粒径和包裹物对纳米银在海洋微藻中的毒性影响

纳米银由于其独特的抗菌特性广泛应用于工商业领域.通过研究3种不同粒径和包裹物的纳米银对典型海洋微藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的毒性效应,进一步丰富纳米银对藻类毒性效应及其作用机制的认识.结果表明3种纳米银对硅藻细胞生长都有不同程度的生长抑制效应,其毒性大小依次为10 nm-OA10 nm-PVP20 nm-PVP.在细胞毒性方面,相同粒径的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)包裹的纳米银比油胺包裹(OA)的纳米银毒性更小;而相同包裹物的10 nm和20 nm两种尺寸的纳米银的毒性效应主要取决于其在水环境中的粒径和浓度,在浓度小于500μg·L~(-1)时,大粒径的纳米银毒性更大;在浓度≥500μg·L~(-1)时,小粒径的纳米银毒性更大.在光合毒性方面,50μg·L~(-1)的10 nm-PVP显著上调3Hfcp A的表达(P0.05)和显著下调D1的表达(P0.05),10 nm-OA在浓度为500μg·L~(-1)显著上调3Hfcp A的表达(P0.05),而20nm-PVP处理组没有显著性变化,说明光合作用相关基因的表达对小粒径PVP包裹的纳米银更敏感.本研究结果表明,纳米银对海洋微藻的毒性是由粒径大小、包裹物类型、暴露介质以及暴露浓度等多方面因素共同决定的.纳米银的粒径越小毒性越大,粒径对纳米银的毒性效应影响很大;而包裹物通过影响纳米银在水介质中的粒径大小间接影响纳米银的毒性效应.     

纳米银对聚磷菌吸磷和释磷的影响及毒性效应

利用硼氢化钠还原硝酸银,并使用聚乙烯醇（PVA）作为分散剂,制备出分散良好、粒径为（14±3）nm的纳米银颗粒,考察了其对聚磷菌（Microlunatus phosphovorus）好氧吸磷和厌氧释磷的影响,以及产生的毒性效应.结果表明,在好氧状态下,7mg/L的纳米银能够完全抑制聚磷菌的生长（P <0.01）,达到10mg/L时才能完全抑制聚磷菌的吸磷能力（P=0.01）;在厌氧状态下,大于20mg/L的纳米银才使聚磷菌释磷能力受到部分抑制（P <0.05）.活性氧簇（ROS）和扫描电子显微镜（SEM）的检测结果表明,纳米银使细菌体内ROS水平降低,部分细菌菌体表面塌陷,这说明,纳米银不但可以毒害聚磷菌菌体表面,还可以降低菌内ROS水平.     

季铵盐抗菌剂在环境中的迁移转化行为及其毒性效应

季铵盐(QACs)是一类广泛使用的阳离子杀菌剂,流感和新冠肺炎大流行导致其使用量剧增.在其使用或使用后处理处置过程中,QACs可通过各种途径释放到环境中,在水体、沉积物和土壤等多种介质中频繁检出.QACs有较强的表面活性和非专一性的生物毒性,对生态系统构成潜在威胁.围绕QACs在环境介质中的迁移转化、生物毒性效应和细菌出现QACs抗性的主要机制等方面,系统梳理了QACs在环境中的迁移转化行为及其潜在的毒性效应.结果发现好氧生物降解是QACs在环境中的主要衰减途径,降解反应以QACs不同位置C的羟基化来起始,后经过脱羧、脱甲基和β-氧化反应,最终矿化为CO₂和H₂O.环境浓度的QACs不会对生物产生致死效应,但会显著影响Daphnia magna等水生生物生长繁殖,毒性效应主要受自身结构、受试生物种类和暴露时长等因素影响.探究了QACs对Microcystis aeruginosa急性毒性的作用机制,发现QACs主要通过破坏光合系统,导致电子传递受限,构成氧化胁迫,破坏细胞膜来抑制Microcystis aeruginosa的生长. QACs在...     

纳米颗粒在水环境中的团聚行为和毒性效应研究

随着纳米技术的快速发展,纳米颗粒以其特殊的物理化学性质在生产及生活的各个领域中被广泛使用。纳米颗粒具有较高的表面活性,会与环境中的物质发生相互作用造成表面结构的改变,从而对环境产生诸多影响。因此,纳米颗粒带来的健康风险及可能造成的环境危害,逐渐受到人们的关注。通过概述纳米颗粒的来源及性质,列举了几类应用较广的纳米颗粒的最新研究进展,总结了纳米颗粒在水环境中团聚的影响因素包括内部因素和外部环境因素,归纳了毒性效应及其检测技术,并探讨了纳米颗粒环境行为和毒性效应研究存在的问题。     

邻苯二甲酸酯的毒性及其在环境中的分布

由于在工业上的广泛应用,邻苯二甲酸酯类化合物已成为地球上最普遍存在的环境污染物之一,目前在大气、水体、土壤中均可检测到.对国内外有关这类化合物的研究现状进行回顾,综述邻苯二甲酸酯的来源和用途,重点分析了其特殊毒性,并对其在多种环境介质中的分布进行了探讨.     

纳米二氧化铈在污水处理系统中的环境行为及其生物毒性效应研究进展

纳米二氧化铈（CeO₂）以其独特的理化性质被广泛应用于工业生产和日常生活中,因而会不可避免地被释放进入污水处理厂内并与微生物发生相互作用,进而对其净污活性和污水处理系统的运行稳定性产生影响。从污水处理系统内纳米CeO₂的归趋和迁移转化过程,对功能微生物表面性能、功能活性和群落组成的影响等方面系统综述了纳米CeO₂在污水处理系统内的环境行为与毒性效应;阐明了纳米CeO₂对污水处理系统运行效果的影响并总结了能够缓解纳米CeO₂影响污水处理系统运行稳定性的措施,旨在为控制和预防纳米CeO₂在污水处理系统中引起的环境风险提供理论基础和科学依据。     

纳米CuO在水体环境中的转化行为及其对大型溞的毒性效应

为探究纳米CuO颗粒(CuO NP)在水体中的环境暴露风险,考察了腐殖酸(SRHA)和酸根离子对CuO NP转化行为的影响,探讨了CuO NP在不同条件下转化对大型溞的毒性效应差异.结果表明,与单独水体中CuO NP的转化行为相比,H₂PO^-₄显著促进了CuO NP释放Cu²⁺,Cl^-、NO^-₃、SO₄^2-对CuO NP的转化行为没有显著影响,而CO₃^2-、HCO^-₃、PO₄^3-、HPO₄^2-抑制了CuO NP中Cu²⁺的释放;SRHA显著促进了CuO NP释放Cu²⁺,但HCO^-₃、PO₄^3-     

BDE-47在紫贻贝中的分布、蓄积、消除和毒性效应

以紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)为试验生物,研究了 2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)在贻贝组织中的分布、生物蓄积和消除动态,并探究BDE-47对贻贝的毒性作用.结果发现:紫贻贝对BDE-47有较强的生物蓄积能力和一定的消除能力,且蓄积具有组织特异性和浓度依赖性,消化腺和鳃是B...     

纳米银和银离子对土壤中硝化微生物及其氨氧化速率的影响

为研究纳米银对土壤硝化微生物及其氮转化的影响,采用土壤培养方式,对不同剂量纳米银(10、50、100 mg·kg~(-1))和银离子(1、5、10 mg·kg~(-1))暴露下黄棕壤和水稻土硝化细菌数量、土壤酶活性、amoA基因丰度、NH_4~+-N与NO_3~--N含量变化以及土壤潜在氨氧化速率进行研究.结果表明,纳米银和银离子暴露后,2种土壤亚硝酸细菌和硝酸细菌数量显著减少;土壤酶活性受到抑制,对脲酶的影响大于过氧化氢酶;土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的amoA基因丰度均降低,对AOB基因丰度的影响大于AOA.在2种土壤中外源添加(NH_4)_2SO_4时,随着纳米银和银离子暴露剂量增加,土壤NH_4~+-N含量累积,NO_3~--N含量减少,氨氧化速率降低,铵态氮向硝态氮的转化受阻.综上所述,纳米银和银离子对土壤硝化微生物产生毒害作用并影响铵态氮转化,且影响程度与土壤理化性质有关.     

Improvement of production of lipopeptide antibiotic iturin A using fish protein

To enhance the production of lipopeptide antibiotic iturin A, nutrient contents of the culture mediums were investigated in both submerged and biofilm fermentations. As a carbon source maltose and as nitrogen source, fish protein was used. In submerged fermentation maltose uptake was found lower (12%) compared to biofilm fermentation (15%) that was associated with higher cellular growth in biofilm. However, requirement of nitrogen (fish protein) concentration was found similar in both submerged and biofilm fermentations. Production of iturin A in submerged fermentation with 12% maltose and 5% fish protein was 4450 mg/L, and in biofilm fermentation it was 5050 mg/L when 15% maltose and 5% fish protein was used.     

铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附作用研究

铁铝氧化物是土壤的重要组分之一,其对土壤中有机无机组分的迁移具有重要影响.本文以枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌为研究对象,通过批吸附实验和DLVO理论,探究铁铝复合氧化物对细菌的粘附作用及其作用机制.结果表明,铁铝复合氧化物对细菌的粘附随着平衡浓度的增加而增加,吸附过程可用Langmuir方程拟合.铁铝1∶3复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3717.43和2792.29 mg·g~(-1),铁铝3∶1复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3455.58和2760.33 mg·g~(-1).随着pH值的增大,两种铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附量均呈下降趋势.铁铝1∶3复合氧化物对两种细菌的吸附量均大于铁铝3∶1复合氧化物.静电吸引力是铁铝复合氧化物与细菌之间相互作用的主要因素之一.     

巨大芽孢杆菌对土壤理化性质及植物富集镉锌的影响

不同生物之间存在复杂相互作用,构建多元生物协同修复有利于提高修复效果.微生物群落繁殖快,适应性强以及抗逆性等优势在土壤重金属污染治理中发挥着重要作用.以巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）为供试菌株,以包心芥菜［Brassica juncea（L.） Czerniak.］为供试植物,探究二者联合作用下修复Cd和Zn污染土壤的可行性.首先开展60 d室内培养试验,明确巨大芽孢杆菌活化土壤Cd和Zn含量的潜力及改善土壤质量的可行性;进而通过盆栽试验探究巨大芽孢杆菌对包心芥菜富集重金属的影响.结果表明室内培养条件下,巨大芽孢杆菌能够显著降低土壤pH值,土壤有效态Cd和Zn含量显著增加,与对照相比,增幅分别为24%~47%和11%~13%;同时土壤磷酸酶（ALP）、蔗糖酶（SU）和脲酶（UR）活性明显改善.盆栽试验结果表明,与对照相比,接菌处理显著提高了包心芥菜生物量,增幅为10%~23%.同时植物富集Cd和Zn含量升高：植物地上和地下部分Cd富集浓度分别为对照组的1.61~1.70倍和1.05~1.15倍;不同部位对Zn的富集浓度分别为对照的1.38~1.61倍和1.47~1.53倍.相关性分析结果表明,土壤pH值是引起土壤重金属有效态活性和酶活性改变的关键因素.接菌处理下,植物过氧化氢酶（CAT）活性对增强植物抗逆性更为显著.试验结果初步证实了巨大芽孢杆菌-包心芥菜联合修复Cd和Zn污染土壤的可行性.     

银纳米颗粒对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响

N-AgNPs（银纳米颗粒）暴露对湿地植物的生长发育有重要影响,而N-AgNPs对大型湿地植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）的影响尚不清楚.选取湿地植物黄菖蒲为受试物种,采用室内土培法分析柠檬酸钠包覆的N-AgNPs对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响.结果表明:①不同ρ（N-AgNPs）〔分别为0、5、10、15、20 mg/L,依次记为N0（对照）、N5、N10、N15、N20〕处理和作用时间均会影响黄菖蒲生长和生物量积累.培养初期（0~14 d）,N5、N10处理会抑制黄菖蒲生长,而N15、N20处理会促进黄菖蒲生长;培养后期（14~35 d）,不同ρ（N-AgNPs）处理均抑制黄菖蒲生长.整个培养期内（0~35 d）,N5、N10处理均抑制黄菖蒲地上、地下生物量积累,而N20处理会促进黄菖蒲地上、地下生物量积累.②不同ρ（N-AgNPs）处理均降低了黄菖蒲叶绿素含量,提高了PSⅡ（光系统Ⅱ）反应中心的光能转换效率,降低了光氧化损伤的发生率;N5、N10、N15处理下黄菖蒲叶片PSⅡ功能反应中心的开放度降低、光合电子传递速率（ETR）变慢;N5和N20处理下黄菖蒲叶片光合电子传递活性（qP）增大,而N10和N15处理下光合电子传递活性降低.③各ρ（N-AgNPs）处理均显著降低了黄菖蒲叶片中的丙二醛含量,膜脂过氧化作用减弱;同时,增加了黄菖蒲叶片中w（脯氨酸）,对黄菖蒲产生较强的胁迫.研究显示,随着培养浓度的增加,ρ（N-AgNPs）对黄菖蒲生物量累积的影响由抑制作用变为促进作用;各ρ（N-AgNPs）处理均会降低黄菖蒲的叶绿素含量、增加w（脯氨酸）,对黄菖蒲的生长产生胁迫.      

酸性含硒含镉废水低温生物强化处理技术研究

本研究将枯草芽孢杆菌接种于活性污泥中,系统考察了酸性含硒含镉废水的低温生物强化处理效果.研究发现,活性污泥联合枯草芽孢杆菌对硒、镉的去除效率(Se:94.9%,Cd:99.1%)高于单一枯草芽孢杆菌(B菌)、混合枯草芽孢杆菌及活性污泥.影响因素试验结果表明,在20℃、pH 4.0、甲醇为碳源时生物强化硒、镉去除效率较高.利用SBR反应器处理酸性(pH 4.0)含硒(3.7～10.0 mg·L~(-1))含镉(5.0～11.2 mg·L~(-1))废水,在低温(8.0～10.8℃)条件下运行80个周期,硒、镉和COD的平均去除率分别为97.4%、90.7%和95.0%.红外光谱分析表明,酰胺基、芳香族C—H伸缩健在硒、镉去除中起到主要作用.透射电镜与能谱分析证实了生物强化污泥对硒、镉去除之后形成纳米颗粒物.通过高通量测序分析微生物群落结构,发现生物强化污泥中富集了Pseudomonas(假单胞菌属)、Dechloromonas(脱氯单胞菌)等典型硒还原菌.     

Investigation of UV-TiO2 photocatalysis and its mechanism in Bacillus subtilis spore inactivation

The inactivation levels of Bacillus subtilis spores for various disinfection processes （ultraviolet （UV）, TiO2 and UV-TiO2） were compared. The results showed that the inactivation effect of B. subtilis spores by UV treatment alone was far below that for bacteria without endospores. TiO2 alone in the dark, as a control experiment, exhibited almost no inactivation effect. Compared with UV treatment alone, the inactivation effect increased significantly with the addition of TiO2. Increases of the UV irradiance and Ti02 concentration both contributed to the increase of the inactivation effect. Lipid peroxidation was found to be the underlying mechanism of inactivation. Malondialdehyde （MDA）, the degradation product of lipid peroxidation, was used as an index to determine the extent of the reaction. The MDA concentration surged surprisingly to 3.24 nmol/mg dry cell with the combination disinfection for 600 see （0.10 mW/cm2 irradiance and 10 mg/L TiO2）. In contrast, for UV alone or TiO2 in the dark, the MDA concentration was 0.38 and 0.25 nmol/mg dry cell, respectively, under the same conditions. This indicated that both UV and TiO2 were essential for lipid peroxidation. Changes in cell ultrastructure were observed by transmission electron microscopy. The cell membrane was heavily damaged and cellular contents were completely lysed with the UV-TiO2 process, suggesting that lipid peroxidation was the root of the enhancement in inactivation efficiency.     

连作对党参根际土壤理化性质、微生物活性及群落特征的影响

为探究连作对党参根际土壤理化性质、土壤微生物活性和群落特征的影响.以休耕5 a再种植党参的地块(CK)和不同连作年限的党参种植田为研究对象,采用Illumina高通量测序技术结合土壤理化性质分析,探讨了党参根际土壤理化性质、微生物活性和微生物群落特征对连作年限的响应.结果表明,党参根际土壤有机碳、全磷、全氮和盐分的含量随着连作年限的延长而增加,而土壤pH值则随着连作年限的延长而降低.较CK处理,连作1 a、 2 a、 3 a和4 a的党参根际土壤有机碳含量分别增加了11.1%、 80.5%、 74.9%和78.2%,全磷含量分别增加了11.8%、 52.9%、 66.7%和78.4%,全氮含量分别增加了31.3%、 68.8%、 52.1%和56.3%.连作3 a和4 a时土壤盐分含量显著增加,较CK处理,土壤电导率分别增加了54.2%和84.7%.根际土壤中微生物生物量碳氮比随着连作年限的延长而呈现增加的趋势,土壤呼吸熵和微生物熵则呈现降低的趋势.随着连作年限的增加,土壤中细菌多样性和丰度降低,真菌多样性和丰度增加.此外,随着连作年限的增加,土壤中细菌群落之间的拮抗作用增强,而真菌群...     

高活性高耐受甲醛降解菌株的分离鉴定及降解条件研究

以甲醛为唯一碳源,从土壤中分离得到1株甲醛降解菌,经形态学观察、生理生化特性研究和16SrDNA鉴定,该菌株属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).通过单因素试验和正交试验考察培养基及培养条件对菌株降解甲醛的影响,得出该菌株降解甲醛的最适条件为:蛋白胨1.2g/L,KH2PO4 4g/L,K2HPO4 3g/L,MgSO4·7H2O 0.2g/L,微量元素母液0.1mL/L,温度30℃,pH值8.在最适降解条件下,分别对不同初始浓度甲醛进行降解试验,结果表明该菌株对甲醛的耐受浓度可达6g/L,54h可将其降解86%,46h可将5g/L甲醛全部降解,35h可全部降解4g/L甲醛.     

Histopathological studies and oxidative stress of synthesized silver nanoparticles in Mozambique tilapia (Oreochromis mossambicus)

To evaluate the potential environmental effects of engineered nano metals, it is important to determine the adverse effects of various nanomaterials on aquatic species. Adult tilapia (Oreochromis mossambicus) were maintained in 10 L glass aquaria, and exposed to a graded series of synthesized silver nanoparticles (Ag-NPs) at 25, 50 and 75 mg/L for eight days. The LC₅₀ value was 12.6 mg/L. Reduced activities of antioxidant enzymes and the contents of antioxidants were lowered in the gills and liver of fishes treated with Ag-NPs, which resulted in heavy accumulation of free radicals. Histopathological results imply that the balance between the oxidative and antioxidant system in the fish was broken down during Ag-NPs exposure. The principal concern related with the release of nanomaterials and their smaller particle may change the materials transport and potential toxicity to aquatic organisms compared to larger particles.