广东鲂幼鱼对铜、镉胁迫的氧化应激响应及其指示意义

广东鲂（Megalobrama terminalis）是具重要经济价值的珠江流域特有鱼类,已列入国家级水产种质资源保护品种。近年来,随着河流固有生境持续破坏,重金属等水体污染问题不断加剧,以广东鲂为代表的当地特有鱼类资源急剧下降。文章以铜、镉暴露对广东鲂幼鱼48 h的半致死浓度值LC50暴露浓度强度为1个毒性单位（TU）为基准,以室内静水实验法研究了铜、镉离子在低效应浓度、中效应浓度、高效应浓度（分别对应于0.01 TU、0.03 TU和0.11 TU）胁迫对广东鲂幼鱼的氧化应激效应,以期找出适宜的生物标记物,完善珠江水域污染评价与预警体系。结果显示,广东鲂幼鱼MDA、GSH、T-AOC、SOD和CAT（以Pr计）随暴露浓度及暴露时间发生变化,其范围分别在1.08~7.34 nmol·mg-1、0.42~22.82 mg·g-1、0.10~1.32 U·mg-1、2.45~13.24 U·mg-1和0.01~0.09 U·mg-1之间。其中,GSH、MDA和T-AOC在铜、镉暴露后第1天迅速响应至高值,相应的各浓度处理组明显高于对照组。曲线回归结果显示,GSH与暴露浓度c（以TU量计）之间呈显著的二次曲线关系,拟合方程为GSH=-2112（c-0.084）2＋18.1,r=0.847,n=10,P=0.012,暴露浓度阈值为0.084 TU。SOD和CAT则在暴露后第4天响应至高值。曲线回归结果显示, SOD 与 c 及 CAT 与 c 之间均呈显著的二次曲线关系,拟合方程分别为SOD=-2073（c-0.059）2＋14.3,r=0.840,n=10,P=0.014;CAT=-21.2（c-0.056）2＋0.102,r=0.877,n=10,P=0.006,相应的暴露浓度阈值分别为0.059 TU和0.056 TU。与暴露浓度呈显著的二次曲线关系的各指标中,GSH响应最为迅速,SOD和CAT的响应最为灵敏,加之SOD与CAT相关性极强,表明GSH、SOD和CAT这3种氧化应激指标可作为珠江流域水体污染的潜在生物标记物。     

三丁基锡对孔雀鱼的毒性效应研究

采用静态暴露方式研究三丁基锡氯化物(TBTCl)对孔雀鱼的毒性效应.当幼鱼暴露于1.25-7.90μg·l-1的TBTCl 后,出现明显的急性中毒症状,96h的半致死浓度(LC50)为5.82μg·l-1; 成鱼在0.14-3.56μg·l-1浓度下暴露10-30d,TBTCl能诱导雌鱼的肝体指数升高,并使肝脏和脾脏组织的显微结构发生明显的病理变化,毒害作用具有明显的剂量-效应和时间-效应关系.表明肝体指数以及肝脏、脾脏等组织的病理学变化可以作为评估三丁基锡等环境污染物的生物指标.     

矿区周围土壤中重金属危害性评估研究

分别用总量法和连续萃取法对广东大宝山矿周围土壤、植物和沉积物中重金属的总量和化学形态进行了详细分析。结果发现，矿山废水流入的横石河沉积物中Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数分别为1841．02、2326．28、1522．61和10.33mg／kg；经此河水灌溉的稻田中重金属(Cu、Cd、Pb和Zn)的质量分数也远远超出了土壤环境二级标准值，其中Cu、Cd超标倍数分别为14．01和4．17倍。结果还表明，生长在矿区周围的植物也受到不同程度重金属的污染且不同植物吸收和积累重金属的能力相差很大。用Tessier连续法对土壤中重金属进行萃取发现，虽然重金属主要存在于残余态中，但在Fe-Mn氧化态、有机结合态中的质量分数也很高．说明这些土壤确实受到了有毒有害重金属元素的严重污染。     

三丁基锡对中国近海常见海洋微藻的毒性效应

研究三丁基氯化锡(TBT)对中国近海常见5种硅藻和甲藻(硅藻中丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)、派格棍形藻(Bacilaria paxillifera)、聚生角毛藻(Chaetoceros socialis),甲藻中微型原甲藻(Prorocentrum minimum)、简裸甲藻(Gymnodinium simplex))的毒性效应,考察了有机锡对浮游藻光合活性(Fv/Fm)、粒径、生长的影响。结果表明:派格棍形藻、聚生角毛藻、简裸甲藻的光合活性(Fv/Fm)受TBT影响较显著;微型原甲藻、丹麦细柱藻的光合活性受TBT影响较小。高质量浓度TBT胁迫下海洋微藻峰值粒径显著减小,低质量浓度TBT对峰值粒径影响不显著。低质量浓度TBT对派格棍形藻、聚生角毛藻、简裸甲藻、微型原甲藻均有较强的毒性作用,非检测毒性浓度(NDEC)分别为1.17、1.07、0.23、3.73μg.L-1,丹麦细柱藻对TBT具有很强耐受性,NDEC为112.62μg.L-1。     

平板膜-生物反应器净化微污染水源水的研究

利用平板膜-生物反应器恒流运行处理微污染水源水,考察通量为18、25及30 L/m2·h时其运行特性及有机物和氨氮的去除效果.结果表明:3个工况对COD的去除率分别为78.7%、76.9%和80.4%,出水COD低于15 mg/L;3个工况对NH4 -N的去除率分别为90.4%、87.4%和92.8%,出水NH4 -N低于0.5 mg/L;3个工况对UV254的去除率分别为27.5%、28.2%和48.1%.胞外聚合物(EPS)的研究结果表明,其与膜污染之间并没有显著关系,运行通量的选择是影响膜污染和操作运行的一个重要原因.     

在线超声作用下流化床膜生物反应器的膜污染机制

在流化床膜生物反应器中引用在线超声技术来控制膜污染,考察了在线超声对污泥混合液特性的影响,探讨了在线超声作用下的膜污染机制。结果表明：在线超声流化床膜生物反应器的跨膜压差（TMP）增长速度明显慢于普通流化床膜生物反应器,可延长膜清洗周期约51％。在线超声作用下,污泥平均粒径降低约70μm,污泥胞外聚合物（EPS）含量增加（14±5）mg／g,混合液溶解性微生物产物（SMP）有所降低;同时,在线超声使得污泥浓度和混合液粘度降低,从而改善了混合液的过滤性,有助于膜污染的控制。分析表明,在线超声能够减少膜表面不可逆污染的发生,膜的主要污染机制为泥饼层污染。     

Characterization of binding site heterogeneity for copper within dissolved organic matter fractions using two-dimensional correlation fluorescence spectroscopy

The heterogeneity of copper binding characteristics for dissolved organic matter (DOM) fractions was investigated based on the fluorescence quenching of the synchronous fluorescence spectra upon the addition of copper and two-dimensional correlation spectroscopy (2D-COS). Hydrophobic acid (HoA) and hydrophilic (Hi) fractions of two different DOM (algal and leaf litter DOM) were used for this study. For both DOM, fluorescence quenching occurred at a wider range of wavelengths for the HoA fractions compared to the Hi fractions. The combined information of the synchronous and asynchronous maps derived from 2D-COS provided a clear picture of the heterogeneous distribution of the copper binding sites within each DOM fraction, which was not readily recognized by a simple comparison of the changes in the synchronous fluorescence spectra upon the addition of copper. For the algal DOM, higher stability constants were exhibited for the HoA versus the Hi fractions. The logarithms of the stability constants ranged from 4.8 to 6.1 and from 4.5 to 5.0 for the HoA and the Hi fractions of the algal DOM, respectively, depending on the associated wavelength and the fitted models. In contrast, no distinctive difference in the binding characteristics was found between the two fractions of the leaf litter DOM. This suggests that influences of the structural and chemical properties of DOM on copper binding may differ for DOM from different sources. The relative difference of the calculated stability constants within the DOM fractions were consistent with the sequential orders interpreted from the asynchronous 2D-COS. It is expected that 2D-COS will be widely applied to other DOM studies requiring detailed information on the heterogeneous nature and subsequent effects under a range of environmental conditions.     

活性污泥胞外聚合物中蛋白质的探针分析方法

应用微相吸附-光谱修正技术(Microsurface adsorption-spectral correction,简称MSASC),利用刚果红(Congo Red,简称CR)探针测定了活性污泥胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,简称EPS)中蛋白质(Protein)的含量,与常用的Folin酚法比较,结果一致,蛋白加标回收率为94.5%～107.1%,相对标准偏差(RSD)＜4.5%.对反应机理的分析和产物结合常数的计算结果表明,在pH 2.21时CR-Protein作用符合Langmuir单分子层吸附理论,产物的结合比79∶1,结合常数K=2.17×106,聚集形式为Protein·CR79,摩尔吸收系数ε664r=8.50×105L·mol-1·cm-1.     

一株聚丙烯酰胺降解菌的降解性能和机理

从大庆油田筛选到一株聚丙烯酰胺降解菌,经16SrDNA序列分析鉴定其为褐栗芽孢杆菌(Bacillus badius),命名为JHW-1.将降解菌扩培后,接种至以聚合物为唯一有机营养源的培养基,在4l℃、pH=7.2条件下培养7d,聚合物粘度较无菌对照降低48.5%.在培养基中分别添加少量FeSO4和MnSO4、酵母粉、葡萄糖后,聚合物粘度较对照降低了57.4%、72.5%、86.2%.降解菌在同时添加了FeSO4、MnSO4和葡萄糖的聚合物培养基中培养7d后,聚合物降粘率达到91.4%,相对分子量由106～107降至103～106,且聚合物质量减少约8%.降解菌能够利用分泌到培养液中的胞外酶水解聚合物的酰胺基团,使其变为羧酸;同时,降解菌在生长过程中还会释放非蛋白还原性物质,它们同胞外酶共同作用使碳链断裂.     

污泥龄对膜生物反应器性能的影响

研究了膜生物反应器污泥龄对胞外聚合物(EPS)含量、污泥特性、污泥颗粒粒径分布及膜过滤阻力的影响.结果表明,污泥龄(SRT)为30 d时混合液中胞外聚合物(EPS)和膜面上的EPS含量分别约为90 mg/g、0.8 g/m2,随污泥龄的延长二者同步增加,EPS在膜面上几乎没有积累;混合液EPS含量的增加改变了细菌表面电荷且增大了细菌表面亲水基和疏水基的比例,使细菌存在状态由不稳定型(R型)向稳定型(S型)转变.造成污泥的沉降困难;在长污泥龄运行中.混合液中污泥颗粒呈现双峰分布,泥龄30 d时在O.5 μm和16 μm处有2个峰且平均粒径约14μm,污泥龄延长双峰分布向颗粒小的方向移动;混合液中微细颗粒含量及粒径分布对膜污染起决定性作用.综合考虑膜污染和污泥特性,膜生物反应器的污泥龄应控制在优势菌最小世代时间(运行温度下的最大比增长速度)的120倍以下.