过量氮输入对寡营养海水细菌群落代谢潜力的影响

细菌在海洋氮循环中起关键作用,而过量氮输入对细菌群落代谢潜力的影响还未被充分阐明.本研究通过构建3组寡营养海水生态微宇宙,包括对照组、一次性输入组(一次性输入硝酸盐使体系中硝氮浓度为1.0 mg·L-1)和连续性输入组(每隔2 d输入一次硝酸盐,使体系中硝氮浓度每次增加0.125 mg·L-1,直至与一次性输入组达到相同水平),利用Biolog-Eco板技术和16S rDNA PICRUSt(Phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)功能基因预测,研究过量氮输入下细菌群落代谢潜力的动态变化.结果表明,实验第16 d,氮的连续性输入提高了细菌群落的碳源利用能力,对照和连续性输入组中碳源利用特征随采样时间发生了显著变化.此外,预测到的功能基因家族组成随时间明显变化,并与亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐、化学需氧量、溶解氧、pH和总磷密切相关,固氮、异化硝酸盐还原、反硝化、异化硝酸盐还原到铵和同化硝酸盐还原相关基因的相对丰度受到了氮输入的影响,而氮连续输入导致的氮代谢相关基因变化较一次性输入更为普遍.本研究初步揭示了过量氮输入对寡营养海水细菌群落代谢潜力的影响,为探明近岸海域过量氮输入的微生态效应提供了基础数据.     

功能菌剂在制革废水不同处理单元的代谢差异

为了解外源菌剂在处理系统中的微生物活性和群落结构变化对于制革废水处理效果的影响。采用Biolog技术追踪了不同处理单元活性污泥中菌群的代谢差异性变化,获得了菌群代谢指纹图谱和功能群落多样性信息,并结合COD、氨氮及总氮去除率进行综合分析。研究结果表明,各单元功能菌群均对醇类碳源的代谢衰退最显著,而综合代谢活性衰退在二级好氧池最明显;各单元功能群落丰富度高而代谢活性较低是由菌剂稀释造成的,投加量是影响废水处理效果的关键因素,在生物选择池增大菌剂投加量可最大限度地减少菌剂总的使用量,并使COD、氨氮及总氮去除率分别提高23.1%、58.8%及43.5%。     

赤子爱胜蚓对不同浓度四溴双酚A代谢的急性与亚急性毒性响应

运用核磁共振一维氢谱研究不同浓度四溴双酚A(TBBPA)急性暴露与亚急性暴露对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的代谢影响.通过设置不同剂量TBBPA进行急性暴露和亚急性暴露,运用正交偏最小二乘投影分析法(OPLS)比较急性和亚急性暴露下蚯蚓的代谢差异,研究蚯蚓代谢水平与暴露剂量的关系,以找出差异代谢物作为TBBPA毒性效应的代谢标志物.结果表明,急性暴露和亚急性暴露均能很好地区分不同剂量染毒组间的代谢差异,且TBBPA暴露剂量越大,蚯蚓体内代谢与空白组的差异越大.急性暴露和亚急性暴露后,亮氨酸、赖氨酸和甜菜碱等代谢物剂量随TBBPA剂量增加的变化趋势是一致的,亚急性暴露中的变化幅度大于急性暴露.TBBPA暴露剂量为100 mg·kg~(-1)时,赤子爱胜蚓受到毒害作用,体内代谢物变化显著,代谢平衡遭到破坏,差异代谢物对毒性效应的指示作用比较敏感.甜菜碱、亮氨酸和赖氨酸可作为标志性代谢物揭示TBBPA对赤子爱胜蚓在渗透压调节、能量供给以及免疫功能方面的毒性效应,为进一步探索TBBPA毒性机理提供理论基础.     

好氧颗粒污泥系统中溶解性微生物代谢产物的特征及主要组分

采用SBR反应器以絮状活性污泥为接种污泥培养好氧颗粒污泥,主要考察好氧颗粒污泥系统中溶解性微生物代谢产物(SMP)的产生、相对分子质量分布以及主要组成物质.结果表明SMP是出水COD的主要组分,浓度为71~85 mg·L-1,SMP的产生与微生物对基质的利用、微生物衰亡和胞外聚合物(EPS)的水解有关.相对分子质量分布表明大部分SMP相对分子质量小于3×103,所占比例为54.8%~71.7%,而相对分子质量大于100×103的组分只占总SMP的一小部分,所占比例为9.3%~14.5%.三维荧光光谱分析表明,出水SMP具有4个峰,分别属于类芳香蛋白质、类色氨酸蛋白质、类腐殖酸物质和类富里酸物质.气质联用(GC-MS)分析表明SMP主要成分为酯类、短链烷烃、烯烃和醇类,所占质量分数分别为39.0%、14.9%、11.7%和7.6%.其中邻苯二甲酸二酯是出水SMP中主要组成物质,所占质量分数为32.0%.     

固定在活性炭聚砜中空纤维膜中的Pseudomonas putida菌对四氯苯酚的共代谢降解

以苯酚-四氯苯酚共代谢体系为对象,研究了中空纤维聚砜膜作为细菌固定化材料对该共代谢过程的强化作用.结果表明,该膜具有内、中、外3层的结构,Pseudomonas putida菌可被固定在膜的表面和中间层;固定化后,细菌对高浓度有毒底物的忍受限度增强,从而得以持续生长,并在29 h内将600 mg/L和120 mg/L的苯酚和四氯苯酚完全降解.在膜的制作过程中添加了一定量的活性炭后,发现膜对苯酚和四氯苯酚的吸附能力增强,同时结构上更疏松,对四氯苯酚的降解效率得到了提高.固定在活性碳中空纤维膜中的Pseudomonas putida可以将1 000 mg/L和200 mg/L的苯酚和四氯苯酚在51 h内完全降解,比不加活性炭的情况缩短了37 h,中空纤维膜可以连续多次使用,对相同浓度的四氯苯酚的降解速度保持稳定.     

城市污水处理厂污水及污泥中典型药物及其代谢产物的定量检测

基于超声溶剂萃取、固相萃取和超高效液相色谱-质谱联用技术（UPLC-MS/MS）,建立了一种适用于城市污水处理厂污水和污泥中2种典型药物（磺胺甲恶唑和卡马西平）及其5种代谢产物的同步分析方法.污水样品添加硫酸酸化、Na₂EDTA络合金属离子后经固相萃取富集净化;污泥样品通过甲醇/0.2 mol·L^-1柠檬酸溶液（1：1,体积比）超声萃取后经固相萃取富集净化.采用UPLC-MS/MS电喷雾电离源在多反应监测模式下进行目标物的定量分析.结果表明,在优化条件下,7种目标物标准曲线的线性可决系数（R²）均大于0.99,方法回收率为74%~217%,日内与日间相对标准偏差稳定（RSD<20%）,污水定量限为0.17~2.42 ng·L^-1,污泥定量限为0.20~2.85 μg·kg^-1.将该方法成功应用于两家城市污水处理厂样品中,除N-AcSMX外其余6种目标物被检出,其在污水和污泥中的浓度分别为3.92（SMX-DG）~667（LCBZ）ng·L^-1和0.41（2OH-CBZ）~2.74（CBZ）μg·kg^-1.     

不同质量浓度氨氮对轮叶黑藻和穗花狐尾藻抗氧化酶系统的影响

在不同质量浓度(0、0.2、1.5、2.0、4.0、8.0 mg·L-1)氨氮条件下,对沉水植物轮叶黑藻[Hydrilla Verticillata(L.f) Royle]和穗花狐尾藻[Myriophyllum spicatum L.]的蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性变化进行了研究.实验结果显示,当氨氮质量浓度为0.2 mg·L-1时,为轮叶黑藻的适宜生长质量浓度,表现为常用的膜脂过氧化指标MDA含量和SOD活性均变化比较平缓,且蛋白质含量增加,而穗花狐尾藻由酶学指标显示,氨氮质量浓度小于0.2 mg·L-1时对它的正常生理代谢产生了影响;当氨氮质量浓度在1.5～4.0 mg·L-1的范围则对轮叶黑藻产生胁迫作用,而穗花狐尾藻在此质量浓度范围能正常生长;当氨氮质量浓度为8.0 mg·L-1时,高氨氮对2种沉水植物都表现出胁迫效应,且对轮叶黑藻的胁迫作用更强.实验结果表明在进行湖泊水生植物修复时,相对于轮叶黑藻,穗花狐尾藻更适合作为生态恢复的先锋物种.     

系统毒理学及其应用

系统毒理学是近5年来发展起来的一门新兴学科,代表着后基因组时代毒理学发展的新方向.所谓系统毒理学是指通过了解机体暴露后在不同剂量、不同时点的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变以及传统毒理学的研究参数,借助生物信息学和计算毒理学技术对其进行整合,从而系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体相互作用的一门学科.系统毒理学有望在阐明毒物对机体损伤分子机制、分子生物标志物和危险度评价等方面取得突破.在总结国内外相关研究的基础上,综述了系统毒理学的诞生背景、研究策略、研究技术及其主要应用.尽管还有不足之处,但可以肯定系统毒理学的发展和应用将会对人类的环境与健康研究产生极大的推动作用.     

植物代谢对荧蒽和()与DNA结合的影响

利用紫外和荧光法测定了荧蒽和经绿豆幼苗代谢前后的光谱变化 .结果表明 ,经植物代谢后 ,荧蒽的紫外和荧光光谱的精细结构没有发生变化 ,而的紫外和荧光光谱的精细结构以及荧光的最大发射波长均发生了改变 利用荧光法测定荧蒽和经植物代谢前后与DNA结合的结果表明 ,在浓度约为 2 5× 1 0 - 6mol·l- 1时 ,荧蒽及其植物代谢提取物与浓度为 5 0× 1 0 - 7— 5 0× 1 0 - 5mol·l- 1范围内的DNA不发生结合 ,而及其植物代谢提取物都能与上述浓度的DNA结合 ,但经植物代谢后 ,提取物与DNA的结合能力稍有减弱 ,该结果表明 ,荧蒽和母体化合物与DNA的结合能力不同 ,在试验期内 ,植物代谢对这两种在动物体试验中表现不同致癌性的多环芳烃与DNA间的结合没有明显的活化或去活化作用 .     

应用生物模拟采样法快速评估水中邻苯二甲酸酯的生物富集性

利用三油酸甘油酯-醋酸纤维素半透复合膜(TECAM)对12种邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)进行微耗式快速富集试验(24 h),估算生物模拟采样方法对PAEs化合物的富集动力学参数以及富集系数,比较了膜富集系数(MCF)与生物富集系数(实验测定、模型预测)之间的相关性,及其随化合物的辛醇-水分配系数(KOW)的变化趋势。结果表明:(1)随着疏水性的增强,化合物在TECAM膜中具有不同的富集趋势:弱疏水性化合物能快速平衡,中疏水性化合物先经历线性富集阶段随后到达曲线富集阶段,中强疏水性化合物一直处于线性阶段;(2)膜对PAEs的富集系数随KOW的增加先上升后下降,与BCF随KOW的变化趋势一致,同时两种富集系数对KOW均符合二次曲线模型,并且MCF的相关性更好;(3)对MCF整体高于BCF的结果做出了解释——生物代谢使得BCF偏低,而TECAM对PAEs的富集不涉及代谢过程。尽管MCF不能表征生物体对邻苯二甲酸酯等可生物降解目标化合物的代谢过程,但该方法不受物种个体差异影响,具有估算水生生物富集目标化合物的潜在能力,更利于化合物之间的评估比较,并可作为对比研究生物代谢对BCF的影响。