Effects of pre-oxidation and adsorption on haloacetonitrile and trichloronitromethane formation during subsequent chlorination

In this study, the effects of pre-oxidants permanganate (PM), persulfate (PS), hydrogen peroxide (PO), and ozone (OZ)) and/or adsorption on pseudoboemite-chitosan shell magnetic nanoparticles (ACMNs) on haloacetonitrile (HAN) and trichloronitromethane (TCNM) formation from aspartic acid (Asp; positive charge) and/or histidine (His; negative charge) were compared. Asp and His apparently do not interact in aqueous solution during chlorination. Asp and/or His can undergo partially oxidation by PM, but are recalcitrant to direct oxidation by PS and PO. Pre-oxidation with OZ decreases the formation of HANs but increases the formation of TCNM. ACMN prefers to adsorb Asp over His in the competitive sorption of coexisting Asp and His because of attractive electrostatic interactions. The rank order for the effect of the pre-oxidants and ACMN adsorption on dichloroacetonitrile and trichloroacetonitrile formation is OZ and ACMN adsorption > PM and ACMN adsorption > PS and ACMN adsorption > PO and ACMN adsorption; that for the effect of the pre-oxidants and ACMN adsorption on TCNM formation is PM and ACMN adsorption > PS and ACMN adsorption > PO and ACMN adsorption > OZ and ACMN adsorption. The favored adsorption of Asp over His by ACMN is weakened by pre-oxidation.

     

The effect of γ-Fe2O3 nanoparticles on Escherichia coli genome

Extensive production and application of γ-Fe₂O₃ magnetic nanoparticles (MNPs) has increased their potential risk on environment and human health. This report illustrates a genetic impact of γ-Fe₂O₃ magnetic nanoparticles (MNPs) on Escherichia coli (E. coli). After 3000-generation incubation with MNPs addition, obvious genomic variations were revealed by using repetitive extragenic palindromic PCR (rep-PCR) DNA fingerprint technique. The physicochemical interactions between MNPs and bacteria could be responsible for such genomic responses. It was revealed that Fe³⁺ concentration increased in the medium. Transmission electronic microscopy (TEM) and flow cytometry (FCM) analysis consistently demonstrated the occurrences of adsorption and membranes-internalization of MNPs outside and inside cells. Both increased Fe³⁺ ion and the uptake of MNPs facilitated Fe binding with proteins and DNA strands, resulting in enhancing the mutation frequency of E. coli. Our results would be of great help to assessing the potential impact of MNPs on human and environment.     

青鳉鱼的行为特征提取研究

采用生物行为传感器获取青鳉鱼的行为数据时,青鳉鱼个体差异会导致采集到的原始电信号在时空特性下完全不同。重要的行为特征往往被隐藏在原始信号中,传统的信号处理方法无法实时而有效地提取到这些特征。针对这个问题,观察并记录了暴露实验前后青鳉鱼的行为变化,提出了一种可以高效表征行为特征的直方图统计算法。实验结果表明,该方法能够准确对应人眼观测到的暴露实验前后鱼的行为变化趋势,同时也为后续异常行为识别提供一定的支持和参考。     

虚拟模板分子印迹微球的制备及其对水中微囊藻毒素的吸附性能

本文以L-精氨酸为模板、丙烯酰胺(AM)为单体,N, N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂以及偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用沉淀聚合法制备了微囊藻毒素分子印迹聚合物.采用量子化学密度泛函理论(DFT)模拟计算以确定模板分子(L-精氨酸)与功能单体(AM)的印迹比例,通过扫描电镜和红外吸收光谱对分子印迹聚合物微球进行表征,并利用平衡吸附实验考察了印迹微球对微囊藻毒素的吸附性能.结果表明,本虚拟模板法制备的印迹微球对MC-LR的吸附符合Langmuir模型,线性拟合得出MIPs的线性回归方程为Ce/Q=3.026×10-4+0.125(r=0.991),由此推导出对MC-LR的最大表观吸附量为80.3 μg·g-1.实验还表明,印迹聚合物对MC-LR和MC-RR的吸附比非印迹聚合物具有更好的选择性,MIPs对MC-LR的初始吸附速率为58.8 μg·g-1·min-1,大于非印迹聚合物的初始吸附速率19.6 μg·g-1·min-1,具有选择性富集水体中MC-LR和MC-RR等微囊藻毒素的应用前景.     

两种富营养化水体对植物生长及光合荧光特性的影响

采用水培方法,研究水芹（Oenanthe javanica）、美人蕉（Canna indica）、菖蒲（Acorus calamus）在两种富营养化水体中生长、部分光合荧光特性的变化,结果表明：（1）营养盐对水芹、美人蕉株高、根长有显著影响,2种植物在低营养盐水体（L）中株高、根长增长率显著低于高营养盐水体（H）,生物量亦表现为L组〈H组,而菖蒲在2种水体中株高、根长,生物量等无显著差异（p〈0.05）;（2）水芹、美人蕉叶片的叶绿素a（Chla）,叶绿素b（Chlb）在L组中含量低,在H组中含量高,w（Chla）/w（Chlb）则随营养盐浓度的升高而降低。菖蒲叶片Chla,Chlb,Car、w（Chla）/w（Chlb）在两实验水体中无显著差异;（3）水芹、美人蕉叶片的Fv/Fm,Yield,qP,re,t,max值及其饱和光强随营养盐浓度的降低而显著降低,qN值变化趋势正好相反,表明在低营养盐水体中,两种植物光系统II（PS II）光能转换效率显著下降,且PS II将吸收过剩的能量通过热耗散的形式释放,以保护自身组织免受过剩光的损害,体现了两种植物在营养盐缺失下的自我保护机制,而菖蒲叶片Fv/Fm,Yield,qP,qN以及快速光响应曲线在L组、H组中均显著差异（p〉0.05）,表明在本文设定的营养盐浓度范围内,菖蒲叶片的光合作用能力未受到显著影响。     

施垃圾堆肥拌CaCO3对蔬菜中重金属的累积影响

垃圾堆肥拌施ＣａＣＯ３对蔬菜中重金属的累积效应试验结果显示：单施垃圾肥会增加蔬菜中重金属的累积量,但若施垃圾堆肥同时拌施ＣａＣＯ３（按施垃圾堆肥量的０．５％或１％）,则可有效地降低蔬菜中重金属的累积水平．与单施垃圾堆肥相比,拌施ＣａＣＯ３能使番茄中Ｐｂ含量下降２９％－４１％;Ｃｒ下降５％－４６％,Ｃｄ下降９％－４２％;Ｃｕ下降２％－２４％;ＡＳ下降４％－６０％;有的元素如Ｐｂ和Ｃｄ甚至能降到本底值（即不施垃圾肥者）以下。青菜中Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｓ的含量下降较明显。试验还显示：施垃圾堆肥拌施ＣａＣＯ３,土壤中重金属可提取总量低于单施垃圾堆肥者。     

太湖梅梁湾附生细菌和游离细菌群落结构分析

细菌是浮游藻类群落结构重要的生物调节因子之一.采用PCR-DGGE技术研究太湖梅梁湾水域的菌群结构,主要分析水华发展阶段和暴发阶段该水域附生细菌和游离细菌的群落结构,以获得富营养化水体更丰富的微生态信息,探讨附生细菌和游离细菌在水华过程中可能具有的重要生态功能.结果表明,附生菌群结构简单,具有较高的时空稳定性,是水华发展阶段的优势菌群,其优势种群主要为α-proteobacteria和γ-proteobacteria;比较而言,游离菌群具有明显的时间差异性,水华发展阶段的种群多样性非常低,水华暴发阶段的则相当高,从而成为这一时期的优势菌群,以Actinobacteria和α-proteobacteria为主.此外,在水华发展与暴发阶段均发现淡水水体中较为罕见的SAR11种群,且这类细菌在附生菌群和游离菌群中均可检测到.     

青霉素G钾在蔬菜地土壤中的降解动力学研究

为确定青霉素G钾(penicillin G potassium,PG)在土壤中的半衰期和降解动力学,选择灭菌与未灭菌、施肥与未施肥蔬菜地土壤作为基质,研究了PG在不同基质中的降解曲线,并拟合了降解动力学方程。结果表明,PG在蔬菜地土壤中的半衰期为1.61～1.67 d,最终降解率均达到99.7%以上,但PG不会完全降解,仍会以较低的水平(21～73μg·kg-1)在土壤中长期存在。降解动力学方程拟合结果表明,PG的初始浓度会对降解速率产生影响,初始浓度越高,降解速率越快。在灭菌与未灭菌土壤中降解曲线显示其降解过程受生物和非生物作用共同影响,但添加有机肥的降解过程和未添加组没有显著差异。由于PG在土壤中不能被完全降解,从而增加了诱导抗性基因产生及转移的风险。     

水中微量甲基膦酸类化合物的树脂富集与GC／MS分析

本文使用三种阴离子交换树脂（即大孔弱碱型Ｄ－３０１－Ｒ,强碱型Ｄ－２９６,２０１Ｘ７）柱对水中微量甲基膦酸类化合物的富集方法进行了研究。含磷毒剂降解产物的水样用气相色谱／质谱法进行定性定量分析。结果表明,Ｄ－３０１－Ｒ阴离子交换树脂柱对甲基膦酸的富集回收率高于６０％。     

泡囊丛枝菌根对红三叶草根际土壤磷酸酶活性的影响

以三叶草为材料,利用三室隔网培养方法,研究了缺磷土壤上施用植酸时接种３种泡囊丛枝菌根真菌（Ｇｌｏｍｕｓ ｍｏｓｓｅａｅ,Ｇｌｍｏｕｓ ｖｅｒｓｉｆｏｒｍｅ,Ｇｉｇａｓｐｏｒａ ｍａｒｇａｒｉｔａ）对根际土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性的影响。三叶草生长６０ｄ后,收获测定距根表不同距离土壤中的磷酸酶活性,结果表明,接种菌根真菌增加了根际土壤酸性和碱性磷酸酶活性,Ｇｉｇａｓｐｏｒａ ｍａｒｇａｒｉｔａ菌