UV氧化去除含氮消毒副产物二氯乙腈和二溴乙腈的效能

采用紫外光(UV)对二氯乙腈(DCAN)和二溴乙腈(DBAN)的去除效果进行研究,考察不同初始浓度、pH值、UV强度等因素对降解效果的影响。结果表明:DCAN和DBAN的去除率随其初始浓度的增加而上升。当DCAN和DBAN的初始浓度均为250μg/L时,其去除率达到最高分别为23. 26%和98. 12%。随着pH值的升高,DCAN的去除率逐渐上升,在pH值为9. 5时达到最高值25. 20%; DBAN的去除率呈先上升后下降的趋势,当pH值=7. 5时,去除率达到最大值96. 88%。UV强度的变化并没有对DCAN和DBAN产生明显影响,其中DCAN只有微量的提升。UV在以上实验条件下对DCAN和DBAN均有去除效果,其中对DBAN的去除效果较好。     

天冬氨酸在氯化过程中生成消毒副产物二氯乙腈的研究

选择甲基叔丁基醚为萃取剂,1,2-二溴丙烷为内标物,采用气相色谱/质谱法,建立了含氮消毒副产物二氯乙腈(DCAN)的测定方法.以天冬氨酸为前体物,研究饮用水氯化消毒过程中二氯乙腈的形成过程及影响因素,并探讨了二氯乙腈的生成机制.结果表明,在酸性及中性条件下,DCAN的生成量随着p H值的增大而增大,在碱性条件下,DCAN的生成量随着p H值的增大而减小,并且碱性条件下DCAN的生成量明显比中性和酸性条件下低.投氯量增加,DCAN的生成量也随之不断提高.在10~30℃范围内,温度对形成DCAN的影响不大.天冬氨酸氯化形成DCAN的过程包括7个步骤,经过一系列包括取代、脱羧、氧化等反应后,最终形成DCAN.     

乙腈和正己烷对环境特征污染物免疫传感分析的影响

利用前期研发的倏逝波全光纤免疫传感系统,使用间接竞争免疫模式对双酚A(bisphenol A,BPA)进行了定量分析,其检测灵敏度可达0.2μg·L~(-1),线性检测区间为0.3~33.4μg·L~(-1).重点考察了乙腈和正己烷两种常用有机溶剂对双酚A免疫传感分析的影响,初步探讨了有机溶剂对免疫传感分析的影响机制.结果表明,正己烷含量高达10%都不会对双酚A免疫传感分析产生明显影响,而乙腈的影响比较大.当乙腈含量较低时,可用于双酚A的定量检测;而当乙腈含量较高时,可完全抑制均相溶液中抗体抗原之间的亲和反应,不能用于双酚A的定量分析.其原因可能是乙腈取代了一部分结合在抗体表面的水分子,导致抗体构象改变或者抗体与抗原的亲和力变化而造成的.     

预氧化对活性炭纤维吸附水中微量2,4二氯酚的影响

本文主要研究预氧化对活性炭纤维吸附水中微量2,4二氯酚的影响。采用静态吸附实验,研究发现,高锰酸钾预氧化能够提高活性炭纤维的饱和吸附量,这种吸附增强作用随着高锰酸钾投量的增加而增加,且二者连用具有协同去污效果。     

二氯异氰脲酸钠和二氯异氰脲酸对棕囊藻细胞去除的研究

研究了二氯异氰脲酸钠和三氯异氰脲酸对球形棕囊藻的灭杀和控制作用,及其投药时间对除藻效果的影响,并比较2种药剂的除藻效果,初步探讨了除藻机理.结果表明,这2种除藻剂可以缓释次氯酸,提高其稳定性,有较长的药效期.当有效氯浓度达到4.5mg/L时,2种药剂均能有效地控制和灭杀球形棕囊藻,具有高效、低毒的优点.有效氯浓度为5.0mg/L,藻细胞去除率在24h可达到90%以上.在等于和大于5.0mg/L有效氯浓度时,三氯异氰脲酸的除藻效果优于二氯异氰脲酸钠,通过对2种药剂除藻率的t检验进一步证实了这一结论.     

DEP对蚯蚓抗氧化酶系的影响及DNA损伤

邻苯二甲酸二乙酯(DEP)是一种常见的塑料添加剂,并因塑料制品大量广泛使用而进入土壤环境,但其对土壤动物的毒性及其机制并未完全阐明.本文以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为研究对象,使其暴露于不同含量DEP的模拟污染土壤,以蚯蚓体内的抗氧化酶活性、ROS含量、GST活性、MDA含量和DNA损伤程度为评估参数,研究含DEP污染土壤对蚯蚓的毒性作用并分析其机制.结果表明,在DEP胁迫作用下,蚯蚓体内的抗氧化酶和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性、活性氧自由基(ROS)均发生变化并导致基因损伤产生.在28d的实验周期内0.1~50 mg·kg-1DEP的胁迫下,ROS含量水平呈现增加状态,存在"剂量-效应"关系,并且过量的ROS引起脂质过氧化反应造成机体内MDA含量增加.在ROS和MDA共同作用下,蚯蚓体腔内的DNA受到损伤并且损伤程度与DEP含量存在"剂量-效应"关系.从实验结果可以看出,DEP可以对蚯蚓机体和DNA造成一定程度的损伤,表现出较强的生态毒理效应.     

表面活性剂对2,4-二氯苯酚在黄土中吸附行为的影响

 研究了用阳离子表面活性剂单独改性和用阴、阳离子表面活性剂共同改性的黄土对水中2,4-二氯苯酚的吸附行为以及环境pH值和离子强度的影响.结果表明,天然黄土对2,4-二氯苯酚的等温吸附曲线满足Freundlich方程;改性后的黄土对2,4-二氯苯酚的吸附能力明显增强,吸附率提高2～9倍,且随着阳离子表面活性剂加入量的增多而增大,等温吸附曲线与天然黄土有所不同,并且阴离子表面活性剂的存在会减小相应阳离子表面活性剂改性黄土对2,4-二氯苯酚的吸附;随着pH值的逐渐增大,2,4-二氯苯酚的离子形态逐渐增多不利于改性黄土对2,4-二氯苯酚的吸附,而离子强度对吸附的影响程度却随着pH值的逐渐增大而增强.     

供水管网生物膜有机物的二氯乙腈与二氯乙酰胺生成特性

在饮用水输配系统中,来源于管壁生物膜的有机物可能耗氯并生成消毒副产物(DBPs),包括二氯乙腈(DCAN)与二氯乙酰胺(DCAcAm)等高毒性含氮DBPs(N-DBPs).研究考察管网常见的细菌与其胞外聚合物(EPS)以及模拟管壁生物膜氯化与氯胺化后DCAN与DCAcAm的生成,并与天然有机物(NOM)和水源水有机物进行比较.结果显示,铜绿假单胞菌、恶臭假单胞菌与藤黄微球菌与氯反应生成的DCAN、DCAcAm浓度分别为1.48～2.02、0.21～0.38μg·mg~(-1)(mg~(-1)以TOC计),高于同反应条件下NOM的生成量;相比于氯化反应,3株细菌细胞氯胺化生成的DCAN与DCAcAm浓度明显更低.3株菌的EPS也是氯与氯胺化反应生成DCAN与DCAcAm的前体物,且其氯胺化反应生成的DCAcAm浓度高于氯化反应生成的.与NOM、水源水相比,模拟管壁生物膜氯化后生成的N-DBPs与三氯甲烷(TCM)浓度比更高,表明生物膜有机物比NOM与水源水有机物更倾向生成DCAN与DCAcAm类N-DBPs,且模拟管壁生物膜氯胺化的DCAcAm生成量高于氯化反应的,说明管壁生物膜有机物是供水管网系统中DCAN与DCAcAm类N-DBPs的重要前体物.     

微生物对饮用水典型消毒副产物前体物的降解效能及其群落特征

相对于CF（氯仿）等C-DBPs（含碳消毒副产物）,DCAN（二氯乙腈）等N-DBPs（含氮消毒副产物）具有更高的毒性.控制DBPs（消毒副产物）的前体物是抑制DBPs产生的最有效方法之一.为考察微生物降解DBPs前体物对生成DBPs的影响,分别选取C-DBPs和N-DBPs的典型代表物CF和DCAN及其相应的典型前体物Tyr（酪氨酸）和Asp（天冬氨酸）为研究对象,采用微生物培养前体物的方式,探究微生物对典型前体物Tyr和Asp的降解效果及其对生成CF和DCAN的控制效果.结果表明:①Tyr和Asp两种前体物经微生物降解后,DOC（溶解性有机碳）的去除率分别为94.0%和85.6%,DON（溶解性有机氮）的去除率分别为69.0%和81.0%.②在前体物经微生物降解后的水样中,氯化或氯胺化消毒后生成CF和DCAN的量较降解前均大大减少.以Tyr为前体物,水样经微生物降解、氯化消毒后生成CF和DCAN的量分别降低了56.1%和89.5%,氯胺化消毒后生成CF的量降低了68.5%;以Asp为前体物,水样经微生物降解、氯化消毒后生成DCAN的量最高可降低99.9%,经微生物降解、氯胺化消毒后生成的CF可降低50.7%.③对水样中微生物菌群分析发现,在门水平上的菌群主要有变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,在属水平上的菌属主要有伯克氏菌属（Burkholderia-paraburkholderia）、半角藻属（Haliangium）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、沉积小杆菌属（Sediminibacterium）、norank_f_Chitinophagaceae和动胶菌属（Zoogloea）.研究显示,微生物降解对DBPs典型前体物Tyr和Asp的去除,以及对生成CF和DCAN的控制具有较大的潜力,变形菌和放线菌在降解DBPs前体物中起到了重要作用.      

2,4-二氯苯酚低浓度长期暴露对鲫鱼肝脏抗氧化系统的影响

在室内模拟条件下,研究了低浓度2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)长期暴露(40d)对鲫鱼(Carassius auratus)幼体肝脏抗氧化系统的影响结果表明:过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽过氧化物酶(Se-GPx)活性、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量可被显著诱导;超氧化物歧化酶(SOD)活性在0.005mg·L^-1 2,4-DCP污染胁迫下即被显著诱导;还原型谷胱甘肽(GSH)含量几乎持续受到抑制;谷胱甘肽还原酶(GR)活性则先受到抑制后逐渐回升;谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活性变化较小,仅在2个低浓度组中有轻微诱导.GR、GSH,尤其是SOD,对2,4-DCP较为敏感,可以作为水生生态系统中2,4-DCP污染的一项早期监测指标.     

Overexpression of NADH oxidase gene from Deinococcus geothermalis in Escherichia coli

When using stable enzyme genes from a thermophile to create a biosensor in Escherichia coli, it is vital that these genes be overexpressed in order to provide a sufficient supply of enzymes. In this study, overexpression of the NADH oxidase (Nox) gene from the thermophile Deinococcus geothermalis was successfully achieved with the aim of creating a stable biosensor active at room temperatures. To do so, modification of 10 nucleotides, GAAATTAACT, upstream of the start codon of the Nox gene was necessary.     

避光处理对污水紫外线消毒后大肠杆菌光复活的影响研究

以大肠杆菌为受试菌种,研究了避光处理对紫外线消毒后三级出水中细菌光复活的影响.将紫外线消毒后的水样避光放置一定时间后再置于光复活条件下,研究了大肠杆菌的复活特性.结果表明,避光放置6h以内,见光后大肠杆菌的光复活能力即刻恢复,并最终达到与非避光处理基本相同的最大复活值;5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后,最大复活百分比分别为31.1%和0.45%,复活速率分别为1.67×104CFU·(mL·h)-1和125 CFU·(mL·h)-1.延长避光时间至24 h,5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后的大肠杆菌见光后,最大复活百分比分别减小到10.0%和0.3%,复活速率分别减小到830CFU·(mL·h)-1和20CFU·(mL·h)-1.以上结果表明,延迟消毒后出水见光时间,只能在一定程度上推迟或削弱大肠杆菌的光复活,并不能有效保证复活受到抑制,即紫外线消毒后出水中的微生物仍然存在高的复活风险.     

全氟辛酸对大肠杆菌的氧化胁迫和膜损伤

全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)因其具有极高的化学稳定性和良好的疏水疏油性而在工业生产中广泛使用,但近年来被认为是一种在环境中广泛分布的持久性有机污染物.利用流式细胞术等检测技术,研究了PFOA对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)的氧化胁迫和膜损伤,并对其毒性作用机制进行了初步的探索.结果表明,在PFOA胁迫下,大肠杆菌胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量增加,膜脂肪酸不饱和度降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA)浓度升高、细胞膜通透性增大、跨膜电位降低,而细胞膜上的Na+K+-ATPase、Ca2+Mg2+-ATPase活性随时间的延长代偿性地先上升后降低.由此说明,在PFOA胁迫下,大肠杆菌细胞内升高的ROS与细胞膜不饱和脂肪酸发生过氧化反应,降低膜脂肪酸的饱和度,使得MDA在细胞内积累,进一步引起细胞膜损伤及其上相关ATPase活性降低,最终导致大肠杆菌细胞失活或死亡.实验结果对研究PFOA胁迫下环境生态毒理提供更多依据.     

紫外线和次氯酸钠对Escherichia coli和Poliovirus的消毒作用

本研究选用大肠杆菌(Escherichia coli)和脊髓灰质炎病毒(poliovirus)分别作为典型的细菌和病毒,利用培养和定量PCR的检测技术,对比研究紫外线消毒和次氯酸钠消毒对细菌和病毒的作用特点.结果表明:脊髓灰质炎病毒比大肠杆菌更难被灭活,达到1-log所需的氯剂量分别为19.2 mg·L~(-1)·min和10.14 mg·L~(-1)·min;所需的紫外线剂量分别为6.37 m J·cm~(-2)和1.81 m J·cm~(-2).定量PCR方法检测大肠杆菌和脊髓灰质炎病毒达到1-log的核酸损伤所需的紫外线剂量和氯剂量要比培养法高出1~2数量级,紫外线消毒对脊髓灰质炎病毒的RNA损伤量明显大于对大肠杆菌的DNA损伤,病毒的单链RNA对紫外线的敏感性更强,该结果与培养法正好相反.达到1-log核酸损伤脊髓灰质炎病毒所需的紫外线剂量为135 m J·cm~(-2),大肠杆菌所需的剂量为270.3 m J·cm~(-2),核酸损伤需要更多的消毒剂量,可能由于消毒过程微生物进入活性但处于非可培养状态(VBNC),以及灭活对微生物其他分子的损伤和微生物死后核酸的持续性.     

PVC微塑料对大型溞繁殖及应激与能量相关基因表达的影响

近年来,微塑料污染已成为海洋和淡水生态环境关注的热点问题.然而,目前有关微塑料对淡水生物影响的报道仍然较少.试验选择淡水模式动物大型溞作为受试生物,以2 μm聚氯乙烯微粒(PVC)作为研究对象,探讨了PVC微塑料对大型潘繁殖和基因表达的影响.急性毒性试验表明,PVC对大型潘的48 h LC50为20.5 mg·L-1....     

An E. coli SOS-EGFP biosensor for fast and sensitive detection of DNA damaging agents

An E. coli SOS-EGFP biosensor which expresses enhanced green fluorescent protein as a reporter protein under the control of recA gene promoter in SOS response was constructed for detection of DNA damage and evaluation of DNA damaging chemicals. The chemicals that may cause substantial DNA damage will trigger SOS response in the constructed bacterial biosensor, and then the reporter egfp gene under the control of recA promoter is stimulated to express as a fluorescent protein, allowing fast and sensitive fluorescence detection. Interestingly, this biosensor can be simultaneously applied for evaluation of genotoxicity and cytotoxicity. The SOS-EGFP bacterial biosensor provides a sensitive, specific and simple method for detecting known and potential DNA damaging chemicals.     

纳米TiO2水悬浮液对大肠杆菌生长的影响

为了考察纳米TiO2(<100nm)水悬浮液对典型环境微生物--革兰氏阴性菌大肠杆菌生长的影响,制备并表征了水中分散的平均粒径和含量分别为74.3nm、1.5 mg·L-1(样品1)和82.2nm、3.1 mg·L-1(样品2)的2种纳米TiO2水悬浮液,并在有、无紫外光照条件下进行细菌培养实验.实验结果显示,在无紫外光照条件下,2个样品对大肠杆菌的生长均有抑制作用,在大肠杆菌生长稳定期,样品1和样品2分别使OD600值平均下降0.03和0.11;单独紫外光照可对大肠杆菌生长产生抑制作用,使OD600值平均下降0.04,而同样紫外光照剂量下样品2可使OD600值平均下降0.18,显示出纳米TiO2对大肠杆菌生长的协同抑制作用.     

大肠杆菌IscA膜表面表达菌株在吸附水体重金属中的应用

为构建一种能够高效、同时吸附水中多种重金属离子的大肠杆菌,利用融合蛋白表达技术,首先将大肠杆菌前脂蛋白信号肽Lpp、膜蛋白OmpA的N端部分氨基酸和铁硫簇组装蛋白IscA的编码基因序列进行融合,构建pET-Lpp-OmpA-IscA表达载体,将此载体导入大肠杆菌BL21菌株.在IPTG诱导下,IscA蛋白可表达于细胞膜表面.然后对IscA膜表面表达菌株对重金属的吸附能力进行评估,包括测定最大吸附容量、绘制吸附浓度依赖曲线和时间依赖曲线,以及对菌株清除工业污水中重金属的性能进行初步探索.研究结果表明,与本底对照菌株相比,IscA蛋白在细胞膜表面表达能够使菌株对水中的Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、As~(3+)、Co~(2+)、Hg~(2+)这7种重金属的吸附能力提高2～5倍不等,并且在pH为6～8范围内保持其吸附能力基本不变.此菌株能够在30 min内将各种重金属溶液中超标5倍的金属含量降低至最大允许排放浓度以下,并且对吸附的重金属具有不同程度的回收能力和菌株再生能力.此外,该菌株能够同时吸附工业污水中的多种重金属,有效降低各种重金属含量.因此,利用膜表面表达技术对大肠杆菌进行改造,成功提高了大肠杆菌对多种重金属的吸附能力,为利用微生物治理环境重金属污染提供了良好的应用前景.     

污水河道污泥中大肠杆菌抗生素抗性与金属耐受性的耦合分析

城市污水河道受人为活动的影响,可能作为抗性细菌与抗性基因的储库,给人类生产生活带来巨大的威胁.本研究以中国寒区城市污水河道污泥为取样点,研究大肠杆菌(Escherichia coli)的抗生素与金属的耐药现状,以评估中国寒区城市水环境受抗性细菌污染的情况与传播抗性的风险.利用选择性培养基从河道淤泥中分离出455株肠杆菌,并从中筛选出110株E.coli.抗生素表型结果显示:69.1%的E.coli分离株对至少1种抗生素具有抗性,其中,抗性最高的是氧四环素(42.7%);所有的E.coli对亚胺培南和呋喃妥因没有抗性;分离株E.coli DL27对检测的17种抗生素中的13种具有抗性,分离株E.coli DL18、分离株E.coli DL46对12种抗生素具有抗性.金属抗性表型检测结果显示:40.9%的E.coli对银(Ag)具有耐受性,3.6%的分离株对汞(Hg)、锌(Zn)具有耐受性,所有菌株对铜(Cu)无耐受性;且发现分离株E.coli DL35对9种抗生素和2种金属具有抗性.对E.coli群体15种抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)...     

北极新奥尔松地区粪土中大肠杆菌和肠球菌的分布及耐药性分析

采用滤膜法对2012年北极黄河站科学考察采集的新奥尔松地区8个鹿粪和1个鸟粪样品进行分离鉴定,共获得84株肠球菌和85株大肠杆菌。84株肠球菌分属于10个属,其中屎肠球菌（28株）、鼠肠球菌（28株）及鸟肠球菌（10株）为优势菌。采用K-B纸片法对受试菌株进行药敏试验结果显示:85株大肠杆菌对利福平全部耐药,对氨苄西林的耐药率为81%;对甲氧苄啶（TMP）、喹诺酮类的萘啶酸（NAL）与环丙沙星（CIP）、四环素（TCY）4种抗生素高度敏感。84株肠球菌中屎肠球菌对氨苄西林耐药率最高（89%）,对万古霉素耐药率最低（4%）。10株鸟肠球菌对利福平全部耐药,而28株鼠肠球菌对利福平耐药率最低（4%）,对链霉素耐药率最高（75%）。18株其他肠球菌对利福平耐药率最高（61%）。上述结果表明抗生素耐药性已出现于北极新奥尔松地区野生动物肠道菌群中。