群体感应淬灭菌的分离及其膜污染控制性能

通过淬灭细菌的群体感应系统来抑制生物膜形成、防止膜生物污染的方法近年来受到广泛关注.本实验从实际运行污水处理厂活性污泥中分离出5株具有群体感应淬灭功能的菌株,其中菌株HG10对信号分子N-乙酰高丝氨酸环内酯(C6-HSL)分解能力最强.经16S rRNA基因序列比对,初步鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus).用海藻酸钠将菌株HG10进行包埋固定,以探究其在膜过滤系统中对膜污染防治的效果.结果表明,经过8 d培养,添加细菌包埋珠(SA-HG10)的实验组B中膜通量为181.29 L·(m~2·h)~(-1),未投加包埋珠的对照组A膜通量为110.64 L·(m~2·h)~(-1),B组膜通量比A组高出63.86%;对微滤膜片上生物膜中EPS含量测定表明,实验组B中EPS多糖和蛋白质含量较对照组A分别减少了29%和48%,疏水性蛋白质含量的大量减少是造成膜污染减弱的主要原因;膜表面胞外聚合物(EPS)总含量减少了43%,表明投放SA-HG10细菌包埋珠对过滤膜片上生物膜形成具有明显抑制作用,改善了膜过滤性能.     

黄河干流宁蒙段溶解性有机物组分特征及其与金属离子的相关性

溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)是天然水体的重要组成部分,由于化学极性及所含的官能团不同,其在水体中的化学行为也不同.本研究以黄河干流宁蒙段为研究对象,于2015年4月采集了下河沿至头道拐沿程7个断面的水样,采用XAD系列树脂将DOM分为疏水性酸(hydrophobic acid,HOA)、疏水性碱(hydrophobic base,HOB)、弱疏水性酸(weak hydrophobic acid,WHOA)和亲水性物质(hydrophilic matter,HYI)这4个组分,探讨了DOM组分含量、荧光峰值及其与Pb、Zn、Cu、Cr、As这5种金属离子之间的相关性.结果表明,黄河宁蒙段DOM总量由下河沿至头道拐沿程逐渐增加.各断面DOM腐殖化程度较低,以亲水性的蛋白质类小分子物质(HYI)为主,疏水性酸(HOA)次之,这与黄河沿岸排污导致内源作用增强有关.三维荧光光谱中类腐殖质和类蛋白质荧光峰型显著,且类腐殖质峰沿程逐渐增强,进一步证实了内源污水输入的影响.SPSS相关性分析结果表明,DOM与5种金属离子呈现出不同程度的相关性,其中与Cu离子显著相关;4种组分中HYI与Cu离子的相关性最强,说明二者在迁移转化过程中存在显著相互作用.进一步研究发现,芳香蛋白类物质荧光峰强度随Cu离子浓度的升高而降低,这可能是Cu与亲水性组分中的芳香类蛋白质发生络合产生荧光淬灭效应,从而导致荧光强度降低.     

乙烯菌核利在水溶液中的光解动力学

以高压汞灯和太阳光为光源,研究乙烯菌核利在重蒸水、自来水、湖水及pH缓冲液中的光解动力学。高压汞灯下,乙烯菌核利在重蒸水中的光解半衰期约为28 m in,而在太阳光下为3.86 h。自来水和湖水中溶解性物质对乙烯菌核利在高压汞灯下的光解动力学仅有微弱的淬灭效应,但在太阳光下表现出显著的敏化效应,照光3 h的敏化效率分别为138%和126%。2种光源下,pH 5.0和pH 7.0缓冲液对乙烯菌核利的光解均表现为光淬灭效应,高压汞灯照光60 m in的淬灭效率分别为69%和57%,太阳光照光7 h的淬灭效率分别为77%和33%;pH 9.0缓冲液则表现出显著的敏化效应,高压汞灯照光20 m in的敏化效率为58%,而太阳光照光1 h的敏化效率则达到了415%。     

基于甘蔗渣衍生碳量子点的荧光适配体探针的制备及其对17β-雌二醇的检测效果

为实现灵敏、快速、特异性地检测水环境中的17β-雌二醇(E2),以甘蔗渣衍生的碳量子点作为荧光信号,核酸适配体(aptamer)作为识别元素,构建了一种可以特异性检测E2的荧光探针,通过荧光强度的变化来定量检测E2并对检测效果进行分析。结果表明：核酸适配体能成功修饰在碳量子点的表面形成稳定的荧光探针;200 mg·L^-1的碳量子点与1μmol·L^-1的aptamer为荧光探针的最佳构建比例;相对荧光强度与0～10μg·L^-1质量浓度的雌二醇成正比,且最低检测限为0.42μg·L^-1;该荧光探针可成功应用于水体中E2的检测,回收率为93.6%～106.5%。与传统的仪器检测方法相比,该荧光探针检测E2具有良好的选择性和重现性,还具有操作简单、成本低的优点。本研究成果可为核酸适配体构建的荧光探针在水环境检测中的推广应用提供参考。     

利用荧光淬灭作用研究川泽泻凝集素微环境与生色基团的空间分布

用不带电荷的极性淬灭剂丙烯酰胺和带电荷的I-离子、Cs 对川泽泻凝集素内源荧光进行淬灭研究,以揭示凝集素与小分子物质相互作用以及凝集素荧光生色基团的分布情况.天然川泽泻(Alisma plantago-aquatica Linn)凝集素在280nm和295nm波长下均显示λmax为328nm的荧光发射光谱,表明凝集素荧光生色基团位于相对疏水的环境中.中性淬灭剂丙烯酰胺对凝集素分子的荧光生色基团Tyr和Trp残基的可接近程度为96.81%,而对阴离子淬灭剂I-离子和阳离子淬灭剂Cs 离子的可接近程度分别为37.17%和21.96%.表明川泽泻凝集素荧光氨基酸残基主要位于分子内部的疏水核心.图3参22     

乙烯菌核利在水溶液中的光解动力学

以高压汞灯和太阳光为光源，研究乙烯菌核利在重蒸水、自来水、湖水及pH缓冲液中的光解动力学。高压汞灯下，乙烯菌核利在重蒸水中的光解半衰期约为28min，而在太阳光下为3．86h。自来水和湖水中溶解性物质对乙烯菌核利在高压汞灯下的光解动力学仅有微弱的淬灭效应，但在太阳光下表现出显著的敏化效应，照光3h的敏化效率分别为138％和126％。2种光源下，pH5．0和pH7．0缓冲液对乙烯菌核利的光解均表现为光淬灭效应，高压汞灯照光60min的淬灭效率分别为69％和57％，太阳光照光7h的淬灭效率分别为77％和33％；pH9．0缓冲液则表现出显著的敏化效应，高压汞灯照光20min的敏化效率为58％，而太阳光照光1h的敏化效率则达到了415％。     

太湖微囊藻光合作用活性的周年动态变化

应用Phyto-PAM浮游植物荧光仪测定了太湖微囊藻光合作用活性的周年变化,并分析了微囊藻光合作用活性参数与环境因子之间的相互关系.结果显示:冬季期间,检测不到微囊藻的光合作用活性;春季期间,微囊藻的最大光量子产量(Fv/Fm)和有效光量子产量(ΔF/Fm')呈现出快速增加趋势;夏季期间,微囊藻的光合作用活性呈现出先增加后下降趋势;秋季期间,微囊藻的光合作用活性呈现出下降趋势.梅梁湾和湖心微囊藻的最大光量子产量分别在0.34~0.55和0.28~0.50之间,平均值分别为0.42和0.39,有效光量子产量分别在0.15~0.38和0.10~0.38之间,平均值分别为0.26和0.23;非光化学荧光淬灭(NPQ)呈现出先增加后下降趋势,在8月达到最大值.光响应曲线(RLC)的3个特征参数从3月到6月呈上升趋势,之后呈现出较大波动性.相关分析结果表明,太湖微囊藻的Fv/Fm、ΔF/Fm'和NPQ之间有显著的正相关性,且均随着水温升高而增加.Fv/Fm和ΔF/Fm'与最大电子传递速率(r ETRmax)之间显著正相关,r ETRmax与TN呈显著正相关;饱和光照强度点(Ik)与TP显著正相关,与TN/TP和NO-3显著负相关.总之,太湖微囊藻的光合作用活性与水华形成及发展动态相适应,控制全球气候变暖和削减氮、磷浓度有利于抑制微囊藻光合作用活性.     

UV-B辐射增强对大豆叶绿素荧光特性的影响

利用脉冲振幅调制叶绿素荧光仪测定大豆不同生育期叶片的荧光参数和快速光曲线,以研究UV-B辐射增强对大豆叶绿素荧光特性的影响.结果表明, UV-B辐射增强20%条件下,大豆幼苗期、分枝-开花期和结荚期的叶绿素含量分别降低了5.03%、 7.70%和10.38%;分枝-开花期,F_v/F_m值降低了6.13%;幼苗期和分枝-开花期,有效量子产量(Y)在PAR>366 μmol·(m~2·s)~(-1)时显著降低,最大潜在相对电子传递速率(P_m)分别降低了28.92%和15.49%;但对三叶期和结荚期的Y和P_m无显著影响.UV-B辐射增强使三叶期和幼苗期半饱和光强(l_k)分别降低了21.18%和23.17%;使分枝-开花期的初始斜率(α)降低了21.05%;并显著降低了幼苗期PAR>366 μmol·(m~2·s)~(-1)的非光化学淬灭(NPQ)和分枝-开花期PAR>366 μmol·(m~2·s)~(-1)的光化淬灭(qP).本研究意味着UV-B辐射增强抑制了PSⅡ的电子传递活性,损伤了捕光系统和耗散保护机制,破坏了大豆光合系统,使其光合效率下降.     

细菌群体感应现象及其在控制膜生物污染中的应用

膜生物污染是限制膜生物反应器大规模推广的主要因素。细菌群体感应是能通过感知分泌到环境中自诱导物浓度的变化来调整基因表达,增强其在复杂环境中的生存能力。细菌群体感应系统与细菌生物膜的整个形成过程包含了黏附、成熟、以及生物膜后期的细胞扩散密切相关。近年的研究表明,利用群体淬灭技术抑制MBR膜生物污染是有效和经济可行的。