细菌介导水铁矿合成铁硫矿物去除水体铬污染

为了去除水体中六价铬(Cr(Ⅵ)),利用Shewanella oneidensis MR-1在硫代硫酸盐存在情况下驱动水铁矿转化为铁硫次生矿物制备微生物/矿物杂化体,探究了杂化体对水体中Cr(Ⅵ)去除效果,影响因素及去除机理.物相组成分析和显微形貌观察发现,细菌转化合成的黑色方硫铁矿(FeS)次生矿物纳米颗粒包裹S. oneidensis MR-1细胞从而组装形成了Bio-FeS@MR-1杂化体.所制备的杂化体4h内完全去除了初始浓度26mg/L的Cr(Ⅵ),其效率显著高于单独的等量菌体和FeS次生矿物总和,表明菌体与FeS次生矿物之间存在协同增强效应.Bio-Fe S@MR-1杂化体具有较宽的pH值适用范围(3.0～9.0)和较好的再生能力,其去除Cr(Ⅵ)的效率和重复使用次数均与FeS次生矿物含量和菌体密度成正相关.去除产物中铬主要以Cr(Ⅲ)沉淀物(如Cr₂O₃和Cr(OH)₃)形式存在,表明水体中Cr(Ⅵ)的去除方式包括吸附和还原作用.     

雌二醇、壬基酚和三丁基锡对草金鱼血浆卵黄蛋白原含量的联合效应

雌二醇(17β-estradiol,E2)是生物合成的天然雌激素,壬基酚(nonylphenol,NP)和三丁基锡(tributyltin,TBT)则是人工合成的环境拟雌激素和环境抗雌激素,这3种污染物在自然水体中均广泛分布,给多种水生生物的健康造成威胁,然而其共同存在下的联合效应尚不明确.本文以草金鱼(Carassius auratus)为受试生物,以鱼体血浆中卵黄蛋白原浓度为观测指标,研究雌二醇和壬基酚的雌激素活性及三丁基锡的抗雌激素活性.在单独暴露实验的基础上,研究3种污染物两两联合及三者联合条件下对雄性草金鱼卵黄蛋白原的联合诱导效应.结果表明,雌二醇和壬基酚均能显著诱导雄性草金鱼合成卵黄蛋白原,三丁基锡对雄性和雌性草金鱼卵黄蛋白原含量均无显著影响.雌二醇和壬基酚共暴露时,壬基酚能促进雌二醇的雌激素效应;雌二醇与三丁基锡共暴露时,后者可抑制雌二醇的雌激素效应;3种污染物共同暴露时,三丁基锡也表现为抗雌激素效应.但壬基酚与三丁基锡共暴露时,后者未能抑制壬基酚的雌激素效应.上述结果表明天然雌激素、拟雌激素和抗雌激素之间存在复杂的联合效应,拟雌激素和抗雌激素的毒性效应并非简单地相互抵消,因此在生态风险评价时需全面评估不同类型环境雌激素之间的复合效应.     

8:2氟调聚羧酸在虾夷扇贝体内的蓄积、分布与转化

以虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）为受试生物,研究了8：2氟调聚羧酸（8：2FTCA）在虾夷扇贝不同组织（肝脏、鳃、性腺、外套膜、闭壳肌）中的蓄积、分布和生物转化特征.结果显示,8：2FTCA蓄积浓度最高的组织为肝脏,达峰值最快的组织为鳃.在8：2FTCA代谢过程中,检测到8：2氟调聚不饱和酸（8：2FTUCA）、7：3氟调聚羧酸（7：3FTCA）、全氟辛酸（PFOA）、全氟壬酸（PFNA）和全氟庚酸（PFHpA）5种代谢产物,其中7：3FTCA和PFOA为含量最丰富的2种代谢产物.它们主要分布在鳃和肝脏组织中,鳃和肝脏是8：2FTCA进行生物转化的主要器官,并且鳃组织中代谢产物的浓度最高.推测出虾夷扇贝体内8：2FTCA的生物转化路径,与虹鳟的生物转化行为相比,虾夷扇贝在代谢产物产量和半衰期上均有差异,说明水生生物的生物转化行为具有物种差异性.8：2FTCA在虾夷扇贝体内可转化为PFOA、PFNA和PFHpA等全氟烷基羧酸（PFCAs）,是虾夷扇贝体内PFCAs的一个间接来源.     

一株厌氧反硝化细菌的分离鉴定与砷耐受功能研究

稻米和蔬菜是人体摄入的主要食物来源,由于人的活动造成了稻米和蔬菜中砷与硝酸盐超标。摄入的砷污染稻米与硝酸盐超标蔬菜会经过人体消化系统被胃肠道吸收并释放部分砷与硝酸盐产物,人体肠道对砷与硝酸盐具有一定的解毒作用,其中肠道微生物发挥着重要作用。从人类新鲜粪样中富集与分离出一株厌氧反硝化菌株CD14-2,通过比对与分析其16S rRNA序列,确定该菌株属于肠杆菌科埃希氏菌属(Escherichia),并对其硝酸盐还原酶基因(nitrate reductase, Nar)进行了同源性分析,进一步探究了菌株CD14-2在乳酸钠作为碳源下的反硝化速率和对不同碳源的利用情况以及菌株CD14-2与砷的相互作用。结果表明:反硝化菌株CD14-2能够在48 h内将10 mM硝酸盐氮还原为近9 mM亚硝酸盐氮,并能够利用多种碳源,在高砷浓度中生长且具有反硝化功能;当砷浓度不超过1 mM时,该菌株的反硝化功能基本未受影响,当砷浓度超过1 mM时,会对该菌株的反硝化能力起到抑制作用,且其抑制效果与砷浓度呈正相关关系。     

基于文献计量的电催化还原CO2研究状况及发展趋势分析

通过电能将CO₂还原成高能化学品以实现碳减排受到全球关注。基于此,对Web of Science核心数据库中2012—2021年关于电催化还原CO₂研究的4089篇文献进行调研汇总,并利用引文分析软件VOSviewer进行了计量统计和可视化分析。从多个角度分析了该领域研究发展态势,并对未来发展趋势作出预测。结果表明:2012—2021年,电催化还原CO₂领域发文量保持稳中有增的态势,其中中国和美国在电催化还原CO₂领域处于领先地位,2个国家的科研成果相对突出;电催化还原CO₂领域研究重点由单一的金属及合金催化剂材料制备向非金属纳米结构催化剂、催化剂性能精确调控及电催化反应机理揭示等方向转变。     

炼铁技术可持续性评价与筛选及其影响因素研究

为确定高炉炼铁技术(BF)、直接还原炼铁技术和熔融还原炼铁技术这3类主要炼铁技术的可持续性,选择了8种具有代表性的炼铁技术,在确定系统边界、构建指标体系、综合集成赋权后,运用灰色关联度模型对炼铁技术的可持续性进行排序,并采用拉氏加法分解分析了影响炼铁技术可持续性的主要因素.结果表明:(1)8种炼铁技术的可持续性排序为MIDREX＞COREX-DR＞1Tmk3＞ FASTMET＞COREX C-3000＞ FINEX＞ BF＞ HISMELT(竖炉).(2)环境排放(吨铁SO2排放、吨铁危险废物产生和吨铁颗粒物排放)、二次能源回收与利用(吨铁回收能源消耗、吨铁余能回用潜力)以及铁产品品质(吨铁磷含量、吨铁硫含量)等已成为制约炼铁业可持续性的重要瓶颈,也是炼铁技术研发和工艺选取应考虑的主要因素.(3)可以尝试新的炼铁模式——COREX C-3000与MIDREX联合炼铁技术,将其作为发展非高炉炼铁技术的重点方向.     

大型海藻龙须菜对锥状斯氏藻的光合生物控制机制

为了探究大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)的光合生物控制机理，在锥状斯氏藻的培养体中加入不同浓度的龙须菜海水浸提液，通过生物量、表观放氧速率和呼吸速率、光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心能量变化，以及反应中心、放氧侧和电子传递链活性变化，来揭示大型海藻龙须菜对锥状斯氏藻的光合抑藻机理.结果表明：共培养3 d的实验中，添加0.6 g·L^-1龙须菜海水提取液对锥状斯氏藻的生长有显著促进作用，与对照组相比，藻体密度提高了15.5%；添加1.2、2.4和4.8 g·L^-1龙须菜海水提取液对锥状斯氏藻生长则有显著抑制作用，藻体密度分别下降了26.8%、95.1%和91.4%，化感物质对锥状斯氏藻的生长有低促高抑的效果；添加龙须菜海水浸提液能显著抑制锥状斯氏藻最大光合放氧速率和显著增加其暗呼吸作用，呈现出剂量效应，抑制效果随培养时间而减弱.龙须菜中的化感物质能破坏锥状斯氏藻PSⅡ反应中心，使得反应中心数量减少，造成反应中心潜在活力(F_v/F     

二甲苯、蒽、苯并[α]芘对虾夷扇贝幼贝血清SOD、CAT活性的影响

以虾夷扇贝(Mizuhopecten yessoensis)为受试生物,设置3种不同浓度的二甲苯、蒽、苯并[α]芘处理健康的虾夷扇贝,检测血清中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性变化情况,结果发现:0.01~1.0 mg·L~(-1)的二甲苯、0.002~0.2 mg·L~(-1)的蒽、0.001~0.1 mg·L~(-1)的苯并[α]芘处理6、12 h后,虾夷扇贝血清SOD活性升高,处理12 h后对血清SOD活性诱导率均高于处理6 h的;处理6 h后,血清CAT活性降低,而处理12 h后,血清CAT活性升高;具有显著的剂量-效应关系和时效关系,表明二甲苯、蒽、苯并[α]芘对虾夷扇贝具有氧化胁迫作用,可能导致其氧化损伤。相关性分析发现,3种污染物处理6 h后,血清SOD活性与CAT活性变化呈显著负相关;而处理12 h后,血清SOD活性与CAT活性变化呈显著正相关。上述结果为开展二甲苯、蒽、苯并[α]芘对海洋贝类毒性评价提供基础数据。     

虾夷扇贝毒素(yessotoxin)诱导的栉孔扇贝(Chlamys farreri)体内P糖蛋白转运活性及其分布研究

大量研究表明P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)介导的多型异源物质抗性机制(multi-xentiobiotic resistance,MXR)在贝类耐受或抵抗污染水域中有毒有害物质的毒害中具有重要作用,但是该机制在贝类抵抗或耐受食源性毒素方面作用的研究却很少。本研究以栉孔扇贝(Chlamys farreri)为实验动物,向其投喂产虾夷扇贝毒素(yessotoxins,YTXs)的网状原角藻(Protoceratium reticulatum),通过检测栉孔扇贝鳃和消化腺组织中YTX毒素含量随时间的变化情况,结合2种组织中P-gp介导的MXR活性变化及P-gp在组织中的表达和分布,探讨P-gp在扇贝耐受YTX毒素中可能的作用。研究结果表明,随着毒藻暴露时间的延长,栉孔扇贝鳃和消化腺中YTX含量逐渐增加,且具有明显的时间依赖关系。YTX的大量累积虽未导致扇贝死亡,但是仍然对扇贝组织产生不同程度的毒性。苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色发现,染毒12 h后,栉孔扇贝鳃组织前端出现明显黑化,消化腺组织导管上皮细胞部分脱落入管腔中,腺管内细胞界限模糊,部分腺管崩解。罗丹明B(rhodamine B,Rho B)外排实验表明YTX毒素暴露能显著增强栉孔扇贝鳃和消化腺组织中P-gp的转运活性,暴露12 h后鳃和消化腺Rho B的排出速率就已分别达到对照组的3.8倍和1.4倍,随着暴露时间的延长,P-gp活性略有增强,72 h后开始下降;P-gp的功能性抑制剂维拉帕米(verapamil,VRP)在实验设定的浓度下没有抑制反而增强了Rho B的外排;免疫定位显示,毒素暴露后栉孔扇贝鳃丝前端纤毛柱状细胞及消化腺导管上皮柱状细胞和腺管消化细胞P-gp免疫阳性信号增强,说明YTX毒素暴露提高了P-gp的表达量。综上推断,YTX毒素可能是P-gp的底物,它能够诱导P-gp转运活性增强,并增加P-gp的表达量来参与扇贝对YTX毒素的耐受或抗性;设定浓度的VRP不能抑制P-gp的活性,这可能是由于种属差异造成的,关于VRP对栉孔扇贝Pgp的作用还有待进一步的研究。     

甲苯、乙苯和二甲苯对中华新米虾的毒性效应

以中华新米虾(Neocaridina denticulata sinensis)为受试生物,采用半静态生物测定方法,研究了TEX污染物对中华新米虾的单一急性毒性和联合毒性效应.在单一毒性试验中,甲苯、乙苯和二甲苯对中华新米虾的96h LC50分别为13.8,10.4,11.3mg/L,毒性大小顺序为乙苯>二甲苯>甲苯.基于等毒性溶液法(ETS)分析了TEX二元混合物的联合毒性,结果表明,甲苯-乙苯、乙苯-二甲苯与甲苯-二甲苯按不同毒性单位比(4:1,3:2,2:3,1:4)组成的二元混合物对中华新米虾的联合毒性作用均表现为相加作用.基于毒性单位法(TU)和混合毒性指数法(MTI)研究了甲苯-乙苯-二甲苯按浓度比1:1:1和毒性单位比1:1:1所组成的三元混合物对中华新米虾的联合毒性,96h LC50分别为11.6,10.7mg/L,毒性大小与3种苯系物单独作用相当.当暴露时间为48h时,联合毒性表现为部分相加作用,而暴露时间为96h时,联合毒性作用为协同作用,即随着暴露时间的增加,甲苯-乙苯-二甲苯组成的三元混合物的联合毒性从部分相加作用转变为协同作用,但是协同作用均不明显,非常接近于相加作用.因此,甲苯、乙苯和二甲苯对中华新米虾的联合毒性作用主要表现为相加作用.