氟虫腈对斑马鱼和小菜蛾毒性的手性选择性研究

手性农药分子的不同对映体在环境中的降解速率和对于生物的毒性可能存在很大的差异,因此拆分并使用对靶标生物毒性较高或对非靶标生物毒性较低的单一或浓缩的对映体配方可以有效地降低杀虫剂的环境风险.本文用手性柱拆分了一种广泛使用的手性农药,氟虫腈的两种对映体,研究了这两种对映体和消旋体对靶标生物小菜蛾和非靶标生物斑马鱼的急性毒性.结果表明氟虫腈对受试靶标和非靶标生物的毒性均无手性选择性,说明无法通过对氟虫腈进行手性拆分并使用单一对映体配方来降低氟虫腈的环境风险.这一结论间接支持了农业部新近出台的禁止氟虫腈用于防治农田害虫的政策.     

手性多氯联苯在电子垃圾拆解地鱼类体内的分布及累积规律

电子垃圾拆解活动已造成当地鱼类多氯联苯（Polychlorinated Biphenyls,简称PCBs）污染,但手性PCBs在鱼类体内的分布特征和选择性富集则较少有报道.本研究采集了广东省清远市龙塘镇某电子垃圾拆解区附近水塘的鱼类样品,研究鱼肉样品中手性PCBs污染水平、分布规律和对映体选择性.结果表明,在电子垃圾拆解区鱼肉样品中均检测到7种手性PCBs,总PCBs（ΣPCBs）含量为386.7~602.8 ng·g^-1（湿重）,证实当地鱼类已受到手性PCBs的污染.PCB45、PCB91、PCB95、PCB132、PCB136和PCB174在鱼类样品的对映体分数（EF值）与沉积物具有显著差异,表明这些手性PCBs在鱼类体内可能具有对映体选择性富集和代谢作用.不同种类的鱼肉样品中EF值不同,说明它们对PCBs的富集能力不同.鲮鱼、鲫鱼和乌鳢对PCBs的生物/沉积物富集因子（BSAF）分别为0.31~1.71、0.30~1.86和0.50~2.64.根据乌鳢/鲮鱼和乌鳢/鲫鱼食物关系计算的生物放大因子（BMF）范围分别为1.35~4.51和2.17~5.10,表明乌鳢对手性PCBs具有生物放大作用.     

典型手性农药的光解研究

文章以汞灯为光源,在对映体水平上考察了六种典型手性农药的光化学降解。丙溴磷、马拉硫磷、稻丰散、三唑酮和甲氰菊酯等五种农药含有1个手性中心,存在两个对映体,对各对映体分别进行光解,结果表明光解速率基本一致,且几种手性农药是手性稳定的,未发现对映体转化现象,几种农药中有机磷农药降解较快,而甲氰菊酯降解最慢,半衰期长达280h。氯氰菊酯含有3个手性中心,存在4个可在非手性硅胶柱上得到拆分的异构体,每个异构体又存在两个对映体,因此共8个对映体。进一步对氯氰菊酯的一个反式异构体所含的一个单一对映体进行光解,结果发现存在一定的异构体转化,氯氰菊酯的另外3个异构体均有生成,按氯氰菊酯各异构体总量计算的光解半衰期为66.7h。     

基于万古霉素手性柱的马来酸扑尔敏对映体分离及其识别机理

药物是环境介质中一类新型污染物,多数药物具有手性对映体特性,药物对映体的分离分析是研究对映体水平药物环境行为和效应的前提.采用商品手性柱Chirobiotic#x00AE;V,在反相条件下,对马来酸扑尔敏进行了手性分离,考察了不同流速、柱温、pH值和流动相组成对分离的影响,并优化了色谱条件.结果表明:以含0.1%(体积分数)冰醋酸和0.1%(体积分数)三乙胺的水溶液(TEAA)与四氢呋喃(THF)混合为流动相,在所研究范围内,随着流动相中THF含量的增加、pH值增大和流速增大,马来酸扑尔敏对映体的分离效果降低;柱温影响存在峰值现象,即分离效果随温度的升高先增大后减小.优化得到的拆分条件为:流动相TEAA∶THF为95∶5(V/V),pH值为3,流速为0.3 mL·min~(-1),柱温为15℃.利用分子对接技术模拟万古霉素不同区域与扑尔敏对映体间的相互作用,计算得到了最稳定结合能,据此预测对映体的出峰顺序与实验结果完全一致.初步手性识别机理研究结果表明,引起手性识别的主要作用力为氢键作用.     

生物油降解菌的分离鉴定及其在土壤中的降解特性

从造纸厂内废水处理池中采取活性污泥,筛选出一株能高效降解生物油的菌株EL5.对该菌株在土壤中对生物油降解能力进行了初步研究;建立了基于CO₂生成量的生物降解测定方法,并运用该方法,对生物油生物降解性能进行了评定.结果表明:①通过富集培养方法分离得到菌株EL5,根据形态特征以及生理化特性分析,将EL5鉴定为杂色曲霉菌(Aspergill versicoir).②菌株EL5对5种常见抗生素敏感.③菌株EL5在降解生物油的过程中,生物降解率与温度呈正相关关系.考虑到实际应用情况,选择30 ℃为适宜降解温度.pH为中性条件下对生物油的降解较为有利.随着w(生物油)的增加生物降解率有一定的下降,但相同条件下,加菌后30 ℃下10 d对w(生物油)为1 200 mg/kg的土壤的生物降解率达40%,而未加菌的生物降解率只有6%.④菌株EL5还可以以苯、对氯苯酚、甲苯和二甲苯等芳香类化合物作为唯一碳源生长繁殖.      

苯降解菌的筛选及其对苯的降解研究

从受石油污染的土壤中筛选出1株专一降解苯的菌株Ochrobactrum sp.MB-2,探讨了不同因素(温度和苯浓度)对菌株降解苯的影响,并对苯降解过程中的动力学和热力学进行了研究。结果表明:在35℃、苯浓度为5 mg/L时,菌MB-2对苯的降解效果最佳,最大去除率达98.56%。降解过程符合一级动力学模型,相关性系数R~2>0.9。热力学研究表明:菌株Ochrobactrum sp.MB-2对苯的生物降解反应较易发生。     

贵阳市某工业园区环境空气中VOCs的污染特征与健康风险评价

从受石油污染的土壤中筛选出1株专一降解苯的菌株Ochrobactrum sp.MB-2,探讨了不同因素(温度和苯浓度)对菌株降解苯的影响,并对苯降解过程中的动力学和热力学进行了研究。结果表明:在35℃、苯浓度为5 mg/L时,菌MB-2对苯的降解效果最佳,最大去除率达98.56%。降解过程符合一级动力学模型,相关性系数R~2>0.9。热力学研究表明:菌株Ochrobactrum sp.MB-2对苯的生物降解反应较易发生。     

异丙甲草胺及其S型对映体对蚯蚓的急性毒性差异

采用OECD标准滤纸接触法、人工土壤法及自然土壤法研究了异丙甲草胺及其S型对映体对蚯蚓的急性致死作用及手性差异.结果表明,3种方法相比较,滤纸染毒法结果置信区间最大,可靠性较差.自然土壤中Rac-异丙甲草胺及S-异丙甲草胺对蚯蚓的急性毒性大于人工土壤;根据毒性分级,Rac-异丙甲草胺及其S型对映体均属于低毒级农药;3种试验方法所得的Rac-异丙甲草胺及S-异丙甲草胺对蚯蚓的LC50差别不大,表明这2种农药对蚯蚓急性毒性的手性差异较小.     

邻苯二甲酸二甲酯的好氧生物降解及生化途径

从红树林底泥中驯化富集培养分离得到的苯二甲酸酯类化合物的降解菌。对此菌株进行了16S rDNA分子生物学的鉴定,并研究了该菌对邻苯二甲酸二甲酯的生物降解特性以及生物降解途径。实验得出该菌能够在邻苯二甲酸甲酯作为唯一碳源和能源的培养基中生长。邻苯二甲酸二甲酯能够在好氧条件下被快速降解,浓度为50 mg/L的邻苯二甲酸二甲酯在5d内可以完全被降解。用高效液相色谱检测降解过程,主要的中间产物为邻苯二甲酸一甲酯(MMP)和邻苯二甲酸(PA)。试验结果表明,邻苯二甲酸二甲酯能够被红树林环境中的微生物降解,而且分离得到的菌株Rhodococcus rubber1k对邻苯二甲酸二甲酯具有高效的降解作用。     

新烟碱类农药呋虫胺对映体选择性研究进展

农业生产中,呋虫胺以外消旋体的形式销售和使用,在进入生态环境后出现对映体选择性降解、吸收、代谢、排泄等.不区分对映体间差异的传统风险评估给呋虫胺的合理使用与生态安全带来了诸多隐患.研究指出S-呋虫胺既是高毒体也是高活体,其生态毒性为R-呋虫胺的13.9~145.9倍,但R-呋虫胺也表现出较高的杀虫活性,且作物中优先降解,开发高比例的R体农药有利于维持杀虫活性的同时降低对非靶生物和生态环境的负效应.本文旨在综述呋虫胺对映体选择性生物活性、生态毒性及环境行为研究进展,为其科学难题的解决提供新思路,也为其科学有效管理提供理论依据.     

Effects of β-cyclodextrins on the enzymatical hydrolysis of chiral dichlorprop methyl ester

The effect of β-cyclodextrins(β-CDs) on the enzymatical hydrolysis of chiral dichlorprop methyl ester (DCPPM) was studied.Four kinds of β-cyclodextdns(β-cyclodextrin, Partly methylated-CD(PM-β-CD), hydroxypropyl-cyclodextdn(HP-β-CD) and carboxymethyl-cyclodextdn(CM-β-CD) ) were used. Compared with 100% DCPPM in the absence of β-cyclodextrins, the activity of lipase decreased with the increase of β-cycledextrin and PM-β-cyclodextrin. However, CM-β-cyclodextrin stimulated the lipase activity. The inhibition effect of cyclodextrin and PM-β-cyclodextdn on the hydrolysis of DCPPM is affected by many factors other than degree of the methylation blockingthe active site of lipase. UV-Vis and Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy studies of the complexation of aqueous DCPPM with β-CDs provide fresh insight into the molecular structure of the complex and explain the effects of β-CDs on enzymatical hydrolysis of chiral DCPPM. Data showed that inclusion complexes had formed by complexation of the CM-β-CD with DCPPM and the solubility of DCPPM was increased in water, which leaded to the increased lipase activity.     

Effects of β-cyclodextrins on the enzymatical hydrolysis of chiral dichlorprop methyl ester

The effect of β-cyclodextrins(β-CDs) on the enzymatical hydrolysis of chiral dichlorprop methyl ester (DCPPM) was studied.Four kinds of β-cyclodextrins(β-cyclodextrin, Partly methylated-CD( PM-β-CD), hydroxypropyl-cyclodextrin(HP-β-CD) and carboxymethylcyclodextrin(CM-β-CD) ) were used. Compared with 100% DCPPM in the absence of β-cyclodextrins, the activity of lipase decreased with the increase of β-cyclodextrin and PM-β-cyclodextrin. However, CM-β-cyclodextrin stimulated the lipase activity. The inhibition effect of β-cyclodextrin and PM-β-cyclodextrin on the hydrolysis of DCPPM is affected by many factors other than degree of the methylation blocking the active site of lipase. UV-Vis and Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy studies of the complexation of aqueous DCPPM with β-CDs provide fresh insight into the molecular structure of the complex and explain the effects of β-CDs on enzymatical hydrolysis of chiral DCPPM. Data showed that inclusion complexes had formed by complexation of the CM-β-CD with DCPPM and the solubility of DCPPM was increased in water, which leaded to the increased lipase activity.     

Evaluation of heavy metal contamination hazards in nuisance dust particles, in Kurdistan Province, western Iran

The effects of natural andgeochemical factors depending on heavy metal contamination in nuisance dust particles were evaluated. The nuisance dust particles were sampled using passive deposit gauge method for one year from April2010 to March2011 and the obtained samples were measured for the total contents and the contamination levels of Fe, Mn, Cu and As usinggeo-accumulation index (Igeo ), enrichment factor (EF) and the integrated pollution index (IPI). The results showed that, the contamination levels of Fe and Mn based on Igeo values, were uncontaminated (Igeo < 0) (variations of the Igeo index was from -3.11 to -1.751 for Fe, from -0.630 to -1.925 for Mn), while the values of Cu and As were demonstrated to have moderate contamination based on Igeo values (variations of Igeo index was from -1.125 to 0.848 for Cu, and from -2.002 to 1.249 for As). The analysis of EF also revealed minor to moderate enrichment for Mn (1.215-4.214), minor to moderately severe enrichment for Cu (2.791-6.484), and As (1.370-8.462), respectively. The variation of the IPI index also showed low to moderate level of heavy metal pollution in nuisance dust particulates (0.511-1.829). The analysis of the results also approved that the natural processes andgeochemical variables (the changing meteorological parameters) can significantly affect the availability of heavy metals in nuisance dust particles in Western Iran.     

四川汉源万顺铅锌矿区蜈蚣草共附生细菌群落结构对重金属的响应特征

为了充分挖掘重金属污染地区植物共附生细菌资源,提高重金属污染土壤生态修复的效率,利用变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)技术,对四川省汉源县万顺铅锌矿区蜈蚣草根状茎中共附生细菌多样性和群落结构进行了研究,并分析了共附生细菌群落结构与蜈蚣草根状茎中有效重金属间的关系.结果表明,不同采样点间的蜈蚣草共附生细菌多样性存在明显差异,多样性指数和丰富度指数均表现为尾矿矿口弃渣区选矿区农田.基于DGGE回收条带序列的系统发育显示,蜈蚣草共附生细菌包括芽孢杆菌属(Bacillus)、伯克氏菌属(Burkholderia)、根瘤菌属(Rhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacteria)和弯曲杆菌属(Campylobacter)等细菌类群.相关性分析表明,共附生细菌多样性指数和丰富度指数均与有效Cu、Cd、Pb、Zn和As含量呈显著正相关(p0.05).冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)显示,有效As是影响蜈蚣草共附生细菌群落结构的关键因子,对砷含量较高的采样点,砷对蜈蚣草共附生细菌群落有促进作用,在砷含量相对较低的采样点,共附生细菌群落与砷呈负相关.研究表明,蜈蚣草存在丰富的共附生细菌种群,这些种群受蜈蚣草中有效重金属含量的影响明显,在修复重金属特别是砷污染土壤方面表现出潜在应用价值.     

Historical trends in the anthropogenic heavy metal levels in the tidal flat sediments of Lianyungang, China

The sedimentation of metals can preserve the historical record of contaminant input from local and regional sources and provide information on the historical changes in regional water and sediment quality. We report the ²¹⁰Pb activities and the heavy metal (Cd, Cr, Cu, Mn, Pb and Zn) depth profiles from sediment cores retrieved in 2010. The mean sedimentation rates of 0.85-1.5 cm/yr are determined by ²¹⁰Pb dating. The sediments in the tidal flat have recorded heavy metal deposition and thus allow the establishment of a connection between the temporal evolution of the heavy metal pollution and the historical changes in the economic development of Lianyungang. The enrichment factors (EF) are calculated to estimate the level of contamination stored in these sediments. The results show that in the studied sites, Cr and Cu display low EF values and are mainly from lithogenic origin. For the other studied trace metals, a great variability in the sedimentary record is observed. Significant anthropogenic enrichment over the last 50 years is revealed at the tidal flat that receives fluvial inputs. Zinc is the element with the highest EF values, followed by the order of Pb > Cd > Mn > Cu and Cr. The temporal variations of the heavy metals peak during the late 1980s to the early 2000s and show a decreasing trend afterward. The pollution intensity of the tidal flat is determined by using EF and the geo-accumulation index (I_geo), which show that, based on the I_geo scale, the tidal flat of Haizhou Bay is unpolluted to moderately polluted.     

基于区域产量法测算的福建省农业生态足迹

为了使生态足迹模型能更好地反映区域实际,文章对生态足迹模型中的计算项目做了较大改进。首次计算了肉类的耕地生态足迹和人畜排泄物污染生态足迹。新建了纳污土地、CO2吸收林地、水资源地三种生态足迹类型以强调农业污染的严重性和土地、林地的多重生态功能;将化石能源地并入CO2吸收林地;剔除牧草地类型,将肉类耗粮生态足迹并入耕地类型;将污染源从化石燃料扩展到人畜排泄物、化肥、农药领域,计算了CO2、N、P和农药等污染物的生态足迹。用福建省最近5 a的平均产量测算了2007年福建农业生态足迹,包括农业投入品生态足迹、农业劳动力消费生态足迹和农业污染物排放生态足迹三部分,然后与生态承载力分类比较以测度农业生产的生态占用情况。测算结果表明,2007年福建省农业生态足迹中,林地、水域、建成地、纳污土地占有实际生态承载力的比例较低,分别为1.4%、1.2%、13.4%和24.6%;而耕地占生态承载力的比例达到了94.2%;水资源地是实际生态承载力的2.2倍,出现了严重的生态赤字。最后提出相应的建议。     

旋轮虫在污水生物处理中的作用机制初探

蛭形轮虫常被用作生物处理性能良好的指示生物.本文以一种常见的蛭形轮虫—旋轮虫(Philodina sp.)为研究对象,着重探讨了旋轮虫及其分泌物对活性污泥处理性能和细菌的作用方式,以明确旋轮虫在污水生物处理中的作用机制.结果表明,旋轮虫及其分泌物均在一定程度上提高了活性污泥对COD、氨氮、总磷的去除率,且两者的提高效果相近,表明旋轮虫分泌物是旋轮虫对活性污泥的主要作用形式,即非直接捕食性的间接作用是其主要作用形式.旋轮虫分泌物对絮凝性细菌的絮凝性、异养硝化-好氧反硝化菌的同步硝化和脱氮效能均有促进作用,进一步表明旋轮虫提高活性污泥活性的作用是通过其分泌物提高细菌活性的结果.此外,通过使用根癌农杆菌KYC55从旋轮虫分泌物中检测出AHLs信号分子的类似物,表明旋轮虫对细菌的作用机制可能是其分泌物误导或触发细菌的群体感应所致.本文结果为研究微型动物在污水生物处理中的作用机制提供了新的研究思路.     

AFMBR处理生活污水的功能菌群特性研究

厌氧流化床膜生物反应器(AFMBR)作为一种低耗产能的高效厌氧反应器,在处理生活污水中有着巨大的潜力.本研究主要利用宏基因组测序技术对AFMBR系统内的微生物菌群进行探究,结果表明:与接种菌群相比,AFMBR经过一段时间的连续运行后,在属水平上古菌优势菌属由接种时的甲烷囊菌属变为甲烷八叠球菌属、甲烷杆菌属,细菌的整体菌属结构发生了较大变化;在种水平上,系统内不存在较明显的优势菌种.从相对丰度比例≥1%的菌种来看:水解发酵菌群产氢产乙酸菌群产甲烷菌群,但各菌群之间相对丰度的差距较小.从基因水平来看,系统内与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢相关的基因丰度较高,二氧化碳、乙酸转化为甲烷是系统产甲烷的主要途径.     

北京大气环境中的重金属元素

重金属进入环境后会广泛分布于大气、水体、土壤和生物体中。它会长期积累、长程迁移或与其它物质发生化学反应生成有害物质。大气环境中的重金属元素有来自工业生产中的排放物,机动车的排气,燃煤燃油的产物;也有来自天然来源,如风砂、土壤或扬尘。这些重金属一般以颗粒状态分散于大气中,会进入人体呼吸系统,被血液吸收而危害健     

不同沉水植物净水能力与植株体细菌群落组成相关性

选取苦草(Vallisneria natans)、密刺苦草(Vallisneria denseserrulata)、黑藻(Hydrilla verticillata)、伊乐藻(Elodea canadensis)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)、篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)和微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)这8种亚热带地区常见的沉水植物为研究对象,在室内静水条件下对其氮、磷吸收和水质净化能力进行对比试验,并结合16S rRNA基因测序对沉水植物关联细菌群落组成进行测定,研究沉水植物对水体的净化能力与植株体菌群之间的相关性.结果表明,8种沉水植物对水体中的氮磷的去除主要通过植物增效作用,植物吸收富集作用去除率较低.其中密刺苦草对水体中TN、TP的去除率最高,达到了91. 58%和96. 81%.伊乐藻、金鱼藻对水中氮磷自身吸收能力高于其他组,密刺苦草和苦草的植物增效的净化能力最强.经分析,8种沉水植物对水体中氮磷的净化能力较强可能是因为植物关联的细菌大多具有降解作用.根瘤菌目(Rhizobiales)、伯克霍尔德氏菌目(Burkholderiales)、黄杆菌目(Flavobacteriales)、产碱杆菌科(Alcaligenaceae)、贪铜菌属(Cupriavidus)和芽孢杆菌属(Bacillales)的细菌可能是引起密刺苦草增效的净化能力较强的优势菌群,异常球菌纲(Deinococci)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、腐螺旋菌科(Saprospiraceae)和生丝微菌属(Hyphomicrobium)的细菌可能是引起苦草增效的净化能力较强的优势菌群.