微囊藻毒素HPLC快速检测方法研究

该研究在传统的微囊藻毒素HPLC分析方法的基础上,通过优化选择色谱柱、流动相和流速的方法,建立了一种快速分析微囊藻毒素的HPLC检测体系。采用该检测体系,微囊藻毒素变体MC-RR、MC-LR的保留时间分别为(2.609±0.007)min和(2.959±0.009)min(n=5),MC-LR、MC-RR在0.4~100μg/m L的浓度范围内线性关系良好。与传统的HPLC检测方法相比,微囊藻毒素分析时间被大大缩短,具较好的应用前景。     

滇池水体中微囊藻毒素的研究

研究发现滇池藻类以蓝藻为主 ,其数量在一年中的 4月最低 ,6月开始上升 ,在 8-1 0月达到最高。通过对藻类和滤液的不同浓度洗脱液的分析 ,在藻类和水体中都检出毒素峰 ,且集中在 50 %、60 %、 80 %的甲醇洗脱液中。藻毒素主要是MC -LR型 ,水体中的藻毒素来源于藻类的释放。     

滇池水环境中微囊藻毒素的生物降解

利用从滇池蓝藻水华生物量中提取的微囊藻毒素试验溶液,接种滇池沉积物的微生物,研究其在有氧条件下的生物降解过程.结果表明,水体中的微囊藻毒素易被生物降解,其降解反应服从方程C=A/(1+Be-^Ct).当温度在12～25℃,加入的沉积物量为1~10g时,藻毒素粗提液的平均降解反应速率为3.181.13d^-1,平均半衰期t^1/2为2.661.27d,且藻毒素的生物降解速度随反应温度和沉积物量的增加而提高.研究结果还表明,生物降解是去除滇池水环境中微囊藻毒素的一个重要机制.     

滇池沉积物菌群对微囊藻毒素的厌氧生物降解

好氧微生物降解已经被证明是微囊藻毒素(MC)自然转化的主要途径,但是厌氧降解的作用尚不明确.为了揭示这一降解过程,研究了滇池沉积物中混合菌群在厌氧条件下对MCLR的降解能力,并考察了环境因素和外加营养源对该过程的影响.结果表明,厌氧条件下MCLR在2 d内从5 mg/L迅速降解到检测限以下,说明该菌群在厌氧条件下对MCLR具有较强的降解能力,并且可以利用MCLR作为唯一氮源.在实验温度范围内,MCLR的降解速率随着温度的升高而增大.酸性条件下MCLR的厌氧降解缓慢(pH=5.0)甚至停止(pH=3.0),而中性(pH=7.0)和碱性(pH为9.0、11.0)条件下降解速率没有显著差异.单独添加葡萄糖可以产生酸性物质而使体系的pH下降,从而抑制MCLR的降解,但是同时添加硝酸盐可以消除这一影响.单独添加硝酸盐对MCLR的厌氧降解也有显著的抑制作用,说明硝酸根在这一过程中未被MCLR厌氧降解菌用作最终电子受体.以上结果表明,厌氧降解可能是沉积物中MCLR转化的另一重要途径,该过程在MCLR污染治理方面具有潜在的应用价值.     

水体中微囊藻毒素检测技术研究进展

概述了微囊藻毒素的结构和性质,分析了其对人类健康的危害,综述了近年来国内外水体中微囊藻毒素的检测方法,提出了今后的研究方向。     

水环境中微囊藻毒素分析技术进展

微囊藻毒素将成为衡量水质好坏的指标之一。水体中微囊藻毒素的检测是了解水体污染和毒素控制的基础,因此微囊藻毒素的检测变得尤其重要。文章综述了目前微囊藻毒素的来源、化学结构和性质的研究成果,重点评述国内外微囊藻毒素检测方法进展。     

水中痕量微囊藻毒素的检测

微囊藻毒素是由蓝藻产生的一类环状七肽物质,该毒素可引起动物中毒并对人类产生危害,迫切需要对饮用水源中的微囊藻毒素进行检测.实验建立了固相萃取(SPE)结合高效液相色谱(HPLC)分析水中痕量微囊藻毒素方法,该方法快速、灵敏,适用于快速分析环境水样中的2种常见微囊藻毒素MC-LR和MC-RR,绝对量检出限可达1.00 ng,线性定量范围为0.125～50 μg/L.      

降解微囊藻毒素菌种的筛选和活性研究

研究了滇池底泥和表层水体中的微生物菌群降解微囊藻毒素(Microcystins, MCs)的能力差异,发现底泥中的微生物菌群对MCs有更强的生物降解能力.采用从滇池水华蓝藻细胞中提取提纯的微囊藻毒素作为微生物生长的唯一碳源和氮源,先后经过液体和固体培养基培养后,通过挑取单克隆菌落,分别从底泥中筛选出了能够降解MC-RR和LR的5种不同微生物菌种.其中筛选的菌种D降解MCs的能力最强,在3 d内可将初始浓度分别为60.1 mg·L^-1和38.7 mg·L^-1的MC-RR和LR全部降解,日均降解MC-RR和LR的速率分别高达20.0 mg·L^-1和12.9 mg·L^-1.     

水体中微囊藻毒素-LR的间接竞争ELISA检测

在自制包被完全抗原浓度为5μg/mL、单克隆抗体工作稀释度为1∶3 000、酶标二抗鼠工作稀释度为1∶3 000、微囊藻毒素-LR浓度在0.001～30μg/L、显色底物为邻苯二胺,采用间接竞争酶联免疫吸附试验对水体中的微囊藻毒素-LR进行检测,结果表明,该方法与高效液相色谱的检测结果相关系数大于0.99,多次重复实验相对标准偏差小于10%,最低检测限能达到0.01μg/L,定量检测区间为0.01～3μg/L,该方法对[4-精氨酸]微囊藻毒素能特异性识别,对来自实际水样中的干扰有相当的耐受力.     

微囊藻毒素的环境吸附行为研究进展

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是从蓝藻水华中分离出的天然单环多肽毒素。由于能损害肝脏诱发肝癌,MCs进入水体后对公众健康构成了严重威胁。文章介绍了MCs的结构性质特点,综述了MCs在沉积物/水体系中的吸附行为,比较了沉积物中各组分对MCs的吸附能力和作用机理,讨论了各种人工吸附剂吸附去除水体中MCs的主要机制,实际效果和影响因素,以及不同类型的人工材料在饮用水处理工艺中的优点和不足,以上讨论将为环境水体中MCs的有效去除提供思路。     

滇池水体和沉积物中营养盐的分布特征

在滇池外海不同方位选取6个采样点,研究了水质现状,沉积物Eh,pH,总氮,总磷以及间隙水重金属的剖面分布特征。结果表明,滇池水体仍属富营养化状态。在氧化表层下,Eh随沉积深度的增加迅速降低,沉积物深层为还原状态。pH在沉积物剖面变化不大,为7 0～8 5。滇池沉积物含有丰富的营养物质,总氮和总磷最高质量分数分别为8 67和3 46g kg。剖面分布表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,在表层0～10cm含量随深度增加而迅速降低。重金属元素在水-土界面的浓度梯度为沉积物向水体的扩散提供了条件。不同采样点相比,位于昆明市附近的S6点沉积物内负荷较大。在外源减少的情况下,沉积物内负荷可能在一定时间内成为控制滇池水质的主导因子。      

滇池水动力仿真研究

系统地介绍了利用EFDC环境流体力学代码及Matlab软件进行滇池水动力仿真研究的方法,为滇池进一步的水质和沉积物输移研究奠定了基础。     

滇池底泥堆场次生植被富集污染物调查

对滇池周边3个底泥堆场次生演替恢复过程中主要植物的生态学特征和污染物富集情况进行了调查。结果表明：随着底泥堆场由表流湿地向潜流湿地过渡,植被的整体含水量逐渐减少,种群密度逐渐增加;3个底泥堆场优势种的生物量随着植被恢复时间的增长而逐步减少;植物优势种富集某种重金属的能力与生物量的相关性系数（Zn〈Cu〈Pb〈As〈Cr〈Cd〈Hg）随富集能力的提高而降低,其中Hg的富集与生物量有较高的相关性;水生植物富集污染物的能力高于陆生植物;水生植物富集污染物能力最强的是凤眼蓝,其次是长柱柳叶菜和水烛;陆生植物富集污染物能力最强的是稗、云南莎草和水蓼。     

滇池水葫芦生物防治的研究

安全性测定结果发现:在供试的具有代表性的24个科,46种植物中,水葫芦象甲只危害水葫芦,不危害其他任何的当地植物。控制效益实验表明:象甲成虫可大量取食水葫芦叶片和叶柄及茎杆,明显降低植株光合作用;象甲幼虫钻蛀茎杆,致使茎杆变黄植株枯萎,甚至茎杆根部腐烂死亡;象甲可十分有效地降低水葫芦植株的繁殖速率(t>0.01,差异十分显著);象甲还可明显抑制植株个体生长量(t>0.01,差异十分显著);象甲对水葫芦株高和根长也能起到明显的抑制作用。象甲在昆明地区一年发生2~3代,卵,幼虫,蛹和成虫均可正常生长发育,高海拔并不影响象甲的自然生长。     

滇池表层沉积物中重金属污染特征及评价

对1995~2011年滇池表层沉积物中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Hg等7种重金属的含量及其分布特征进行了分析研究,结果表明,7种重金属元素的平均含量均明显高于云南省土壤背景值,10个沉积物采样点S1~S10均已受到不同程度的重金属污染,其中,草海的污染程度高于外海;相关性和主成份分析结果显示,滇池沉积物中As、Hg、Pb、Cd、Cu、Zn可能具有相同的污染来源。采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对1995~2011年滇池表层沉积物重金属污染状况进行了评价,结果表明,草海表层沉积物中重金属Igeo年均值在0.41~4.44之间,按污染等级划分,除Cr属"轻度"外,其它重金属元素均处于"中度"到"偏重度"污染;同期外海表层沉积物中重金属的Igeo年均值在0.41~2.59之间,Cd和Pb分别属于"中度"和"偏中度"污染,其它5种金属属于"轻度"污染,草海沉积物重金属的污染程度高于外海。草海7种重金属元素的RI均值为861.3,潜在生态危害达到了"严重"程度,各金属的生态危害程度顺序为Cd > Hg > As > Cu > Pb > Zn > Cr,Cd和Hg是主要的重金属生态危害因子;同期外海RI均值为236.4,达到"中等"生态危害程度,各金属的生态危害程度顺序为Cd > Hg > Pb > As > Cu > Cr > Zn,Cd是主要的重金属生态危害污染物。     

滇池表层沉积物中氨氮的释放特征

为研究滇池内源污染特征,于2013年在滇池全湖布设36个采样点,采集表层沉积物样品,并对沉积物中w(NH₄+-N)的分布及NH₄+-N释放动力学特征进行研究. 结果显示:滇池表层沉积物中w(NH₄+-N)为155.8～667.8 mg/kg,平均值为333.7 mg/kg,湖心区域最高. 0~5 min内NH₄+-N释放速率最大,可达到3.34～42.31 mg/(kg·min); 5 min后NH₄+-N释放速率逐渐降低,并在120 min左右基本达到释放平衡. 沉积物中NH₄+-N的释放潜能为17 147～34 163 mg/kg,NH₄+-N释放量随着水土质量比的增加而增大;滇池大部分区域NH₄+-N的释放潜能相对较高,特别是在草海北部以及外海盘龙江河口处. 滇池沉积物中NH₄+-N释放速率、释放潜能均高于长江中下游湖泊沉积物;与同为高原湖泊的洱海相比,其沉积物中NH₄+-N释放速率基本相当,但是NH₄+-N释放潜能却远高于洱海,表明滇池表层沉积物中NH₄+-N具有非常高的释放风险.      

滇池流域分散园地土壤侵蚀研究

通过对滇池流域园地水土流失的实际试验和观测,解释滇池面源污染中园地水土流失的规律,认为滇池流域小面积分散管理园地的SS流失并不是园地水土流失的主要产出地,但其对植被覆盖变化的敏感度较大,是潜在的土壤侵蚀区.     

滇池沉积物生物有效性氮和磷的分布及相互关系

利用化学连续提取法,对滇池8个采样点表层沉积物中的生物有效性氮和磷的分布进行了研究,并探讨了二者间的关系. 结果表明:滇池沉积物中w(TN)和w(TP)的分布特征具有显著差异,北部和南部因磷矿开采、外源污染输入导致其值较高,中部受水动力影响较大则其值相对较低;沉积物中生物有效性氮和磷包括离子交换态氮和磷(IEF-N,IEF-P)、弱酸可提取态氮和磷(WAEF-N,WAEF-P)、强碱可提取态氮和磷(SAEF-N,SAEF-P)以及强氧化剂可提取态氮和磷(SOEF-N,SOEF-P)等4种形态;各生物有效性氮对总的生物有效性氮的贡献顺序依次为w(SOEF-N)(68.1%～78.8%)>w(IEF-N)(10.1%～14.9%)> w(WAEF-N)(5.8%～8.9%)≈w(SAEF-N)(5.3%～8.7%),生物有效性磷的相对含量顺序依次为w(SAEF-P)(68.6%～75.2%)>w(SOEF-P)(23.4%～30.0%)>w(WAEF-P)(0.6%～1.8%)>w(IEF-P)(0～0.1%);生物有效性氮和磷具有正相关性,二者迁移转化的趋势可能具有一致性. 生物有效性氮和磷的比值分析表明,沉积物中生物有效性氮和磷的形态差异影响氮、磷的矿化和释放速率.      

滇池流域水污染控制仿真系统研究

阐述了滇池流域水污染控制仿真系统开发目标。根据系统对各用户的服务功能将系统的构件分为3个层面，建立了流域非点源模拟模型、流域水资源模拟模型及湖泊水动力和污染生态动力学模型。     

滇池沉积物中主要污染物含量时间分异特征研究

基于滇池10个监测点(1991~2010年)表层沉积物中主要污染物(Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Sn、Zn、TP以及KN)含量数据,利用SOM自组织映射神经网络对污染物时间演变特征进行识别.将1991~2010年分为4个阶段,1991~1995年低含量阶段;1996~2001年高含量阶段;2002~2006年含量波动阶段;2007~2010年含量回落阶段.各沉积物中污染物的变化模式不尽相同,但各类重金属含量峰值多集中出现在1996~1999年、2005~2007年2个时间段内.在污染物含量变化的时序分析基础上,参考入湖污染负荷、污染源普查数据等相关资料,分析人类活动对滇池沉积物中主要污染物的影响,发现人类活动对沉积物中污染物含量变化的影响很大,在污染物排放量大的时期,沉积物中污染物含量也会随之出现明显升高,在采取污染控制及治理措施后,沉积物中污染物含量会随之下降.