推测磺胺类抗生素的转化路径主要包括N—S键断裂及羟基化作用.ECOSAR毒性分析结果表明,转化产物毒性多低于母体抗生素,但仍可能存在潜在的环境风险,需进一步深入研究.     

三氯生的生态效应及其在环境中的迁移转化

三氯生(triclosan)是一种广泛使用的抗菌剂和杀菌剂,主要添加于个人护理品等各类消费产品中。目前,三氯生在各种环境介质和生物体中普遍存在,其具有亲脂性、持久性、生物累积性和毒性,对生态环境和人类健康造成了潜在危害。归纳和分析了近年来国内外有关三氯生的研究成果,全面系统地介绍了三氯生在环境中的分布现状、生态效应和生物降解等,重点讨论了三氯生的环境毒性,以及三氯生杀菌的作用机制及其导致的细菌耐药性,最后对未来的研究工作进行了展望。     

不同肥料条件对水稻-微生物燃料电池产电性能的影响

考察了添加化肥、有机肥、混合肥对水稻-微生物燃料电池产电性能的影响,以不添加肥料的水稻-微生物燃料电池、无植物的土壤微生物燃料电池作为对照,共6组,每组5个平行。研究结果表明,添加有机肥料的实验组产电性能显著高于不添加肥料的对照组,可以达到对照组的1.7倍,然后依次为混合肥料组、不加肥料的对照组,而化肥组的产电性能最差。同时对水稻的生长特征指标进行了测定,发现水稻在土壤肥料适当的情况下生长情况最好,额外加入有机肥并不能让水稻更好地生长,而额外加入化肥则会导致水稻贪青徒长、不成熟不结实等现象。     

水环境中尼泊金酯类防腐剂的赋存及生物降解研究进展

尼泊金酯类防腐剂(parabens)具有潜在内分泌干扰效应,近年来开始受到环境学者关注.这类化合物使用广泛且具有亲脂性,易通过污水排放进入水体/沉积物体系.本文综述了parabens在水环境中的赋存特征,以及在水环境中的生物降解转化行为,并对今后研究趋势进行了展望.国内外最新文献总结表明,parabens在水环境介质中分布广泛,检出率高,母体化合物虽然可以被生物降解,但在污水处理系统中仍不能被完全去除,尤其parabens卤代转化产物的半衰期及潜在毒性不容忽视.此外,对于parabens在水体/沉积物中好氧及厌氧降解过程中的功能微生物鉴定及群落结构分析还有待深入揭示.因此利用功能微生物开发出污水中尼泊金酯类防腐剂高效痕量去除工艺将是今后研究主要方向,后续研究工作的开展将为今后针对水体/沉积物中这类痕量污染物利用微生物群落进行污染场地原位修复提供基础科学依据.