萱草修复石油烃污染土壤的根际机制和根系代谢组学分析

采用温室盆栽方法,研究花卉植物萱草(Hemerocallis middendorfii Trautv.et Mey.)对大港油田石油烃污染土壤的修复,设定的土壤石油烃污染含量为:0、10 000和40 000 mg·kg~(-1).结果表明,萱草对石油烃含量≤40 000 mg·kg~(-1)具有良好的耐性,并且萱草对石油烃污染土壤中石油烃的修复效果比较显著,主要表现在试验组石油烃的去除率分别为53.7%和33.4%,显著高于空白对照组(31.8%和12.0%).通过GC-MS测定土壤中的氨基酸、有机酸以及糖类等成分的相对含量,并结合PCA和PLS-DA模型探讨了土壤石油烃去除的根际机制.结果发现,萱草的种植确实改变了土壤各成分的分布特征,而且其中喃葡萄糖对石油烃的去除起到关键的作用.此外,对萱草根系代谢组学的分析结果显示,仅在污染组发现了特殊的代谢物丙氨酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和亚油酸.而且,石油烃的暴露确实改变了萱草根系的初生代谢流,引起了一些代谢物的显著变化.总之,萱草可以种植于石油烃含量≤40 000 mg·kg~(-1)的污染土壤,并具备了对石油烃的修复能力;同时石油烃的暴露改变了萱草的根系代谢,而这种改变可能是萱草对石油烃污染土壤做出的代谢响应.     

Influencing factors of disinfection byproducts formation during chloramination of Cyclops metabolite solutions

Effects of reaction time, chlorine dosage, pH and temperature on the formation of disinfection byproducts(DBPs), were investigated during the chloramination of Cyclops metabolite solutions. The results showed that some species of DBPs like trichloromethane(TCM), dichloroacetic acid(DCAA) and trichloroacetic acid(TCAA) could accumulate to their respective stable values with a progressive elevation in reaction time and monochloramine concentration. And 1,1,1-2-trichloropropanone(1,1,1-TCP) content decreased correspondingly with a continuous increase of reaction time. The amounts of chloral hydrate(CH), chloropicrin(TCNM), 1,1,1-TCP and DCAA firstly increased and then decreased with increasing monochloramine doses. Higher temperature resulted in a decrease of CH, dichloroacetonitrile(DCAN), 1,1-dichloropropanone(1,1-DCP), 1,1,1-TCP, DCAA and TCAA concentration. pH affected the formation of the different DBPs distinctly. TCM accumulateded with the increase of pH under 9, and DCAA, TCAA, CH and 1,1-DCP decreased continuously with increasing pH from 5 to 10, and other DBPs had the maximum concentrations at pH 6–7.     

猪肝微粒体体外代谢2,2’,4,4’-四溴联苯醚

多溴联苯醚(PBDEs)是一类在环境中普遍存在的持久性有机污染物,研究PBDEs的体外代谢行为对理解其在体内的富集和转化具有重要意义。文章以猪肝微粒体作为研究对象,以体外代谢形式研究其对2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的代谢能力,优化了代谢条件,并研究了0.01、0.05、0.1、0.5、1、5、10 mg/L的BDE-47对细胞色素P450酶系中7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶(EROD)和苯胺4-羟基化酶(ANH)活性的影响。结果表明,孵育0.1 mg/L的BDE-47时,猪肝微粒体对BDE-47的代谢率可达到28.6%。实验所设各浓度BDE-47均能够保护微粒体的ECOD活性,但较高浓度的BDE-47(0.5、1、5 mg/L)对微粒体的EROD活性有显著抑制作用,而各浓度BDE-47对ANH活性没有显著影响。     

生物除磷生化代谢模型的研究进展

阐述了在生物除磷过程中生化代谢模型的建立与发展,分别介绍了早期的Comeau/Wentzel模型和Mino模型,在生物除磷代谢模型发展上有重要意义的Smolder模型和Delft模型,以及目前较被关注的反硝化除磷模型和国际水协(IWA)提出的ASM2和ASM2D模型.从而提出将生物除磷模型同化学除磷模型相结合,与在线监测技术发展融合,并且在模型中加入更多的环境因素将是生化除磷模型的主要发展方向.     

纤维球对罗非鱼及其养殖环境功能的影响

采用纤维球作为生物膜载体,以土著微生物为生物膜菌源,研究其对水质、罗非鱼生长及水体微生物群落功能多样性的影响。结果表明,纤维球具有降低水体氨氮、pH而增加水体DO、IC的作用,但对水体中TOC、亚硝酸盐、硝酸盐无显著影响;与对照组相比,纤维球能显著提高罗非鱼增重量和显著降低饵料系数,并且可显著提高水体微生物对Biolog板中全部碳源的利用强度及对D-氨基葡萄糖酸、D-半乳糖醛酸、D-甘露醇等碳源的代谢活性,但对水体微生物多样性无显著影响;主成分分析表明,纤维球对水体微生物碳代谢特征具有显著影响。表明纤维球在一定程度上可有效改善水质,促进罗非鱼生长,影响水体微生物群落功能多样性。     

蜡状芽胞杆菌对芘的降解特性及降解酶研究

考察蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)对水体中芘的降解特性,分析其代谢产物和降解酶的活性.结果表明,1 mg·L-1Mn2+、0.1 mg·L-1Fe3+和10 mg·L-1葡萄糖混合物对芘的降解有明显促进作用;1 g·L-1菌体在120 h内对2.5μmol·L-1芘的降解率达到61.4%.利用LC-MS/MS分析芘代谢产物,检测到1-萘酚、2-萘酚、9-羟基菲和1-羟基芘4种单羟基多环芳烃,表明芘在单加氧酶作用下开环降解,且B.cereus能有效分解利用4种代谢产物,其最高利用率分别为100%、90.3%、98.3%和52.7%.酶活力分析实验结果表明,B.cereus具有的水杨酸羟化酶,邻苯二酚1,2-双加氧酶和邻苯二酚2,3-双加氧酶在芘的降解中起关键作用,其酶活力经芘诱导后均有明显提高.结合产物分析及酶活测定,推断B.cereus对芘的降解途径以及降解过程是由单加氧酶和双加氧酶联合起作用.     

6:2氟调羧酸在蚯蚓体内的毒理效应及代谢转化

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过活体与离体实验,研究6:2氟调羧酸(6:2FTCA)在蚯蚓体内的毒理效应和代谢转化机制.结果表明,6:2FTCA对蚯蚓体内丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性无显著影响,但能够使过氧化氢酶(CAT)活性提高,使超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性显著升高,说明6:2FTCA对蚯蚓产生了氧化胁迫效应.6:2FTCA在蚯蚓细胞色素P450(CYP450)和GST酶提取液中的降解动力学均符合一级动力学模型,在CYP450(0.014/h)酶液中的降解速率明显高于GST (0.006/h),其终端全氟羧酸(PFCAs)代谢产物为全氟己酸(PFHxA)、全氟戊酸(PFPeA)和全氟丁酸(PFBA),说明CYP450和GST参与了6:2FTCA在蚯蚓体内的代谢转化,且CYP450贡献大于GST.蚯蚓肠道好氧微生物对6:2FTCA具有显著的降解效果,终端PFCAs降解产物为PFHxA和PFPeA,而肠道厌氧微生物对6:2FTCA无降解作用.     

两株直链烷基苯磺酸钠共代谢降解菌株的分离、鉴定和降解特性研究

自深圳某污水处理厂曝气池和二沉池的污泥中分离得到2株通过共代谢机制降解直链烷基苯磺酸钠(LAS)的细菌L-2和L-15。通过生理生化和16S rRNA基因序列分析,初步鉴定细菌L-2和L-15分别为Klebsiella sp.和Enterobacter sp.。研究表明:L-2和L-15以LAS作为唯一碳源时,对其降解率仅有1.1%和5.9%。当添加葡萄糖作生长基质,L-2在温度30℃,p H=7.5,m(葡萄糖)∶m(LAS)为20∶1的条件下,对50 mg/L的LAS的降解率可达94.2%;L-15在温度30℃,p H=7.5,m(葡萄糖)∶m(LAS)为16∶1的条件下,对50 mg/L的LAS的降解率可达92.2%。试验结果说明,筛选得到的2株细菌在共代谢的作用下,可以有效地实现废水中LAS降解。     

温度对并联式AA-MBBR工艺中微生物群落结构及代谢途径的影响

高原生活污水中碳氮比(C/N)较低,为了更加充分利用碳源,本试验采用并联式AA-MBBR作为处理工艺,探究温度变化对并联式AAMBBR工艺中污染物去除效率、微生物群落结构、代谢途径及功能基因的影响.结果表明,COD、TN、TP的去除效率得到了有效提升,不同温度工况下污染物去除效果优劣不同.相关功能微生物丰度在各温度工况间表现出显著差异性,反硝化菌在高于13℃的环境中,随温度的上升而受到抑制作用,反硝化基因变化趋势相同,PAOs的相对丰度在9℃时最高;PHV通过Ethylmalonyl pathway途径和甲基丙二酰辅酶A诱导产生,参与碳代谢的TCA循环和EMP途径的相关功能基因的相对丰度受温度的影响最大.     

红霉素降解菌的筛分及其降解特性的研究

抗生素药物在不同环境介质中被频繁检出,其迁移分布特征和污染危害影响已引起相关研究人员的广泛关注。该研究从活性污泥中筛分出一株能够有效降解红霉素的菌株Ery-E,并对其降解特性和影响因素进行了分析讨论。根据菌株的菌落形态结构、生理生化特性,及其16S rDNA基因序列对比分析鉴定,菌株Ery-E属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。该菌株能够以红霉素作为唯一碳源生存,最佳反应条件为:温度30℃、pH 7.0⁷.5、初始红霉素投加浓度30 mg/L。在此条件下,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达76.6%。研究发现,红霉素的生物降解属于共代谢机制,外加碳源能够提高菌株Ery-E对红霉素的降解效果,当加入10 mg/L酵母粉时,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达83.9%。