纳米材料对环境中微生物活性的影响研究

研究纳米材料对环境中微生物细胞活性的影响可为纳米材料的生物安全性评价提供一定的理论基础.以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为受试生物,采用电导率仪测定细菌培养液电导率变化,分别研究了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米Fe3O4、纳米SiO2、纳米二氧化钛载银、纳米磷酸锆载银、纳米棕色银对细菌细胞膜通透性的影响.结果表明,纳米材料对革兰氏阳性枯草芽孢杆菌细胞活性影响更大;同种纳米材料,粒径越小,对细菌的细胞活性影响越强;对细菌细胞活性影响最大的是纳米棕色银,对细菌细胞活性影响最小的是纳米SiO2和Fe3O4.     

自生动态膜分离厌氧产酸污泥效果与特征研究

采用自生生物动态膜(SFDM)分离高浓度发酵产酸污泥(非牛顿流体),研究了自生动态膜对发酵污泥中发酵底物的截留及挥发性脂肪酸(VFAs)的选择透过性效果,考察了自生生物动态膜阻力构成和膜污染层成分.结果表明:自生动态膜在运行3d后,出水悬浮性固体(SS)基本保持在1.5g/L以下,多糖截留率为40%,蛋白质截留率为75%;运行5d时,溶解性化学需氧量(SCOD)截留率稳定在45%左右,可以稳定截留分子量较大的物质;VFAs的截留率仅维持在3%左右,可以选择性透过动态膜.自生动态膜运行阻力主要来自动态膜层,粘附在膜面的胞外蛋白质是主要膜污染贡献物质.     

石墨烯掺杂聚苯胺阳极提高微生物燃料电池性能

微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）技术可分解代谢污染物质并同步输出电能,在环境及能源领域吸引了越来越多的关注.但是,输出功率密度较低、成本较高、底物降解率低等特点限制了其实际应用,其中阳极是主要限制因素之一.本研究选取具有优异导电性、大比表面积的石墨烯和生物相容性较好的聚苯胺（polyaniline,PANI）,并优化二者比例关系,制备得到石墨烯掺杂PANI复合材料.将复合材料涂覆在玻碳电极表面分析电化学性能,循环伏安（cyclic voltammetry,CV）和线性伏安扫描（linear sweep voltammetry,LSV）测试结果均显示石墨烯含量占比20%的复合电极（20%石墨烯）电化学性能最好.将复合材料修饰在碳布表面作为MFC阳极时以石墨烯含量占比5%的复合电极（5%石墨烯）生物电化学性能最佳,LSV得到最大输出功率密度为（831±45）mW·m^-2,分别是20%石墨烯、1%石墨烯、石墨烯、PANI、碳布阳极的1.2、1.3、1.3、1.5、1.8倍.最大输出电压、开路电压、化学需氧量去除率、库仑效率、生物量密度均以5%石墨烯电极最高.电化学阻抗分析表明5%石墨烯电极极化内阻仅为（24±2）Ω,是碳布电极的19.8%.电化学和生物电化学性能并不完全一致,说明电极材料的生物相容性是影响MFC性能的主要因素之一.5%石墨烯阳极充分发挥了石墨烯和聚苯胺的优点,提高了MFC的产电性能.     

秸秆还田对水稻镉积累及其亚细胞分布的影响

镉(Cd)是人类一级致癌物,大米食用是以大米为主食人群摄入Cd的主要途径.秸秆还田是秸秆处理中主要方式,在Cd污染稻田被广泛应用,其对水稻Cd吸收及水稻体内Cd的分布产生的影响不可忽视.本研究选用Cd水稻土,通过盆栽和大田试验分析了不同的秸秆还田用量(0.0%、1.0%、2.5%和5.0%)对Cd的亚细胞分布以及在水稻籽粒中积累的影响.结果表明水稻根细胞中的Cd主要分布在细胞壁中,占总Cd的86%~95%,茎叶细胞的细胞壁与可溶部分中的Cd含量相当,分别占总Cd的30%~51%和35%~61%.秸秆按1%和2.5%比例还田能显著提高根中Cd含量,以及细胞壁中Cd含量及其分配比例,并降低水稻体内Cd由根向茎叶转运;但5%的秸秆还田,分蘖期根中Cd含量和细胞壁中Cd含量显著降低,Cd由根向茎叶转运系数提高,灌浆期的根中Cd含量和细胞壁中Cd含量均显著提高,转运系数没有显著变化.大田试验前茬的水稻秸秆和油菜秸秆中Cd含量均较高,分别是0.49 mg·kg~(-1)和0.67 mg·kg~(-1);油菜秸秆单独还田或与石灰一起还田均没有显著影响水稻糙米或秸秆中Cd的积累;水稻秸秆单独还田也没有显著改变水稻糙米或秸秆中Cd的积累,但与石灰一起还田时能显著降低糙米和秸秆中的Cd积累;生物炭添加能显著降低水稻体内的Cd积累,且与石灰一起添加降Cd效果更显著.因此,当用Cd污染稻田前茬所产水稻秸秆还田时,建议与石灰一起添加可达到显著降Cd的效果.该研究将为Cd污染稻田的水稻安全生产与秸秆循环利用提供理论与实践指导.     

Effects of some heavy metals on cell suspension cultures of Catharanthus roseus

ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｓｏｍｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｏｎｃｅｌｌｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｕｌｔｕｒｅｓｏｆＣａｔｈａｒａｎｔｈｕｓｒｏｓｅｕｓＺｈｕＬｉｚｈｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ），ＨａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖ...     

Demonstration of spontaneously dividing male fetal cells in maternal blood by negative magnetic cell sorting and fish

We investigated a case of massive feto-maternal bleeding by using negative magnetic cell sorting (MACS) and fluorescent in situ hybridization (FISH). A 37-year-old pregnant woman had an uncomplicated amniocentesis for advanced maternal age at 16 weeks' gestation. The fetal karyotype was 46, XY. At 19 weeks' gestation, she had a minor car accident and slight vaginal bleeding. A subsequent Kleihauer-Betke test showed a 140 ml feto-maternal haemorrhage. Serial sonographic examinations indicated a normal fetus and placenta. We performed FISH analysis on maternal peripheral blood at 25 weeks. Anti-CD45 and MACS were used to deplete maternal leucocytes, enriching the proportion of fetal nucleated erythrocytes present. The isolated cells were analysed by using dual-colour FISH with X and Y specific probes. Approximately 65 800 nucleated cells were obtained after MACS depletion. A total of 234 cells were analysed by FISH. The results revealed that 70 of the nucleated cells (30 per cent) were male with one X and one Y signal. Among these cells, six male metaphases were observed in spontaneously dividing cells.     

城市污水处理厂污泥直接热化学液化处理技术

污泥直接热化学液化技术是国外８０年代开始发展的一项污泥处理兼资源回收技术。它可使污泥中有机质的４０％以上转化为燃料油（热值≥３３ＭＪ／ｋｇ）,相应的有机碳转化率达到９０％左右。整个过程为一能量净输出过程。本文对其发展源流、研究现状和发展前景进行了综述和讨论。     

跨膜压差和膜面流速对磁絮凝延缓陶瓷微滤膜通量衰减的影响

为克服陶瓷微滤膜净化微污染水体时产水量不高、通量衰减迅速的难题,采用磁絮凝预处理工艺延缓陶瓷膜的污染。对比了磁絮凝预处理与传统絮凝预处理对陶瓷微滤膜膜污染的影响,结果显示:磁絮凝预处理后陶瓷膜的稳定产水量高于传统絮凝预处理,验证了磁絮凝预处理工艺延缓膜污染的可行性。同时,研究了跨膜压差和膜面流速对2种组合工艺膜通量的影响,结果表明:随着跨膜压差和膜面流速的增加,膜通量均提高但增幅逐渐放缓,其优化运行参数如下:跨膜压差为0.20 MPa,膜面流速为2.0 m/s。     

高浓度液晶废水处理研究

针对某化工厂液晶中间体生产废水,采用Fenton预处理+水解酸化+好氧+超滤反渗透工艺进行处理,发现Fenton技术具有良好的预处理效果,对COD的去除率在50%左右,且废水可生化性从原水的0.05提高至0.38,经过水解酸化及好氧单元的降解,废水ρ(COD)可降至150~200 mg/L,再通过超滤反渗透膜处理,COD浓度可降至50mg/L以下,达到GB/T 19923—2005《城市污水再生利用—工业用水水质》要求,出水可用作稀释水或厂内冷却用水。膜浓水通过自主研发的强化蒸发装置处理,可实现废水不外排。采用该工艺对厂内实际生产废水进行现场调试运行,处理规模为5 m~3/d,原水初始pH值为2.0~4.5,ρ(COD)为7 000~10 000 mg/L。稳定运行后,生化段出水pH值为7.5~8.0;ρ(COD)为150~200 mg/L,膜处理后ρ(COD)<50 mg/L,证明运行稳定可靠。     

短、中、长链氯化石蜡暴露对细胞代谢影响的比较研究

氯化石蜡(chlorinated paraffins, CPs)在中国大量生产和使用,导致其在环境介质中的含量较高。采用拟靶向代谢组学技术,比较研究了短、中和长链氯化石蜡在人体内暴露水平下(100μg·L~(-1))对HepG2细胞代谢的影响。结果表明,短、中和长链氯化石蜡暴露引起了HepG2细胞增殖活力的降低与代谢活动的显著变化。短链氯化石蜡(SCCPs)暴露对细胞代谢的影响强度略高于中链氯化石蜡(MCCPs)和长链氯化石蜡(LCCPs)。3种氯化石蜡均显著扰乱了脂质代谢,且影响程度相近。显著受影响的代谢通路包括:甘油磷脂代谢、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、花生四烯酸代谢和鞘磷脂代谢。同时,3种氯化石蜡暴露也显著扰乱了甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成,牛磺酸和亚牛磺酸代谢;此外,LCCPs还扰乱了苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成通路。相比于SCCPs和MCCPs,LCCPs对氨基酸代谢表现出更强的干扰效应。