背角无齿蚌硒谷胱甘肽过氧化物酶基因的克隆及2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚和五氯苯酚对其表达的影响

硒谷胱甘肽过氧化物酶(SeGPx)是一类广泛存在于生物体内的重要抗氧化酶,SeGPx可将有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜结构及功能不受过氧化物干扰和损害.为了探讨2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)和五氯苯酚(PCP)对背角无齿蚌(Anodonta woodiana)的胁迫效应,本研究克隆出AwSeGPx全基因序列,分析2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP对AwSeGPx表达的影响.AwSeGPx的cDNA序列全长870 bp,开放阅读框为585 bp,编码195个氨基酸.推导的AwSeGPx蛋白序列包括GPx家族标签序列(68LGFPCNQF75)和活性位点序列(156WNFEKF161)、一个典型终止密码子(165TGA167)编码的硒代半胱氨酸(U44)、酶催化活性相关保守氨基酸位点:谷氨酰胺(Q74)、精氨酸(R94和R151)和色氨酸(W156).在相同浓度条件下,PCP对背角无齿蚌毒性效应大于2,4-DCP和2,4,6-TCP.与对照组相比,浓度60、120、240、480和960μg·L-1的2,4-DCP处理后肝胰腺AwSeGPxmRNA水平增加了1.79倍以上(P<0.05);浓度100、200、400和800μg·L-1的2,4,6-TCP处理后AwSeGPxmRNA水平增加了1.01倍以上(P<0.05);浓度20、40、80、160和320μg·L-1 PCP处理能够显著诱导AwSeGPx的表达.以上结果表明,2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP处理对背角无齿蚌肝胰腺中AwSeGPx表达具有明显的诱导作用,这种诱导效应与动物提高过氧化物的还原能力和增强环境的耐受能力密切相关.     

酸雨对植物光合作用影响的研究进展

随着近年全球酸雨污染程度加重,酸雨对植物的影响受到国内外学者广泛关注。光合作用既是植物生物量和生态系统初级生产量形成的物质基础,也是影响植物生长发育的重要生理过程,因此研究酸雨对植物光合作用影响意义重大。综述了近年有关酸雨对植物叶片形态结构、叶绿体微结构、不同生态型、生活型和不同生育期植物净光合速率的影响,以及不同酸雨组成与复合污染对植物净光合速率影响的相关报道;并从气孔参数、光合色素、叶绿素荧光参数和叶绿体微结构等方面分析酸雨对植物光合作用影响的机制。结果表明:酸雨对植物光合作用器官叶片的影响由外向内递进,由结构向功能延伸;酸雨对植物的胁迫效果存在生态型与生活型差异;在作物不同生育阶段,酸雨对孕穗期影响最为明显;不同成分酸雨对植物影响存在差异,且硝酸型或混合型酸雨对植物的影响大于硫酸型酸雨。     

温度和pH对厌氧微生物转化合成气定向产乙酸的影响

通过间歇实验研究不同恒定pH(9和10)和温度(室温20℃和中温37℃)对微生物转化CO/H_2/CO_2定向制乙酸的转化率、产物组分、选择性、长期稳定性的影响。结果表明:pH为9相比于pH为10更有利于微生物转化合成气定向产乙酸,中温和室温条件均适于微生物转化合成气定向制取乙酸。实验优化条件下得到的乙酸浓度分别为7326. 7mg/L(pH 9,中温)和7149. 6 mg/L(pH 9,室温),占总挥发性有机酸(TVFA)的比例分别为77. 2%和83. 8%。根据间歇实验结果,采用连续实验来考察合成气产酸的稳定运行与合成气通入负荷对合成气定向转化乙酸的影响。结果表明:随着合成气通入量的增加,CO和H_2的转化率均在90%以上;但中温反应器在运行过程中会有甲烷的生成,并且随着通气量的增长,甲烷含量不断增加。因此,室温pH恒定为9的发酵条件更适宜微生物利用合成气定向制取乙酸,在此条件下微生物转化合成气高效定向制取乙酸具有长期稳定运行的可行性。     

中国地区间跨界污染治理的两阶段多边补偿机制研究

近年来,以雾霾、河流污染等为代表的跨界污染问题严重影响了我国经济社会的可持续协调发展。本文将跨界污染治理视为典型的地区间外溢性公共品,从公共经济学的视角出发,分析了我国地区间跨界污染治理的种种困境,并通过构建两阶段多边博弈模型,探讨了补偿机制的可行性。本文首先构建了一个跨地区的污染模型,通过中央政府干预或不干预的博弈分析发现,当污染存在地区内部及跨地区的外溢性时,如果中央政府不介入而由企业自行设定产出水平,那么企业的污染排放水平将超过社会有效率的水平。在此基础上,本文进一步构建了一个两阶段多边补偿机制博弈模型,即由中央政府设计一个地区内部企业与居民之间以及跨地区之间的补偿机制,来解决以上的无效性问题。结果显示,当企业支付的补偿金额取决于居民设定的补偿系数,而居民得到的补偿金额又取决于企业设定的补偿系数时,相互影响的博弈关系使得企业和居民从自身的利益出发,将补偿系数设定在企业污染对于居民边际损害的水平,从而企业生产水平会达到有效状态,两阶段多边补偿机制实现了有效的污染排放。本文在庇古税思想的基础上,通过放松庇古税对外部性相关信息的强假设,构建了一个两阶段多边补偿机制,即由企业缴纳庇古税后,中央将征收的庇古税补偿给居民,这样不仅内部化了企业污染给居民造成的负外部性,还进一步平衡了地区间的跨界污染治理问题。     

ADM1模型对生物强化厌氧产甲烷体系的模拟

利用厌氧消化1号模型（ADM1）对高氨氮条件下生物强化促进厌氧消化产甲烷体系进行模拟,对原始ADM1参数进行修正,进而对修正模型进行验证.基于生物强化对厌氧消化产甲烷过程影响的实验数据,结合敏感度分析及参数意义,提出3种假设,选择乙酸半饱和系数（ks_ac）、最大比乙酸降解速率系数（km_ac）和氨氮抑制参数（KI_NH3,_Xac）对原始ADM1进行修正.模拟结果表明,3种修正模型均可对生物强化过程进行较准确的描述,其中,修正km_ac后的模型（ADM1_km_ac）对甲烷产量和挥发性脂肪酸的拟合优度最高（R² > 0.87）,说明在此过程中对km_ac的修正更有意义.模型验证表明,修正后的ADM1_km_ac模型可对生物强化技术强化厌氧消化产甲烷过程进行描述、分析及预测.     

酸雨对全生育时期水稻叶绿素荧光的影响

酸雨是全球关注的重大环境污染问题之一,中国亦继西欧和北美之后,成为当今世界第三大酸雨区。光合作用是植物生物量和作物经济产量形成的生理基础,叶绿素荧光常用来判断逆境胁迫对植物光合作用造成的伤害。有研究表明,酸雨会对植物叶绿素荧光造成影响,然不同生长阶段植物对逆境的抵抗能力亦存在差异,采用模拟酸雨（酸雨 pH 值梯度为4.5、3.5、2.5）或模拟天然降水持续胁迫（每隔3天喷施1次）水稻（Oryza sativa）（从幼苗期至灌浆期）,利用原位无损伤叶绿素荧光测定技术（德国Walz公司PAM-210脉冲调制式荧光仪）分别探测和分析幼苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期水稻叶片（处理组和对照组）,研究酸雨对全生育期水稻叶绿素荧光的影响,相关研究未见报道。结果表明,与CK相比,pH 4.5酸雨使幼苗期和孕穗期初始荧光（Fo）显著提高了7.69%、8.84%,使幼苗期、分蘖期和孕穗期非光化学猝灭参数（qN）显著提高了8.64%、4.86%、6.09%,使幼苗期和孕穗期最大光化学量子产量（Fv/Fm）,PSII电子传递速率（ETR）,实际原初光能捕获效率（ΦPSII）,光化学猝灭参数（qP）显著降低,幼苗期、孕穗期降幅依次为Fv/Fm（3.01%、6.88%）、ETR（8.40%、10.24%）、ΦPSII（8.39%、12.23%）、qP（3.79%、12.55%）;pH 3.5、pH 2.5酸雨不同程度地显著降低了各生育时期Fv/Fm、ETR、ΦPSII、qP,幼苗期和孕穗期qN,显著提高了各生育时期Fo,且随酸雨pH值降低,变化幅度增大。同时,pH 4.5或pH 3.5酸雨持续胁迫下,水稻受到伤害大小规律为灌浆期＆lt;幼苗期＆lt;分蘖期＆lt;孕穗期;pH 2.5酸雨持续胁迫下,水稻受到伤害大小规律为分蘖期＜幼苗期＜灌浆期＜孕穗期。总之,酸雨胁迫强度与水稻叶绿素荧光参数存在剂量-效应关系,酸雨持续胁迫会对不同生育时期水稻光合作用造成影响,并且不同生育时期水稻光合作用对酸雨胁迫敏感性存在差异,这些是评价酸雨胁迫对植物影响时需考虑因素。     

微生物燃料电池回收氨氮合成微生物蛋白研究

基于微生物燃料电池(MFC)对有机废水中的氨氮进行回收,回收效率可达41.3%,同时产生95.5J的电能;在MFC体系中,氨氮迁移规律符合Levenberg-Marquardt方程(R²>0.95).进一步将回收的氨氮协同CO₂通过氢氧化细菌合成微生物蛋白,固碳效率为1.1LCO₂/(L·d),细胞干重产量为2.41g/L,蛋白质含量为49.4%,氨基酸的产量为1.19g/L.本实验产出的微生物蛋白的氨基酸含量高于斑鰶鱼,氨基酸种类多于市场植物蛋白饲料,具有较强的市场竞争力和实际应用潜力.本系统可协同转化CO₂和氨氮合成蛋白,提供绿色可持续的蛋白供应源,助力实现碳中和的目标,对有机废水资源化利用产生积极的推动作用.