铜污染对土壤细菌群落结构及重金属抗性基因的影响

重金属Cu在土壤中长期积累会对微生物产生毒害作用,为了探究Cu污染对土壤细菌群落及重金属抗性基因的影响,本研究建立了不同Cu浓度（50、100、200、300、500、750和1000 mg·kg^-1）的土壤微宇宙,基于高通量测序和荧光定量PCR技术分析比较不同Cu浓度下培养14 d后土壤细菌群落及重金属抗性基因的变化.结果表明,当Cu浓度≤ 100 mg·kg^-1时,随着铜浓度增加细菌群落丰度和多样性增加;而Cu浓度≥ 500 mg·kg^-1时,Cu浓度的增加会导致细菌群落丰度和多样性显著降低（p<0.05）.随着Cu浓度的升高,变形菌门的相对丰度增加,酸杆菌门和芽单胞菌门的相对丰度降低（p<0.05）;在属水平,溶杆菌属、黄杆菌属和Brevundimonas等13个属的相对丰度升高,而芽孢杆菌属、假单胞菌属和Subgroup_6等17个属的相对丰度降低.抗性基因检测结果显示,当Cu浓度≥ 500mg·kg^-1时,重金属抗性基因的丰度显著高于其它样品中的丰度（p<0.05）,其中,copB、copA和czcA的丰度较高,copB和czcA与Cu浓度之间呈显著正相关（p<0.001）,而copA与Cu浓度则呈显著负相关（p<0.001）.网络分析表明,抗性基因丰度的升高或降低可能是由于Cu污染对其潜在宿主影响所造成.本研究结果表明,不同Cu污染水平下土壤细菌群落重金属抗性的选择影响着群落多样性的变化,也为重金属Cu污染修复提供了理论依据.     

基于水足迹-灰靶的安徽省水资源可持续利用评价

目前,在水资源可持续利用评价过程中,评价指标标准值及权重的确定均存在一定的主观性.针对该问题,本文以水资源时空分布不均的安徽省为研究对象,计算安徽省16个城市各类水足迹,并融合常规评价指标,基于PSR理论构建了水资源可持续利用综合评价体系.同时,采用熵权法对各评价指标进行赋权,选用灰靶模型进行计算,通过靶心度判断各城市水资源可持续利用水平的空间差异性,以增强不同评价单元之间的可比性.结果表明:2016年,农业生产用水足迹在安徽省16个城市总用水足迹中占比均居首位,在除马鞍山、铜陵、芜湖的多个城市中所占比重超过80%;工业用水足迹所占比重居次,马鞍山、铜陵、芜湖分别为45.94%、32.46%、25.17%,其余城市多集中在2%~10%;各城市生活用水水足迹和生态用水水足迹所占比重较小,均低于6%.2016年安徽省水资源可持续利用水平以中、差等级为主,大体呈北低南高的空间布局特征,优、良等级集中在皖南的黄山、铜陵、池州;压力层和状态层靶心度的空间分布与此相似,提升空间较大,响应层靶心度总体较高,未呈现明显空间差异性.     

壬基酚和双酚A降解菌株的分离、鉴定和特性研究

对深圳某污水处理厂反硝化除磷活性污泥进行驯化,分离筛选得到一株能同时降解壬基酚(NP)和双酚A (BPA)的菌株NB-1.根据对菌株的16S rRNA基因序列分析,结合菌落和菌体形态以及生理生化特征,初步鉴定菌株NB-1为Serratia marcescens(粘质沙雷菌).通过摇瓶试验进行了菌株降解条件的优化和降解特性的探索.结果表明,菌株NB-1降解NP和BPA的最佳条件为:醋酸钠投加量为20 mg·L-1,温度为32q℃,pH值为8,接种量为2％,在该条件下,对菌株降解不同初始浓度NP和BPA的过程进行了动力学分析,结果表明,降解反应前36 h符合一级反应动力学.NP和BPA降解的最适初始浓度为10～20 mg·L-1,当底物浓度均为10 mg·L-1时,NP和BPA的去除率分别为54.2％、44.7％,BPA的去除率达到最大值;当底物浓度均为20 mg·L-1时,NP和BPA的去除率分别为56.4％、40.2％,此时NP的去除率达到最大值.     

多氯联苯降解菌Pseudomonas sp. DN2的分离鉴定及其降解特性研究

从长期受PCBs污染的土壤中经富集培养筛选分离到1株能以联苯为唯一碳源和能源生长的革兰氏阴性细菌DN2.经形态观察、16S rDNA序列分析和系统发育分析初步鉴定为Pseudomonas sp..对其联苯双加氧酶的bphA1基因核心区和2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶活力进行了分析测定,结果表明该菌具有降解联苯/PCBs的相关基因存在.利用GC-MS测试该菌的静息细胞降解PCBs的能力表明,该菌株可以在3 d内显著而高效地降解Aroclor 1242总量的67%,其对Aroclor 1242中各单体同系物的降解率在30%～90%之间.这对PCBs污染场地的原位生物修复具有实际应用意义.     

基因工程菌漆酶对蒽醌染料的脱色研究

利用基因工程菌甲醇毕赤酵母(PMAD16/pMETαA-Lcc1)培养产生的重组漆酶,研究了重组漆酶对蒽醌染料Remazol Brilliant Blue R脱色的影响。结果表明:重组漆酶对蒽醌染料RBBR脱色的最佳pH值为4.5,温度为45℃,当溶液中漆酶活力为10.0U/mL时,在最适脱色条件下作用14h,粗漆酶和纯化漆酶对蒽醌染料RBBR(80mg/L)的脱色率分别为95.2%和87.5%,重组漆酶可有效地使蒽醌染料RBBR脱色。     

畜禽粪便源芽孢杆菌多样性及对铜耐受性研究

芽孢杆菌制剂广泛应用于畜禽养殖和粪污处理等领域,铜作为饲料添加剂用于畜禽养殖,导致畜禽粪便中大量残留,在此压力下芽孢杆菌等会产生铜耐受性,由于芽孢杆菌的抗逆性,这种耐受性可由可移动遗传元件介导在环境中传播.本研究采集了多个规模化养殖场的牛粪、鸡粪和猪粪,从粪便中分离芽孢杆菌,通过PCR技术、最小抑菌浓度测定和全基因组测序方法,了解畜禽粪便中芽孢杆菌对铜耐受性.研究发现：(1)分离出芽孢杆菌属23种芽孢杆菌共235株.分离数量前三分别是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)77株,占总数的32.77%;蜡样芽孢杆菌(B.cereus)31株,占比13.19%;贝莱斯芽孢杆菌(B.velezensis)28株,占比11.91%.(2)芽孢杆菌对铜耐受表型和基因型研究发现,铜对芽孢杆菌的MIC集中在200～400 mg·L^-1,占总数235株的77.87%(n=183),铜耐受能力较高的菌株能够达到500～600 mg·L^-1,占总数的16.17%(n=38),5株MIC达到600 mg·L^-1的菌株全部来自于猪粪...     

垃圾填埋场抗生素抗性基因初探

不同环境介质中抗生素抗性基因普遍存在,但是在垃圾填埋场中抗生素抗性基因尚无相关报道.本实验以西安江村沟垃圾填埋场为研究对象,采集不同方位不同深度垃圾样品,分析垃圾理化性质,用荧光定量PCR检测磺胺类抗生素抗性基因(sulⅠ和sulⅡ)、抗氯霉素类抗生素抗性基因(cat)、β-内酰胺类抗生素抗性基因(bla-SHV),以及四环素类抗生素抗性基因(tet W)等5种抗生素抗性基因的含量,以相关性分析垃圾理化性质与抗性基因的关联.结果表明,5种抗生素抗性基因均存在于垃圾中,基因拷贝数(以干土计)最大值分别为:(3.70±0.06)×108copies·g-1(sulⅡ)、(9.33±0.06)×106copies·g-1(sulⅠ)、(2.27±0.08)×105copies·g-1(tet W)、(3.68±0.09)×104copies·g-1(bla-SHV)和(1.39±0.10)×104copies·g-1(cat),说明垃圾填埋场是抗生素抗性基因潜在的储存库.抗性基因sulⅠ、sulⅡ和cat与含水率呈明显的正相关,同时sulⅠ和cat基因含量与p H值呈负相关.     

Trace contamination with dioxin-like chemicals: evaluation of bioassay-based TEQ determination for hazard assessment and regulatory responses

Many recent dioxin contamination events have been traced back to poisoned animal feed or feed ingredients. Therefore, enforcement authorities placed limits on the levels of dioxins in food and feed or implemented strict monitoring and control programs. The levels in force are generally expressed as TEQ values, which inherently accepts the underlying hypothesis that the effects of dioxin-like chemicals are additive. TEQ determination involves either chemo-analysis, with high-resolution gas chromatography in combination with high-resolution mass spectroscopy, or bio-analysis. Bio-analytical methods, more particularly the reporter gene expression method CALUX, are advantageous due to their high throughput rate and low cost. Moreover, the CALUX methodology detects the overall dioxin-like toxicity, rather than the limited number of compounds investigated by chemo-analysis. Bioanalytical methods such as CALUX also differ from chemo-analysis in that the contribution of antagonistic as well as synergistic effects, which violate the additivity principle, can be detected. The application of bio-analytical methods can facilitate a broader assessment of public health risks by intensifying the current monitoring programs in terms of both sample numbers and types. Bio-analysis provides information on the total dioxin-like activity of the samples under study (hazard assessment); however, chemo-analysis is still needed to identify the predominant contaminants (congener identification) for risk management.     

危险废物浸出毒性的理论基础研究

浸出毒性是危险废物毒性特性鉴别的重要指标.美国危险废物毒性特性鉴别标准是针对工业固体废物与生活垃圾共处置产生的污染特性而制定的,其主要保护目标是地下水;日本针对产业废物投海和进入管理型填埋场处置,分别制定了危险废物浸出毒性鉴别标准,其保护目标分别是海洋和普通填埋场地下水.目前中国的浸出毒性标准缺乏完整的理论基础,没有明确阐明固体废物鉴别目的,浸出项目不全.针对美国和日本等的废物浸出毒性鉴别理论基础和方法进行了比较研究,分析了中国危险废物污染特性、污染途径和环境效应,通过模拟工业废物进行不规范处置且受酸雨影响条件下毒性物质浸出向地下水渗滤迁移的过程,以此作为模型确定浸出毒性的浸取方法.     

流域水质目标管理技术研究(Ⅲ)——水环境流域监控技术研究

总结发达国家在水环境监控技术方面的先进经验的基础上,分析了我国当前流域水环境监控技术体系的特点,指出与发达国家相比,我国在水环境监控技术上存在的问题影响了监测的效度和效率. 提出了完善我国流域水环境监控技术体系的设计原则:监测对象与流域生态功能的一致性、监测指标与水环境污染特征的一致性、监测方法与质量控制的一致性以及监测方式与监测目的的一致性;同时提出了流域水环境监控的系统设计思路,即流域水环境监测对象与监测指标筛选、监测布点与采样技术、监测分析方法、监控质量保证、监测网络与监控信息管理等6个方面. 