电子垃圾拆解区污染池塘中鱼类多氯联苯及其代谢产物的组织分配及暴露风险

对一受电子垃圾污染池塘内两种鱼类(鲮鱼和乌鳢)体内各组织中多氯联苯(PCBs)及其甲磺基代谢产物(Me SO2-PCBs)进行了分析.鲮鱼和乌鳢体内各组织中总PCBs(ΣPCBs)的平均含量分别为560~10 462 ng·g-1和580~50 492ng·g-1(湿重),两种鱼体内肝脏中的PCBs含量均高于其他组织.PCBs在鱼体组织内的分布与不同组织的脂肪含量有关.鲮鱼和乌鳢体内各组织中ΣMe SO2-PCBs的平均含量分别为0.44~53 ng·g-1和1.86~132 ng·g-1,这一浓度水平比之前国外报道的最高浓度高1个数量级.除PCB149外,鲮鱼体内手性PCB单体的EF值与沉积物相比存在下降趋势;而在乌鳢体内则正相反,在鲮鱼体内已下降的EF值在乌鳢体内则出现回升,有些单体的EF值甚至高于沉积物.这一结果可能表明PCBs在两种鱼体内的手性选择性代谢特征正好相反.鱼体内高含量的ΣPCBs和ΣMe SO2-PCBs对当地居民具有较高的暴露风险,因此,限制这些鱼类在市场的流通对于降低当地居民健康风险具有重要意义.     

三氯乙烯好氧共代谢降解菌鉴定和降解特性研究

由加油站附近污染土壤分离到一株好氧共代谢降解三氯乙烯的菌株Em-1,对其进行了形态学、生理生化和分子鉴定,表明为假单胞菌属。该菌可以利用甲苯为唯一碳源生长,可以以甲苯为生长底物降解三氯乙烯。对Em-1在甲苯中的生长曲线进行了分析,发现经过活化的菌株在甲苯培养基中8 h左右进入对数生长期。在摇瓶水平上进行了连续降解实验,表明甲苯经过24 h即消耗完毕,在含200 mg/L甲苯和50 mg/L三氯乙烯的无机盐培养基中,经168 h培养,三氯乙烯去除率达29.6%。为研究微生物共代谢降解三氯乙烯提供了借鉴。     

典型煤化工企业硫代谢特征及其质量平衡

针对煤化工行业排放数据,不同来源数据存在较大差异,社会各界对其真实性、准确性存在诸多质疑,因而有必要从新的角度对排放统计数据进行评估.选取某典型煤化工企业,采用物料平衡方法核算了该企业硫代谢通量,探讨了其代谢特征,核算结果清晰显示了该企业硫的主要来源和去向,为减排及政策制定提供了科学依据.该企业2014年硫输入输出基本平衡,平衡项表征的统计误差在可接受范围内,误差产生原因包括原料含硫系数不稳定、固废含硫系数缺失、废气监测难度大,成分复杂等.不同来源SO_2排放量对比分析显示,排污申报数据略高于基准核算值,后评估数据偏小,而环境统计数据远大于基准值.数据的真实性与准确性有待提高;不同层次、不同部门统计方法有待完善及统一;无组织排放是重要的硫输出途径,不容忽视.     

闽江河口潮滩沼泽湿地沉积物铁的形态和空间分布

滨海潮滩沉积物铁异化还原过程对有机质代谢及生源要素(C、N、P、S、O等)生物地球化学循环具有深远的影响.本文以闽江河口鳝鱼滩潮滩湿地为研究对象,对高、中、低潮滩0~80 cm深度内与铁异化还原相关的不同形态铁的含量和空间分布进行分析.结果表明,无定形Fe(Ⅲ)((39.3±5.3)μmol·g~(-1))和晶质Fe(Ⅲ)((84.2±10.7)μmol·g~(-1))主要分布在高潮滩,并沿着向海方向减少;铁的硫化物FeS((15.3±2.8)μmol·g~(-1))和Fe S2((6.0±1.1)μmol·g~(-1))集中分布在中、低潮滩;非硫Fe(II)((111.7±12.8)μmol·g~(-1))富集在整个潮滩剖面上,且含量随着深度增加而增加.孔隙水Fe~(2+)((3.7±0.7)mmol·L~(-1))与Fe S2、SO_4~(2-)和pH相关,说明Fe~(2+)可能与黄铁矿的水解有关.不同形态铁在高、中、低潮滩表现出显著的空间分布异质性.高潮滩铁异化还原的强度大于硫酸盐异化还原,但沿着向海方向,硫酸盐异化还原的潜势逐渐增加.本研究证明了潮汐水文和高程对潮滩湿地铁的迁移和转化具有重要的意义.     

鸢尾对石油烃污染土壤的修复以及根系代谢分析

本研究采用温室盆栽方式,探讨了野生花卉鸢尾(Iris pseudacorus L.)对大港油田石油烃污染土壤的修复能力,并对石油烃暴露下鸢尾根系代谢组学进行了分析.结果表明,鸢尾对石油烃含量≤40 000 mg·kg-1具有良好的耐性;鸢尾对高含量石油烃污染土壤的修复效果比较显著,当土壤石油烃含量为10 000、20 000和40 000 mg·kg-1时,其去除率分别为42.1%、33.1%和31.2%,明显高于空白对照组(31.8%、21.3%和11.9%)(P0.05).通过根系扫描,发现在10 000、20 000和40 000mg·kg-1的石油烃暴露下,根系比表面积均高于空白对照组.经聚类分析发现根系代谢从整体上发生了不同程度的变化,同时某些代谢物的含量或种类也发生了极显著的变化(P0.001).通过偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)发现11种代谢物(VIP值1.2),它们对根系比表面积的改变起到实质性的贡献.其中,5种与根系比表面积呈正相关,分别为草酸、乳酸、延胡索酸、磷酸和丙二酸,而与葡萄糖酸、尿苷、丁酸、麦芽糖、亚油酸和苯丙氨酸呈负相关.可见,鸢尾用于修复高含量石油烃污染土壤具有实践上的可行性,并且关于根系代谢分析有利于更好地理解植物对石油烃污染土壤的代谢响应并揭示其修复机制.     

Biodegradation of organochlorine pesticide endosulfan by bacterial strain Alcaligenes faecalis JBW4

The recently discovered endosulfan-degrading bacterial strain Alcaligenesfaecalis JBW4 was isolated from activated sludge. This strain is able to use endosulfan as a carbon and energy source. The optimal conditions for the growth of strain JBW4 and for biodegradation by this strain were identified, and the metabolic products of endosulfan degradation were studied in detail. The maximum level of endosulfan biodegradation by strain JBW4 was obtained using broth at an initial pH of 7.0, an incubation temperature of 40℃ and an endosulfan concentration of I00 mg/L. The concentration of endosulfan was determined by gas chromatography. Strain JBW4 was able to degrade 87.5% of α-endosulfan and 83.9% of β-endosulfan within 5 days. These degradation rates are much higher than the previously reported bacterial strains. Endosulfan diol and endosulfan lactone were the major metabolites detected by gas chromatography-mass spectrometry; endosulfan sulfate, which is a persistent and toxic metabolite, was not detected. These results suggested that A. faecalis JBW4 degrades endosulfan via a non-oxidative pathway. The biodegradation of endosulfan by A. faecalis is reported for the first time. Additionally, the present study indicates that strain JBW4 may have potential for the biodegradation of endosulfan residues.     

ZnO-NPs对好氧反硝化细菌Zobellella sp. B307的致毒机制

本文以一株筛自胶州湾沉积物中的好氧反硝化细菌Zobellella sp.B307为研究对象，在短期暴露条件下，通过细菌的生长、脱氮能力，相关酶活以及代谢途径等指标的变化，研究纳米氧化锌（ZnO-NPs）对该菌株的毒性效应；结合锌离子溶出试验、CAT和ROS等氧化应激水平测定，探讨ZnO-NPs对该菌株的致毒机制.结果表明，200mg/L的ZnO-NPs会使菌株硝酸盐氮去除率降至57.53%，LDH升高至对照组的378%，ROS水平高达对照组的5.34倍，SOD活性比对照组升高了60.32%，NIR活性仅为对照组的14.46%；ZnO-NPs主要通过诱导菌株活性氧的生成使其膜通透性改变、相关酶活性下降，并使相关蛋白质、氨基酸的合成及基因表达等代谢通路受到影响，进而抑制该菌株的反硝化能力；游离锌离子的产生可能不是ZnO-NPs对菌株的主要致毒途径.     

高效异养硝化-好氧反硝化菌Glutamicibacter sp.WS1低温下对多种氮源的脱氮特性及氮代谢机制

针对污水处理厂冬季生物脱氮效率低、出水水质不达标的问题,从活性污泥中分离出1株耐低温异养硝化-好氧反硝化菌株Glutamicibacter sp.WS1.采用PCR技术扩增该菌株的脱氮功能基因,研究其对不同氮源的低温脱氮效能,通过单因素实验探究环境因子对其低温好氧反硝化性能的影响,并利用氮平衡解析其氮代谢路径.结果表明,菌株WS1含有氮代谢相关的功能基因amoA、napA、nirS和nirK;在15℃低温条件下,菌株WS1在以NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N+NO₃^--N和NH₄⁺-N+NO₃^--N为氮源时,对各无机氮的去除率分别为100%、98.10%、99.87%+100%和100%+94.92%;菌株WS1的最佳反硝化条件：柠檬酸钠为碳源、C/N为16、pH为8、ρ（DO）为4.5~6.8 mg ·L^-1和温度为30℃;在低温（15℃）和低C/N （10）条件下,菌株WS1对NO₃^--N的去除率达到92.50%;异养硝化-好氧反硝化/好氧反硝化和同化作用是菌株WS1去除不同氮源底物的主要途径,其中大部分的无机氮（47%~56%）通过异养硝化-好氧反硝化/好氧反硝化作用转化为了气态氮.菌株WS1在低温污水脱氮领域具有广阔的应用前景.     

基于酶化学计量法探究有机无机肥配施调控果园土壤微生物碳、磷代谢机制

土壤微生物的C、N、P养分需求和代谢限制与环境养分的有效性有着密切关系.然而,有机无机肥配施如何影响苹果园土壤微生物C、N、P代谢限制亟待进一步研究.因此,基于2008年建立的苹果园长期定位试验,应用土壤酶化学计量学理论与方法,系统研究有机无机肥配施对土壤C、N和P周转相关的酶活性（β-1,4-葡萄糖苷酶,BG;β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶,NAG;L-亮氨酸氨基肽酶,LAP;碱性磷酸酶,PHOS）及其化学计量特征的影响,并分析其与环境因子和微生物碳利用率之间的关系.试验共设4个处理,分别为不施肥（CK）、单施氮磷钾化肥（NPK）、单施有机肥（M）和化肥配施有机肥（MNPK）.结果表明：①在果树各生育期,施用有机肥处理（MNPK和M）的微生物量碳（microC）含量显著高于不施有机肥处理（CK和NPK）;微生物量氮（microN）含量,在萌芽期NPK、MNPK和M处理比CK处理分别增加了89%、269%和213%（P<0.05）.②CK处理在萌芽期有较高的叶片ω（N）和ω（P）（29.8 g ·kg^-1和2.17 g ·kg^-1）,并且仅果树萌芽期的叶片P含量与土壤有效磷（AP）含量呈显著负相关.③土壤酶化学计量分析的所有数据点均在1 ：1线以上,表现为微生物群落存在较强的P限制;果树生长期,矢量长度和角度的变化范围分别为0.56~0.79和59.3°~67.7°,且研究中矢量角度均>45°,也体现了微生物存在较强的磷限制.④RDA和随机森林模型分析结果表明,有机碳和速效氮（AN）是影响矢量长度的主要理化因子,AP、AN和土壤含水量是影响矢量角度的主要理化因子;SEM分析表明,AN和可溶性有机碳（DOC）直接影响microC和microN,AP直接影响microP和microN,DOC和AP直接影响矢量长度,AP和microN直接影响矢量角度;微生物碳利用率与矢量长度呈显著正相关,与矢量角度呈显著负相关.综上所述,有机无机肥配施通过影响果树不同生育期土壤碳和磷含量,调控微生物碳、磷代谢进而影响微生物碳利用率,为有机无机肥配施提升土壤质量、维持土壤健康提供科学依据.     

闭合回路电子流强化硝酸盐异化还原为铵性能及功能菌群分析

硝酸盐异化还原为铵(DNRA)是氮循环中的一个重要过程,DNRA能够将硝酸盐还原为铵,是将活性氮保留在自然生态系统中的重要路径.然而,DNRA的效率仍然较低,其内在反应机理仍然不清楚.本研究采用自主搭建的电强化-DNRA(E-DNRA)连续流式反应器,利用闭合回路电子流构建单个细菌周围强还原环境,以提高细菌周围局部微环境的电子供体比例,进而提高DNRA效率.据此,进一步深入探究了电子流强化DNRA过程的内在反应机理及DNRA功能菌的群落特征.结果表明,电阻为50Ω,水力停留时间为20 h,电极面积为847 cm²时可以有效提高硝酸盐异化还原为铵(DNRA)的活性,反应器中c(NH₄⁺)/c(NO₃^-)最高可达79.1%.胞外聚合物(EPS)、电子传递系统活性(ESTA)及NADH分析表明,电子流促进了电极生物膜上各菌属的生物的活性.宏基因分析结果表明,反应器内Thauera、Azonexus、Cupriavidus、Pseudomonas为主要功能菌属.以nrf A基因编码的细...