二氧化硫对心肌细胞线粒体损伤的分子机制探讨

采用Wistar大鼠作为模型进行整体动物动式吸入染毒,在大鼠吸入不同浓度SO2(0、7、14、28 mg·m-3,7 d,6 h·d-1)后,采用荧光定量PCR技术检测心肌细胞中由线粒体DNA(mtDNA)编码的细胞色素C氧化酶和ATP合酶的几种亚基及调控线粒体呼吸链组分的核转录因子PGC-1α、NRF-1和mtTFA的mRNA水平.结果发现,SO2染毒后,随着SO2浓度的升高,大鼠心肌中细胞色素C氧化酶3种亚基(CO1、CO2、CO3)和ATP合酶两种亚基(ATP68)mRNA表达水平均显著降低,调控基因PGC-1α、NRF1和mtTFA的mRNA表达水平也显著降低.提示大鼠吸入SO2后,可能通过降低心肌中PGC-1α表达,影响其与NRF1结合及对mtTFA调控,进一步抑制线粒体基因组的转录,最终可能使大鼠心肌线粒体的氧化磷酸化功能受损,进而引起心衰等心血管疾病.     

太湖夏季水体中尿素的来源探析

为研究尿素氮在太湖生态系统中的作用,于夏季采集湖体及环湖河道水样进行尿素及不同形态氮素含量分析.通过河道及湖体的82个调查点位生态指标的同步分析,得出以下结果:①太湖尿素氮含量变化范围为0.011~0.161 mg·L-1,总体呈现出西北高,东南低的变化趋势,与流域主要污染源分布有关;②太湖水体溶解性氮以无机氮库为主,铵硝比为5∶1,其中尿素氮占总氮、溶解性总氮、溶解性有机氮和生物可利用氮的平均质量分数分别为2.28%、5.91%、15.86%、6.22%,生态作用不容忽视;③环湖河道的尿素氮含量比湖体高出一倍,出湖河道尿素氮含量还略高于入湖河道;④太湖尿素氮与其他形式氮之间可能存在彼此转换关系,尿素氮含量与高锰酸盐指数、不同形态氮含量均呈显著正相关关系,与溶解氧呈显著负相关关系;湖体的尿素氮含量与叶绿素a含量呈弱正相关,与底栖生物、浮游动物种群的空间分布有密切联系.本研究表明太湖水体中尿素氮可能是湖体有机、无机态氮转化的桥梁,是湖体自身氮素循环快慢的标志,氮的循环速率控制尿素氮含量,高氮(特别是有机态氮)含量及低溶解氧条件是尿素升高的前提.太湖湖体尿素含量受外源输入和内源转化的双重影响.     

疏勒河上游地表水水化学主离子特征及其控制因素

在系统收集了疏勒河流域上游河水、地下水、降水和冰雪融水水样的基础上,综合运用描述性统计、Gibbs图和Piper阴阳离子三角图等方法,对疏勒河上游地表水中主离子组成特征及其控制因素进行了分析.结果表明,流域内不同水体(大气降水、河水和地下水)之间的主离子组成以及水化学类型差异显著.河水TDS的变化范围为51.7~432.3 mg·L-1,平均值为177.7 mg·L-1;河水中阳离子Ca2+、Mg2+的百分比为45%和31%,优势阴离子为HCO-3,占阴离子总量的75%,河水的水化学类型主要为HCO-3-Ca2+-Mg2+型;河水中主离子浓度值介于大气降水和地下水之间,并且十分接近地下水浓度,说明地表水同时受大气降水和地下水补给并主要依靠地下水补给;地表水样品的水化学组成落在Gibbs分布模型的中翼偏左端,表明研究区的水化学离子组成受到岩石风化作用和蒸发结晶作用的共同影响,且岩石风化作用对水化学离子组成的影响更加显著.     

内源呼吸过程溶解性代谢产物的光谱特性分析

微生物内源呼吸期对污水处理过程具有重要意义.为了更清晰地了解微生物内源呼吸过程,采用三维荧光光谱、紫外光谱结合呼吸图谱对微生物内源呼吸过程进行解析.结果表明,三维荧光光谱和紫外光谱在内源呼吸各个阶段有明显的不同:1内源呼吸快速下降期(第1 d):腐殖酸峰的激发波长(Ex)和发射波长(Em)分别出现5 nm、6 nm的蓝移,荧光指数f450/500和HIX(humification index)分别减小了9.3%、0.2%,UV253/203和UV254分别增加了37.5%、200%,预示着混合液中可生物降解有机物的存在;2内源呼吸慢速下降期(第2 d):f450/500增加了0.5%,HIX减小0.2%,UV253/203减小了20%,UV254增加了16.7%,预示着细胞可能出现了水解或自溶;3内源呼吸稳定期(第3~5 d):腐殖酸峰基本保持不变预示了微生物适应了饥饿环境.本研究从代谢产物的角度解析了内源呼吸过程,为污水处理过程控制提供了新的思路.     

渤海湾海域10种鱼类中二（口恶）英类及指示性多氯联苯的污染特征研究及风险评价

多氯联苯(PCBs)具有高毒性和生物蓄积性,是列入公约优先控制的持久性有机污染物之一.多氯联苯在水生食物链中蓄积,同时人类食用鱼肉会对人体健康产生一定影响.近渤海地区具有焚烧、钢铁冶炼及水泥等PCBs非故意潜在排放源,而对此区域PCBs产生的环境污染及造成的人体健康效应的研究较少.本研究利用高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)首次对近渤海地区10种不同鱼类中的二噁英类多氯联苯(dl-PCBs)和指示性PCBs进行了分析.12种dl-PCBs的含量(以湿重计)为28.9~1067.6 pg·g-1,其中PCB-118和PCB-105是主要贡献单体,贡献率分别是41%~56%和15%~21%.指示性PCBs的浓度范围是185.5~8371.7 pg·g-1,其中PCB-153和PCB-138是主要的贡献单体,贡献率分别是27%和22%.与国内外其他海域的研究相比,近渤海区海水鱼中PCBs残留量处于较低水平,对人体产生健康风险比较小.     

汾河源区不同景观带水文过程研究

目前水源区景观带尺度水文过程机制研究还非常薄弱.针对山西汾河流域水环境恶化,迫切需要解决的水问题.应用同位素示踪、水文地质勘察、水化学信号等研究方法,揭示汾河源区景观带尺度水文过程机制.结果表明,汾河水源区亚高山草甸带与中高山森林带是汾河源区主要径流形成区,而疏林灌丛带与山地草原带在时间上滞后了雨季降水的汇集.源区径流主要由降雨、地下水、积雪和冻土融水混合补给.流域内降水很少直接产生地表径流补给河流,而是经过各景观带下渗,转换成壤中流、孔/裂隙水或地下径流,最终汇入河道,完成"补径排"水文过程.这一研究可为汾河流域水环境恶化的遏制提供科学依据与参考,以期实现山西清水复流和生态环境的全面修复.     

湖泊草、藻来源溶解性有机质及其微生物降解的差异

太湖生态类型多样,存在着水环境差异比较显著的草、藻型湖区,其水体中溶解性有机质(DOM)的来源及组分特征也存在较大差异.为了检验草、藻来源的DOM组分特征及其微生物降解机制的差异性,分别选取太湖藻型湖区的蓝藻水华及草型湖区的优势水生植物马来眼子菜进行室内细菌降解实验.结果表明,浮游植物及沉水植物的细菌降解都能快速释放营养盐和有机质,而且释放的DOM均以极具活性的类蛋白荧光组分为主.草源和藻源DOM在组分构成上存在显著差异,藻源DOM以类色氨酸组分为主,而草源DOM荧光物质则基本上以类酪氨酸组分C3为主,草、藻来源DOM的荧光组分差异与野外调查结果相似.经过细菌的降解利用,草、藻来源的DOM类蛋白荧光强度都迅速减弱,藻源性溶解物质相对容易被细菌降解利用,在2 d之内就能降解约70%,而草源性DOM的降解速率则较低,通常降解转化周期则为更长时间.     

沙蚕生物扰动对河口沉积物中菲释放的影响

生物扰动是一个重要沉积物-水界面过程,影响沉积物中污染物的归趋.为了探究生物扰动对沉积物中多环芳烃释放的影响.在室内进行30 d的沙蚕生物扰动对河口沉积物中菲释放的影响实验.结果表明,相对于对照,生物扰动提高水体中颗粒态菲达到2.96~10.35倍,溶解态菲为9.55~17.44倍.由此可见,沙蚕的生物扰动极大的促进了沉积物中菲向水体释放.在生物扰动处理中,两种形态的菲所占比例不同,其中溶解态菲占释放总量的80%以上,表明沙蚕的生物扰动主要是提高水体中溶解态菲.由于溶解态菲能被生物所利用,通过食物链威胁人类健康.因此,沙蚕生物扰动造成的沉积物中的污染物释放具有潜在的生态风险.     

黄曲霉A5p1脱色类黑精及其机理初探:葡萄糖氧化酶的作用

类黑精是一种高分子难降解色素污染物质,在糖蜜酒精废水中大量存在.选取在前期研究中对糖蜜酒精废水具有较好脱色作用的黄曲霉(Aspergillus flavus)A5p1(保藏号CGMCC.4292),以合成的类黑精为对象研究脱色机理,试图为实际废水的生物脱色提供理论基础.结果显示,此菌株对合成类黑精具有生物吸附和生物降解的双重作用,以后者为主,最高脱色率可达65%.相较于漆酶、依赖/不依赖于锰的过氧化物酶等常规氧化脱色酶,此菌株中的产过氧化氢酶对脱色起主要作用,而且脱色过程中作为产过氧化氢酶之一的葡萄糖氧化酶与类黑精脱色率之间存在着一定的正相关性.添加葡萄糖氧化酶激活剂和抑制剂进行验证,发现葡萄糖氧化酶酶活力、过氧化氢产量和脱色率三者之间呈相关性变化.初步推测,葡萄糖氧化酶是黄曲霉A5p1生物降解脱色类黑精的关键酶之一.     

冻融对内蒙古温带贝加尔针茅草甸草原N2O通量的影响

本研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为研究对象,通过室内模拟实验与野外观测实验相结合,分析不同土层、放牧与封育、长期与短期冻融、不同冻融频率与冻融温差强度对草地土壤N2O产生与排放的影响.结果表明:冻融期间,从地表到下层15cm土壤N2O的产生速率随深度的增加而逐渐减少,N2O的产生主要来源于0~9cm的表层土壤;冻融期间温差相同的情况下,冻融次数越多,N2O的产生速率越小;N2O的产生速率随着温差的变小而减少;冻融期间封育样地的N2O排放量大于放牧样地,且封育样地的N2O排放量占全年排放总量的25.09%,大于放牧样地(12.38%),但从观测年排放总量看,放牧却促进了草地N2O源的功能;草地春融期间的N2O排放量是整个冻融期N2O排放量的最大贡献者.