重金属镉对黄鳝的慢性毒性研究

为研究重金属镉污染的生境对黄鳝的慢性毒性效应,文章采用野生黄鳝为试验材料,测定暴露在0～0.64 mg/L镉浓度下黄鳝的耗氧率、外周血红细胞异常率、肝指数、肝脏脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量和肝脏卵黄蛋白原(VTG)含量等理化指标。结果表明:与对照组相比,镉胁迫下,黄鳝平均体重下降,体长缩短,个体肥满度由0.094%降低至0.074%;镉浓度由0 mg/L增至0.32 mg/L时,黄鳝的耗氧率显著增大,当镉浓度增加到0.64 mg/L,黄鳝的耗氧率显著降低;随着镉浓度的增加,外周血红细胞微核率及细胞核异常率显著增大;MDA含量由2.96μmol/g增至4.57μmol/g;肝指数随镉浓度的增大呈先增加后降低的趋势;此外,镉胁迫下雌性黄鳝VTG含量显著降低,雄性黄鳝VTG含量显著升高,对雄性黄鳝表现出雌激素效应。研究结果为预防和治理重金属污染环境下黄鳝的养殖与繁育提供一定的理论参考和实践意义。     

溶解氧对低碳源城市污水处理系统脱氮性能与微生物群落的影响

为了阐明溶解氧对低碳源城市污水处理系统脱氮除磷性能的影响,研究了供氧区溶解氧浓度分别为2~3、1~2和低于1mg·L^-1的运行条件下微生物应对低碳源环境生长与代谢特性的差异.随着供氧区溶解氧浓度的降低利用外碳源和内碳源脱氮量分别升高了20.23%和80.54%,内碳源的除磷利用效率升高了13.89%,进而使低碳源城市污水的脱氮除磷效果得到强化.高通量测序和RDA分析结果表明,降低供氧区溶解氧浓度驱动微生物群落结构的调整,促使脱氮除磷功能微生物（如：Dechloromonas菌属）的丰度显著增加.基于PICRUSt预测分析可知,在低溶解氧浓度的运行环境中微生物与基质利用、能量合成和代谢调控功能相关的基因活性更高,保证了功能微生物在低碳源条件下稳定生长并维持较高的脱氮除磷效率.本研究为提升低碳源城市污水处理系统中脱氮除磷功能微生物的生长提供理论依据.     

城市碳排放的评估方法——影响要素和过程研究

城市碳排放对全球碳循环和气候变化产生了深远的影响。论文在国内外城市碳排放研究基础上,从城市化的碳排放效应、城市碳排放估算和影响要素、碳排放观测、碳循环和碳代谢过程等方面系统归纳总结了碳排放评估方法、要素和过程。评述了Kaya恒等式、LMDI方法、CGE模型、混合分析法、清单编制法、UE模型、FFDAS模型、STIRPAT模型、格网模型、综合分析法(Four-part Methodology)、建筑碳排放模型、物质代谢法、EC碳通量观测等代表性碳排放估算和观测方法。研究焦点正在从宏观模式转向微观机理,从自然、人文单一过程转向人文-自然耦合过程,热点区域从发达国家城市转向发展中国家城市,从单一数据源转向遥感、实验观测等多源数据。基于上述特点,当前研究应从城市公平发展和低碳城市出发,建立城市公共利益能源研究框架,根据城市职能类型和发展水平,综合涡度通量观测、计量模型、生态模型、遥感和GIS技术,构建高精度城市碳排放账户,建立城市代谢存量和流量标准分类系统,发展和完善碳排放估算模型,提高城市碳排放计算结果精度和城市间的可比性。     

磁性载体MBBR系统对纳米ZnO颗粒的胁迫响应

为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH₄⁺-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下MBBR中污染物去除性能及微生物的影响.结果表明:低浓度(5,10mg/L)纳米ZnO对COD、NH₄⁺-N去除无显著影响;高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫后,磁性载体MBBR的NH₄⁺-N去除率分别降低10.57%和12.91%,低于普通载体的14.48%和16.94%.相比于NH₄⁺-N,纳米ZnO胁迫对COD去除影响较小.此外,高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫导致更多纳米ZnO颗粒团聚并吸附于磁性载体生物膜表面,继而改变了生物膜群落结构.在10mg/L的纳米ZnO胁迫下,磁性与普通载体生物膜中微单胞菌属(Micropruina)的相对丰度均有所提...     

联苯代谢对微生物的生长胁迫及分裂抑制

以联苯/多氯联苯降解菌株R04（Rhodococcus sp.R04）和几种模式微生物为研究对象,利用高效液相色谱、荧光显微镜、扫描电子显微镜等分析微生物在联苯及其代谢物培养条件下细胞分裂和形态的变化.结果表明联苯及其代谢产物对红球菌R04和几种模式微生物细胞的分裂有抑制作用,并对部分微生物形态有影响.与前体-联苯及其代谢产物2-羟基-6-酮基-6-苯基-2,4-己二烯酸相比,2,3-二羟基联苯对G⁺、G^-细菌,或是酵母细胞分裂都有较强的抑制和形态的改变.2,3-二羟基联苯导致R.R04和缺陷型R.R04细胞形成不完整隔膜的比例增加;造成96.4%的大肠杆菌BL21细胞表面凹陷,胞质内容物流失,菌体体积缩小;导致枯草芽孢杆菌89.6%的细胞体积明显缩小;导致金黄色葡萄球菌基本没有细胞能形成完整的分裂隔膜;导致红酵母细胞能进行出芽生殖的比例从64.2%降低到19.3%,但对其细胞形态无明显改变.联苯代谢物2,3-二羟基联苯对红球菌R04及其它微生物细胞分裂和增殖的抑制作用比其前体-联苯强,建议在研究环境化合物与微生物互作时,应考虑环境化合物代谢的毒性效应.     

深海细菌Celeribacter indicus P73~T对菲的降解机制

来自深海环境的多环芳烃降解菌Celeribacter indicus P73~T能够高效降解菲,为揭示菲生物降解的分子机制,对其降解途径进行分析.通过GC-MS联用技术鉴定出菌株P73~T降解菲的2个重要的中间代谢产物,1-羟基-2-萘甲酸和1-萘酚.通过分析菌株P73~T全基因组,发现了菲降解基因簇(P73_0346-P73_0354),编码包括环羟基化双加氧酶、二氢二醇脱氢酶、环裂解双加氧酶、异构酶、水合醛缩酶等.通过验证环羟基化双加氧酶大亚基基因突变株ΔP73_0346::kan的菲降解能力,证实基因P73_0346编码了菲双加氧酶.依据代谢物检测、基因组分析和突变株功能验证结果,推测菌株P73~T降解菲经由菲C3,4-双加氧途径,更进一步地确定了参与此途径的菲双加氧酶等降解相关基因.本研究不仅揭示了菲降解的分子机制,也为菲污染的生物修复技术提供了理论依据.     

环境雌激素双酚A暴露现状及其雄性生殖毒性研究概况

双酚A(bisphenol A,BPA)作为典型的环境雌激素,在环境中广泛存在,具有接触机会频繁、剂量累积、潜伏期长等特点,是对生殖系统危害极大的一类污染物。研究表明BPA可在地表水、野生动物体内检测出,甚至在健康人群的体液中存在,尤其在婴儿体内含量较高。BPA进入机体后可通过I相和II相代谢酶分解,其分解产物的毒性目前仍不清楚。BPA在体内发挥雌激素样作用,与雌二醇竞争性地结合到雌激素受体上,阻碍雄激素受体的活性,促进促黄体生成素与催乳素的合成,最终抑制雄性激素的合成。BPA可破坏血睾屏障,直接刺激睾丸细胞的凋亡并导致精子质量下降,其中主要通过影响下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)上促性腺激素释放激素受体(Gn RHR)、促黄体生成素受体(LHRβ)和促卵泡雌激素(Fshb)的表达和直接刺激睾丸和附睾细胞,降低睾酮合成酶的表达及活性,抑制与精子生成相关蛋白的表达,从而影响生殖能力。同时,BPA代谢过程中消耗大量的抗氧化酶,产生氧自由基,其氧化产物可能会对睾丸和附睾的损伤形成二次打击。总之,双酚A造成雄性生殖损伤障碍主要是损伤HPG轴正负反馈调节的平衡以及影响调节激素相关基因的表达和直接损伤睾丸细胞和精子质量。     

重金属Cd、Pb对褐菖鲉肝脏组织中HSPs基因表达的影响

为了解重金属污染对海洋鱼类热休克蛋白(HSPs)基因表达的影响,将褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)分别暴露于1.6、8、40、200、500μg·L~(-1)Cd、Pb溶液中,用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAM P)定量检测褐菖鲉肝脏HSP60、HSP70、HSP90、HSC70 mRNA表达量。结果表明:Pb仅在40μg·L-1时显著抑制HSP60、HSP90、HSC70 mRNA表达量,8μg·L~(-1)时即可显著抑制HSP70 m RNA表达量,并在40μg·L~(-1)时达到最小值;Cd对HSP60、HSP90、HSC70的诱导不明显,但能显著诱导HSP70,并在500μg·L~(-1)时达到最大值。相比之下,褐菖鲉肝HSP70基因对重金属Cd、Pb污染较为敏感,有潜力成为监测海洋重金属污染的预警分子。     

共代谢基质对芽孢杆菌Y-4降解异喹啉的影响

以吡啶,葡萄糖和邻苯二甲酸作为共代谢基质,研究了它们对芽孢杆菌Y_4降解异喹啉的影响。实验结果表明各降解过程均遵循二级反应动力学方程：-dS／dt=K2S2＋K1S＋K0。吡啶的加入会抑制异喹啉的降解,并且吡啶的浓度越高,抑制作用越明显。反应体系中葡萄糖的浓度为100-800mg／L时,葡萄糖的加入会促进异喹啉的降解,且葡萄糖浓度越大,异喹啉降解速率P越大,当葡萄糖的浓度为800mg／L时,其降解率速率P可由未加葡萄糖的0．1924h。上升为0．2255h-1。适宜浓度的邻苯二甲酸会对异喹啉的降解产生促进作用,邻苯二甲酸的浓度为50mg／L时,异喹啉的降解速率可由原来的0．1924h-1增加到0．2145h-1,邻苯二甲酸浓度过高反而会抑制异喹啉的降解。     

固相萃取-气质联机测定水中嗅味物质2-甲基异茨醇和土霉素

分别利用固相萃取剂XAD-2树脂和C18SEP柱富集,二氯甲烷洗脱,固相萃取装置浓缩,通过气质联机(GC/MS)测定了水中土霉化合物MIB和Geosmin。该方法重现性好,相对标准偏差5.4%~7.0%,回收率80%~92%,MIB和Geosmin检出限分别为5ng/L和2ng/L。两种固相萃取剂对MIB和Geosmin吸附效率相当,吸附效率不受嗅味物质浓度影响,但当水溶液中其它有机质增多时,C18SPE的回收率明显下降。利用该方法对不同培养时间的放线菌代谢产物进行了测定,培养25天后代谢产物MIB和Geosmin的浓度达到200ng/L和130ng/L。