喹啉及其衍生物微生物降解研究进展

喹啉类氮杂环化合物在水、土壤环境中普遍存在，受其污染的水、土壤环境生物修复是目前环境治理领域的重要课题。介绍了近年来喹啉类氮杂环化合物微生物降解的国内外研究进展，主要包括可利用喹啉类氮杂环化合物作为碳源、氮源和能源的微生物资源、微生物降解的有氧代谢和无氧代谢两大途径，以及喹啉类化合物的降解动力学。在此基础上，提出了需要进一步研究的方向。     

土壤微生物对灭幼脲3号杀虫剂代谢作用的研究

从施药后的土壤中分离出的青霉菌、芽枝霉菌、木霉菌、曲霉菌均能降解灭幼脲3号.其中青霉菌可以裂解灭幼脲C—N键,产生新的代谢产物.经鉴定,其代谢产物为:对氯苯基脲、对氯苯胺,邻氯苯酰胺.探讨了青霉菌对灭幼脲3号的代谢途径和机理.试验说明青霉菌对氯苯基脲,对氯苯胺仍有降解代谢能力.     

城市食物代谢的动态过程及其水-碳足迹响应——以北京市为例

食物代谢是城市物质能量代谢的基础性过程之一。论文系统分析了1978—2015年北京市城市食物代谢通量、结构和效率的动态变化过程,并核算其水-碳足迹,提出优化城市食物代谢的有效途径。结果表明： 1）2015年北京市食物代谢通量为881.4万t,比1978年增加了3.3倍,其中植物源食物增加了2.5倍,动物源食物增加了12.0倍,由此引发的水-碳足迹分别增加了6.1倍和4.4倍; 2）北京市食物代谢的通量结构和水-碳足迹结构均呈现出主食为主转向主副食替代、植物源食物为主转向动植物源食物并重的演变特征; 3）“过度饮食”特别是高比例肉类消费,不但影响了城市居民健康水平,也显著扩大了城市人均环境足迹,导致食物代谢的生态效率指标从1.27降低至0.32; 4）降低城市食物代谢的足迹影响需要优化产业链供应,倡导绿色健康消费模式。     

矿业城市的物质代谢分析——以徐州市为例

资源利用与污染治理决定着矿业城市物质代谢效率的高低,对城市的生态建设起着关键作用,是城市能否实现可持续发展的关键所在。本文结合DEA模型和生态效率度量模型,从资源利用和污染治理的角度对徐州市1995年-2007年的物质代谢演变进行了综合评价,并利用分形理论对其进行了分析和预测。结果表明:徐州市物质代谢效率在1995年-2007年期间以5%的年增长率稳步提高,其中资源利用与污染处理能力的年增长率分别为6.4%和4%,与地区生产总值12.7%的年增长率存在较大差距,表明徐州的经济发展依旧是以相当的生态环境影响为代价;在现有的政策条件下,徐州市物质代谢效率将保持稳步增长的态势。文章最后提出资源利用与环境治理协调发展的若干建议,以进一步提高徐州物质代谢效率的增长速度。     

Mn对超富集植物短毛蓼和水蓼生长、Mn吸收及氮素代谢的影响

摘要：采用水培的方法,研究了不同浓度Mn（0.0003、0.5、1、2、4、8 mmol•L-1）对Mn超富集植物短毛蓼（Polygonum pubescens Blume）和水蓼（Polygonum hydropiper L.）叶片铵态氮、硝态氮、游离脯氨酸、可溶性蛋白质含量及氮素代谢关键酶：硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合酶（GOGAT）和谷氨酸脱氢酶（GDH）活性的影响。结果表明,随着Mn处理浓度的增加,短毛蓼和水蓼的根、茎、叶中Mn含量显著增加（p < 0.05）,在相同Mn处理浓度下短毛蓼中的Mn含量均大于同部位水蓼中的Mn含量。在Mn处理浓度小于1 mmol•L-1时,Mn对短毛蓼的株高、株重影响不明显,但对水蓼的影响显著（p < 0.05）,表明短毛蓼比水蓼更耐Mn污染。Mn处理显著降低了短毛蓼硝态氮含量（p < 0.05）,提高了可溶性蛋白质含量,8 mmol•L-1的Mn处理显著提高了水蓼硝态氮、铵态氮、可溶性蛋白质含量以及短毛蓼、水蓼游离脯氨酸含量,在Mn浓度为8 mmol•L-1时,短毛蓼、水蓼叶片中游离脯氨酸的含量分别为对照的1.18倍和1.68倍,表明游离脯氨酸在解Mn毒害过程中起重要作用。Mn引起了短毛蓼和水蓼氮素代谢关键酶活性的变化,显著降低了水蓼叶片NR、短毛蓼叶片GS活性（p < 0.05）;在Mn处理浓度为1 mmol•L-1时,短毛蓼叶片NR活性最高,为对照的1.91倍,而2、4、8 mmol•L-1 Mn处理显著降低了短毛蓼和水蓼GOGAT活性（p<0.05）。另外,Mn处理显著提高了短毛蓼和水蓼叶片GDH活性（p < 0.05）,在Mn处理浓度为8 mmol•L-1时,短毛蓼、水蓼叶片GDH的活性分别为对照的16.29倍和1.29倍。     

pH冲击对降解五氯酚(PCP)微氧颗粒污泥产气及代谢能力的影响

分别在pH为6.0和9.0的冲击条件下,对降解五氯酚(PCP)微氧颗粒污泥系统的产气及代谢能力进行了研究.结果发现,在pH=6.0的条件下冲击8d,污泥系统的产气量降至400mL·d-1以下,甲烷含量为0.而后将pH调至7.0并经过6d的恢复实验,产气情况基本恢复正常.而在pH=9.0的冲击下,污泥系统的产气量及甲烷含量急剧下降至0,经过6d的恢复过程仍然没有达到正常水平.在不同pH冲击的第8d,对PCP和COD去除率及脱氯中间产物进行了研究,结果表明,PCP及COD降解率均在较低的水平,且发生了PCP及其脱氯中间产物的严重积累.与pH=9.0相比,pH=6.0的冲击对系统代谢的影响要小得多.     

厌氧条件下序批式间歇反应系统与完全混合反应系统对氢分压的影响

研究了在厌氧条件下以葡萄糖为基质的序批式间歇反应系统(ASBR)与完全混合反应系统(CSTR)中氢分压的变化.结果表明,在完全混合反应系统中,微生物中糖原含量保持在142.52mg.g-1(以VSS计),氢分压稳定在291.3Pa,最大氢利用速率为0.703g.g-.1d-1.在序批间歇反应系统中,当进水结束时,50.17%的葡萄糖转化为糖原储存在细胞体内,氢分压达到最大为14.3Pa;当反应结束时,微生物细胞中储存的糖原被完全代谢,氢分压降至最低,为3.5Pa,反应器中污泥最大氢利用速率为1.719g.g-.1d-1.序批式反应器氢利用速率较大及糖原储存的存在,降低了系统的氢分压,保证了厌氧系统的高效、稳定的运行.     

Xanthobacter flavus DT8降解二噁烷的特性研究

对上海某医药厂污水站好氧池的活性污泥进行长期驯化,分离到1株能以二噁烷为唯一碳源和能源生长的菌株DT8.经生理生化、脂肪酸鉴定和16S rRNA序列分析,确定该菌株为黄黄色杆菌DT8(Xanthobacter flavus DT8).序批实验表明X.flavus DT8可于48 h内完全降解100 mg.L-1二噁烷,并可实现污染物的矿化.随着生物量的增加,该降解过程的细胞得率(以二噁烷计)为0.62 g.g-1,能量消耗系数(δe)为1.00,表明X.flavus DT8代谢二噁烷消耗的能量较少.研究不同温度、pH和营养条件对二噁烷降解的影响,发现二噁烷降解较适宜的温度和初始pH分别为34℃和7.0;在贫营养条件下,即无机盐培养基稀释100倍时,100 mg.L-1二噁烷于48 h的降解率达到65.6%.对X.flavus DT8降解二噁烷可能的诱导机制进行初步研究,结果表明X.flavus DT8对二噁烷的降解不需要经历诱导的过程.本研究揭示了X.flavus DT8直接代谢二噁烷的特性,为生物法净化含二噁烷废水及废气的工程应用奠定了基础.     

单级好氧除磷工艺与厌氧/好氧除磷工艺的对比研究

以A/O工艺和单级好氧除磷工艺为研究对象,利用生活污水中存在最广泛的乙酸钠作为单一碳源,对比研究了2组SBR（A/O工艺,SBR1;单级好氧除磷工艺,SBR2）的除磷效果.连续进行3个月的研究表明,2组SBR在稳定除磷阶段的除磷率和单位污泥的除磷水平分别为91.72%和3.23 mg.g-1（SBR1）与71.70%和2.91 mg.g-1（SBR2）.进一步研究还发现：在SBR1中PHA合成的同时伴随着糖原质的消耗,而在SBR2中PHA合成的同时伴随糖原质的积累,这意味着单级好氧除磷工艺中PHA的合成无需糖原质的参与;在静置阶段,2组SBR都表现出了很明显的释磷现象,但SBR2具有更高的释磷水平（释磷量分别为2.6 mg.L-1和13.28 mg.L-1）.SBR1和SBR2体现出不同的除磷能力的原因很有可能是2组SBR的微生物在代谢过程中储能物质在消耗和存贮的循环过程中存在差异.     

对氨基苯磺酸生物降解动力学及降解机制研究

对菌株Pannonibactersp.W1在好氧条件下降解对氨基苯磺酸的动力学进行了研究,发现4-ABS初始浓度为中低浓度(50～1 000 mg/L)时, 14 h内几乎可以完全降解,符合一级降解动力学特征;初始浓度为高浓度(1 200～2 500 mg/L)时,32 h内4-ABS的降解率可达90%以上,且在降解初期符合零级降解动力学特征,而降解后期符合一级降解动力学特征.利用Haldane抑制模型能够很好地拟合不同4-ABS初始浓度下测得的比降解速率,得到模型参数分别为：最大比降解速率μmax=227.977 mg/(g·h),饱和常数K_s=84.306 mg/L,抑制常数Ki=1270.675 mg/L.通过4-ABS降解过程中的紫外扫描和HPLC检测分析,以及菌株W1对不同苯系物的降解能力,说明4-ABS降解过程中几乎没有芳香类中间产物的积累,并初步推测了菌株W1降解4-ABS的代谢途径.