新烟碱类农药呋虫胺对映体选择性研究进展

农业生产中,呋虫胺以外消旋体的形式销售和使用,在进入生态环境后出现对映体选择性降解、吸收、代谢、排泄等.不区分对映体间差异的传统风险评估给呋虫胺的合理使用与生态安全带来了诸多隐患.研究指出S-呋虫胺既是高毒体也是高活体,其生态毒性为R-呋虫胺的13.9~145.9倍,但R-呋虫胺也表现出较高的杀虫活性,且作物中优先降解,开发高比例的R体农药有利于维持杀虫活性的同时降低对非靶生物和生态环境的负效应.本文旨在综述呋虫胺对映体选择性生物活性、生态毒性及环境行为研究进展,为其科学难题的解决提供新思路,也为其科学有效管理提供理论依据.     

EGSB-CANON工艺启动及动力学特性

采用EGSB（Expanded Granular Sludge Bed）反应器,在启动全程自养脱氮（CANON）工艺中通过改变曝气方式以及优化曝气/非曝气逐步实现CANON工艺的稳定运行.通过研究不同曝气/非曝气条件下CANON工艺的脱氮性能的变化,探究系统内不同污泥粒径中功能菌的活性,揭示EGSB反应器不同的运行条件以及系统内不同粒径的微生物聚集体在CANON工艺启动过程中的影响机制与菌群结构特性.结果表明,当恒定曝气量为0.5L/min,曝气/非曝气为2：1（60min：30min）时,实现了AerAOB（Aerobic Ammonia-Oxidizing Bacteria）与AnAOB（Anaerobic Ammonium-Oxidation Bacteria）协同脱氮的目的,并成功将NOB（Nitrite-Oxidizing Bacteria）的活性由3.41mgN/（h·gVSS）抑制到0.75mgN/（h·gVSS）.在对AnAOB的双底物（NO₂^--N和NH₄⁺-N）抑制动力学结果进行Haldane拟合时,得到NH₄⁺-N和NO₂^--N的半饱和常数（k_s）、抑制动力学常数（k_h）分别为106.8,331.9mg/L,272.4,66.61mg/L,相关性系数（R²）分别为0.98133和0.99142.在CANON污泥颗粒化形成过程中,污泥粒径在0.154~0.335mm范围内主要以AerAOB为主,污泥粒径在1mm以上主要以AnAOB为主.不同粒径下微生物聚集体的协同作用以及稳定的群落结构实现了CANON工艺的稳定运行.     

重稀土元素钇对短程反硝化工艺的影响

研究重稀土元素钇（Y（III））对短程反硝化工艺的短期和长期影响.结果表明,1~50mg/L的Y（III）对亚硝酸盐的积累量无明显影响,60~100mg/L的Y（III）会影响硝酸盐的还原和亚硝酸盐的积累.1~10mg/L的Y（III）对细菌活性呈现促进作用,20~100mg/L的Y（III）对细菌活性呈现抑制作用.胞外吸附的Y（III）是抑制细菌活性的主要因子,线性拟合的相关性系数R²为0.957,半抑制浓度IC_50（吸附）为1.079mg/L（以湿重计）,对应水中Y（III）浓度为54.35mg/L.SEM显示,添加Y（III）会使细菌产生更多的胞外聚合物（EPS）将细菌包裹以抵抗Y（III）的毒性,EDS显示被包裹的细菌表面碳、氮元素含量大幅度降低,EPS影响了底物的传质.130d的长期实验表明,5mg/L的Y（III）会使反应器的反硝化性能逐渐消失,停止添加稀土后,反应器的亚硝酸盐积累功能也不能恢复.     

盐度渐变过程对黄条鰤(Seriola aureovittata)幼鱼渗透调节的影响

为了解盐度渐变对黄条鰤(Seriola aureovittata)渗透调节的影响,设置自然海水(对照组盐度为29),5,10,15,20,35六个盐度梯度,并对不同盐度下幼鱼鳃丝Na+/K+-ATP 酶活力、离子浓度、渗透压进行了检测和分析。结果显示:在盐度5~35,黄条鰤尿、血清、血浆的渗透压均随盐度升高而升高,盐度为35时渗透压均为最高,其中尿的渗透压显著高于血清和血浆渗透压。在盐度从29下降的过程中,鳃丝Na+/K+-ATP酶活力、离子浓度、渗透压呈现相似的变化规律,都随着盐度的降低而呈现总体下降的趋势;盐度从29升高到35时,各检测指标中仅有尿和血浆的K+ 含量无显著变化(P >0.05),其余均显著升高(P <0.05)。实验结果表明,黄条鰤生存和繁衍的自然海水盐度29是幼鱼存活的适宜盐度,在略低的盐度20~29均能较快适应,说明在盐度渐变过程中,黄条鰤幼鱼对外界盐度变化有较强的调节能力。     

New insights into different surfactants’ impacts on sludge fermentation: Focusing on the particular metabolic processes and microbial genetic traits

• The promoting effects for VFA generation follow the order of APG>SDBS>HTAB. • Surfactants improve the WAS solubilization/hydrolysis and acidification processes. • The VFA promotion is associated with surfactants’ distinctive characteristics. • Surfactants induce the enrichment of functional bacteria for VFA biosynthesis. • The vital genes for substrates delivery, metabolism, and VFA yields are upregulated. Surfactants were expected to exhibit positive effects on the waste activated sludge (WAS) disposal. However, the systematic comparison of different categories of surfactants on the WAS fermentation and the functional mechanisms, especially microbial metabolic traits, have not yet been precisely explored. This study revealed the positive effects of different surfactants on the volatile fatty acid (VFA) production, which followed the order of alkyl polysaccharides (APG)>sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS)>hexadecyl trimethyl ammonium bromide (HTAB). Mechanistic exploration found that the presence of different surfactants improved solubilization and hydrolysis steps, and then contributed to the subsequent acidification with different efficiencies. The functional microorganisms associated with VFA generation were enriched in surfactant-conditioned reactors. Metagenomic analysis further indicated that the key genes involved in the particular process of VFA generation were over-expressed. The simultaneous bioavailable substrate improvement, functional bacterial enrichment, and metabolic activity upregulation induced by different surfactants jointly contributed to VFA promotion during WAS fermentation. This study could provide a comprehensive realization of surfactants’ impacts on the WAS fermentation process, and more importantly, it reminded the public to discern the distinct interplaying effects induced by different chemicals in regulating the WAS disposal and resource recovery.     

植物群落对铜尾矿废弃地土壤微生物量和酶活性的影响

以铜尾矿废弃地为对象,研究了铜尾矿废弃地上植物群落发展与表层尾矿微生物量C、N和脱氢酶、过氧化氢碱性磷酸酶和脲酶活性的变化,探讨了植物群落-微生物量C、N_土壤酶活性之间的相互关系.结果表明,随着植物群落的发展,铜尾矿废弃地表层尾矿微生物量和酶活性在不断增加;铜官山老尾矿废弃地白茅群落下表层尾矿(TBM)微生物量和酶活性与杨山冲尾矿废弃地及铜官山新尾矿废弃地表层尾矿微生物量和酶活性存在显著差异性(p<0.05).相关分析表明铜尾矿废弃地表层尾矿微生物量C、N与土壤有机质、总氮之间呈显著正相关(P<0.01);脱氧酶、碱性磷酸酶及脲酶与微生物量C、微生物量N、土壤有机质、总氮之问呈显著正相关(P<0.01),但过氧化氢酶与微生物量C、微生物量N、土壤有机质、总氮之间呈显著负相关(P<0.01).     

新疆罗布泊外围地区极端环境嗜碱放线菌生物学特性及活性物质筛选

2006～2007年从新疆罗布泊外嗣地区的泥土样品中分离了117株放线菌,初步筛选后对其中47株嗜碱放线菌进行了形态学鉴定,不同生长条件(pH值,盐NaCl、KCl、MgCl_2,碱性物质Na_2 CO_3、K_2CO_3、Mg_2CO_3、NaOH、KOH,温度)对菌株生长的影响,拮抗性、产酶活性检测及菌株LA4的分子进化鉴定等研究.结果发现,47株放线菌的15%属于诺卡氏菌属,70%属于链霉菌属,10%属于游动放线菌属,其中嗜碱链霉菌属占优势.在pH 7～11范围内,47株嗜碱放线菌均能生长.生长率为92%～95%.NaCl、KCl、MgCl,对嗜碱放线菌均具有抑制作用,NaCl、KCl的抑制作用高于MgCl_2,NaCl、KCl浓度超过10%时而MgCl_2 浓度超过15%时嗜碱放线菌完全停止生长.47株嗜碱放线菌对Na_2CO_3、K_2CO_3、MgCO_3、KOH、NaOH等碱性物质没有选择性,生长良好.47株嗜碱放线菌的最适生长温度为28～30℃.超过55℃后均不能生长.从47株嗜碱放线菌中筛选出了30株具有抗菌活性的菌株,其中对大肠杆菌有抑制作用的有11株,占36.7%,对金黄色葡萄球菌有抑制作用的有20株,占66.7%,对枯草杆菌有抑制作用的有16株,占53.3%;其中4株嗜碱放线菌LA4、LA24、LA33和LA19对3种指示菌均表现出抑制作用.在47株嗜碱放线菌中,74%具有淀粉酶活性,81%具有纤维素酶活性,43%具有蛋白酶活性,49%具有脂肪酶活性.通过分子鉴定,发现LA4为链霉菌中尚未报道的一个新亚种,其16S序列GenBank登录号为FJ182229.本研究结果表明新疆罗布泊外围地区存在大量的产纤维素酶、淀粉酶的嗜碱放线菌,并且潜藏着新的放线菌资源,为该地区嗜碱放线菌的种质资源开发和新药筛选有效菌源提供了参考.图5表4参20     

波尔多液对土壤过氧化氢酶活性与构象的影响

为初步探讨波尔多液对土壤过氧化氢酶的作用机理及变化规律,采用人工模拟和荧光光谱法研究了波尔多液对土壤过氧化氢酶活性特征及构象的影响.结果表明:1)不同浓度波尔多液对土壤过氧化氢酶活性总体呈现低浓度激活、高浓度抑制作用.不同配制方式波尔多液对土壤过氧化氢酶活性抑制效应顺序为多倍量式>倍量式>半量式>等量式.浓度为200mg·kg-1左右的等量式波尔多液处理对土壤过氧化氢酶活性的影响最小.2)24h培养时间下,随波尔多液浓度的增加,酶促反应米氏常数Km和最大反应速率Vmax均呈先减小后增大趋势.统计分析表明,Km和Vmax均与波尔多液浓度呈显著正相关(p<0.01),土壤过氧化氢酶Km值可表征波尔多液对土壤过氧化氢酶活性的影响程度,其作用机理为反竞争性抑制类型.3)波尔多液对离体过氧化氢酶的内源荧光有较强的猝灭作用,Cu(Ⅱ)和离体过氧化氢酶的结合常数K及结合位点数n分别为69.1831mol·L-1和0.6878.     

泥炭沼泽土壤酶活性对水热条件变化的响应及其与CO_2释放通量的关系——以小兴安岭地区为例

采用实验室培养的方法,研究了小兴安岭地区两类典型的泥炭沼泽:苔草型泥炭沼泽和泥炭藓型泥炭沼泽中几种水解酶活性(β-葡萄糖苷酶、酚氧化酶)对不同温度和水位变化的响应,以及与CO_2释放通量的相瓦关系.结果表明:β-葡萄糖苷酶活性在两类泥炭沼泽中受多种因素制约,在一定湿度范围内受水位控制较明显,当土壤湿度降低到一定程度时,温度对土壤酶活性影响增强.酚氧化酶活性与温度密切相关,但对温度变化的响应存在明显的季节性差异.相对而言,苔草型泥炭沼泽中β-葡萄糖苷酶和酚氧化酶活性显著高于相同培养条件下泥炭藓型泥炭沼泽.总体上,苔草型泥炭沼泽中水解酶活性较泥炭藓型泥炭沼泽中高,但是其CO_2释放通量却低于泥炭鲜型泥炭沼泽,表明与有机碳分解有关的水解酶的活性高低不能作为解释泥炭沼泽CO_2释放通量大小的唯一指标.