微生物和酶在降解环境有机污染物中的应用

介绍了生物修复有机污染的土壤和水体的研究进展,对微生物和酶处理的技术进行了详细讨论。降解有机物的微生物以白腐真菌为代表,可有效降解多环芳烃;降解有机物的酶以过氧化物酶和水解酶为代表,分别能够降解芳香族化合物和有机农药。     

信号分子在好氧颗粒污泥形成过程中的作用

采用人工配水成功培养好氧颗粒污泥,针对絮状污泥颗粒化过程中污泥的理化性质、污染物去除效率、胞外聚合物和信号分子变化进行相关分析.结果发现,在好氧颗粒污泥的形成过程中,污泥对污染物去除能力明显提高.与接种污泥相比,成熟的好氧颗粒污泥对COD、NH₄⁺-N和PO₄^3--P去除率分别提高20%、36%和57%.好氧颗粒污泥中胞外蛋白质和多糖含量分别增加了116和31mg/gMLVSS.采用激光共聚焦扫描显微镜对接种污泥和好氧颗粒污泥进行空间表征,发现后者蛋白质含量明显增加,说明蛋白质在污泥颗粒化过程中具有重要作用;磷酸二酯酶活性总体呈现上升趋势,第二信使环二鸟苷酸（cyclic diguanylic,c-di-GMP）含量先增加后降低,与胞外聚合物中蛋白质和多糖的变化规律相似.通过SPSS软件进一步分析得知,c-di-GMP与蛋白质相关系数R²=0.92871,呈极显著相关性;与紧密结合型胞外聚合物中蛋白质相关系数R²=0.89025,呈显著相关性,推测c-di-GMP可能是通过指导紧密结合型胞外聚合物中的蛋白质合成以促进好氧颗粒污泥的形成.     

荣成天鹅湖水体有机磷的生物有效性和时空分布

磷是滨海湿地生产力的关键限制因素之一,有机磷的矿化分解是湿地活性磷的重要补充途径。本文以滨海荣成天鹅湖湿地为研究对象,通过采集不同季节、不同点位的表层水样,利用酶水解技术研究了天鹅湖水体有机磷的生物有效性及其时空变化规律。研究表明:(1)天鹅湖已经出现轻度富营养化。有机磷是天鹅湖水体总磷(TP)重要组成部分,其中溶解态有机磷(DOP)的含量为0.039～0.123 mg/L,占水体TP的29%～74%,颗粒态有机磷(POP)的含量为0.011～0.073mg/L,占水体TP的11%～25%。(2)在有机磷中,24%～31%的DOP和41%～82%的POP是潜在的生物可利用磷。(3)天鹅湖DOP遵循春夏高而秋冬含量低的特点。有机磷空间分布非均一性,DOP主要分布在湖中区和入河口区。POP集中分布在北部入河口和湖心区及其北部沙滩区域。另外,通过相关性分析表明,有机磷与水环境因子关系密切,DOP和溶解态酶水解有机磷(DEHP)的含量可以指示水体富营养化程度。总之,水体有机磷循环供磷可能是造成水体富营养化的重要原因。因此,在富营养化的防治过程中应该采取有效措施防治有机磷的矿化。     

三子汤对水丝蚓铅污染的保护作用研究

为了研究三子汤对铅胁迫下水丝蚓抗氧化酶的保护作用,以探索中药抗重金属污染的特性,采用室内急性毒性的试验方法测定了不同质量浓度的铅离子对水丝蚓6 h、12h、24 h的半致死浓度分别为2. 50 mg/L、2. 00 mg/L、1. 25mg/L;测定了三子汤对水丝蚓的6 h、12 h、24 h半致死浓度分别为45 g/L、24. 75 g/L、22. 50 g/L。然后在反应体系中加入不同质量浓度的三子汤,测定不同质量浓度的三子汤对铅胁迫水丝蚓的SOD酶活性的影响,与未加入三子汤的铅胁迫水丝蚓的SOD酶活性进行检测。结果显示,铅胁迫的水丝蚓体内SOD酶活性为0. 087 U/g;加入1/4致死浓度三子汤的水丝蚓体内SOD酶的活性降低至0. 048 U/g;加入半致死浓度三子汤和1/8致死浓度三子汤的水丝蚓体内的SOD酶活性分别为0. 068 U/g和0. 058 U/g;对照组水丝蚓体内的SOD酶活力为0. 047 U/g。研究表明,1/4致死浓度的三子汤对铅胁迫的水丝蚓有明显的保护作用。     

外源有机酸对马蔺幼苗生长、Cd积累及抗氧化酶的影响

植物修复环境重金属污染仍然受多种因素制约,而通过有机酸辅助植物修复技术提高修复效率逐渐成为治理重金属污染的有效途径之一。采用溶液培养研究了Cd胁迫下2种不同浓度外源有机酸EDTA、柠檬酸对马蔺(Iris lactea var.chinensis)幼苗生长、Cd积累及抗氧化保护酶的影响。结果表明,与单独Cd胁迫(CK)相比,Cd胁迫下溶液中添加0.5和5mmol·L-1EDTA和相同浓度柠檬酸后马蔺地上部Cd质量分数无明显变化,而马蔺地下部Cd质量分数显著增加,0.5mmol·L-1低浓度EDTA和柠檬酸分别使马蔺根系Cd质量分数比对照增加55.6%、137.1%,柠檬酸的促进效果较明显。而溶液中添加2种有机酸对马蔺生物量的影响与对马蔺吸收Cd的效应不同,EDTA和柠檬酸使马蔺地上部生物量略有下降,但与对照相比差异不显著,而5mmol·L-1高浓度EDTA、柠檬酸使根系生物量明显下降,分别比对照下降17.2%、25.7%。同时,2种不同浓度有机酸均使马蔺叶片MDA含量增加,而马蔺叶片SOD和POD酶活性的增加表明马蔺体内抗氧化保护能力的增强,一定程度上可减轻氧化胁迫对马蔺造成的伤害。实验结果说明EDTA和柠檬酸对促进马蔺修复Cd污染具有一定的潜力。     

转化血型用蕃茄α－D－半乳糖苷酶的分离、纯化及理化性质

成熟蕃茄匀浆后，经硫酸铵盐析，ＤＥＡＥ－ＳｅｐｈａｄｅｘＡ－５０离子交换层析，ＳｅｐａｄｅｘＧ－１００凝胶过滤和Ｍｅｌｉｂｉｏｓｅ－Ａｇａｒｏｓｅ亲和层析，获得了α－Ｄ－半乳糖苷酶（Ｃ．Ｅ．３．２．１．１１）。酶制剂经ＰＡＧＥ检测为一条带；ＳＤＳ－Ｇ－ＰＡＧＥ测得酶Ｍｒ为３４０００；比活力５２．９Ｕ／ｍｇ·；提纯倍数为５２９０１产率为４５％．酶专－催化以α－Ｄ－半乳糖为末端ａ－（１，３）连接的糖苷键，以ＰＮＰＧ（对硝基苯－α－Ｄ－半乳糖昔）为废物，酶催化反应的Ｋｍ＝０．１１ｍｍｏｌ／Ｌ，Ｖｍａｘ为６７μｍｏｌ·ｍｇ１－·ｍｉｎ－１．ｔ稳定范是０～３５℃；ＰＨ稳定范围是４．０～７．０．最适ｐＨ为５．１．半乳糖是酶的竞争性抑制剂；Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ３＋、Ａｇ＋和ＥＤＴＡ对酶活性无影响．纯酶制剂可作为Ｂ型血向Ｏ型血转化的工具酶液．     

产聚乙烯醇降解酶的培养条件

放线菌StreptomycesvenezuelaeGY1产生的聚乙烯醇(PVA)降解酶是一种诱导酶.以4种不同类型的PVA为唯一碳源时,该菌株单位质量细胞产酶能力比以糖类物质为唯一碳源时提高10倍以上.聚合度和醇解度最高的PVA1799是该菌株产生PVA降解酶的适宜底物,其浓度为1gL-1时,PVA降解酶的产量为120u/g(细胞).培养基中PVA1799浓度由1gL-1上升到5gL-1时,该菌株单位质量细胞产酶能力下降73%,表明PVA1799浓度过高会抑制产酶.GY1菌株产酶的最适温度和pH分别为30℃和7.0.在GY1菌株生长过程中控制以下条件有利于产生PVA降解酶:(1)保持培养体系中较高的溶氧水平;(2)在氮源中补充NO-3;(3)在一定浓度范围内添加MgSO4·7H2O、CaCl2、MnSO4、BaCl2、ZnSO4、FeSO4·7H2O和CuSO4等金属盐.Pseudomonassp.产生的PVA降解酶能够作用伯醇或仲醇类化合物,以这些伯醇或仲醇类化合物代替培养基中的PVA,不能诱导GY1菌株产生PVA降解酶;而在培养基中有PVA存在时,再添加0.5gL-1的3戊醇和环己醇能够明显促进PVA降解酶的产生(单位质量细胞产酶能力分别提高了21%和32%).图8表1参10     

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)几丁质酶的分离纯化及酶学性质

以苏云金芽胞杆菌为材料 ,通过硫酸铵沉淀分级分离、DEAE - 32离子交换柱层析初步纯化 ,获得比活力为15 0 .5Umg-1的酶制剂 .研究酶催化胶体几丁质水解的反应时间和酶量对酶活力的关系 ,探讨酶催化胶体几丁质的最适条件 .温度和 pH对酶活力的影响和酶的热稳定性及酸碱稳定性的结果表明 :酶催化胶体几丁质水解的的最适pH为 5 .6、最适温度为 5 8℃ .该酶在pH 4 .5～ 6 .5区域稳定 ,而在pH >8能很快失活 ;在 5 5℃以下处理 30min ,酶活力保持不变 ;高于 5 5℃ ,酶快速失活 .图 5参 11     

苯噻草胺对土壤中过氧化氢酶活性及呼吸作用的影响

通过模拟实验研究了水稻除草剂苯噻胺对土壤中过氧化氢酶活性及对土壤呼唤作用强度的影响，并研究了其在不同条件下水解和光解的效果，结果表明，苯噻草胺的浓度对土壤中过氧化氢酶的活性有明显影响，浓度愈大，对土壤中过氧化氢酶活性的抑制愈大，苯噻草胺在实验条件下没有明显的水解和光解，苯噻草胺对土壤呼吸有明显的抑制作用，浓度愈高，土壤呼吸强度在初期抑制愈大，17d后各处理土样的呼吸强度基本恢复正常，试验结果还表明，苯噻草胺属于低毒或无明显实际危害的农药，对土壤微生物影响较小。     

Cu在扇贝组织中的蓄积及其对酶活性的影响

采用暴露实验方法，研究了不同浓度的Cu（Cu^2＋）对栉孔扇贝（Chlamys farreri）鳃、肌肉、内脏团组织中Cu蓄积量及过氧化氢酶（CAT）活性的影响．结果表明：随水体中Cu浓度的升高，扇贝各组织中Cu蓄积量明显上升，Cu蓄积量顺序为：内脏〉鳃〉肌肉．Cu浓度对栉孔扇贝各组织中过氧化氢酶（CAT）活性均有明显影响，各组织中酶活性均随Cu浓度升高表现为抑制-诱导-抑制的规律．这表明，栉孔扇贝各组织中CAT酶对水体中Cu污染反映敏感，存在计量-效应关系，对海洋Cu早期污染具有指示作用．图2表1参19