非金属矿物粉尘表面电性及其生物学危害作用探讨

在前人对矿物粉尘在不同介质中其表面活性基团的特征（表面电性、生物活性）以及由此引起的生物学危害作用机理研究的基础上,对一些非金属矿物粉尘的表面电性特征及其变化进行了系统研究,结合生物化学及分子细胞生物学理论,对矿物粉尘表面电性特征引起的生物学危害作用（致病）机理进行了探讨．结果表明,在矿物粉尘致病总毒性原因构成上,除其纤维形态特征和持久性外,其表面电性特征是不可忽视的重要因素．     

面包酵母菌对Pb2+和Cd2+单双重金属离子体系的吸附效果

为了探讨灭活面包酵母菌对Pb2+、Cd2+的单、双重金属离子体系(以下简称双离子体系)的吸附效果及影响机制,选择灭活面包酵母菌为吸附剂,对Pb2+、Cd2+的单离子体系和Pb2+-Cd2+双离子体系吸附动力学过程和等温吸附效果进行研究.结果表明,不同离子体系中,在相同初始浓度情况下,面包酵母菌对Pb2+的吸附量总是大于对Cd2+的吸附量.试验条件下,面包酵母菌对Pb2+、Cd2+的单离子体系和Pb2+-Cd2+双离子体系等温吸附符合Langmuir模型,最大吸附量qmax分别为0.414 9 mmol/g、0.346 8 mmol/g和0.488 5 mmol/g.SEM/EDS分析表明,Pb2+、Cd2+被吸附到菌体上,造成菌体变形或出现破裂,并使内部物质外泄,这可能是吸附进行一定时间后出现二次吸附过程的主要原因.灭活面包酵母对Pb2+和Cd2+具有良好的吸附效果,对Pb2+-Cd2+双离子体系的吸附,离子间的点位竞争和联合毒性作用是影响体系总体吸附效果的重要因素.     

生物矿化在重金属污染治理领域的研究进展

生物矿化通过生物代谢影响金属及类金属物质的形态分布,进而改变金属及类金属物质的生物有效性及毒性,在环境污染治理领域成为研究热点.文献计量学结果显示,2007—2017年生物矿化研究以微生物为主要对象,在纳米颗粒物和矿区修复等方面形成热点,并在环境学、生物学、化学和工程学等领域形成交叉学科.结合典型矿化菌与重金属间的矿化关联规律和微界面反应对微生物矿化中重金属的钝化机制进行归纳:①依据矿化菌与矿化产物的关联性对矿化菌进行分类,从碳酸盐、铁锰氧化物、硫化物和磷酸盐4类矿化产物角度汇总了碳酸盐矿化菌、铁锰氧化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌的代表微生物;②矿化菌通过诱导矿化的方式固定重金属离子,其中碳酸盐矿化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌可以直接促进金属矿物的形成,铁锰氧化菌生成的矿物间接吸附金属离子;③微生物矿化是由外及内的过程,细胞壁及胞外多聚物具有丰富基团,在矿化初期提供吸附和成核位点,原生质体也可以提供矿化场所,在矿化中后期继续固定游离离子.但是,由于微生物复杂的细胞结构及独特的生理习性,矿化过程的微界面反应机制研究尚显不足,需要利用生物学、矿物学、环境科学等领域的先进技术进一步的探索;同时也应开展宏观生态水平的生物矿化研究,并结合实际问题完善生物矿化在环境污染治理中的理论,为重金属污染地区的治理提供新的思路和技术.      

3株常见细菌胞外氨基酸对方解石表面性质的影响

文章以土壤-空气-人体中3株常见细菌为研究对象,采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)对3株细菌胞外氨基酸主要组分进行定性定量分析,在此基础上,考察了常见细菌胞外氨基酸对大气可吸入矿物细颗粒-方解石表面性质的影响。结果表明:3株细菌主要氨基酸组分为组氨酸、精氨酸、酪氨酸和胱氨酸;4种氨基酸对方解石都有不同程度的溶蚀作用,影响程度取决于氨基酸的功能、分子结构和添加量。3株常见细菌对方解石作用效果为金黄色葡萄球菌大肠杆菌硅酸盐细菌,由此推断方解石细颗粒物从土壤迁移到空气,再迁移到人体,毒性依次减弱,为建立可吸入矿物细颗粒环境和健康影响评价体系具有重要意义。     

固定化耐辐射奇球菌对锶柱吸附与减量化研究

该研究采用海藻酸钠(SA)及聚乙烯醇(PVA)-SA 2种固定化载体包埋固定耐辐射奇球菌(Deinococcus Radiodurans)探讨固定化耐辐射奇球菌颗粒及其填充柱对锶的吸附、洗脱效率与减量化效果。结果表明:菌体含量为5%的SA与菌体含量为10%的PVA-SA固定化耐辐射奇球菌颗粒均有较好的机械强度;2种固定化颗粒制备的填充柱对锶离子均具有较高的吸附率,最高可达98%,洗脱率平均在90%以上;FTIR结果表明SA比PVA-SA固定化载体能提供更多的锶离子结合基团,从而具有更高的吸附率;灰化减量化结果表明SA比PVA-SA固定化载体有更大的减重比,可达1 650倍。综合结果表明SA固定化耐辐射奇球菌颗粒填充柱有更好的应用前景。     

氮源对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧印刷线路板覆层铜的影响研究

采用摇瓶实验,在170rpm、30℃下,以氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)SW-02为浸提菌株,研究氮源对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧印刷线路板覆层铜的影响。分析发现,以(NH4)2SO4作为氮源含量为1g/L时,浸提84h后铜浓度达到2.73g/L,铜的浸出效率较好。而采用(NH4)2HPO4作为氮源替代(NH4)2SO4,(NH4)2HPO4加入量在1g/L时效果较好,浸提84h后铜浓度达到3.52g/L。当(NH4)2HPO4在2g/L及以上时,会抑制细菌生长,导致浸出效率降低。实验结果表明,以(NH4)2HPO4作为氧化亚铁硫杆菌生长所需氮源,其浸出废旧印刷线路板覆层铜的效果优于(NH4)2SO4,最佳含量为1g/L。     

碱溶液中DMPO-OH加合物EPR信号形成研究

为考察碱溶液中DMPO-OH加合物的形成情况及其影响因素,以NaOH溶液为对象,利用EPR（electron paramagnetic resonance,电子顺磁共振）技术,通过DMPO（5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物）自旋捕获,对不同条件下NaOH溶液中DMPO-OH加合物的形成及变化规律进行研究,探讨DMPO-OH加合物的生成过程及降解过程反应机制.结果表明:①将DMPO添加到碱溶液中后,在EPR内检测到典型的DMPO-OH四重特征峰（1:2:2:1）,说明碱溶液中形成了DMPO-OH加合物.②紫外光激发下,碱溶液体系能产生更强的DMPO-OH加合物特征信号,暗反应体系次之,可见光条件下最弱.③体系中DMPO-OH加合物的生成与碱溶液浓度密切相关,当c（NaOH）由0.001 mol/L增至2 mol/L时,DMPO-OH加合物的EPR信号峰呈先增后减最终几乎消失的变化趋势.④紫外光照时间对体系中DMPO-OH加合物的存在影响显著,随着光照时间的延长,DMPO-OH加合物的浓度并没有逐渐增高,而是更加倾向于逐渐降低的趋势,这可能是由于形成的DMPO-OH加合物在短时间内被淬灭或分解.⑤碱溶液中DMPO-OH加合物的生成过程为瞬态过程,降解过程占主导,并且紫外光在其生成及降解过程中发挥了重要作用.研究显示,当c（DMPO）为350 mmol/L、c（NaOH）为0.1 mol/L、紫外光照时间为15 min时,碱溶液中DMPO-OH加合物的EPR信号最佳.      

微生物与放射性核素相互作用的研究进展

利用微生物处理放射性废物正日益引起人们的关注,是对现有核素固化方法的新的补充及探索,也是极有应用前景的新尝试。用微生物菌体作为生物处理剂,富集回收存在于水溶液中的铀等放射性核素,效率高,成本低,耗能少,而且没有二次污染物。通过微生物的吸附富集核素作用,可以实现放射性废物的减量化目标,为核素的再生或地质处置创造有利条件。文章综述了目前国内外利用微生物进行放射性核素处理的研究进展。     

U(Ⅵ)胁迫下碎米莎草体内抗氧化系统响应特征

采用水培方式研究了铀尾矿库土著优势植物——碎米莎草不同生长期各部位在不同质量浓度铀〔U(Ⅵ),记为U〕溶液胁迫下w(SP)(SP为可溶性蛋白)、C_MDA(丙二醛含量)以及SOD(superoxide dismutase,超氧化物歧化酶)、POD(peroxidase,过氧化物酶)、CAT(catalase,过氧化氢酶)、ATPase(三磷酸腺苷酶)活性的变化. 结果表明,ρ(U)≤250 mg/L时,碎米莎草各部位SOD、POD、CAT活性在整个生长阶段均受到显著诱导(P＜0.05),而C_MDA、ATPase活性与对照组相比无显著差异(P＞0.05);ρ(U)≥750 mg/L时,SOD、POD和CAT活性与对照组相比显著降低(P＜0.05);ρ(U)达到1 000 mg/L以上时,与对照组相比,降低趋势更显著(P＜0.01),而ATPase活性受到显著诱导(P＜0.05),C_MDA在幼苗期显著增加(P＜0.05),膜脂过氧化损伤程度严重. 表明碎米莎草对铀胁迫的生理响应中,以根系SOD、C_MDA的响应最为敏感.      

啤酒酵母菌对溶液中锶离子的吸附行为

利用废弃啤酒酵母菌为生物吸附剂,考察了pH、啤酒酵母菌加入量、锶离子初始浓度、吸附时间等对锶离子吸附行为的影响,并通过红外光谱分析探讨了吸附机制.结果表明:(1)在吸附温度为25℃、pH为4.5、啤酒酵母菌加入量为2.0 g/L、锶离子初始质量浓度为10.0 mg/L、吸附60 min的条件下,啤酒酵母菌对锶离子的吸附基本达到平衡.(2)啤酒酵母菌对锶离子的吸附较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,且以Langmuir吸附等温式拟合效果更优.在吸附温度为25℃、pH为4.5、啤酒酵母菌加入量为2.0 g/L、吸附时间为180 min、锶离子初始质量浓度为5.0～250.0 mg/L的条件下,啤酒酵母菌对锶离子的理论饱和吸附量为29.67 mg/g.(3)啤酒酵母菌吸附锶离子前后的红外图谱显示.部分吸收峰发生了位移并且透过率改变.推断在啤酒酵母菌吸附锶离子的过程中,锶离子先与NH2和酰胺基团中的N原子进行配位络合,随后被络合了的锶作为成核位点再吸附更多的锶离子在表面.此外,蛋白质特征谱带--酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带吸收峰的透过率也发生变化,可能是啤酒酵母菌蛋白质上的官能团也结合了锶离子.