质粒pJP4水平转移介导生物膜系统强化降解2,4-D效应

以携带质粒pJP4[其上含编码2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)降解功能的基因簇(tfd)]的基因工程菌Pseudomonas putida SM1443::gfp2x(pJP4::dsRed)为供体菌,以生物膜系统为对象,通过半连续流实验研究了质粒pJP4水平转移介导基因强化降解2,4-D效应,考察了目标基因在系统中存在状况及基因强化对系统菌群结构的影响.结果表明,以2,4-D(初始浓度为170 mg/L±10 mg/L)为唯一碳源,向生物膜系统加入携pJP4质粒的基因工程菌对2,4-D的降解具有促进作用,运行初期,促进作用较弱,随着半连续流反应的进行,促进作用显著增强,基因强化系统较对照系统对2,4-D的平均降解速率之差达13.3 mg/(L.h).通过对基因强化系统功能基因片段tfdB基因及报告基因gfp的跟踪检测,证实了在pJP4质粒介导下生物膜系统基因水平转移的发生.PCR-DGGE结果表明基因强化的生物膜系统较对照系统在受到2,4-D冲击条件下保持了相对更加稳定的菌群结构.     

壳聚糖吸附酸性大红及Cu2+对吸附的增强作用

采用壳聚糖去除水中酸性大红,对壳聚糖吸附酸性大红的动力学、热力学以及溶液pH、盐浓度、外来Cu2+对吸附的影响进行了研究.准二级吸附动力模型、Langmuir、Freundlich及Dubinin-Radushkevich (D-R)方程分别用来对吸附动力学和等温线进行分析.结果表明,酸性大红在壳聚糖上的吸附是一个化学吸附控制的准二级动力学过程.Langmuir、Freundlich和D-R方程都能较好地描述吸附等温线.溶液pH和温度对吸附有较大影响,而氯化钠浓度对吸附的影响较小.对吸附热力函数的计算结果显示ΔH0<0,表明吸附是一个放热过程.由D-R方程计算的吸附自由能E为9.5~10.7 kJ.mol-1,表明吸附过程为离子交换化学吸附.Cu2+对吸附的影响结果显示Cu2+能显著提高壳聚糖对酸性大红的吸附容量,另外建立了Cu2+浓度与吸附量增加之间的数学模型.     

高分子重金属絮凝剂MAPEI处理含汞废水

以聚乙烯亚胺、巯基乙酸为原料,通过酰胺化反应合成了一种新型高分子重金属絮凝剂--巯基乙酰聚乙烯亚胺(MAPEI),研究其处理含汞废水的性能,并对几个影响因素进行了考察.实验结果表明:①该絮凝剂对Hg2+有很好的捕集功能,其中2万分子量的MAPEI去除率最高;②pH值会影响Hg2+的去除;③碱金属和碱土金属离子对Hg2+的去除有促进作用;④C1-、NO3-可促进对Hg2+的去除,而SO2/4-对Hg2+的去除有抑制作用;⑤Hg2+和致浊物质共存时,会相互促进彼此的去除;⑥Hg2+和致浊物质共存时,MAPEI对Hg2+的去除率比TGA的去除率高.     

RGO/TiO2光催化降解2,4-二氯苯氧乙酸研究

通过Hummers法及紫外光/热还原工艺制得还原氧化石墨烯(RGO),采用溶胶-凝胶-煅烧法,以RGO和钛酸酊脂为前驱体制备出RGO/TiO2光催化复合材料,并利用XRD、FT-IR等对其进行了表征.对RGO/TiO2光催化降解性能的研究发现,复合光催化剂RGO/TiO2对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的光催化降解活性显著优于纯TiO2,并且发现负载量和pH值对光催化降解性能有较大的影响:RGO/TiO2投加量为1.2g·L~(-1)、RGO负载量2%、pH为3、初始浓度为50 mg·L~(-1)反应12 h,2,4-D去除率达到98.75%;2,4-D降解率随着RGO/TiO2投加量的增大先增大后减小;RGO/TiO2对2,4-D的降解为脱氯还原和催化氧化过程,产生氯酚、苯酚等中间产物.     

碘代乙酸体外暴露诱导斑马鱼(Danio rerio)淋巴细胞内源性凋亡可能机理研究

以斑马鱼(Danio rerio)为试验生物,经淋巴细胞体外暴露试验,从细胞内源性凋亡角度,研究了饮用水消毒副产物—碘代乙酸诱导斑马鱼淋巴细胞损伤的致毒机理.结果表明,在碘代乙酸的环境浓度1μg·L-1下暴露24、36、48和96 h后,细胞凋亡率从对照组的3.52%分别增加到15.89%、22.47%、40.76%和52.13%,与对照组差异均为极显著(p0.01);线粒体膜电位分别较对照组下降了32.9%、50.1%、68.6%和81.5%,与对照组差异均为极显著(p0.01);细胞色素C的相对释放量分别增加了0.85、1.37、1.86和2.66倍,与对照组差异均为极显著(p0.01).暴露36、48和96 h后,Caspase-3酶活性分别增加了0.49、0.86和1.43倍,与对照组差异均为极显著(p0.01);Caspase-9酶活性分别增加了0.73、1.41和1.88倍,与对照组差异均为极显著(p0.01);抑制凋亡Bcl-2基因的相对表达量分别下降27.0%、35.3%和52.3%,与对照组差异均为极显著(p0.01);而促进凋亡的Bax基因相对表达量分别增加1.1、2.3和3.2倍,与对照组差异均为极显著(p0.01).碘代乙酸体外诱导斑马鱼淋巴细胞凋亡的可能机制是,线粒体膜电位的崩溃导致细胞色素C持续从线粒体中释放,进而引起细胞凋亡下游通路的变化;Bcl-2基因和Bax基因明显参与了对凋亡的调控.此外,Caspase-9酶的活化导致Caspase-3酶活化,最终引起细胞凋亡.     

Examination of in vivo mutagenicity of sodium arsenite and dimethylarsinic acid in gpt delta rats

Arsenic is a well-known human bladder and liver carcinogen, but its exact mechanism of carcinogenicity is not fully understood. Dimethylarsinic acid(DMAV) is a major urinary metabolite of sodium arsenite(i As~Ⅲ) and induces urinary bladder cancers in rats. DMAVand i As~Ⅲare negative in in vitro mutagenicity tests. However, their in vivo mutagenicities have not been determined. The purpose of present study is to evaluate the in vivo mutagenicities of DMAVand i As~Ⅲin rat urinary bladder epithelium and liver using gpt delta F344 rats.Ten-week old male gpt delta F344 rats were randomized into 3 groups and administered 0,92 mg/L DMAV, or 87 mg/L i As~Ⅲ(each 50 mg/L As) for 13 weeks in the drinking water. In the mutation assay, point mutations are detected in the gpt gene by 6-thioguanine selection(gpt assay) and deletion mutations are identified in the red/gam genes by Spi-selection(Spi-assay). Results of the gpt and Spi-assays showed that DMAVand i As~Ⅲhad no effects on the mutant frequencies or mutation spectrum in urinary bladder epithelium or liver. These findings indicate that DMAVand i As~Ⅲare not mutagenic in urinary bladder epithelium or liver in rats.     

铜绿微囊藻培养过程中氨基酸的释放特征及其对水体有机质的贡献

为深入分析铜绿微囊藻水华暴发对水体有机质、氨基酸含量及组成的影响,进一步揭示蓝藻水华暴发对湖泊内源氨基酸和有机质的贡献及养分循环机制,采集太湖北部富营养化区域梅梁湾中的水样,用于在室内培养太湖蓝藻水华优势种——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),采用邻苯二甲醛(OPA)柱前衍生-反相高效液相色谱法(HPLC)分析铜绿微囊藻生长、衰亡过程中氨基酸的摩尔浓度及其组成特征的变化,探讨藻类产生的氨基酸和有机质对湖泊水体中有机质、TC(总碳)及DTN(溶解性总氮)的贡献. 结果表明:铜绿微囊藻在生长过程中产生的氨基酸对水体中TC、DTN、TOC(总有机碳)的贡献率分别为23%~37%、46%~93%和46%~83%;在衰亡期,水体中难降解氨基酸(如甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸和赖氨酸)的摩尔浓度(c)为60.4 μmol/L,显著高于同时期易降解氨基酸(如酪氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸和精氨酸)的摩尔浓度(40.9 μmol/L);c(D-氨基酸)/c(L-氨基酸)由初始的0.28降至0.09,表明在铜绿微囊藻对数生长至衰亡期间,水体中有机质的降解程度逐渐降低. 研究显示,在水体有机质降解程度降低的同时,氨基酸摩尔浓度逐步增加,因此大量未降解的氨基酸沉积下来成为水体有机质来源之一.      

有机肥施用对盐渍土富里酸荧光特性的影响

为探讨有机肥长期培肥盐渍土后土壤富里酸(FA)结构组成及土壤环境的变化特征,对黑龙江西北部盐渍土壤连续5 a采取不同施肥处理,设置CK(对照)和TR1(处理1,施用有机肥8 000 kg/hm2)、TR2(处理2,施用有机肥4 000 kg/hm2及化肥N 80 kg/hm2、P₂O₅ 50 kg/hm2、K₂O 35 kg/hm2)、TR3(处理3,施用化肥N 160 kg/hm2、P₂O₅ 100 kg/hm2、K₂O 70 kg/hm2) 4个处理组,分析土壤中富里酸荧光光谱特征的变化情况. 结果表明:与CK比较,TR1、TR2处理可明显增加土壤中ρ(富里酸),增幅分别为98.24%、72.16%;二维荧光参数分析显示,各处理下富里酸腐殖化程度均表现为TR1>TR2>TR3>CK;三维荧光光谱区域积分比值分析结果进一步证实,TR1、TR2处理通过增加可见区类富里酸的荧光响应比值和减少紫外区类富里酸的荧光响应比值来提高富里酸的腐殖化程度. 根据三维荧光光谱结合平行因子分析结果,可将富里酸分为C1组分(生物可利用富里酸组分)、C2组分(陆生来源富里酸组分)及C3组分(类蛋白组分);施用有机肥主要增加C1组分的比例,其次为增加C2组分的比例,说明施用有机肥可提高盐渍土供肥能力,对盐渍土生态环境改善具有积极作用. 传统荧光图谱解析手段结合统计分析结果显示,施用有机肥可明显提高盐渍土富里酸含量并增加其腐殖化程度.      

排水造林对小兴安岭湿地土壤溶解性有机碳生物降解和淋溶的影响

以小兴安岭湿地为研究对象,分析了不同年代排水造林的森林沼泽湿地土壤溶解性有机碳(DOC)含量变化及生物降解特征,探讨了排水造林时间对土壤DOC及无机氮(NH+4-N+NO-3-N)淋溶动态变化的影响.结果表明:1排水造林时间对土壤DOC含量变化影响显著(p0.05).2003年(PS03)、1992年(PS92)、1985年(PS85)排水造林后的人工兴安落叶松湿地土壤DOC含量均低于未排水造林的天然兴安落叶松苔草湿地(XATC),且排水造林时间越长,土壤DOC含量越少.2在生物降解过程中,土壤DOC的变化趋势表现为初期降解速率较快,而后逐渐减慢并趋于稳定.其中周转时间为1 d的易降解DOC所占比重表现为:PS92XATCPS03PS85,表明排水时间达到一定阈值后,易降解DOC部分可能会转化为难降解部分.3在淋溶过程中,随着淋溶次数的增加,淋出液中DOC含量呈现为先增加后减小的趋势,淋溶1 d后,不同年代排水造林的森林沼泽湿地土壤DOC的淋失率表现为:PS85PS92PS03XATC,表明排水造林时间越长,土壤DOC淋失率越大,因此长时间的排水造林改造可能进一步影响土壤养分的贮量及其有效性.     

硫酸/硫酸钠复合淋洗剂对铬渣的淋洗效果研究

以湖南长沙某铬盐厂铬渣为研究对象,通过室内模拟实验,采用振荡淋洗方法研究了硫酸-硫酸钠复合淋洗剂对铬渣污染场地Cr的淋洗效果,探讨了淋洗剂浓度、液固比和淋洗时间等对淋洗效果的影响,以及淋洗前后重金属形态的变化,并通过对比试验研究了硫酸钠、柠檬酸、草酸、Na2-EDTA、硫酸、柠檬酸-柠檬酸三钠以及盐酸-氯化钠作为淋洗剂对总铬和六价铬的淋洗效果。结果表明:硫酸/硫酸钠复合淋洗剂在浓度为0.4 mol/L,液固比为20∶1,反应时间为6 h,常温条件下可以达到最佳淋洗效果,总铬和六价铬的浸出效率分别为70.35%和71.56%;另外,重金属形态分析表明,该复合淋洗剂有效减少了铬渣中弱酸可提取态和有机物结合态Cr的百分比,使得残渣态Cr的百分比增加,从而降低了Cr的活性,达到修复目的。淋洗剂对比试验结果表明,与其他淋洗剂相比,硫酸-硫酸钠淋洗效果最好,其中的氢离子能与Cr~(3+)进行离子交换,而硫酸根能够有效地将钙与六价铬分离,对此高钙铬渣的处理更具针对性和有效性。