饮用水砂滤池中微生物对微量污染物的降解潜力与途径

砂滤池已广泛应用于饮用水处理中,已有研究证明砂滤池能有效降解部分微量污染物,但对其降解途径和降解微生物缺乏深入探讨.据此,本研究首先采集2个实际饮用水厂滤池中的石英砂和锰砂滤料,通过宏基因组分析了滤料对阿替洛尔、阿特拉津、磺胺嘧啶和卡马西平的降解基因和相关降解微生物.结果表明,锰砂滤池生丝微菌科和石英砂滤池中的假单胞菌属具有将阿特拉津转化为羟基阿特拉津的潜力;砂滤池含多种分泌阿替洛尔酰胺水解酶的微生物,具有将阿替洛尔转换为阿替洛尔酸的能力;在滤池中广泛存在单、双加氧酶和细胞色素P450,能将阿特拉津、磺胺嘧啶和卡马西平氧化.进一步通过培养实验验证了滤料对这4种微量污染物的降解途径.本研究最后对其它9个实际水厂砂滤池滤料的宏基因组分析发现所有砂滤池都含有丰富的酰胺水解酶、加氧酶和细胞色素P450,说明饮用水砂滤池都具有降解多种微量污染物的潜力.     

寡养单胞菌对S2-氧化特性及主要代谢途径

以无机硫（S²）^-为目标污染物,从北京东沙河黑臭水体筛选出一株能够高效氧化S^2-的土著硫氧化菌,并对其进行16S rRNA测序及生理生化特性鉴定,结果表明,该菌株属于寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）,命名为Stenotrophomonas sp.sp3.菌株sp3在温度25℃,初始pH值7.0,初始葡萄糖浓度0.25%,初始菌浓度1.00g/L时,菌株sp3对S^2-的氧化率最高.在此适宜条件下,反应60h后,菌株sp3对S^2-的最高氧化率达到86.6%.S^2-的浓度在整个氧化过程中持续下降后保持稳定,在此过程中产生了S⁰,S₂O₃^2-,SO₃^2-以及SO₄^2-这4种其它存在形态的硫.随着S^2-被氧化,SO₄^2-的浓度呈缓慢上升的趋势.利用高通量测序技术推测菌株sp3主要是通过副球菌硫氧化途径（PSO）将非稳定态的S^2-逐步转化为稳定态的SO₄^2-.在此代谢途径中,一部分S^2-被氧化为S⁰,另一部分S^2-则直接氧化为SO₃^2-;S⁰与SO₃^2-可自发反应生成S₂O₃^2-,而S₂O₃^2-发生歧化反应再释放出SO₃^2-和S⁰;反应生成的部分SO₃^2-继续直接氧化为SO₄^2-.菌株sp3在黑臭水体的水质净化过程中有一定的应用前景.     

不同城市PM2.5对易感小鼠线粒体损伤的影响

采集太原市冬季大气细颗粒物（PM_2.5）,选取4周、4月、10月龄C57BL/6雌性小鼠,采用咽后壁滴注的方法用3mg/kg（体重）PM_2.5暴露4周.此外,分别采集太原市、北京市、杭州市和广州市4个城市的冬季PM_2.5,将10月龄小鼠暴露其中.采用荧光定量PCR技术检测心脏组织中细胞色素C氧化酶亚基I（co1）、IV（co4）和ATP合酶（ATP6）以及核转录因子pgc-1α、nrf1和tfam的mRNA转录水平.结果发现,太原市PM_2.5暴露后,10月龄小鼠心脏组织中co1、co4和ATP6以及核转录因子pgc-1α、nrf1和tfam的mRNA水平与对照组相比均显著升高.但4周和4月龄小鼠中上述基因表达则未见明显差异.10月龄小鼠暴露于不同城市PM_2.5后,杭州PM_2.5暴露可引起小鼠心脏组织中co1、co4、ATP6、pgc-1α、tfam的mRNA表达上升.北京PM_2.5暴露可引起小鼠心脏组织中co1、ATP6和tfam的mRNA表达显著上升;广州PM_2.5暴露则未见上述任何基因表达的显著改变.研究表明,太原市PM_2.5对易感小鼠心脏线粒体氧化磷酸化的影响最大,其次是杭州市和北京市,而广州市的影响最小.     

Fe3O4/CeO2复合材料催化降解橙黄G的效能及降解途径

为研究磁性纳米Fe₃O₄/CeO₂复合材料在高浓度难降解有机废水处理中的应用,利用共沉淀法制备Fe₃O₄/CeO₂复合材料,并将其作为非均相类Fenton催化剂降解橙黄G染料废水,利用单因素法优化出最佳降解工艺,同时利用TOF-MS/MS(飞行时间质谱)检测降解中间产物,推测出可能降解途径.结果表明,当Ce/Fe为1 :1(质量比)时制备的Fe₃O₄/CeO₂复合材料催化效果最佳.最佳降解工艺条件:初始pH为2.0,温度为30 ℃,H₂O₂投加量为30 mmol/L,Fe₃O₄/CeO₂复合材料的投加量为2.0 g/L,初始ρ(橙黄G)为50 mg/L.在最佳降解工艺条件下反应120 min后,橙黄G去除率为96.2%,TOC去除率为65.0%,Fe₃O₄/CeO₂复合材料至少可重复利用6次.研究显示,橙黄G降解主要有三条可能的降解途径,包括偶氮键断裂、偶氮键与苯环断开、脱磺酸基、羟基化以及开环等过程,共检测出八种可能的降解中间产物,主要有苯胺、苯酚、萘酚以及羧酸等.      

Fenton氧化4-氯酚降解机制研究

为了深入探讨4-氯酚（4-CP）在Fenton氧化体系中的降解机制,利用高效液相色谱（HPLC）等多种手段系统分析了反应过程中Fe2＋、Cl-、氧化中间产物对苯二酚、1,4-苯醌、4-氯邻苯二酚和4-氯间苯二酚的浓度以及氧化还原电位（ORP）的变化规律.研究结果表明,Fe2＋浓度经历了短暂的下降之后迅速上升到接近初始的...     

超声波/零价铁体系降解五氯酚的机理

在超声波/零价铁体系中,以五氯酚为目标污染物,分别对各种形态铁离子浓度和羟基自由基表观生成率进行了定量测定,探讨了超声波与零价铁的协同作用机理.结果表明,在超声波/零价铁体系降解五氯酚过程中,同时存在超声波的羟基自由基氧化作用和零价铁的还原作用,其中超声波的羟基自由基氧化作用占主导,零价铁大大地促进了该体系羟基自由基的生成.同时,采用气相色谱.质谱联用仪测定中间产物,并结合相关研究推测,超声波/零价铁降解五氯酚主要是通过羟基自由基的氧化脱氯、五氯酚氧自由基的自身耦合,以及零价铁的还原脱氯3种降解途径完成的.     

Characterization of the first step involved in enzymatic pathway for microcystin-RR biodegraded by Sphingopyxis sp. USTB-05

Enzymes encoded by genes biodegrading microcystins (MCs) can help reveal the function of genes and biodegradation pathway of MCs. Here the first and important gene (USTB-05-A, 1,008 bp) involved in biodegradation of microcystin-RR (MC-RR) was cloned from Sphingopyxis sp. USTB-05 and firstly expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) with an expression vector of pGEX4T-1 successfully. The nucleotide sequences of cloned USTB-05-A possessed 92.5% homology to that of mlA reported in Sphingomonas sp. strain ACM-3962. The deduced amino acid sequences containing the cleavage sites of 26th (alanine) and 27th (leucine) showed 83% identical to that of MlrA. The cell-free extract (CE) of recombinant E. coli BL21 (DE3) containing USTB-05-A had high activity for biodegrading MC-RR. Initial MC-RR of 40 mg L⁻¹ was completely biodegraded under total protein of 350 mg L⁻¹ within 0.25 h. A product derived from MC-RR appeared distinctly with the decrease of MC-RR peak on the profile of HPLC. The product (m/z 1056.5) had molecular weight of 18 higher than that of MC-RR (m/z 1038.7). The findings provided the positive evidences that biodegradation of MC-RR began with the breakage of cyclic MC-RR and then it was converted to linear MC-RR as the first product catalyzed by first enzyme of Sphingopyxis sp. USTB-05.     

可持续发展视角下的中央商务区低碳发展路径和策略探讨

随着城市建设的不断推进,中央商务区(CBD)的可持续发展受到越来越多关注。随着全球气候变化的日益加剧,低碳CBD作为一种新型的CBD发展模式被提出。基于国内外已有的CBD建设研究,以可持续发展理念为指引,在解析CBD发展历程的基础上,探究了中国CBD低碳建设的路径和策略。CBD的碳排放特征分析表明,"低碳CBD"的发展路径必须将低碳理念贯彻到规划期、建设期及运营期等各个阶段,坚持全生命周期的低碳管理。最后,从量化低碳目标、创新低碳政策和持续改进地管理低碳建设3个方面提出了低碳CBD的发展策略。     

高级氧化技术处理水中人工甜味剂的研究进展

介绍了几个国家在地表水、污水处理厂进出水等水环境中检测出的人工甜味剂的含量,简介了人工甜味剂对人体的危害,综述了基于臭氧氧化和紫外光照射的高级氧化技术处理水中人工甜味剂的研究进展,剖析了人工甜味剂的降解产物和降解路径以及在降解过程中的矿化效果和毒性变化,对后续的研究方向进行了展望。