基于宏基因组技术获得的对厌氧氨氧化菌代谢的新理解

厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)是化能自养菌,由于其生理代谢的奇异性、细胞结构的特殊性以及对氮素循环的重要性,已成为环境工程、微生物以及海洋生物学等领域的研究热点.然而,AAOB未能实现纯培养的现状已成为AAOB代谢途径研究的巨大障碍.近年来兴起的宏基因组技术(Metagenomics)为AAOB代谢途径的研究提供了新手段.采用宏基因组技术,可直接研究微生物群体中某特定微生物基因组的结构与功能,摆脱了传统微生物学研究对纯培养的依赖,使未培养微生物的认识和开发成为可能.本文首先简述获取AAOB宏基因组信息的过程,然后通过比较由传统代谢研究方法和宏基因组技术获得的AAOB代谢途径的研究成果,论述基于宏基因组技术获得的对AAOB代谢的新理解,得出以下结果和结论:1)AAOB的碳素固定途径为乙酰辅酶A途径,碳素固定的还原力来自NADH或者QH2;2)AAOB氮素转化的重要中间产物是NO,而非NH2OH,并提出了以NO为核心的AAOB代谢的改进模型;3)AAOB的ATP合成途径为氧化磷酸化,推测的电子传递途径为N2H4—QH2—细胞色素bc1复合体;细胞色素bc1复合体再将电子用于NO2-还原和N2H4合成.AAOB的宏基因组技术使AAOB代谢途径的研究更具方向性.随着分子生物学理论和技术的不断发展,宏基因组学的升级技术(如宏转录组学、宏蛋白质组学)将为AAOB代谢途径的研究提供新的方法与平台.图3表1参51     

灰色聚类法综合评价滴水湖水系环境质量

将滴水湖水系看作一个灰色系统进行研究,利用灰色聚类理论,以地表水环境标准和富营养化分级标准为基础建立灰类评价体系,确定聚类指标的隶属度和标准灰类的权重,得到各聚类指标对标准灰类的聚类系数,最大聚类系数关联的等级即水体质量等级。2010年,每2周1次对滴水湖水系11个监测点的溶解氧（DO）、化学需氧量（CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、透明度（SD）及叶绿素a（Chl.a）进行监测,取各指标的年均值,建立灰类评价系统。结果表明：滴水湖水源大治河及引水干道随塘河处水质属于Ⅳ类～Ⅴ类,呈富营养化和极度富营养化状态;闸外引水河芦潮引河段水质类型为Ⅲ类,为富营养化水平;闸内引水河道水质总体呈现富营养化状态,水质类型为Ⅲ类;滴水湖湖区水体质量良好,水质类型为Ⅲ类,呈中营养水平。     

地表臭氧增加对黄花夹竹桃和芒果叶片膜脂过氧化程度和保护酶活性的影响

以黄花夹竹桃（Thevetia peruviana（Pers.）k.Schum.）和芒果（Mangifera indica L.）苗木为材料,研究4种臭氧（O3）体积分数[环境大气NF,φ（O3）=10×10-9~20×10-9;低体积分数处理E50,φ（O3）=50×10-9;中体积分数处理E100,φ（O3）=100×10-9;高体积分数处理E200,φ（O3）=200×10-9]下两种植物叶片膜脂过氧化程度、可溶性蛋白质质量分数、可溶性糖质量分数和保护酶活性的变化情况,旨在揭示地表臭氧体积分数升高条件下2种植物生理代谢活动变化机理及响应规律。结果表明：随臭氧体积分数的增加,2种植物丙二醛含量和膜透性均逐渐上升,且与臭氧体积分数呈显著正相关关系,说明两种植物膜脂过氧化程度加剧;低体积分数O3处理时两种植物可溶性蛋白质量分数均逐渐下降,高φ（O3）处理后小幅回升;黄花夹竹桃可溶性糖质量分数逐渐下降,芒果先上升后下降;2种植物的POD活性均显著上升,但上升幅度有较大差异;2种植物的CAT活性均呈先升高再降低的趋势。研究表明,不同体积分数的臭氧暴露下,黄花夹竹桃和芒果均受到不同程度的伤害,芒果对臭氧表现出较强的抗性,黄花夹竹桃对臭氧较敏感。     

污泥和盐渍土混配介质的性质及对5种野生植物生长的影响

将污泥与滨海盐渍土按照不同比例(污泥质量分数分别为0、20%、40%、60%、80%和100%)混配,开展三叶鬼针草(Bidens pilosa)、稗(Echinochloa crusgalli)、荆芥(Schizonepeta tenuifolia)、金叶马兰(Kalimeris indica)和蒲公英(Taraxacum mongolicm)5种野生植物的盆栽试验,研究污泥混配介质的理化性质,污泥比例对植物成活率、叶绿素含量和干质量的影响,以及植物体内各种重金属的累积浓度,探索污泥在滨海区盐渍土中的最佳施用比例,并对野生植物资源进行评价。结果表明,污泥改良滨海盐渍土是可行的,污泥质量分数为20%～60%时,混配介质的理化指标符合CJ/T 340—2011《绿化种植土壤》,Cd、Cu、Zn、Cr、Pb和Ni含量符合GB 15618—95《土壤环境质量标准》中的二级标准,并以60%污泥+40%滨海盐渍土的质量配比效果最佳,该混配介质中植物存活率达100%;三叶鬼针草、稗子、荆芥、金叶马兰和蒲公英是上海市滨海地区优良的植被恢复先锋植物。     

添加小分子有机物对污泥重金属生物沥滤的抑制作用

采用向城市污泥添加小分子有机物后进行生物沥滤,探讨了不同小分子有机物(甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乙醇、水杨酸、草酸、苯甲酸)对生物沥滤过程污泥中pH值、Eh、Cu含量和Zn含量的影响。结果表明,对于污泥中的pH和Eh,不同有机物对其影响程度在整个沥滤过程中大体上相似,即pH值都呈先升后降的趋势,Eh呈先降后升趋势。对不同类型的重金属来说,不同有机物对其影响程度Cu大于Zn,其中Cu的沥出效果从强到弱依次为:对照>苯甲酸>乙醇>草酸>水杨酸>丙酸>甲酸>丁酸>乙酸,而对Zn的沥出效果在整个沥滤过程中相似。总之,整体规律为:醇类化合物和二羧基酸对污泥中的硫细菌的生物沥滤影响不大,而对于结构相似的单羧基有机酸来说,碳链越短,对生物沥滤的影响越大,分子量较高的芳香族有机酸对于重金属的去除也有明显的抑制作用,影响程度随着羧基数目的增加而加剧,但其抑制作用不及小分子有机酸显著。此外,污泥中营养物质TN、TP和TK的释放也受到一定影响。     

Spectroscopy properties and optimization for the detection of mercury（Ⅱ） with series hydroxyl-porphyrins

结合紫外分光光度法研究系列羟基卟啉与汞离子的显色反应,并优化其检测条件.在pH=7.5的条件下,以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为溶剂,加入0.4 mL表面活性剂Tween-80,系列羟基卟啉与Hg2＋发生配位反应,发现其最大吸收峰与卟啉环上（meso）位苯基对位上的羟基数目相关.热力学研究表明,单羟基卟啉化合物对Hg2＋检测效果最好,形成1∶1配位化合物,检测限可达0.042μg.L-1,且在0—50 mg.L-1范围内符合比尔定律.     

黑河流域水汽输送及收支特征

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料对黑河流域的水汽输送和收支特征进行了计算分析,结果表明:西风环流使得源于大西洋和北冰洋的水汽成为黑河流域空中水汽的主要来源,流域内水汽输送以自西向东的纬向输送为主,东边界输出强度强于西边界输入强度,纬向净输入量为负;经向输送为自北向南且在强度上不及纬向输送,北边界输入强度强于南边界输出强度,经向净输入量为正。700 hPa气层流域南部的水汽辐合辐散特征随季节变化显著,冬季为水汽辐散区,夏季为水汽辐合区;流域北部没有明显的水汽辐合辐散特征。全流域多年平均水汽输入量为997.3 km³,输出量为1 046.1 km³,净输入量-48.8 km³,20世纪60年代中期以后流域水汽净输入量呈现增加趋势。黑河流域北部荒漠区年内各季均为水汽输出期,中低层大气(地面~500 hPa)为主要的水汽输出层;南部山区年内6-9月为水汽输入期,低层大气(地面~700 hPa)为水汽输入层,中高层大气(700~300 hPa)为水汽输出层。据大气水平衡原理,黑河流域多年平均蒸发量约为84 km³。     

中国市域旅游综合吸引力指数评价

论文以中国338个市域作为旅游客源地和旅游目的地,测算其旅游吸引力指数。以南京市为例,通过GIS空间可视化并分别划分出5个等级旅游目的地及旅游客源地。结果发现南京不同等级旅游目的地呈距离衰减规律,但同时出现区位跨越现象;南京旅游客源地总体上亦呈现距离衰减规律,但也出现远距离客源地等级甚至比近距离客源地等级要高的现象。笔者把吸引指数模型逆思维推演测算出了中国城市总吸引指数排名,并以可达性为基础,根据旅游目的地城市总吸引指数和旅游规模排名位序是否一致划分出中国城市旅游的发展程度现状10种类型,为城市旅游发展提供比较参考。     

基于时空尺度的中国省级区域能源消费碳排放公平性分析

为深入了解各省级区域能源消费碳排放的差异性和公平性,论文通过对基尼系数内涵的扩展,构建碳排放公平性评价模型,计算1996-2008年能源消费碳排放的生态基尼系数和经济基尼系数,结果表明:从生态角度,能源消费碳排放的不公平程度逐渐减小,但仍然处于"高度不平均"状态;从经济角度,能源消费碳排放的不公平程度先上升后下降,位于"相对平均"区间。同时,提出经济贡献系数和生态承载系数以评价2008年各个省级区域能源消费碳排放的公平性和差异性,利用贡献系数矩阵对各个区域进行类型划分,阐述各个类别的特点,以期为国家制定区域差别化的节能减排政策提供依据,提升应对气候变化的整体能力。     

应用水滑石实时合成分离模拟核素钕

应用水滑石实时合成的方法从高放废液中分离模拟放射性核素钕,通过酸碱滴定、单因素试验及X-射线衍射(XRD)研究确定了最佳分离条件,用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对合成的含钕水滑石的结构、形貌进行了分析. 结果表明:模拟放射性核素钕的最佳分离条件,初始ρ(Nd3+)为150 mg/L,pH为10,n(Mg)/［n(Al)+n(Nd)］为3,在该条件下5次平行试验钕的去除率平均值为96.40%,并且钕嵌入到了水滑石的晶格中,合成的含钕水滑石形貌大多为层状六边形;含钕水滑石煅烧产物主要为尖晶石,煅烧产物中未见氧化钕相,表明嵌入到水滑石晶格中的钕在煅烧后仍存在于尖晶石的晶体结构中.