异生型化合物生物降解及调控机理研究进展

异生型化合物是一种具有多种毒害作用的难降解污染物,因此利用微生物资源降解异生型化合物具有十分重要的意义。文章综述了异生型化合物微生物降解途径及调控机理方面的最新研究进展,同时探讨了功能基因组学、宏基因组学以及蛋白质组学技术在相关研究中的应用。     

基于DEA-Malmquist的我国城市物质代谢效率评价

运用数据包络分析与麦氏指数(DEA-Malmquist),从"技术效率"、"技术变动效率"和"全要素生产率"三个方面,对我国34个城市从2005年到2007年的物质代谢效率进行实证分析,结果表明:物质代谢效率的总体水平不高,被评估的34个城市中有19个城市在评价期间是无效率的,主要分布在西部地区;并且整体而言,"全要素生产率"和"技术变动效率"要优于"技术效率";结果还表明:34个城市物质代谢的"技术效率"普遍处于中等水平,没有呈现出明显的空间分布差异,但是"技术变动效率"则在长三角地区的城市中体现出较为明显的优势,最后,提出了针对性的建议。     

厌氧氨氧化微生物在有机碳源条件下的代谢特性

通过多系列血清瓶实验并结合吉布斯自由能量分析探讨了厌氧氨氧化微生物在有机碳源条件下的代谢特性.实验结果表明：在葡萄糖作为有机碳源的条件下,低浓度的葡萄糖 (0.5 mmol·L-1) 能够促进厌氧氨氧化反应的速率,高浓度的葡萄糖 (≥1 mmol·L-1) 抑制了厌氧氨氧化活性;厌氧氨氧化微生物不仅具有厌氧氨氧化的代谢特性,还具有反硝化和硫酸盐还原的代谢能力.吉布斯自由能量分析表明： 在低浓度葡萄糖条件下,尽管最初厌氧氨氧化途径具有优势,但随后与反硝化途径展开竞争并处于劣势;在高浓度葡萄糖条件下,与厌氧氨氧化途径相比,反硝化途径完全占据优势;硫酸盐还原途径与厌氧氨氧化和反硝化途径相比不具有能量优势,只能发生在这两个途径之后.     

枝角类为媒介的麻痹性贝类毒素传递与代谢研究

为了弄清麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish poisoning,PSP)在海洋生态系统中的产生、转化和归宿,本文以海洋枝角类为媒介,研究了麻痹性贝类毒素在海洋食物链中的传递与代谢过程.结果表明,PSP毒素可以沿甲藻塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)→枝角类蒙古裸腹溞(Moina mongolica)→红鳍东方纯(Fugu rubripes)鱼苗进行传递和代谢.整个实验过程中,塔玛亚历山大藻、蒙古裸腹潘、红鳍东方纯均检测到C1+2,鱼苗体内还发现似新生成的neoSTX.毒素传递过程中,C1+2中低毒性的α型毒素C1比例增大;毒素在鱼苗体内净化时,各PSP成分和总毒素含量普遍随净化时间的延长而减少.该结果为解释麻痹性贝类毒素为何在海洋各营养级生物体中广泛存在提供了直接的证据,也为我国开展麻痹性贝类毒素的监测和管理提供了新的理论依据.     

生物阴极型微生物燃料电池同步降解偶氮染料与产电性能研究

构建了生物阴极型微生物燃料电池(BCMFC),研究了以葡萄糖-偶氮染料(活性艳红X-3B)为共基质条件下,BCMFC产电性能及偶氮染料的降解特性.结果表明,电能的产生源于BCMFC对葡萄糖的降解,共代谢下活性艳红X-3B的(ABRX3B)的生物降解是主要的脱色机理.当葡萄糖初始浓度为500mg·L-1(以COD计),ABRX3B浓度低于300 mg·L-1时,功率密度维持50.7 mW·m-2,最终脱色率在94.4%以上,而ABRX3B浓度的进一步提高对BCMFC产电会产生抑制作用.阳极液的COD去除率和UV-Vis光谱表明,ABRX3B的降解过程中,有中间产物的积累.共基质条件下,BCMFC可成功实现同步电能输出和高效脱色.     

Enterobacter sp.CV-v对孔雀石绿的脱色特性及机理研究

采用单因素实验研究了各种操作因素对菌株Enterobacter sp.CV-v降解孔雀石绿的影响.结果表明,在供试碳源中,葡萄糖对脱色的促进效果最为显著,而供试氮源中,酵母粉对脱色的促进效果最优;同时,供试金属离子中,锰离子对脱色的促进效果最优.在p H=3.0~10.0、温度20~50℃之间时,菌株CV-v对孔雀石绿的12 h脱色率在90%以上.此外,该菌株可在6 h内完全脱色浓度低于500 mg·L-1的孔雀石绿.动力学实验结果表明,该菌株对孔雀石绿脱色的动力学数据与一级动力学模型拟合度最好(R2=0.9755).酶分析实验结果表明,锰过氧化物酶和孔雀石绿还原酶可能与菌株CV-v降解孔雀石绿相关.此外,代谢产物分析实验结果表明,菌株CV-v降解孔雀石绿的主要产物为二甲氨基二苯甲酮和4-羟基-N,N-二甲基苯铵.     

基于城市代谢分析的大连可持续发展对策

城市代谢方法能够帮助了解城市物质、能源的转换,以及它们对城市可持续发展的影响。本文通过数据对比分析了大连市2005与2014年城市物质和能源代谢过程的变化情况。结果显示,随着物质和能源的输入,城市社会经济发展迅速,居民生活水平大幅提高;但也出现了能源消耗过快、水资源开发过度、空气污染加剧等制约城市发展的问题。对此,提出要做好城市发展规划、鼓励资源回收、保护水资源、加强污染减排等促进大连城市可持续发展的建议。     

氯苯类有机物生物降解性及共代谢作用研究

利用测定微生物呼吸耗氧量的方法,对氯苯类中的5种优先污染物：氯苯,邻、间、对－二氯苯,1,2,4－三氯苯的生物降解性能进行测试,比较了它们用不同的驯化污泥试验的生物降解性能差异。结果表明,五种氯苯在各自驯化污泥作用下的降解性易难顺序为：氯苯＞邻二氯苯＞间二氯苯＞对二氯苯＞1,2,4－三氯苯,对于氯苯、邻二氯苯、间二氯苯分别驯化污泥,它们能彼此降解,但不能降解对二氯苯和1,2,4－三氯苯,对于对二氯苯和1,2,4－三氯苯分别驯化污泥,对5种受试有机物都能产生降解作用,且能提高它们的生物降解速率。分析表明,5种受试物诱导产生了两种不同类型的酶系统,共代谢作用在它们的生物降解过程中发挥了重要作用。     

微生物共代谢在氯代有机物生物降解中的作用

概述了微生物共代谢的生化机制,研究进展以及在氯化有机物生物降解中的作用,提出了微生物共代谢这种尚未被人们透彻了解的生物过程在氯代有机物等难解化合物生物处理中的应用前景。     

硫酸盐还原过程中乙酸型代谢方式的形成及其稳定性

通过产酸脱硫反应器处理高浓度硫酸盐废水的连续流试验,考察了不同试验阶段硫酸盐去除率和产气量稳定期,液相末端产物中挥发酸组成的变化、乙酸的分布特征、微生物种群组成和种群间关系.试验结果表明,各试验阶段液相末端产物中乙酸的分布比例高达50%～82%,微生物群体呈现特定的乙酸型代谢方式.乙酸型代谢方式本质上是产酸相反应器处理硫酸盐废水过程中,硫酸盐还原菌(SRB)与产酸菌(AB)建立起生物链式协同代谢关系,并通过非完全氧化型方式分解有机物,从而在末端产物中积累大量乙酸.乙酸型代谢方式的形成取决于利用乙酸的硫酸盐还原菌(ASRB)的竞争能力和它对乙酸的利用能力.乙酸型代谢方式可以为后续产甲烷相反应器提供适宜的底物,对提高硫酸盐废水处理系统的效率和运行稳定性具有重要意义.