重金属生物吸附研究中蜡状芽孢杆菌菌体微观形貌的原子力显微镜观察与表征

对蜡状芽孢杆菌在重金属生物吸附条件下细胞的界面形态及其变化情况进行了原子力显微镜成像观察与表征 .结果表明 ,在严格实验对照条件下未加入Pb(II)的空白菌体细胞呈杆状 ,单个细胞长约 3 3μm ,横截面分析结果为宽 1 9μm左右 ,高为 0 3～ 0 4 μm ,细胞壁表面比较光滑 ,细胞之间以竹节结构首尾相连排列成长杆状 ;吸附Pb(II)后细胞的体积则发生膨胀 ,单个细胞长约 3 9μm ,横截面分析结果为宽 3 1 μm左右 ,高约为 1 1 5 μm ,细胞壁表面变得比较粗糙 ,细胞之间较容易发生粘结 ,与对照空白菌体相比 ,细胞之间呈长杆状的竹节结构排列则变得很少 .采用截面分析曲线中形貌特征的高宽度比R对细菌细胞在云母基底表面的横向铺展变形作用进行了定量表征 (吸附铅离子后R值由 0 1 6 5变为 0 4 1 6 ) ,同时探讨了细胞在基底表面的横向铺展变形作用可能与细胞表面电荷影响细胞在基底表面的粘附性能密切相关 ,并受溶液pH、离子强度以及金属离子的暴露与吸附等外界因素影响而发生改变 .有关其详细机理 ,还有待在以后的研究工作中作进一步探讨     

藻细胞不同生长阶段的海泡石凝聚除藻性能

对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa 469)的4个不同生长阶段:延迟末期,对数中期,对数末期和衰老初期的表面疏水性(疏水分配法)和表面电性(Zeta电位)进行了测定,并利用0.2 g/L的海泡石进行了凝聚除藻性能实验.结果显示以上4个生长阶段的藻细胞表面疏水性平均为:64%, 48%, 58%和70%,而凝聚沉降60 min后的藻细胞去除效率为:97%, 87%, 81%和99%,表明藻细胞表面疏水性与粘土凝聚性能之间有较好的相关性(R＝0.7～0.8),但与表面电性的关系不大.M.A.469各个生长阶段的表面疏水性和凝聚性能的强弱顺序可依次确定为:衰老期>延迟期>对数增长期.     

酵母双杂交技术构建重组雌激素受体相关受体(ERR)基因酵母

应用酵母双杂交技术构建了重组雌激素受体相关受体(ERR)基因酵母,用以筛选环境中具有ERR干扰活性的化合物.实验先提取并纯化含有ERR3,基因的酵母表达质粒pGBT9一ERRγ,称为诱饵质粒;再提取并纯化含有ERRγ协同激活因子GRIP1基因的酵母表达质粒,形成靶质粒pGAD424-GRIP1,然后将诱饵质粒和靶质粒同...     

基于指示菌的温榆河微生物健康风险评估

城市河流是城市重要的生态景观组分,发挥着一定的景观娱乐功能,但污水处理厂出水和流域分散性污水等非常规水源补给逐渐成为越来越多城市河流补给的常态.本研究在典型的非常规水源补给河流—北京市温榆河布设采样点,系统评估了2015年间河流的粪大肠菌、大肠埃希氏菌、肠球菌3种指示微生物的污染状况,运用定量微生物风险评价方法考查了非常规水源补给对河流微生物污染状况和微生物的人体健康风险的影响.研究结果显示,温榆河作为景观娱乐水体时,以不同表征方式表征的单次暴露微生物健康风险值为0.1~0.5,从风险角度考虑其作为景观娱乐水体是不可接受的;受非常规水源补给影响严重的下游河段单次暴露的健康风险可能比上游高出50%.从温榆河不同微生物表征的单次暴露健康风险来看,上下游暴露途径皆以游泳引起的风险为最高;从微生物年暴露健康风险来看,对河道保洁人员、游船驾驶人员这两类常年频繁接触温榆河水体的人群风险值最高.     

太湖流域源头南苕溪河口生态工程恢复及其初期水质净化效应

针对太湖流域源头溪流农业面源污染严重和生态拦截净化较弱的问题,采用生态工程措施于南苕溪人青山湖水库河口处对河道进行恢复.综合考虑山溪性河流水文水动力特征,通过构建、稳定和保护河口与滨岸带生态系统实现河道恢复目标.所采用关键技术包括:合金钢网石兜抛石技术、深潭-浅滩/塘-洼地组合净化技术、分流沙嘴技术、T-型乱石抛筑透水坝技术、河岸侵蚀面防侵蚀的浅滩沙洲场技术、植被缓冲带技术、水生植物恢复技术等.对河口生态工程区进行连续9个月的监测结果显示,工程区上段浅滩及分流沙嘴区能有效复氧,提升pH值并降低电导率,同时对总磷、活性磷和悬浮颗粒物有较好的去除效果;中段深潭区通过强化的微生物活性能有效去除铵态氮与亚硝态氮;下游T-型坝能较好地拦截并沉积河口冲刷物质,但需对其定期清理以防引发二次污染.河口生态工程运行初期较好地改善了河道结构并提升了河流自净能力,对河流生态恢复最具指示作用的水质指标溶解氧饱和度、铵态氮去除率在工程实施后较工程实施前平均分别提高了14.5％、14.7％.     

磷(P)在天然沉积物-水界面上的吸附

考虑到已吸附在沉积物上的那部分可交换态P,从经典的Langmuir吸附等温线模型出发,推导出适合描述P在已有P污染的沉积物上吸附定量数学模型,并用此模型对P在6个太湖沉积物样品上吸附实验数据进行了拟合．拟合结果得到最大吸附容量(Γmax),Langmuir吸附平衡常数(k)．利用所得的拟合参数通过公式计算方法得到原有易交换态P(NAP),临界磷平衡浓度(Cmp),以及固-液分配系数Kp值．最后通过线性回归数据分析方法发现分配系数Kp,吸附容量Γmax都与沉积物中活性态Fe和Al含量呈良好的线性关系,表明太湖沉积物中活性Fe和Al是对P持留的主要作用．     

城市湖泊氮磷沉降输入量及影响因子——以武汉东湖为例

城市湖泊是受人类影响最严重生态系统之一,正面临着水体污染和生态系统退化的双重压力.研究氮、磷沉降输入量及影响因素对城市湖泊管理具有重要的实践意义.本文通过对中国最大的城市湖泊之一——武汉东湖进行为期1年的氮、磷沉降连续监测,研究了大气混合沉降对武汉东湖的氮、磷输入动态,并探讨了氮、磷沉降的影响因素.结果表明:武汉东湖大气氮、磷年沉降通量分别为22.80、1.37 kg·hm~(-2)·a~(-1);总氮年沉降负荷为76.94 t·a~(-1),氨氮年沉降负荷为31.83 t·a~(-1),总磷年沉降负荷为4.61 t·a~(-1),分别占其东湖年入湖污染物的7.28%、7.61%和4.41%.从时间格局看,总氮沉降通量的季节性差异较为明显,表现为:春季(9.03 kg·hm~(-2))夏季(6.01 kg·hm~(-2))秋季(3.90 kg·hm~(-2))冬季(3.86 kg·hm~(-2));而总磷沉降通量呈现出仅春季较高(0.52 kg·hm~(-2)),占全年的38%,其他三季总磷沉降通量变化较小的特征.相关性分析显示,氮、磷沉降负荷量与降雨量、降雨时间间隔及空气颗粒物浓度(PM_(10)、PM_(2.5))等因素呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关.分析表明,随着控源、截污等措施对城市湖泊氮、磷输入的控制,氮、磷沉降对城市湖泊的生态影响应引起足够的重视.     

南水北调中线总干渠水体耗氧特征及成因

为揭示南水北调总干渠水体耗氧物质的种类及其潜在来源,对总干渠沿线进行了水样采集,并分析了总干渠水体的耗氧因子的分布及其耗氧成因.结果表明,从渠首到北盘石监测断面,高锰酸盐指数低于国家地表水Ⅰ类水质标准值（2 mg·L^-1）,北盘石以北（除惠南庄断面）几乎全部高于2 mg·L^-1.溶解性有机质（DOM）、NH₃-N和NO₂^--N浓度在总干渠沿程呈波动特征;Fe²⁺和Mn²⁺浓度在北盘石以南断面较为稳定,之后分别呈降低和升高趋势.基于上述物质耗氧的化学计量关系,DOM耗氧量均值为1.86 mg·L^-1,对高锰酸盐指数的平均贡献率超过了70%;无机物质中NH₃-N耗氧量最高,平均为0.134 mg·L^-1,而NO₂^--N、Fe²⁺及Mn²⁺的耗氧量均低于0.1 mg·L^-1.对主要耗氧因子DOM的三维荧光分析结果表明,荧光指数（FI）、自生源指数（BIX）、腐殖化指数（HIX）变化范围分别为1.68~3.62、0.68~1.22、1.47~3.04,表现出较强的自生源特征,DOM内源输入占比达到了71.63%~80.94%,并且在藻类爆发期,藻密度突变点与高锰酸盐指数的突变点高度吻合.上述结果表明主要来源于自身藻类和微生物的DOM是导致总干渠沿程高锰酸盐指数升高的主要原因,干渠自身生物化学过程对水质的影响值得长期关注.     

砷在金属氧化物/水界面上的吸附机制Ⅰ.金属表面羟基的表征和作用

利用红外光谱对铁铈氧化物(Fe-Ce)吸附材料中的金属表面羟基(M-OH)进行了表征,并探讨了金属羟基在砷吸附中的作用.透射和原位温度漫反射-傅立叶变换红外光谱(FTIR)表征结果表明,Fe-Ce表面存在丰富的M-OH,但M-OH含量随制备温度升高而逐渐减少;Fe-Ce上的M-OH与一般金属氧化物的表面羟基特性存在显著不同,可能是一种特殊类型的结构性羟基.对砷吸附前后的Fe-Ce材料进行透射FTIR表征,发现砷饱和吸附后M-OH的摇摆振动消失,同时生成了新的As-O振动峰,表明M-OH在砷的去除中起着重要的作用;初始吸附pH由9.0降至5 0只引起了吸附剂上As-O键的伸缩振动向高频略微偏移;综合FTIR结果可以推测,M-OH和砷阴离子发生了直接的表面络合,在不同的pH条件下均与砷形成了内层络和物.     

新型固化单宁大孔吸附树脂的合成

应用曼尼希反应将植物单宁固定在苯乙烯-二乙烯苯共聚物上,制备一种新型固化单宁大孔吸附树脂.系统研究了胺基树脂的合成及其与单宁固化的工艺合成试验,得出最佳工艺条件为:胺基树脂:甲醛:单宁(质量比)=2:0.74:1,反应温度99～100℃,反应时间7 h.制备的固化单宁大孔吸附树脂具有较好亲水性,对水溶液中苯酚的吸附容量可达90 mg/g.该树脂易洗脱再生,重复使用效果好,对实际含酚废水的富集回收均获得了令人满意的结果.