区域系统物质代谢研究——以江苏省南通市为例

为定量地描述一个区域对其自然环境的负荷,论文利用区域系统物质代谢的方法研究了南通市全市范围内食物、能量、水、物质和废弃物的输入与输出。在研究期限内(1996～2002年),固体废弃物输出的增长率高于固体物质输入的增长率,而废水输出的增长率低于淡水输入的增长率。南通市区域代谢的速率正在持续上升。2002年非食物性资源的消耗总量是食物需求的15.8倍。化石燃料能量及电能的消耗是人体能量需求的17.9倍,光合作用固定太阳能的48.36倍。南通市区域代谢的趋势是上升的。尽管各种物质与能量的利用效率提高了,部分物质的循环利用率也上升了,但是还不足以降低其对陆地、水体和大气环境的压力。最后提出降低区域代谢脆弱性、提高代谢效率的相关建议。     

膜生物反应器活性污泥酶活与磷脂脂肪酸分析

分析了不同污染负荷下膜生物反应器的运行效率,并运用酶活表征污泥活性,用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析微生物种群结构及其分布特征.结果表明,膜生物反应器对COD,TP,TN,NH4+-N 保持着高而稳定的去除率,不同有机负荷下去除率差异不大(P>0.05);磷酸酶活性在低污染负荷下最高,脱氢酶、β-糖苷酶在中低污染负荷时的活性比高污染负荷时高,脲酶及蛋白酶活性随负荷增加而升高;活性污泥PLFAs 组成以单不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸和支链脂肪酸为主,而多不饱和脂肪酸与环丙烷脂肪酸含量较少,特征脂肪酸的比值表明在反应器中好氧细菌占绝对优势;微生物的群落结构分析显示,活性污泥中好氧原核微生物为优势类群,其次是革兰氏阳性细菌及其他厌氧细菌,而真核微生物所占比例最低.     

四溴联苯醚(BDE-47)对两种海洋桡足类动物的毒性效应

为了研究四溴联苯醚(BDE-47)对海洋桡足类的毒性效应,以太平洋真宽水蚤和日本虎斑猛水蚤为受试生物,依据急性毒性实验96 h-LC₅₀值,设置5个浓度组和1个对照组,测定摄食率、滤水率、耗氧率、排氨率和抗氧化防御系统中SOD、GST、GPx活性以及GSH含量。结果显示：BDE-47对太平洋真宽水蚤和日本虎斑猛水蚤的96 h-LC₅₀分别为
57和851 μg·L^-1,后者明显高于前者。2种桡足类在BDE-47作用下,其能量摄入和代谢均受到不同程度的诱导或抑制。太平洋真宽水蚤在中浓度(1.425 μg·L^-1)下摄食率和排氨率受到促进,高浓度(5.70和11.40 μg·L^-1)下耗氧率明显抑制;日本虎斑猛水蚤高浓度下(170.20 μg·L^-1)摄食率受到抑制,中浓度(21.28 μg·L^-1)下耗氧率受到促进,各个浓度的BDE-47对其排氨率均有明显促进作用。太平洋真宽水蚤SOD活性在BDE-47暴露96 h过程中均低于对照组(P<0.05),受到明显抑制;GST活性随暴露时间延长先升高后降低;GSH含量和GPx活性低浓度(0.7125和1.425 μg·L^-1)下随时间先升高后降低,而高浓度(5.70和11.40 μg·L^-1)下则相反。日本虎斑猛水蚤SOD活性随BDE-47浓度的升高先降低后升高再降低;GST活性和GSH含量在低浓度(10.64和21.28 μg·L^-1)BDE-47中与对照组相比无显著差异(P>0.05),而高浓度(85.10和170.20 μg·L^-1)
BDE-47下,GST活性随时间先升高后降低,GSH含量则先降低后升高再降低;GPx活性呈现先降低后升高趋势。由此可见,BDE-47与这2种桡足类的能量摄入、代谢和抗氧化防御系统存在一定时间及剂量效应,并具有明显的物种差异性。     

高效脱色菌群的脱色、产酶及群落分析

富集筛选到2组能够在开放条件下对多种染料和造纸废水高效脱色的混合菌群,以该混合菌群构建的生物膜反应器在连续运行条件下,对COD为750～1175mg/L、色度为200～320的染料废水进行脱色、降解,脱色率为80%～90%、COD去除率为69%～90%.该混合菌群能够在不同染料培养基中、造纸废水或染料废水中产生木质素降解酶系统中的1种或2种酶.分析表明,2组菌群中真菌与细菌的比例为6.8:1～51.8:1,优势微生物种类为真菌,从中分离出16株真菌,其中8株对活性红M-3BE具有明显脱色效果.     

偏肿拟栓菌共代谢降解芘条件的优化

为提高中国东北土著白腐真菌偏肿拟栓菌(Pseudotrametes gibbosa)对高分子量多环芳烃芘的共代谢降解效果,通过正交试验研究了共代谢基质、接种量、装液量及2,2￠-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)的最佳配比,同时采用浓度梯度法考察芘的初始浓度对偏肿拟栓菌共代谢降解芘的影响.结果表明,偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa共代谢降解芘的最佳培养基为:麸皮浓度为20g/L,接种量为3片直径为10mm的菌片,装液量为50mL,不加ABTS,在该培养条件下,酶活可达53.41U/mL,对芘的降解率达到88.8%.初始浓度小于10mg/L的芘对菌体产酶有一定的促进作用,大于10mg/L时抑制漆酶的分泌,同时菌体对初始浓度小于90mg/L芘的降解率在22.24%~93.54%之间.     

漆酶降解阴离子型聚丙烯酰胺/聚丙烯酸酯活性的理性设计

为探究漆酶降解聚丙烯酸酯（PAA）/阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）的微观机理,采用对接模拟了其结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（B. subtilis laccase）的结合.根据-CDOCKER_Energy score打分最高的原则,对获得的最佳结合构象进行分析.然后基于亲和力虚拟氨基酸突变进行丙氨酸（ALA）扫描和饱和突变.结合模式分析表明,HPAM比PAA可更深地埋入活性口袋,B. subtilis laccase对HPAM的亲和力和结合能皆高于PAA.相互作用分析表明,疏水相互作用可能对B. subtilis laccase与底物的结合起到促进作用,而氢键作用会阻碍该酶与底物的结合.通过ALA扫描进一步得知,ARG487、GLY486和TYR133是B. subtilis laccase降解HPAM的关键氨基酸残基,而ASP113和TYR133是B. subtilis laccase降解PAA的关键氨基酸残基.通过饱和突变表明,ASP113>ARG可以提高B. subtilis laccase降解PAA的活性,这些数据为理性设计增强活性的B. subtilis laccase突变体提供了理论参考.     

膨化预处理玉米秸秆的还原糖酶解工艺

应用膨化技术对玉米秸秆进行预处理.在单因素实验基础上,以还原糖转化率为影响值设计正交实验,研究温度、pH、液固比、酶浓度及酶解时间五因素对纤维素酶解过程的影响.得出玉米秸秆糖化酶解最佳工艺条件为:温度48℃,pH 4.5,液固比8:1,酶浓度36.0 U/g,酶解时间25 h;在此工艺条件下还原糖转化率达到28.98％.扫描电镜表征对比观察可看出,膨化后玉米秸秆纤维素酶解充分;结合红外光谱对各组分特征基团分析表明,膨化后的玉米秸秆酶解的纤维素基团特征峰变化更为明显.     

球形红细菌去除和转化铅的机理研究

通过X-射线衍射光谱分析,球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)H菌株对铅离子的转化产物为硫化铅.H菌株在不同浓度Pb2 中培养后,研究了该菌株生长细胞对Pb2 去除的动力学和该菌体产生半胱氮酸脱巯基酶活性的变化,用聚丙烯酰胺凝胶电泳法分析了其同工酶谱.结果表明,Pb2 浓度为25～150 mg·L-1时,去除速率常数k较大,半衰期T1/2较短,去除率较高;Pb2 浓度为75、100和150 mg·L-1时,对H菌株产生半胱氨酸脱巯基酶活力有明显的促进作用,Pb2 浓度为200 mg·L-1时,对该酶活力有抑制作用.该菌体细胞及亚细胞组分中铅含量测定结果显示,94%的Pb2 分布于细胞壁和细胞质内,仅少量存在于细胞膜上,并结合透射电镜观察和红外光谱分析,证明了该H菌株对铅离子去除和转化是在细胞质内进行的.     

应用固化酶检测黄瓜中氨基甲酸酯类农药

通过向固定液中加入适量明胶构成BSA-GA-gelatin系统,从而对传统交联固化酶法进行了改进,不仅提高了固化乙酰胆碱酯酶的活性而且经固定化的乙酰胆碱酯酶具有较好的稳定性,在常温下保存45d后仍未见酶活性有明显下降.在研究过程中分别对BSA、GA、明胶的最佳浓度进行了考察,最佳使用浓度分别为5%、0.5%、和0.1%.把乙酰胆碱酯酶固定到96孔酶标板上并与酶标仪联用减少了因目视颜色变化带来的误差,提高了检测结果的准确性.针对以往农药残留速测法普遍采用的表面冲洗法进行农药残留提取的方法进行了改进,使提取效率大大提高,对大多数残留农药的提取效率可达到80%以上而且方法快速、简便.该方法用来检测氨基甲酸酯类农药具有简便、快速、准确、灵敏度较高的特点,对黄瓜中5种氨基甲酸酯类农药的检测灵敏度在0.1～0.2 mg/kg范围内.     

褐煤降解真菌—青霉菌P6的胞外酶研究

具有强降解褐煤能力的青霉菌株P6在液体培养条件下,可产生较强的过氧化物酶(包括木素过氧化物酶和锰过氧化物酶)活性,并具有酯酶活性,不产生内葡聚糖酶和木聚糖酶.粗酶液依次经80%饱和度的硫酸铵盐析、DEAE-纤维素离子交换树脂层析、Sephadex G-100凝胶过滤,得到一个具有藜芦醇氧化活性的的木素过氧化物酶洗脱峰,藜芦醇氧化活性达5760U/L,比活力达7.52U/mg,纯化倍数150.4倍.