基于荧光传感器Frex的特性检测水质环境中生物毒性物质

发光菌作为水环境生物毒性监控的有效手段,近年来越来越得到重视.本实验利用基因工程技术,将Frex荧光蛋白重组到大肠杆菌中,并通过测定菌体内NADH水平所引起的荧光强度变化,来监测水体中有毒物质对微生物代谢的影响,从而实现实时毒性监控.实验完成了Frex荧光蛋白在大肠杆菌中的正确表达,研究了培养温度、诱导时间及IPTG浓度等不同条件对Frex融合蛋白表达量和荧光活性的影响.将此重组荧光发光菌初步应用于环境水体中有毒物质的检测研究,选取氯化汞、苯酚、重铬酸钾、硫酸锌等4种国际荧光发光菌生物毒性检测标准物质进行检测,结果表明毒性物质均能对菌体的荧光产生一定的催灭作用.该毒物测试手段分别具有反应速度快和灵敏度高等特性.同时,实验优化了该重组菌应用于生物毒性检测试验的条件,为后续的应用研究提供了一定的实验基础,拓展了荧光发光菌在其他方面的适用范围.     

腐殖酸和半胱氨酸对Shewanella oneidensis MR-1生物转化硫化汞的影响

研究了不同浓度腐殖酸和半胱氨酸条件下,铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1对固态硫化汞的生物溶解和甲基化作用.结果表明,固态硫化汞的生物溶解量随加入腐殖酸浓度的增大而增加,当腐殖酸浓度为10mg/L时,固态硫化汞的溶解量约为3.35mg/L;在腐殖酸浓度为1~5mg/L范围内,S.oneidensis MR-1对硫化汞的生物甲基化率呈上升趋势,在5~10mg/L范围时呈下降趋势,其中生物甲基化率最大值约为10.55%;加入不同浓度半胱氨酸对菌株生物溶解固态硫化汞的影响不明显,但能增加S.oneidensis MR-1对硫化汞的生物甲基汞生成量,加速甲基化反应进程,使硫化汞的生物甲基化率提高至19.23%.该研究为自然水体生态系统中铁还原菌参与固态硫化汞生物溶解及生物甲基化提供了直接证据.     

渔洞水库pH值异常成因分析及水资源保护建议

酸碱平衡失调是渔洞水库水生生态系统失衡的具体表现形式。文章立足工作实际,分析渔洞水库pH值异常变化成因,藻类的生长与N、P的联系,pH值异常变化与藻类优势种群的出现以及藻类与富营养化之间的关系,鲢鱼、鳙鱼控藻利弊。分析认为:保护好渔洞水库水资源需要在水环境的保护上建立长效机制,在水量和水质方面认真、彻底做好相关的工作,切实把预防突发性水污染事件放在突出位置,把有效去除N、P等(特别是P)营养物质,有效遏制水体富营养化的发展作为根本性任务。     

亚致死剂量氯吡嘧磺隆胁迫对斑马鱼典型肝脏代谢物的影响

为获知水环境中亚致死剂量的氯吡嘧磺隆对斑马鱼肝脏的影响,将斑马鱼暴露在亚致死剂量的氯吡嘧磺隆药液中8 d,采用超高效液相色谱与四级杆-轨道离子阱质谱串联对斑马鱼的肝脏代谢物进行分析,采用SIEVE软件将图谱信息转换为含有保留时间、质荷比和相对峰面积的二维数据阵.同时,结合mz Cloud、Human Metabolome Database(HMDB)数据库共鉴定出33种代谢物,包括氨基酸、糖、有机酸等物质.最后,采用SIMCA软件对正离子和负离子模式下的检测结果进行主成分、偏最小二乘法和正交校正的偏最小二乘法分析.主成分和偏最小二乘法结果表明,对照组与处理组在2种检测模式下均存在差异代谢物.为了寻找造成对照组与处理组之间差异的代谢物,对代谢物进行S-Plot分析,结果表明,肌酸酐、牛磺酸、多巴胺和5b-胆甾醇硫酸酯组间差异最大(p0.01).4种代谢产物可作为斑马鱼在氯吡嘧磺隆亚致死剂量胁迫下肝脏代谢异常的潜在标记物.     

城市景观水体甲基汞的形成机制及微宇宙模拟研究

汞对环境的危害已经成为研究热点之一,尤其是水体底泥作为污染物的主要储蓄库,其对水质以及生物的影响研究非常重要.本文以合肥市景观水体为研究对象,调查分析底泥中无机汞和甲基汞的污染现状,并采用微宇宙试验模拟"底泥-水-草-鱼"生态系统中无机汞和甲基汞的转化过程及其甲基汞的富集机制.结果表明,合肥市景观水体10个底泥样品中无机汞和甲基汞含量范围分别在11.74~13.12μg·kg~(-1)和0.37~2.23μg·kg~(-1)之间.微宇宙模拟试验显示,随着培养时间增加,底泥中无机汞含量逐渐减小,甲基汞含量先增加后递减至平衡;水体中无机汞和甲基汞含量均呈递增趋势;水蕴草和草金鱼中无机汞的含量呈先增长后下降趋于平衡趋势,但总量较小,而水蕴草和草金鱼对甲基汞均具有较高的富集能力,其中,草金鱼(身)对甲基汞富集能力最强,其富集系数也最大.     

六叉河小流域不同景观结构中径流磷形态差异分析

选取巢湖六叉河小流域,研究了流域内不同类型景观降雨产流过程中径流磷素的形态差异.结果表明,旱地径流中总磷、溶解性总磷、颗粒态总磷、总活性磷、颗粒态活性磷的浓度最高,水稻田次之,河道中最低.颗粒态磷是旱地和水稻田磷索输出的主要形态,颗粒态活性磷占总活性磷的80%以上;而河道径流中各种磷形态浓度值均较低,总磷浓度均值在0.4mg·L-1以下,磷素输出以溶解态磷为主.磷素由旱地经过水稻田向河道传输过程中,颗粒物浓度显著下降,河流中颗粒态磷浓度降低至50%左右,活性组分浓度显著降低.由水塘、沟渠等组成的多水塘系统不仅降低了磷素输出的总量,而且对活性磷有较强的削减作用,在非点源流域控制及水源地水质保护方面有重要意义.     

黔中地区不同林龄马尾松小气候特征研究

以黔中地区不同林龄马尾松人工林为研究对象,采用时空替代法,选取农田（对照）、林窗、中林龄、近熟林、成熟林和过熟林6个样地,每月选择代表日分时段测量光照强度、光通量密度、气温、相对湿度、蒸气压亏损和风速等小气候指标,同时对样地内不同垂直高度（0.5,1.0和1.5m）观测指标进行比较.结果表明：（1）除风速随测量高度变化（1.5m > 1.0m > 0.5m）差异极显著外（P<0.01）,其余观测指标随测量高度均无显著差异（P>0.05）.（2）观测时段内,不同林龄马尾松林小气候均存在显著性差异（P<0.05）,其中光照强度、光通量密度、气温、蒸气压亏损和风速变化为农田 > 林窗 > 马尾松林;相对湿度变化为马尾松林 > 林窗 > 农田.（3）与农田相比,马尾松林分别降低了光照强度、光通量密度、气温、蒸气压亏损和风速的917.36%、837.35%、5.33%、30.77%、193.58%,增加了6.39%的相对湿度,具有显著的遮阳降温、增湿保湿、维持林冠下小气候稳定的作用.在演替前期,抵挡阳光和风速的效果明显,而在后期,降温增湿以及保湿效果显著.舒适度评价显示,除冬季外,黔中地区马尾松林可发挥良好的森林康养和游憩生态功能.     

矿区农田施用木炭和硫酸亚铁对水稻吸收累积镉砷的影响

通过田间小区试验,文章研究了矿区土壤连续2年施用木炭和硫酸亚铁对水稻吸收累积镉、砷的影响,测定不同处理条件下土壤重金属形态和水稻各器官重金属含量。结果表明:施用木炭和硫酸亚铁可以促进水稻的生长发育,增加水稻产量。添加木炭可以提高土壤pH,显著降低土壤中有效态镉含量,其最大降低幅度2016年为10.2%,2017年达到33.1%;添加硫酸亚铁处理可以显著降低土壤中有效态砷含量,其最大降低幅度2016年为34.2%,2017年达41.7%。添加木炭处理能显著降低水稻籽粒中镉含量,但是会增加籽粒中砷含量;叶面喷施硫酸亚铁能显著降低水稻籽粒中镉含量,同时也能降低水稻对于砷的吸收。     

河流污染治理任务路线图制定方法及其在海河流域的应用

针对河流水污染治理的长期性、复杂性和系统性要求,参考技术路线图的制定原则和一般步骤,吸纳制定重要领域科技路线图的系统方法,从需求分析、任务布局、特征目标界定、实施阶段和技术重点等方面,建立了制定河流治理路线图的一般方法,并在海河流域开展应用研究,分析了海河流域河流水污染治理的问题和需求、确定了治理的战略任务,确立了水污染治理的特征目标,提出了海河流域河流水污染治理的路线图,为流域河流污染治理和生态修复提供前瞻性的战略指导和支撑.     

环境水体中无机砷现场分析方法研究进展

砷是一种环境中普遍存在的类金属元素,并与人类健康息息相关.砷被列为一类致癌物,地下水中砷导致的慢性中毒是全球性健康问题.环境水体中砷的形态多样和毒性不尽相同,且在采样和运输过程中易于转化,而使实验室分析结果出现误差.因此开发砷的现场分析方法和获得准确的数据是研究砷的形态转化和生物吸收过程和准确判断其毒性的基础.在过去的几十年中,砷的实验室内分析方法迅速发展并逐渐成熟,但砷的现场分析仍然存在着巨大的困难和挑战.总结归纳了近10年来（2011~2022年）环境水体中砷分析方法相关的综述,讨论了砷的比色法、发光法和电化学法等现场分析方法的研究进展,并展望未来环境水体中砷现场分析方法的发展方向,为新方法的建立与应用提供参考.