Removal of 17β-estradiol in laccase catalyzed treatment processes

The removal of 17β-estradiol （E2） in laccase catalyzed oxidative coupling processes was systematically studied in this work. We focused on the influence of pH and natural organic matter （NOM） on the performance of the enzymatic treatment processes. It was found that the optimal pH for E2 removal was between 4 and 6. The removal of E2 was slightly inhibited in the presence of NOM. Enzymatic transformation of E2 was second-order in kinetics with first-order to both the concentrations of the enzyme and contaminant. Mass spectrum （MS） analysis suggested that coupling products were formed through radical-radical coupling mechanism. The results of this study demonstrated that laccase catalyzed oxidative coupling process could potentially serve as a treatment strategy to control steroid estrogens.     

四氯化硅泄漏迁移-转化过程数值模拟

针对四氯化硅泄漏后形成的重气云的三维大气扩散与反应转化过程采用计算流体力学进行模拟,研究了四氯化硅气体与水蒸气反应过程中不同时刻四氯化硅、氯化氢等有毒物质的空间分布与转化情形.四氯化硅受重力作用下沉并向周围扩展,迎风面处的四氯化硅下沉触碰到地面后向上风侧移动,但主体向下风向迁移.反应主要发生在气团外层,生成的毒害性氯化氢覆盖范围较四氯化硅广泛,反应物和生成物在近地面的质量分数较大;水解反应消耗水分导致脱水效应和反应放热升温,会对该区域生态造成严重危害.研究了空气湿度和风速对四氯化硅迁移转化的影响.空气湿度对四氯化硅质量分数影响较小,主要影响生成物的质量分数变化,湿度越大氯化氢质量分数越高.风速主要影响反应物和生成物达到质量分数分布波峰的时间,风速越大,高质量分数氯化氢的存在时间越短.     

彗星实验检测渤海主要入海河流遗传毒性

利用彗星实验检测渤海区主要入海河流遗传毒性.以虾虎鱼为受试生物,暂养在河口水样中,染毒48h,取外周血细胞,运用彗星实验检测外周血细胞内DNA损伤程度,以尾相(TM)作为DNA损伤程度指标,并据此评估入海河流邻近海域遗传毒性风险.实验结果表明,入海河流中的特征污染物可导致虾虎鱼外周血细胞的DNA损伤,且损伤程度可以通过彗星实验定量分析,同时该试验方法操作简便、快速、灵敏度高,能够反映出多种污染因子的综合致毒能力.因此,通过彗星实验建立实验室检测入海河流遗传毒性方法具有可行行和创新性.     

氨基脲的毒性效应研究进展

环境及食品中的氨基脲主要来源于硝基呋喃类药物及偶氮二甲酰胺的分解;同时,次氯酸盐与氨基酸的作用也能产生氨基脲. 氨基脲曾在食品动物、玻璃包装食品等多种食品中被检出,近期在我国东营潮河入海口邻近海域也有检出. 早期的研究表明,氨基脲具有致诱变性和潜在的致癌性;而近期的研究表明,氨基脲不仅能够在组织形态学水平上导致多种组织器官的形态改变,而且还可对神经系统、内分泌系统的功能产生影响. 50~150mg/L氨基脲可导致大鼠胎儿肺和肝脏器官内核酸水平显著降低,增加幼年小鼠肺肿瘤发生率;此外,能够显著增加鼠骨髓嗜多染红细胞的微核率,表现出弱遗传毒性. 氨基脲是GABA合成酶GAD(谷氨酸脱羧酶)的抑制剂,并且对NMDAR(N-甲基-D-天氡氨酸受体)具有拮抗作用,从而产生神经毒性. 氨基脲可致大鼠多个靶组织器官形态结构的改变且具有一定的性别差异,其中,对胸腺及肾上腺的组织学改变仅在雌性中表现出来,而对甲状腺组织结构的改变仅在雄性中表现明显,对生殖器官的毒性表现为其能够改变雌性卵巢和雄性睾丸显微结构. 雌性大鼠口服40、75、140mg/kg氨基脲28d能够降低其血浆内E₂(雌二醇)水平,并且呈剂量-效应关系,表现出抗雌激素效应. 未来应继续补充氨基脲的毒性数据,以揭示其毒性作用机制;同时,应从其衍生物降解规律、环境风险评价等角度进行深入研究.      

模拟酸雨对街道灰尘重金属淋溶的累积释放特征与释放模型

以泉州市交通繁忙区街道灰尘为研究对象,采用模拟酸雨动态淋溶实验和改进的BCR四步提取法研究街道灰尘中重金属元素在不同酸度(pH=3.5、4.5、5.6)模拟酸雨淋溶下的溶出规律及形态变化.结果表明,街道灰尘中重金属元素的累积释放量均随模拟酸雨pH的降低而增加,当pH值为3.5和4.5时,Cu、Pb、Mn、Ni、V、As和Co的释放过程为快速释放阶段,Cr、Zn和Fe的释放过程分为快速释放和相对平稳释放两个阶段;当pH值为5.6时,除Co、V为快速释放过程外,其余重金属都处于相对慢速的释放过程.动力学方程拟合结果表明,双常数速率方程能更好地描述上述重金属元素的累积释放特征.尘样经模拟酸雨淋溶后,弱酸可溶态中Co、Cu、Mn、Zn、Ni百分含量有所增加,Cr、Fe、Pb百分含量变化不明显;可还原态中Cr、Pb、Cu、Ni百分含量有所增加,Mn、Zn、Co百分含量有所下降;可氧化态中上述各元素的百分含量均有所降低;残渣态中除Ni、Mn百分含量有所下降外,其它元素百分含量变化均不显著.     

冻融作用对土壤磷素迁移转化影响研究进展

磷素是生态系统中重要的生源要素之一,其在土壤中的丰缺变化制约着植物的生长状况,寒冷地区土壤的结构与理化性质常年受到冻结和融化的周期性影响,而冻融作用又强烈的影响着土壤磷的迁移转化途径,磷的生物地球化学行为是生态系统初级生产力的决定因素之一。系统的归纳分析了近年来国内外关于土壤吸附作用、土壤含水率以及土壤生物对磷素迁移转化过程影响的研究报道,主要研究结论认为：（1）冻融循环导致土壤颗粒粒径变小以及铁铝化合物形态改变,进而影响了磷在冻融土壤上的吸附行为;（2）土壤水在冻融作用下的固液相转换改变了土壤浸提液中磷的含量,而土壤含水率的高低与磷在土壤中的汇聚和释放存在密切关系;（3）土壤微生物和植物体内的磷在冻融过程中成为土壤中有机磷的主要来源之一。众多研究结果显示,同一制约因素在冻融作用驱动下对土壤磷的影响效果各不相同,这是因为冻融过程中土壤成分、水分含量、冻融时间、循环次数、植被类型和微生物状况等条件共同影响着磷的迁移转化行为,众多相互关联的因子产生的综合效应导致磷在冻融土壤中的迁移转化行为各异。总结分析当前的研究成果,提出冻融作用对土壤磷的影响应在土壤景观尺度、研究方法和手段、预防和治理措施方面进行深入的研究和探索。     

利用SOS/umu测试方法鉴定沙颍河河水中的遗传毒性物质

采用HPLC分割导向的SOS/umu测试方法鉴定了沙颍河河水中的遗传毒性物质。当采用TA1535/pSK1002菌株测定HPLC分割的各馏分时,如果不经大鼠肝微粒体酶(S9)代谢活化,只有馏分F10显示遗传毒性,加入大鼠肝微粒体酶代谢活化后,馏分F10和馏分F15都显示有遗传毒性,说明河水中存在某些需经过大鼠肝微粒体酶代谢活化才能显示出遗传毒性的物质。当采用过量表达O-乙酰转移酶(O-AT),对芳香胺类物质和硝基芳烃化合物有特殊响应的NM2009菌株测定时,馏分F8、F9和F10均呈现遗传毒性;特别是对于馏分F10,用NM2009菌株测定的遗传毒性远高于原始菌,说明这3个馏分中都含有芳香胺类或硝基芳烃类物质。     

利用改进的SOS/umu方法检测水处理过程中污染物的遗传毒性效应

SOS/umu遗传毒性测试方法被广泛应用于化合物和复杂混合物遗传毒性的评价,但是目前已报道方法的实验周期长达17 h,给实验操作带来了不便,因此亟需对常规方法进行改进。建立了测试周期可小于8 h(2 h预培养,4.5 h暴露培养) 的SOS/umu快速测定方法之后,应用改进后的方法对5种典型遗传毒性物质, 4-硝基喹啉1-氧化物(4-NQO)、丝裂霉素C(MMC)、甲磺酸甲酯(MMS)、2-氨基蒽(2-AA)和苯并芘(BaP)进行测定,结果表明,改进后的SOS/umu方法对4-NQO、MMC、MMS、2-AA和BaP的检测限分别为0.013±0.0031、0.031±0.0028、229.18±60.51、2.29±1.22和1.28±0.0698 μmol·L^-1,优于或者相当于报道方法。采用经典方法和改进后的方法对全国两个地区6个环境水样的遗传毒性进行测定,结果表明,两种方法检测出的6个环境水样的遗传毒性强度无显著性差异。另外,将研究方法应用于北方某市甲乙两个水厂原水、出厂水和管网水的遗传毒性评价,结果表明,两个水厂的原水、出厂水和管网水均表现出一定的直接遗传毒性,对应的4-NQO当量浓度(TEQ4-NQO)在0.0012 μg·L^-1至0.0129 μg·L^-1之间;加入鼠肝微粒体酶系统(S9)后,仅有乙水厂的管网水检测出极其微弱的遗传毒性效应。以上研究结果表明,改进后的SOS/umu快速测定方法能够实现在短时间（8h）内完成环境化合物及环境样品的遗传毒性检测,为筛选和评价化合物和复杂环境样品的遗传毒性提供了更为快捷的手段。     

印染废水处理过程及排放水对草履虫遗传毒性评价

草履虫作为指示生物评估印染废水处理过程及排放水的毒性效应。急性毒性结果显示,原水、厌氧工段印染废水、好氧工段印染废水对草履虫的半数致死浓度(24h-LC₅₀)分别为54%、41%、98%;遗传毒性结果显示,印染废水原水、经处理的排放水在6.25%、12.25%稀释梯度下对草履虫造成的DNA损伤较对照组呈显著升高(p<0.01),而排放水对草履虫的DNA损伤较原水无显著性差异;草履虫增殖速率结果显示,印染废水排放水50%稀释梯度下对草履虫增殖速率有抑制作用。暴露于印染废水排放水中10%的草履虫其游动行为发生改变。以上结果表明,印染废水在经过处理后,理化指标均达到国家印染废水行业排放标准,但排放水仍对草履虫产生急性毒性,且遗传毒性较原水没有显著降低。水生生物毒性测试能有效补充理化指标评价,为印染废水行业全面达标排放提供依据。     

威海荣成鹿角菜野生种群遗传多样性及资源保护策略

利用随机扩增多态性DNA（RAPD）方法对威海荣成地区鹿角菜（Silvetiasiliquosa）野生种群共30个个体的遗传多样性水平及遗传结构进行研究。结果表明,利用21条随机引物共检测到112个多态性位点,多态性位点百分率为93．75％,Nei基因多样性指数为0．3515±0．1352,Shannon多样性指数为0．5046±0．1126。通过聚类分析而划为一类的3个亚种群间的遗传分化指数为0．1349～0．2189,基因流为1．7793。研究结果表明威海荣成地区的鹿角菜种群遗传多样性较高,种群内存在较为明显的遗传分化,种群遗传资源不受遗传漂变的影响。针对当地鹿角菜遗传资源的现状,应加强现存种群的就地保护,恢复种群规模;进行取样养殖保护时则需避免因近交而造成种群资源退化。