Release of Pb adsorbed on graphene oxide surfaces under conditions of Shewanella putrefaciens metabolism

In this study, Pb(II) was used as a target heavy metal pollutant, and the metabolism of Shewanella putrefaciens (S. putrefaciens) was applied to achieve reducing conditions to study the effect of microbial reduction on lead that was preadsorbed on graphene oxide (GO) surfaces. The results showed that GO was transformed to its reduced form (r-GO) by bacteria, and this process induced the release of Pb(II) adsorbed on the GO surfaces. After 72 hr of exposure in an S. putrefaciens system, 5.76% of the total adsorbed Pb(II) was stably dispersed in solution in the form of a Pb(II)-extracellular polymer substance (EPS) complex, while another portion of Pb(II) released from GO-Pb(II) was observed as lead phosphate hydroxide (Pb₁₀(PO₄)₆(OH)₂) precipitates or adsorbed species on the surface of the cell. Additionally, increasing pH induced the stripping of oxidative debris (OD) and elevated the content of dispersible Pb(II) in aqueous solution under the conditions of S. putrefaciens metabolism. These research results provide valuable information regarding the migration of heavy metals adsorbed on GO under reducing conditions due to microbial metabolism.     

臭氧降解水中邻苯二甲酸二甲酯的动力学及影响因素

利用臭氧(O3)降解含较高浓度邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的模拟废水,采用竞争动力学法,以硝基苯为参比有机物,获得了DMP与O3及羟基自由基(·OH)的反应速率常数,研究了·OH抑制剂叔丁醇(TBA)、pH和多种离子对O3降解DMP效果的影响.结果表明,O3降解DMP符合拟一级动力学,DMP与O3的反应速率常数kO3-DMP为(0.064±0.014)L.(mol·s)-1,与·OH的反应速率常数k·OH-DMP为3.59×109L.(mol·s)-1;O3降解DMP过程中,生成的羧酸类中间产物使弱酸或弱碱性反应液的pH下降,但不足以影响强酸或强碱性反应液的pH;降解过程中产生大量中间产物使COD的去除率滞后于DMP的降解率,且部分中间产物不易被矿化;较低浓度的TBA不足以抑制·OH与DMP反应,当TBA的浓度增大到DMP的90.21倍时,DMP的降解率由98.7%降为8.8%,已经基本抑制了·OH与DMP的反应;用磷酸盐缓冲溶液调节反应液pH,DMP的降解效果优于用NaOH/H2SO4调节;水中常见低浓度阴阳离子对DMP的降解效果没有影响,高浓度SO24-、NO3-和HPO24-对DMP降解效果的影响相对较小,高浓度Cl-和HCO3-对DMP的降解有抑制作用,且HCO3-的影响大于Cl-,当Cl-和HCO3-的浓度分别为7 097 mg·L-1和6 093 mg·L-1时,反应40 min,DMP降解率分别为50.5%和26.2%.     

北京大气PM2.5与惰性SiO2的生物毒性比较

以惰性SiO2颗粒作为模式颗粒,与野外采集PM2.5分别作用于模式生物粟酒裂殖酵母菌(Schizosaccharomyces pombe),旨在通过对比实验确定PM2.5致毒的主要因素.采用紫外分光光度法测定细胞增值率,环境扫描电镜观察颗粒物在细胞表面的附着状态,DHE荧光染色剂显色法测定细胞ROS生成情况,单细胞凝胶电泳实验检测细胞DNA损伤.结果表明,SiO2颗粒在超细粒径尺度(60 nm)下能抑制S.pombe细胞增殖,主要是通过附着在细胞表面来改变细胞外壁的通透性,并不能通过诱导细胞生成ROS而造成对细胞的氧化损伤;而平均粒径较大的PM2.5主要是通过诱导细胞生成ROS对细胞造成氧化损伤,同时可损伤DNA.结论认为PM2.5毒性大小与颗粒物粒径等物理性质并无直接关系.     

四种环境雌激素对斑马鱼内脏团抗氧化防御系统的影响研究——17B-雌二醇与三种增塑剂DMP、DBP、DOP的影响

以斑马鱼(Danio rerio)为受试动物,研究了四种环境雌激素-17β-雌二醇(E2)和三种增塑剂(DMP、DBP、DOP)对其内脏团的氧化损伤及应激效应。经急性毒性实验,得到E2、DMP、DBP、DOP对成体斑马鱼96 h的半数致死浓度(LC50)分别为2.51、12.33、9.67、9.89 mg·L-1。在此基础上分别设置5个浓度梯度,研究E2(暴露2 d,4 d)、DMP、DBP、DOP(暴露4 d)对斑马鱼内脏团的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性以及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,SOD、CAT、GST、MDA对这四种环境激素都非常敏感,其中SOD、CAT、GST活性的影响均呈现先诱导后抑制的趋势,而MDA含量则随着污染物浓度的升高而增加。高浓度暴露条件下,E2(0.4 mg·L-1)和DMP、DBP、DOP(0.8 mg·L-1)对SOD、CAT、GST活性均有显著抑制(p0.05),MDA的含量有显著升高(p0.05)。可见,E2、DMP、DBP、DOP会导致斑马鱼内脏团氧化损伤,并且在同等浓度下E2的毒性明显高于三种增塑剂。     

Urban stormwater disinfection, quality variability during storage and influence on the freshwater algae: Implications for reuse safety

Stormwater reuse is one of the most important ways to mitigate water resource shortage. However, urban stormwater contains many bacteria species, which threaten the reuse safety. Therefore, stormwater disinfection is highly needed. Although disinfection has been widely conducted in the drinking water and reclaimed water, it is rarely carried out for stormwater. This study collected the roof stormwater and undertook chlorination disinfection. Two typical bacteria, Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S.aureus) were selected in this study to investigate the disinfection efficiency. It is found that bacteria species present in the stormwater had an important influence on disinfection efficiency while the original stormwater quality did not show an obvious affect. However, when the disinfected stormwater was stored, the stormwater quality was highly variable during its storage process and the variability was affected by bacteria species. The S.aureus containing stormwater showed a high variability of quality and S.aureus significantly regrew. However, the E.coli containing stormwater quality had a relatively low variability and E.coli did not significantly regrew. Additionally, it is noted that after storage, the dissolved form of stormwater was more positive to the freshwater algae's growth while the particulate form (including bacteria and other particulate matters) was less. This implies that a further treatment such as filtration is needed before the stored stormwater is recharged into receiving waters in order to remove particulate forms. These research outcomes can provide useful insight to effective stormwater disinfection and ensure reuse safety.     

浅水湖泊(阳澄湖)沉积物氨氧化菌的分子证据

选择长江三角洲中型浅水湖泊--阳澄湖,应用分子生物学方法鉴定淡水系统底质中的厌氧氨氧化细菌和好氧氨氧化细菌.试验设计三组厌氧氨氧化特异性巢式引物,对沉积物细菌的16S rRNA进行特异性扩增.其中,引物对AMX368f-AMX820r从底质中扩增出了anammox特异性序列,系统发育分析表明样品序列分别与Candidatus brocadia fulgida、Candidatus brocadia anammoxidans和Candidatus scalindua属近似.应用amoA基因特异性探针在底质中扩增出的好氧氨氧化菌序列,均属于Betaproteobacteria.本研究提供了阳澄湖中好氧氨氧化菌与厌氧氨氧化菌共存的分子证据.     

三株菲降解细菌的分离、鉴定及降解特性的研究

从石油污染土壤中分离纯化到 3株能以菲为唯一碳源和能源生长的革兰氏阴性杆菌、好氧、不形成芽孢、端生或侧生单根鞭毛 ,分别命名为菌株ZX4、ZX6和EVA17.据部分片段长度的 16SrDNA序列比对分析和生理生化试验结果 ,确认此 3株菌均为鞘氨醇单胞菌属 (Sphingomonas)细菌 ,菌株ZX4为少动鞘氨醇单胞菌 (S .paucimobilis) ,菌株ZX6为溶芳烃鞘氨醇单胞菌 (S .aromaticivorans) ,菌株EVA17尚不能确定 .分析了各菌株在系统发育中的分类地位 .菌株ZX4在 14d内对含量为 10 0 0mg·L-1的菲降解率可达 98 74%.不同底物实验结果表明 ,菌株EVA17可能同时拥有两条菲降解途径 .     

凤眼莲根系分泌物对栅藻结构及代谢的影响

研究了凤眼莲（Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ）根系分泌物对栅藻（Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ａｒｃｕａｔｕｓ Ｌｅｍｍ）超微结构及生长代谢的影响，结果显示，凤眼莲对栅藻有明显的克生作用，藻的数量逐步减少，栅藻生长受影响后，细胞中绿体片层肿用甚至解体，线粒体嵴消失，质膜、核膜受破坏，光合放氧化速度明显下降，可溶性蛋白折含量四天后４线下降，超氧阴离子（Ｏ２－）、丙二醛（ＭＤＡ）的含量上升，知值都     

阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻的化感作用

通过对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的藻液D680、叶绿素a、电导率(EC)值以及超氧阴离子自由基O.2-含量的测定,研究了不同浓度的阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻的生长抑制作用及其机制.结果表明,阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻的生长均产生"低促高抑"作用,浓度高于100 mg.L-1的阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻表现出明显的抑制作用,200 mg.L-1的阿魏酸和香豆素第6 d的平均抑藻率分别为80.3%和58.0%.在高浓度阿魏酸和香豆素抑制作用下,铜绿微囊藻的叶绿素a含量迅速降低、EC值和O.2-含量明显增大,说明化感物质可能通过破坏细胞膜、增加O.2-含量、降低叶绿素a含量等作用抑制藻细胞的生长.此外,种子发芽实验结果表明,阿魏酸较香豆素毒性小.     

Nocturnal herbivore-induced plant volatiles attract the generalist predatory earwig <Emphasis Type="Italic">Doru luteipes</Emphasis> Scudder

Numerous studies have demonstrated that entomophagous arthropods use herbivore-induced plant volatile (HIPV) blends to search for their prey or host. However, no study has yet focused on the response of nocturnal predators to volatile blends emitted by prey damaged plants. We investigated the olfactory behavioral responses of the night-active generalist predatory earwig Doru luteipes Scudder (Dermaptera: Forficulidae) to diurnal and nocturnal volatile blends emitted by maize plants (Zea mays) attacked by either a stem borer (Diatraea saccharalis) or a leaf-chewing caterpillar (Spodoptera frugiperda), both suitable lepidopteran prey. Additionally, we examined whether the earwig preferred odors emitted from short- or long-term damaged maize. We first determined the earwig diel foraging rhythm and confirmed that D. luteipes is a nocturnal predator. Olfactometer assays showed that during the day, although the earwigs were walking actively, they did not discriminate the volatiles of undamaged maize plants from those of herbivore damaged maize plants. In contrast, at night, earwigs preferred volatiles emitted by maize plants attacked by D. saccharalis or S. frugiperda over undamaged plants and short- over long-term damaged maize. Our GC-MS analysis revealed that short-term damaged nocturnal plant volatile blends were comprised mainly of fatty acid derivatives (i.e., green leaf volatiles), while the long-term damaged plant volatile blend contained mostly terpenoids. We also observed distinct volatile blend composition emitted by maize damaged by the different caterpillars. Our results showed that D. luteipes innately uses nocturnal herbivore-induced plant volatiles to search for prey. Moreover, the attraction of the earwig to short-term damaged plants is likely mediated by fatty acid derivatives.     

邻苯二甲酸二甲酯的紫外光-H2O2降解机制研究

为研究邻苯二甲酸二甲酯(DMP)在紫外光(UV)-H2O2体系下的光降解机制,利用质谱仪鉴定了目标化合物的降解产物,并借此推测其可能的降解途径.结果表明,在UV-H2O2的体系中,10 mg.L-1的DMP在90 min内的降解率达到92.3%,溶液pH值由初始的6.50降至4.98.通过GC/MS、LC/MS分析,DMP在UV-H2O2降解过程中的产物有六类,并且推断出DMP的两条侧链同时发生水解作用,生成的邻苯二甲酸可以异构为更加稳定的对苯二甲酸.此外,DMP还可以发生苯环取代、侧链缩合成环等反应,最后,在.OH的作用下,DMP及其芳香族中间产物发生开环反应,苯环被破坏,生成多种小分子有机酸,并进一步矿化为CO2和水.     

不同终点检测5种双酚A类化合物对MCF-7的细胞毒性

双酚A(BPA)及其类似物作为聚碳酸酯的主要合成原料,一直是环境污染的重要问题.其雌激素效应是当今科学研究的重点,而毒性效应研究甚少.为评估环境中BPA类物质的毒性效应,实验采用四唑盐(MTS)比色法检测5种双酚A类化合物对人雌激素受体缺失乳腺癌细胞MCF-7(ER-)增殖活性的影响,2,4-二硝基苯肼法检测细胞乳酸脱氢酶(LDH)露出率,单细胞凝胶电泳(SCGE)检测DNA损伤.用非线性最小二乘法对MTS实验结果拟合剂量-效应曲线,表明所有的剂量-效应曲线(DRC)均能用Weibull或者Logit函数有效表征.以模型估算的半数效应浓度负对数值(pEC50)评估5种化合物的毒性大小依次为:BPB>BPC>TDP>BPE>BPA.LDH检测以及SCGE检测受试化合物对MCF-7(ER-)的损伤作用表明,在效应浓度EC20下,细胞核DNA轻微损伤,细胞增殖受轻微抑制;在效应浓度EC40下,细胞核DNA损伤严重,细胞增殖受到显著抑制,从而导致细胞膜通透性显著改变,使LDH大量露出.     

水中腐殖酸对高级氧化联用技术去除内分泌干扰物（DMP）的影响

使用腐殖酸模拟本底天然有机物进行试验,采用UV-H₂O₂、O₃、UV-O₃3种高级氧化工艺,研究了水中腐殖酸对3种高级氧化联用技术去除饮用水中内分泌干扰物(DMP)的影响.结果表明,UV-H₂O₂联用工艺氧化DMP的过程符合伪一级反应动力学,水中腐殖酸的存在对UV-H₂O₂联用工艺氧化DMP的影响非常大,伪一级反应的速率常数与本底TOC值的关系式为K=0.162 0[TOC]₀^{-0.817 1};同时水中腐殖酸对UV-O₃联用工艺氧化DMP的效果影响比较大,而总体上腐殖酸对O₃氧化DMP的去除影响不大.从效果分析知,在一定浓度腐殖酸本底条件下单独O₃氧化和UV-O₃联用工艺对DMP的氧化均以O₃分子对DMP的氧化起主导作用,当腐殖酸浓度变小,UV-O₃联用工艺体系中.OH自由基氧化DMP的重要性增大.水中腐殖酸对3种高级氧化工艺的影响程度顺序依次为:UV-H₂O₂>UV-O₃>O₃.     

恶臭假单胞菌好氧降解高氯联苯的蛋白质组分析

利用固相pH梯度双向凝胶电泳分离恶臭假单胞菌以葡萄糖和Aroclor1260作为营养基质生长的菌株总蛋白,凝胶经银蓝显色后,采用PDQuest图像分析软件比较、分析识别差异表达蛋白,应用MOLDI-TOF-MS得到相应的肽质量指纹图谱,然后搜索数据库鉴定部分差异蛋白点.结果表明,获得了分辨率较高、重复性较好的不同营养基质条件下菌株蛋白的双向凝胶电泳图谱,比较分析共发现80个差异蛋白点,成功鉴定14个差异表达蛋白,包括应激应答蛋白、蛋白质生物合成、运载体和代谢相关酶类.提示与葡萄糖作为生长基质相比,菌体以多氯联苯作为碳源和能源生长时,产生应激,通过增强应激响应蛋白、蛋白质生物合成相关蛋白和相关代谢酶类的表达使细胞在胁迫条件下维持自身的稳定性与生长代谢.     

全氟辛烷磺酸对赤子爱胜蚓的抗氧化酶、代谢酶和DNA损伤的影响

非致死浓度下全氟辛烷磺酸(PFOS)对土壤生物的毒性作用研究在国内外鲜见报道.因此,本文采用人工土壤培养法,通过亚急性试验,研究了PFOS对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生长抑制、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、过氧化氢酶(CAT)及DNA损伤的影响.结果表明,PFOS暴露急性期和亚急性期,非致死浓度PFOS显著抑制蚯蚓生长(p=0.000),生长抑制率随着暴露浓度、暴露时间的增大而逐渐增大,42 d时250 mg·kg^-1处理组的生长抑制率最大(55.86%).PFOS暴露急性期和亚急性期,非致死浓度PFOS对GST和CAT活性没有显著性影响(GST:p=0.067;CAT:p=0.123),采用GST和CAT酶活性评价非致死浓度PFOS对蚯蚓的生态毒性时,需要参考其他指标进行综合分析.PFOS暴露急性期,非致死浓度PFOS可致体腔细胞DNA损伤;PFOS暴露亚急性期,体腔细胞DNA损伤随着暴露时间的增加而逐渐得到恢复.     

Shewanella oneidensis MR-1对硫化汞的生物利用性研究

在实验室模拟条件下,研究了铁还原菌奥奈达希瓦式菌Shewanella oneidensis MR-1对固态硫化汞的生物溶解、生物甲基化作用及其影响因素.结果表明,铁还原菌S.oneidensis MR-1在含硫培养基中生长良好,低浓度硫素能够促进其生长,高浓度时细菌生长则受到抑制,这种抑制主要表现在菌株生长曲线迟缓期的延长;铁还原菌S.oneidensis MR-1能够利用固态硫化汞,促进其溶解并迅速进行汞甲基化;在S.oneidensis MR-1的耐硫化物范围内,菌株对硫化汞的生物溶解作用随着硫化钠浓度的增大而增强,但生物甲基化作用只在低浓度硫化钠时受到促进,硫化钠浓度过高时则会受到抑制;此外,弱酸性环境比酸性及中碱性的环境更有利于S.oneidensis MR-1对硫化汞的生物溶解及甲基化.     

1株筛自柴油污染土壤的铜绿假单胞菌对萘的降解特性研究

从柴油污染土壤中筛选分离出1株萘降解菌HD-5,经16S r DNA序列分析鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),对功能基因进行PCR扩增证实该菌株中含有萘双加氧酶基因nah.采用生物强化、生物刺激以及二者相结合的方式修复萘含量为0.5%的自配污染土壤,综合比较了在不同修复方式下土壤中萘的降解率,修复过程中土壤FDA水解酶活和脱氢酶活的变化,以及运用定量PCR的方法动态分析了总细菌基因拷贝数和nah基因拷贝数.结果表明,在生物强化(B)、生物刺激(S)以及生物强化与生物刺激相结合(BS)这3种修复方式下,31 d后萘去除率分别为71.94%、62.22%和83.14%,BS组在修复过程中土壤FDA水解酶活和脱氢酶活明显高于另外两组,31 d后BS组土壤中总细菌基因拷贝数和nah基因拷贝数分别增长了约2.67×1011g-1和8.67×108g-1.上述研究结果表明筛选得到的萘降解菌株在土壤中具有良好的定植特性,在生物刺激与该降解菌株的共同作用下,可以有效地实现土壤中萘降解,这对此类污染生物修复过程研究具有一定的指导意义.     

高能辐射去除饮用水中邻苯二甲酸酯的影响因素

为提高高能辐射去除邻苯二甲酸脂类化合物(PAEs)的能效,研究了辐射去除的主要影响因素:剂量、射线类型、初始浓度、气氛、pH值、共存物质以及PAE类型(邻苯二甲酸二甲酯,DMP;邻苯二甲酸二乙酯,DEP;邻苯二甲酸二丁酯,DBP).以DMP为研究对象,辐照功效(GD)随PAEs初始浓度增加而增加,但随吸收剂量的增加而下降;辐照存在剂量率效应,在同等剂量下,g 辐照比EB辐照能量利用率更高.不同气氛条件下辐照降解效率顺序为:充O2>饱和空气>充N2;在本试验浓度下,辐射降解的最适初始 pH值是5~10,较低或较高pH值都会降低去除效率;水中阴离子抑制剂存在会降低去除效果.不同类型PAEs辐照去除效率大小依次为DMP,DEP,DBP.     

水网藻种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用研究

研究了不同浓度水网藻种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用以及对叶绿素a和抗氧化酶活性(SOD、CAT、POD)的影响.结果表明,水网藻种植水对铜绿微囊藻的抑制效果明显,20%～80%浓度的种植水第8 d的平均抑藻率达到98.9%,藻细胞几乎全部死亡.在种植水的作用下藻细胞叶绿素a含量迅速降低,叶绿素a遭到破坏.实验前2 d由于受到活性氧的刺激铜绿微囊藻抗氧化酶活性增加,且都高于对照组,随着抗氧化酶活性达到极限,活性氧开始积累并破坏细胞的正常代谢,抗氧化酶活性迅速降低,80%浓度的实验组至第8 d时SOD、CAT、POD活性分别仅为31、6、5 U.mg-1.水网藻种植水经过高温处理后对铜绿微囊藻基本没有抑制作用,说明种植水中的抑藻物质具有热不稳定性.