A retrospective survey on the effect of Kaschin-Beck disease prophylaxis by a change of water sources

In order to provide further references for studing on the causes of Kaschin-Beck discase (KBD) and measuring for its prevention and treatment from a macroscopic view, we analyzed the natural growth and declineof KBD and the effects of selenium and humic acid on its occurrence from an epidemiologic angle. In this article through a retrospective survey on the spots of disease areas by comparison between a change in water sources and that without. It was proved that a change in water sources was an effective measure for the prevention of KBD occurrence, and the pathogenic factor of KBD was one (or several kinds) of organic compounds or active radicals related to water.     

利用深层地下水防治大骨节病分析

大骨节病是一种骨关节变形地方性慢性病。该病病因复杂,以生物地球化学和地球化学生态学理论为指导,在研究区进行水文地质环境调查,并对饮水水样分析对比,发现病区饮水水源低矿化度、高腐殖酸是大骨节病患病的重要因素,据此在病区开展改水工程,探讨利用深层地下水改善病区饮水水质和提高居民生活水平的有效性,为大骨节病致病水源假说提供相关的理论依据,同时为病区综合防治大骨节病提供相关经验。     

堆肥腐殖酸形成及其电化学活性

为探究堆肥腐殖酸形成过程及腐殖酸的氧化还原性能,以城市生活垃圾不同堆肥阶段提取的腐殖酸样品为研究对象,运用现代色谱学技术、光谱学方法和电化学分析,研究了堆肥过程不同形态氮和碳官能团形成腐殖酸的特征,探究了堆肥腐殖酸的氧化还原性能及影响因素. 结果表明:堆肥腐殖酸中50%~75%的氮为氨基酸态氮,检出的15种氨基酸中酸性氨基酸(Asp和Glu)含量(高于100 mg/g)最高、丝氨酸(Ser)含量(3.78 mg/g)最低. 与堆肥腐殖酸中其他组分和官能团相比,氨基酸易被生物降解和利用,其含量随着发酵的进行呈下降趋势,后期氨基酸态氮占比逐渐降低. 腐殖酸中碳有多种形态,包括苯环、羧基、脂肪族等多种官能团,随着堆肥发酵的进行,木质纤维素降解形成腐殖酸,脂肪族官能团亦被氧化降解;与之相反的是,腐殖酸中羧酸类、醛、酮及苯环等官能团不断增加,导致腐殖酸氧化还原性能增强. 氧化和还原过程中,腐殖酸得失电子均会造成部分官能团结构破坏,大分子腐殖酸被降解和转化为小分子有机物. 研究显示,堆肥腐殖酸活性较高,可利用腐殖酸修复环境过程,但需要适当补充活性腐殖酸,防止腐殖酸因修复氧化还原过程导致降解后只能作为碳源.      

Soil selenium concentration and Kashin-Beck disease prevalence in Tibet, China

In order to investigate the correlation between the prevalence of Kashin-Back disease (KBD) and Se concentrations, natural soil samples and cultivated soil samples were collected from southeastern Tibet, China; and the soil Se concentrations were measured by atomic fluorescent spectrophotometer. It was found that the mean Se concentrations of natural soil samples in KBD areas, from the first layer to the third layer, were 0.17 mg/kg, 0.11 mg/kg, and 0.10 mg/kg, respectively, and in nondisease areas were 0.21 mg/kg, 0.24 mg/kg, and 0.13mg/kg, respectively. The mean Se concentrations of cultivated soil samples were 0.10 mg/kg in KBD areas and 0.23 mg/kg in non-disease areas, respectively. Soil Se concentrations in KBD areas were lower than that in non-disease areas, and the mean concentrations of soil Se in Tibet were lower than the average of China (0.29 mg/kg). Therefore, there is a close relationship between soil Se concentrations and KBD in Tibet. More studies should be concentrated on the impacts of Se deficiency in soils and its relationship with Se concentrations in food-grain and the human body in Tibet areas.     

The roles of organic degradation products andselenium in the pathogenesis ofKaschin-Beck disease

An investigation on the organic degradation products and selenium in the pathogenesis of Kaschin-Beck disease was carried out. The results demonstrated that the organic degradation products existed in food and drinking water were the pathogens of the KBD; their leading pathological process of cells would be "membrane injury" due to peroxide. As GSH-Px is a selenium contained enzyme, therefore insufficient selenium would be one of the most important conditions to cause KBD.     

造粒处理对城镇污泥蚯蚓堆肥微生物群落碳源利用的影响

采用Biolog Eco微平板法探讨了城镇污泥造粒的预处理方法对蚯蚓堆肥系统中微生物碳源利用的影响.结果显示,造粒处理会显著提高城镇污泥中微生物群落对碳源利用的优势度和均匀度,但会降低碳源利用的多样性.与初始污泥相比,造粒处理对氧环境的改善在蚯蚓堆肥的前15 d明显提高了H1(a-D-乳糖)、A3(D-半乳糖酸γ内酯)、D4(L-丝氨酸)、C1(吐温40)、E1(a-环状糊精)、C3(2-羟苯甲酸)、B3(D-半乳糖醛酸)和F3(衣康酸)这8种碳源的代谢强度,增高幅度达到10.81%~24.83%.从碳源利用模式来看,蚯蚓堆肥系统中微生物的碳源利用表现出多元化向单一化发展的特点.胺类和酚类是微生物利用的主要碳源,约占总利用率的40%.污泥造粒和蚯蚓堆肥对胺类的利用无明显影响.与S组相比,15 d前造粒处理会提高氨基酸类和羧酸类的利用率8%以上,对酚类、聚合物类和碳水化合物类无明显影响.但这3类碳源对蚯蚓的作用更加敏感,蚯蚓可以使这3类碳源的利用率提高11%以上.15 d后随着基质中可利用物质的减少和蚓粪的积累,微生物对酚类、羧酸类和氨基酸类的代谢产生了明显的偏好,总体的碳源代谢能力却有所降低.     

大骨节病区水土中有机物对硒存在形态和生物有效性的影响

经测定,低硒带大骨节病区土壤中80％以上硒及土壤水提液中30—96％的硒以有机结合态形式存在,主要结合于土壤腐植酸类物质.病区饮水源中除低硒外,并高有机物含量,80％以上的硒与有机物结合.动物实验的结果表明,腐植酸的存在显著降低了饲料中硒的生物有效性.     

The oxidation damage of type II collagen by oxy free radicals and fulvic acid

The features of oxidative damage to type II collagen from pig cartilage, induced by · OH, O2- and fulvic acid from epidemic district of KBD, were studied in vitro. The results from amino acid analysis of the damaged collagen are characterized by a decrease in hydroxyproline and proline contents, and an increase in glutamic acid content. The change arc dependent on·OH and FA concentration. It is postulated that the FA or other toxic xenobiotics induce the generation of free radicals, which play the role of the trigger in KBD development.     

溶解氧对Anammox滤池内功能菌群及活性的影响

针对目前厌氧氨氧化系统内微生物的研究,主要以厌氧氨氧化菌本身这一情况,本研究对长期稳定运行的Anammox滤池内微生物菌群结构进行了测定,同时测试与分析了滤池内厌氧氨氧化菌（AnAOB）、氨氧化菌（AOB）、亚硝酸盐氧化细菌（NOB）和反硝化菌（DNB）的关键动力学常数,探究了溶解氧（DO）浓度从0.2mg/L增加至1.5mg/L,AnAOB、AOB以及NOB活性的变化.结果表明,长期稳定运行的Anammox滤池是一个以厌氧氨氧化功能为主,多菌群共存的混合体系.滤池内厌氧氨氧化活性最高,为5.3mgN/（gVSS·h）,同时系统内DNB和AOB也具有一定活性.DO在0.2~1.5mg/L范围内,AnAOB活性变化不大;随着DO浓度增加,AOB比氨氧化速率从0.76mgN/（gVSS·h）增加到1.08mgN/（gVSS·h）,通过Monod方程进一步得到AOB氧半饱和常数（K_O2,AOB）为（0.106±0.010） mg/L,表明系统内AOB对氧具有极高的亲和力;整个过程基本检测不到NOB的活性.厌氧氨氧化系统中主要功能菌群共存,且相互竞争底物.     

溶解氧变化对底泥酶活性及微生物多样性的影响

采用室内静态实验考察了溶解氧变化对底泥酶活性影响,同时采用BIOLOG ECO微平板构造了不同溶解氧水平下底泥微生物多样性指数。结果表明:高溶解氧条件下,底泥多酚氧化酶及过氧化物酶活性显著高于缺氧条件及厌氧条件(P<0.01),脱氢酶活性高于背景值;厌氧条件下脱氢酶、脲酶及碱性磷酸酶活性显著高于高溶解氧组、缺氧组及背景值(P<0.05);缺氧条件下硝酸盐还原酶活性显著高于高溶解氧组及厌氧组(P<0.05);蛋白酶活性受溶解氧水平变化的影响较小。BIOLOG ECO微平板法分析表明,溶解氧变化对底泥微生物多样性有不同程度的负面影响,微生物多样性的降低程度从大到小依次为高溶解氧组>厌氧组>缺氧组。主成分分析结果表明:缺氧条件及厌氧条件下,底泥微生物对大分子有机物的利用出现不同程度的降低,相对地,高溶解氧条件下微生物对大分子有机物的利用程度呈现先下降后上升的趋势;高溶解氧组及缺氧组底泥微生物对碳水化合物利用程度升高,厌氧组对碳水化合物利用程度降低。总之,高溶解氧条件更有利于形成底泥有机物完整的代谢循环,提高大分子有机物的利用程度。     

不同结构芳香酸对厌氧颗粒污泥特性与微生物群落的影响

以苯甲酸（BA）、邻苯二甲酸（PA）、连苯三甲酸（HA）、1-萘甲酸（1NA）为研究对象,探究了不同结构芳香酸对厌氧颗粒污泥理化特性与微生物群落的影响.结果表明,在40 d的接触实验中,1NA实验组对溶解性化学需氧量（SCOD）的去除率为86.09%,与空白对照组相比降低了7%.4个实验组污泥疏松胞外聚合物（LB-EPS）和紧密胞外聚合物（TB-EPS）中多糖含量分别比对照组高0.30~1.28、0.19~1.03 mg·g^-1,蛋白含量分别提高了0.025~0.326、0.007~0.171 mg·g^-1.在LB-EPS三维荧光（EEM）光谱中,HA和1NA实验组中出现了类腐殖酸物质荧光峰,且辅酶F₄₂₀峰强度有所降低.对于酶活性而言,HA、1NA实验组乙酸激酶相对活性比对照组减少了65.26%、6.93%.通过高通量测序发现,对照组与实验组中的优势菌群均为Proteobacteria、Chloroflexi和Firmicutes.HA与1NA的加入降低了Actinobacteria的相对丰度,提高了Bacteroidetes和Synergistetes的相对丰度.对于古细菌而言,Methanothrix在对照组与实验组中为优势种属,其相对丰度达到49.95%~80.40%;但实验组Methanothrix的相对丰度减少了10.69%~30.45%,且1NA实验组尤为明显;而1NA的加入提高了Methanospirillum的相对丰度,达到34.08%.同时,细菌和古细菌代谢通路预测表明,其主要功能组为代谢、遗传信息处理、环境信息处理和细胞过程,芳香酸使得厌氧颗粒污泥中氨基酸的代谢功能有所增强.     

活性污泥活性参数指标的选评

根据国内外一些学者的研究进展,本文对活性污泥的活性参数指标如氧吸收率、脱氢酶活性、三磷酸腺苷(ATP)含量、水解酶活性、氧化还原酶活性、污泥生物量、蛋白质含量等活性指标进行了系统的分析和评价.认为水解酶、氧化还原酶、蛋白质含量等参数适用于各毒物对活性污泥生理生化影响的研究,而脱氢酶活性、耗氧率、ATP含量三个参数最能准确反映活性污泥的活性,可作为活性污泥污水处理的监控参数。     

The epidemic characteristics of Kaschin-Beck disease (KBD) in different eco-environments

Epidemiological survey of 573 families, clinical examination of 2593 persons, and X-ray examination of 1136 persons (in 16 typical endemic villages) were conducted, based on the classification of endemiology for KBD disease areas, i.e, mountain type, loess plateau type, plateau type, and flatlands type. It was revealed that the KBD disease areas exhibited the regular pattern of corming-into-being, development and passing-away and the characteristics of growth and decline. Further, it was found clinically that the disease areas may be divided into 4 types, i.e., recent onset, developing, stable, and historical. This division is simple and easy, practical, scientific, and reliable and can be applied by medical personnel at different levels.     

济南市水域鱼类功能群结构及其季节性变化

鱼类对于维护河流生态系统的稳定具有重要作用,季节性变化在一定程度上影响鱼类的群落结构.为了解济南市水域鱼类的功能群结构及其季节性差异,于2014年春季（5月）、夏季（8月）和秋季（11月）选取济南市水域的40个采样点对鱼类群落和水环境理化因子,通过单因素方差分析、多响应置换过程以及典范对应分析等方法,分析鱼类功能群在不同季节的差异性.结果表明:①春季共鉴定出鱼类5目7科26种,夏季为5目9科32种,秋季为5目7科20种.将鱼类按栖息水层、产卵类型、对环境的耐受性以及营养结构4个方面分为4种功能类群共11亚类.春季主要以植食性、底层与敏感种功能群为主,夏季主要以肉食性、中下层、耐污种、特殊产卵与粘性卵功能群为主,秋季主要以杂食性、浮性卵、中上层、耐污种功能群为主.②典范对应结果显示,影响粘性卵功能群、肉食性功能群、底层功能群以及敏感种功能群分布的驱动因子是ρ（DO）,电导率则是影响植食性功能群的驱动因子.研究显示,鱼类功能群的季节性变化受到内源性和外源性的共同影响,即鱼类自身生活习性和水环境因子季节性变化的共同影响.      

小兴凯湖浮游植物功能群特征及其影响因子

为分析北方寒冷地区浑浊型富营养化湖泊湿地浮游植物功能群时空变化特征及其影响因子,分别于2014年春季(5月)、夏季(7月)和秋季(9月)对小兴凯湖12个采样点进行了浮游植物采样,系统分析了浮游植物功能群的组成特征. 结果表明:小兴凯湖浮游植物共划分为21个功能群,其中重要功能群为H1、MP、D、C、Y、X2、J和W1,春季以功能群X2和D占优势,分别占49.02%和24.32%;夏季以功能群X2、C和H1占优势,分别占28.86%、16.11%和14.16%;秋季以功能群X2和C占优势,分别占46.97%和27.66%. 浮游植物功能群随季节变化表现为X2+D→X2+C+H1→X2+C的特点,反映至水体环境,春季为低温、高营养、中度浑浊水体,夏季为高温、富营养、高度浑浊、低光照水体,秋季为低温、富营养、高度浑浊、低光照水体. Pearson线性相关性分析表明,重要功能群功能群H1同ρ(TP)极显著正相关;功能群D同透明度、ρ(BOD₅)极显著正相关,同ρ(COD_Cr)显著正相关,同浊度和ρ(TIC)显著负相关;功能群X2同透明度极显著正相关,同ρ(TP)显著正相关,同浊度极显著负相关. RDA多元统计分析表明,ρ(TP)、浊度、透明度是小兴凯湖浮游植物功能群的主要影响因子,ρ(TC)、ρ(TOC)同大多数小兴凯湖浮游植物功能群正相关,但不是主要影响因子,ρ(TIC)与小兴凯湖浮游植物功能群无相关性. 小兴凯湖虽然整体营养盐水平很高,但较高的浊度抑制了浮游植物的生长.      

The crystal growth of hydroxyapatite in presence of collagens

The crystal growth of hydroxyapatite (HAP) seeds in presence of the abnormal collagen secreted by the chondrocyte grown in media containing free radical sources or fulvic acid and the type II collagen (pig cartilage) damaged by · OH and fulvic acid(FA) from potable water in endemic region of Kaschin-Beck disease (KBD) was studied. The results showed that in the former case, the abnormal collagen rich in type I collagen promoted mineralization in contrast with the type n collagen. The oxidatively damaged type II collagen became less inhibitive or even promotive. In all cases, the reaction followed a second order kinetics. The powder X-diffraction analysis and SEM observation indicated that the damaged type II collagen lowers the crystalinity in the beginning and made the final crystal more agglomerated. All the results showed that the abnormal and the damaged cartilage matrix affected the bimineralization and was likely to have played an important role in the development of KBD.     

黄土区侵蚀坡面土壤微生物群落功能多样性研究

为研究不同有机碳水平下坡面土壤侵蚀对微生物群落功能多样性的影响,以黄土区典型侵蚀坡面为对象,通过Biolog-Eco方法测定了高、低2个有机碳水平坡面沉积区、侵蚀区和对照区3个不同部位的土壤微生物活性、碳源利用能力和微生物群落功能多样性.结果表明：1）高碳水平下3个部位的微生物活性和碳源利用能力均显著高于低碳水平;2）在不同侵蚀部位上,沉积区微生物活性高于侵蚀区,在低碳水平下,沉积区微生物碳源利用能力显著大于侵蚀区（P<0.05）,但在高碳水平下沉积区与侵蚀区无显著差异;3）在6类碳源中,微生物对氨基酸类、酯类的利用率最高,对醇类、胺类的利用率较低,从31种碳源中提取的主成分1和主成分2分别可解释变量方差的53.8%和11.9%,对主成分1起分异作用的主要是氨基酸类和酯类碳源;对主成分2起分异作用的主要为糖类和酸类碳源.4）高碳水平下3个部位微生物群落的Shannon指数、丰富度指数和McIntosh指数均显著大于低碳水平（P<0.05）,但不同部位间的土壤微生物群落多样性指数并无明显差异.侵蚀对微生物群落功能多样性的影响主要表现在有机碳水平决定的微生物活性差别上,不同部位微生物的碳源利用能力在有机碳水平较低时差异显著,有机碳水平较高时则没有明显差别.     

改性活性炭对水溶液中苯酚的吸附研究

研究了活性炭在酸（HNO3,H2SO4,HCI）和碱（NaOH,氨水）处理后对苯酚吸附性能的影响,测定了活性炭的亚甲基蓝值、碘值扣表面官能团等基本物理化学参数。研究发现：碱改性使活性炭上酸性官能团数量减少。碱性官能团增加,增强了活性炭对苯酚类疏水性物质的吸附客量。NaOH、氨水改性活性炭对苯酚的吸附值比未改性活性炭分别提高了56,70％和47．40％。     

不同来源腐殖酸的光解及过氧化氢对其影响

为探讨腐殖酸在环境中的行为及光解除去腐殖酸的可能性，利用大于２９０ｎｍ的模拟日光辐照，探讨了大骨节病病区、非病区腐殖酸和泥炭腐殖酸的光解过程和光解机理及过氧化氢对其光解的影响，发现随着光照时间的延长，腐殖酸水体系的总有机碳（ＴＯＣ）含量降低，ｐＨ值下降，过氧化氢可以促进腐殖酸的光解，其光解过程遵循一级动力学规律。计算了不同来源腐殖酸光解的速率及光解半衰期，发现土壤和泥炭腐殖酸比大骨节病病区饮水中腐     

矿物纤维粉尘的环境健康效应研究

研究者运用表面化学，电化学和细胞培养等生化方法，以及IR，XRF，UV等谱学和电子微束手段，通过对主要6类不同形态矿物粉尘的特征，表面官能团和活性位分析以及电化学，溶解，毒性研究等，提出了表面介体的概念并初步验证了它的存在，从表面官能团，表面综合性状探讨了矿物纤维材料的表面化学活性一生物活性－生物持久性－生物毒性－环境安全性；提出界／膜体系来研究矿物生产生物毒性的过程和所依存的条件；对矿物粉尘在Gamble溶液，血清与生物大分子，人体有机酸，氨基酸，维生素中以及动物体内行为的研究，进一步阐明了在氨基酸／蛋白质／功能膜以及含有外露蛋白质的其它有机体单元中粉尘的溶解，反应，络合与破坏，粉尘中的硅成分在体内的残留，溶解，运移方式，选择性吸附体液中的脂－醇类物质，红细胞及其残片，粉尘与体内物质交换及免疫细胞的相互作用过程，提供了降低粉尘毒性的处理方式。