锰胁迫对美洲商陆种子发芽及幼苗生长的影响

以美洲商陆(Phytolacca Americana L.)种子为材料,采用培养皿滤纸水培培养法,研究不同ρ(Mn2+)(0、50、100、200、300、400和500 mg/L)对美洲商陆种子发芽参数(发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数)及幼苗生长指标(鲜重、芽长和根长)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,Mn2+处理对美洲商陆种子发芽产生负效应,降低了发芽率、发芽指数和种子活力,提前了种子集中萌发时间;低浓度Mn2+(≤200 mg/L)处理促进幼苗生长,但随着ρ(Mn2+)增加,幼苗生长受到抑制,且对芽的抑制大于对根的抑制;随着ρ(Mn2+)升高,美洲商陆幼苗SOD活性先升后降,ρ(Mn2+)为200 mg/L时达最大,在SOD活性升高时,MDA含量缓慢增加,在SOD活性降低时,MDA含量骤然增加,表明美洲商陆幼苗SOD活性与丙二醛含量存在某种关系,此外,美洲商陆幼苗对Mn2+胁迫具有一定耐性,其耐性机制可能与超氧化物歧化酶活性有关;高ρ(Mn2+)对美洲商陆幼苗产生毒性,其毒性机制可能与膜质过氧化有关。     

丁二烯球罐中聚合物形成的影响因素

根据丁二烯聚合物形成的机理,通过自行搭建的实验装置,研究并确定了丁二烯过氧化物生成的影响因素。通过研究确定了温度对丁二烯过氧化物生成的影响,确定了氧含量和铁锈对丁二烯过氧化物生成的影响。根据不同因素对丁二烯过氧化物的影响,确定了球罐内丁二烯储存的临界温度和储存时间。丁二烯聚合的特点表明球罐内丁二烯二聚体含量偏高时,球罐发生爆聚的风险增加。为确保丁二烯球罐安全,必须严格控制球罐内二聚体含量、温度、铁锈含量和氧含量,紧急情况下须采取有效措施抑制丁二烯聚合。     

自然水体生物膜上铁、锰氧化物生长速率的研究

通过对南湖水体培养的生物膜上铁、锰氧化物生长速率的研究发现，生物膜上铁、锰氧化物的生长过程均属于一级动力学反应，可以用双常数速率方程、Elovich方程、抛物线扩散方程及指数函数方程进行描述，生物膜上铁氧化物的生长速率远远大于锰氧化物的生长速率，锰氧化物的生长速率随水深的增加而降低，并呈显著的线性关系。     

联苯胺对线粒体抗氧化酶活性及同工酶的影响

不同浓度联苯胺(0.5,1.0,1.5,2.0mg/mL),以体外染毒方式作用于武昌鱼-团头鲂(Megalobrama amblycephala)肝脏线粒体,研究了武昌鱼肝脏线粒体两种主要抗氧化酶[谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)]活性的变化,用聚丙烯酰胺凝胶电泳法分析了其同工酶谱.结果显示0.5,1.0mg/mL联苯胺激活GSH-Px, 0.5mg/mL联苯胺激活SOD,而1.5, 2.0mg/mL联苯胺抑制这两种酶的活性;另外,在GSH-Px同工酶谱中呈现出特异性标志酶gsh4.     

碱性电池中无汞添加剂的研究

为了寻找碱性电池中取代汞的缓蚀剂，通过腐蚀实验、极化曲线的测量，研究了单质金属Ｉｎ、Ｂｉ和有机物添加剂—硫脲、聚乙二醇和ＣＴＭＢ的联合作用。利用恒电位控制电沉积的方法，研究了这些有机物添加剂对碱液中锌枝晶生长的抑制作用。实验结果表明，在锌粉中加入单质金属—Ｉｎ、Ｂｉ，可以提高锌在碱液中的析氢超电势，减缓锌的腐蚀速度［１，２］。实验结果还证明，Ｉｎ、Ｂｉ和ＣＴＭＢ联合作用，对锌电极的缓蚀效果非常明显，而且，对抑制锌枝晶的生长和防止锌电极的变形也有显著作用。因此，本文认为，这几种添加剂联合使用很有可能成为碱性电池中取代汞的缓蚀剂     

化学预氧化耦合生物锰氧化对水中有机物的去除

在饮用水处理过程中,高锰酸钾与铁锰氧化物预氧化作为化学预氧化的典型工艺,能有效去除饮用水中有机物的污染,并控制消毒副产物(DBPs)的产生.但研究发现,这两种预氧化都会生成具有遗传毒性效应的Mn2+.为解决该问题,研究构想在化学预氧化后耦合生物锰氧化技术,通过生物作用将Mn2+转化为具有较强氧化吸附能力的生物锰氧化物,从而对水质进一步净化.在以天然有机物酪氨酸(Tyr)和人工合成有机物2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(BP-4)为基质的模拟污染源水中,试验结果验证了上述构想.高锰酸钾或铁锰氧化物预氧化能够去除Tyr,但无法去除BP-4,并会产生Mn2+;在以锰氧化细菌Pseudomonas sp.QJX-1构建的生物体系中,Pseudomonas sp.QJX-1能利用Tyr进行生长并产生锰氧化,生成的生物锰氧化物能有效去除BP-4;在最优试验条件下,特定强度的高锰酸钾预氧化耦合生物锰氧化试验中Tyr、BP-4及Mn2+去除率分别为100%、50%和98.9%.     

高效纤维质降解菌处理木薯酒精废液及其厌氧发酵动力学分析

为提高木薯酒精废液中固形物的降解效率,优化木薯酒精废液的厌氧发酵特性,采用高效纤维质降解菌群作为CSTR（continuous stirred tank reactor,连续搅拌反应器）接种污泥,通过逐级提高进料负荷,研究不同容积负荷下的厌氧消化性能及相应的酶活性变化,建立了厌氧发酵过程动力学模型.结果表明,在高温（55℃）条件下经长时间稳定运行,容积负荷为14 kg/（m3·d）（以COD_Cr计）时,反应器出水ρ（TCOD）（TCOD为总化学需氧量,以COD_Cr计）和ρ（SCOD）（SCOD为溶解性化学需氧量,以COD_Cr计）分别为15 367.6、10 982.8 mg/L,TCOD去除率达到70%~75%;φ（CH₄）在48%左右,沼气产率为0.22 L/g（以每g TCOD计）;此外,木聚糖酶活性、纤维素酶活性在该条件下达到最大值,分别为42.1、30.2 U.脱氢酶活性在容积负荷为12 kg/（m3·d）时达到最大值80.1 TFμg/（h·mL）.动力学模型研究表明,最大原料产气率（y_m）为0.335 L/g（以每g TCOD计）,一级反应常数（k）为0.743 d-1,产气率为0.3 L/g,通过该模型可以得到最佳HRT（hydraulic retention time,水力停留时间）为11.5 d,最佳容积负荷为4.6 kg/（m3·d）.研究显示,在高温高容积负荷条件下,CSTR能够稳定的处理木薯酒精废液,并且能够获得较高的纤维素和半纤维素酶活性.      

超声波辅助离子液体-盐酸溶液预处理稻秆的研究

为研究超声波对离子液体-盐酸溶液预处理木质纤维素的影响,采用氯化-1-丁基-3-甲基咪唑和氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑的盐酸溶液在超声辅助下对稻秆于30~70℃进行预处理,探讨了温度、酸度和处理时间对酶解产糖量的影响,并在最佳条件下通过酶解糖化、成分分析、表面形貌、结晶度及化学结构的变化对有无超声辅助下预处理的效果进行考察.结果表明,温度、酸度及处理时间对酶解产糖量具有显著影响,在超声波辅助下,产糖量、纤维转化率及脱木质素率分别提高20.13%~28.96%、31.69%~35.23%和18.06%~19.33%.扫描电镜、X-射线衍射及傅里叶变换红外光谱分析表明,超声波辅助离子液体-盐酸溶液预处理能够促进对稻秆表面形貌和化学结构的破坏,并降低纤维素的结晶度.     

三苯基甲烷类染料氧化酶基因(tpmD)在大肠杆菌中的无诱导表达

为了解决嗜水气单胞菌DN322对鱼类的潜在致病性问题,有必要克隆表达该菌的三苯基甲烷染料脱色酶基因tpmD.通过PCR方法获得该基因,并与脱色希瓦氏菌S12的NAD(P)H脱氢酶基因启动子和用于荧光标记的编码CCPGCC的碱基序列融合,将有启动子和无启动子的融合基因片段分别连接到质粒pMD18-T中,转化大肠杆菌E.coli DH5α和E.coli BL21.结果发现,有启动子的融合基因能被E.coil在不加诱导物IPTG的条件下高效正确表达,脱色酶活性甚至超过基因供体菌DN322.将上述两株大肠杆菌工程菌株在自然水体中进行孔雀石绿污染小试处理,60d内在每个350mL反应体系中累积共投加大于10000mg的孔雀石绿,脱色率一直保持在92%以上;细菌数量最后增加了5～10倍.研究结果证明,基因工程菌在不加营养物的条件下也有很强的脱色活性和长期的存活能力;在tpmD基因3'端加入的用于螯合双砷荧光染料的18bp编码氨基酸碱基序列不影响此基因的表达和酶的脱色活性,这将赋予此工程菌可示踪性.     

Effect of sub-acute exposure to TiO2 nanoparticles on oxidative stress and histopathological changes in Juvenile Carp （Cyprinus carpio）

Increasing application of nanotechnology highlights the need to clarify and understand nanotoxicity. Mammalian and in vitro studies have raised concerns about the toxicity of titanium dioxide nanoparticles (TiO₂-NPs), but there are limited data on ecotoxicity to aquatic organisms. In this work, the sub-acute toxicity of TiO₂-NPs to carp (Cyprinus carpio) was assessed. Superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD) activities and lipid peroxidation (LPO) levels in liver, gill and brain tissues of carps varied with concentration of TiO₂-NPs suspensions and exposure time (up to 8 d). As a result, 100 and 200 mg/L TiO₂-NPs caused statistically significant decrease in SOD, CAT and POD activities and significant increase in LPO levels in tissues (P < 0.05), suggesting that the fish exposed to these two concentrations of TiO₂-NPs suffered from the oxidative stress. The extent of depletion of antioxidant enzymes activities and the elevation of LPO in the liver was the greatest, indicating that the liver might be the most susceptible organ to TiO₂-NPs exposure. In addition, carps had gill pathologies including edema and thickening of gill lamellae as well as gill filaments, and liver pathologies including necrotic and apoptosis hepatocytes after exposed to 100 and 200 mg/L TiO₂-NPs for 20 d. These results indicated a potential risk from TiO₂-NPs released into the aqueous environment.