溶氧条件对美人蕉和风车草根系泌氧特征的影响

采用标准氧化染色法研究了美人蕉和风车草在水培畜禽废水自然、缺氧和好氧3种溶氧状态下根系径向泌氧（Radial oxygen loss,ROL）类型的变化和特征,采用显微镜明暗场观察了相应的根系横截面特征。结果发现美人蕉在3种溶氧状态下根系径向泌氧类型分别为均匀强泌氧、根尖强烈泌氧和不泌氧3种;风车草的径向泌氧类型则分别...     

微氧生物亚铁氧化及其重金属固定效应研究进展

铁的生物地球化学循环对于多种环境过程至关重要,如碳封存、温室气体排放以及营养元素和有毒金属的迁移和转化。近年来,随着分离培养方式及分子生物学方法的发展,作为铁循环的重要组成部分的微氧生物铁氧化的研究取得了显著的进展。微氧型亚铁氧化菌广泛分布于近中性环境中,其分离栖息地从地下水、湿地、溪流延展至深海环境。微氧生物亚铁氧化成矿过程主要发生在细胞表面,生成比表面积较大的无定型铁氧化物。大部分微氧型亚铁氧化菌通过形成鞘状或螺旋柄状结构的胞外多聚物吸附生成的铁氧化物,防止自身被铁氧化物包埋,导致无法正常代谢而死亡。亚铁氧化成矿过程可吸附和共沉淀重金属元素,降低重金属的移动性和生物可利用性,从而缓解重金属的污染,为治理环境污染提供新的思路。文章主要总结了近年来国内外对嗜中性微氧型亚铁氧化菌的研究进展,包括其代谢特征、种类及分布、以及亚铁氧化菌的成矿机制和成矿过程对重金属迁移转化的影响。最后对如何快速有效地分离微氧型亚铁氧化菌、明确成矿过程中的特殊结构的形成机制等问题进行了讨论和展望。     

微氧折流反应器启动过程产甲烷菌群落结构变化特征

采用实时荧光定量PCR和构建克隆文库的方法,对微氧折流反应器启动过程中产甲烷菌群落结构进行分析,以期了解反应器去除污染物机理.结果表明:随着反应器的运行,产甲烷菌丰度整体呈现增加趋势,化学需氧量(COD)去除率由启动初期的30%左右逐渐上升到75%左右,出水pH也从初期的弱酸性到后期稳定在7.3左右.其中,微氧曝气的1#格室产甲烷菌基因丰度先由第一阶段的1 580 copies ng-1(S1A)下降到第二阶段的1 355 copies ng-1(S2A),最后稳定阶段又升高到2 864 copies ng-1(S3A).2#格室的产甲烷菌基因丰度表现出与1#格室类似的趋势,但是相比1#格室变化幅度小,3个阶段的产甲烷基因丰度依次分别为2 024 copies ng-1(S1B)、1 970 copies ng-1(S2B)、2 282 copies ng-1(S3B).处于厌氧状态的3#格室的产甲烷菌基因丰度随着反应器的运行逐步上升,稳定后达到最大,为3 508 copies ng-1(S3C).1#格室中,产甲烷优势菌由第一阶段的Methanobacteriales目(占所得产甲烷菌序列群50%)变为第三阶段的Methanomicrobiales目(80%).2#格室中没有明显的优势产甲烷菌,群落结构相对稳定,隶属于Methanomicrobiales目的产甲烷菌序列比例在3个阶段分别为36.4%、36.4%和30%.3#格室稳定运行后有60%的产甲烷菌序列群属于Methanosarcinales目,成为优势菌.在反应器运行的不同阶段,2#格室的生物多样性均高于1#格室,3#格室的多样性在前两个阶段没有变化,而在第三阶段升高.因此,在启动过程中,微氧折流反应器不同格室产甲烷菌的基因丰度、群落结构和生物多样性表现出不同的变化特征.     

羰基硫(COS)在五种富氧型土壤中的吸收与转化

针对大气中羰基硫((COS)源和汇的不平衡问题,利用气相色谱(GC)和离子色谱(IC)对COS在5种富氧型土壤(北京麦田土壤、山东麦田土壤、人工草坪土壤、天然草坪土壤和森林土壤)中的吸收与转化进行了研究,结果显示,所研究的富氧型土壤均表现为COS的汇,为理解COS源和汇的不平衡问题提供了新的数据.土壤吸收COS的快慢与...     

准好氧填埋场垃圾中重金属化学形态分布特征

通过模拟准好氧填埋场中试试验,对垃圾原样和经准好氧填埋消化8个月后不同空间位置固体样中重金属含量、化学形态分布和迁移性进行研究.结果表明,垃圾原样中Pb,Ni,Cr,Cu和Fe的含量分别为88 mg·kg-1,52 mg·kg-1,304.667 mg·kg-1,29 mg·kg-1 和1632.67 mg·kg-1.垃圾原样中Ni和Cu以残渣态所占比例最高,分别为60.26%和60.92%,Pb以有机物结合态所占比例最高,为54.92%,Cr以铁锰氧化物结合态所占比例最高,为57.44%,而Fe以铁锰氧化物结合态、有机物结合态、残渣态为主,所占比例相近,为31%-34%左右.垃圾经准好氧填埋消化8个月后,Pb,Ni的有机物结合态所占比例降低,可交换态、碳酸盐结合态或铁锰氧化物结合态所占比例增加;Cu,Fe残渣态所占比例降低,可交换态、碳酸盐结合态或有机物结合态所占比例增加;Cr铁锰氧化物结合态所占比例降低,碳酸盐态或残渣态所占比例增加,金属活性增大.垃圾中Fe,Ni,Pb的迁移能力较强,迁移能力依次为Fe＞Ni＞Pb＞Cr＞Cu.     

活性污泥系统微型动物群落特征及其与水温、溶氧的关系

于2002年7月至2003年7月对保定市银定庄污水处理厂活性污泥混合液中的微型动物群落做了为期1a的研究.共采集了49个水样,发现纤毛虫89种,其中自由游泳型纤毛虫12种,匍匐型纤毛虫13种,附着型纤毛虫38种,肉食型纤毛虫26种;鉴定到变形虫23种,其中有壳肉足虫5种,裸肉足虫18种;大型鞭毛虫共记录有8种;记录到的后生动物有轮虫、线虫和腹毛虫.附着型纤毛虫的密度占纤毛虫总密度的42.7%,匍匐型纤毛虫的密度占纤毛虫总密度的31.7%,肉食型纤毛虫的密度占纤毛虫总密度的21.2%,自由游泳型纤毛虫的密度占纤毛虫总密度的4.4%.附着型纤毛虫和匍匐型纤毛虫密度合计占纤毛虫总密度的74.4%,为纤毛虫中的优势类群.相关分析表明,锐利楯纤虫与水温呈非常显著的负相关,因此可作为低水温的指示生物;集盖虫与DO呈非常显著的负相关,可作为低DO的指示生物.表2参20     

南昌市夏季NOy干沉降及其氮氧同位素昼夜变化特征

大气活性氮沉降对陆地和海洋生态系统有重要的影响,对于气溶胶和降雨中硝酸盐沉降通量和硝酸盐氮氧同位素的研究较多,但对NOy(NO、NO2、 NO3、 N2O5、 HNO3和NO3-)干沉降通量及其氮氧同位素的研究很少.本研究于2019年8月7日-2019年8月31日在江西省南昌市东华理工大学分昼夜采集了NOy干沉降样品,...     

纳米氧化铜(CuO NPs)对紫花苜蓿幼苗根系活性氧(ROS)、抗氧化酶活性和根系活力的影响

根系通常是植物直接受到外界环境物质(如重金属离子和纳米金属氧化物)毒害的主要器官。本研究以紫花苜蓿的幼苗为实验材料,探讨了CuO NPs胁迫对紫花苜蓿幼苗根系的活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性和根系活力的影响。研究结果表明:(1)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系H_2O_2和O-2·含量具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2和O-2·整体上呈现先增大后减少的趋势,除了0.00125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2含量比对照减少外,其他浓度下的H_2O_2和O-2·的含量都比对照有所增加,并且H_2O_2和O-2·的含量都是在0.0125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下达到最大值。(2)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系抗氧化酶活性具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中SOD、POD、APX和CAT酶的活性都呈现先增大后减少的趋势,其中,SOD和POD、APX、CAT酶的活性分别是在0.00625、0.0125、0.0625 mol·L~(-1)CuO NPs处理下达到最大,表明这些抗氧化酶在清除根系中的活性氧方面表现出较强的协同性和补偿性。(3)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系活力具有显著的影响。随着CuO NPs浓度的增加,紫花苜蓿幼苗根系活力逐步升高,这是一种生物适应性应激响应的体现。     

外源和内源呼吸模式下好氧活性污泥的微生物群落演替及生物活性特征

通过模拟好氧活性污泥实验,采用PCR-DGGE技术并监测不同时期的CODCr、脱氢酶和总蛋白质的质量浓度,研究在外源和内源呼吸模式下,微生物群落结构及相关生物活性的变化。结果表明：未添加碳源处理中 CODCr的质量浓度稳定在100 mg·L-1左右;脱氢酶的质量浓度从1μg·mL-1降低到接近0μg·mL-1;总蛋白的质量浓度从0.05 mg·mL-1上升至0.07 mg·mL-1后下降至0.01 mg·mL-1左右;同时,微生物群落结构变化不大。外加葡萄糖处理中CODCr的质量浓度从1000 mg·L-1下降并稳定在100 mg·L-1左右;脱氢酶的质量浓度从2μg·mL-1上升到5μg·mL-1;总蛋白的质量浓度均从0.05 mg·mL-1上升至0.07 mg·mL-1后下降至0.005 mg·mL-1左右;同时,微生物群落多样性呈现收敛趋势。内源和外源呼吸模式下的活性污泥中,变形菌门（ Proteobacteria ）都是绝对优势种群,其次是拟杆菌门（ Bacteroidetes ）。内源呼吸末期δ-变形菌门（Deltaproteobacteria）消失,外源呼吸末期硝化螺菌门（Nitrospirae）消失。     

一株贫营养异养硝化-好氧反硝化菌的筛选及脱氮特性

为了探究并优化菌剂应用于微污染水源水体修复的机制和条件,主要针对水库沉积物内筛选出的贫营养好氧反硝化菌进行了菌种鉴定及脱氮特性研究,考察菌株在不同环境条件下的脱氮效果,明确了该菌株的最适宜生长条件,并基于水库水体中贫营养条件对菌株进行水源水库原水的驯化培养试验研究,以期实现该菌株对微污染水源水库原水中氮源污染物的脱除,为原位投菌技术实际工程应用提供理论依据。从微污染水源水库沉积物中驯化筛分出一株高效异养硝化-好氧反硝化菌A14,通过扫描电镜观察、生理生化特征、16S rRNA基因测序和Biolog GenⅢ鉴定,确定该菌株为革兰氏阴性短杆菌,鉴定为皮特不动杆菌（Acinetobacter pittii）。在好氧条件下,菌株细胞内表达反硝化功能基因napA,以NO3-为唯一氮源进行反硝化作用时,36 h时NO3-去除率为78.89%。以NH4+为唯一氮源时,48 h NH4+去除率为95.25%,TN去除率达80.42%,TOC去除率达98.30%,表明该菌株具有异养硝化-好氧反硝化特性。在改变环境条件过程中,该菌株在以乙酸钠为碳源,温度为30℃,C/N为12,pH为7,接种量为10%时,NO3-去除率最高为86.62%,并且在10℃下脱氮率达到40.18%。在水源水库原水脱氮实验中,接种处理TN去除率为50.95%,NO3-去除率为80.25%。结果表明,菌株A14在微污染水源水体菌剂脱氮修复中具有良好的应用潜力。     

不同阳离子影响下小麦根吸收镉的动力学过程

生物配体模型(BLM)是基于稳定态假设的一个平衡模型,能够较准确地运用于预测重金属的毒性及其生物有效性.根据BLM模型的假设条件模拟土壤溶液,研究了Ca2+、Mg2+、Cu2+和Ni2+对小麦根吸收Cd2+动力学的影响,阐述了BLM在应用中存在的局限性.结果表明:在8h内的短期动力学吸收实验中,小麦根对Cd的吸收及吸附量呈线性增加,但未达到稳定值,这说明Cd2+在根-液界面未达到稳定平衡;并且小麦根对Cd的吸收是受溶液中Cd2+扩散速率影响的.小麦根对Cd的吸收通量与Cd2+浓度[Cd2+]和Cd与小麦根表上的配体结合浓度{Cd-Rcel}l都具有较好的线性关系,但随着Cd2+浓度的增加稳定常数KM-Rcell、渗透常数p和同化速率常数kint均呈降低趋势.Ca2+、Mg2+和Cu2+降低了小麦根对Cd2+的吸收通量,而Ni2+对Cd2+的竞争作用不显著.由于Cd与Ca、Ni有共同的吸收通道,Ca通道吸收达到饱和后可降低小麦根对Cd的吸收,但是Ca2+、Mg2+和Cu2+通过降低内化速率常数也可使小麦根对Cd的内化通量减少,因此不能完全用竞争效应解释其结果.另外,阳离子的存在会改变小麦根表的性质,Ca2+、Mg2+的存在会增加亨利系数KCd,即生物配体浓度{Rcel}l和(或)离子与生物配体结合稳定常数KCd-Rcell会增加,同时这些离子的存在还会降低渗透常数p和kint;Cu2+、Ni2+的存在会降低KCd;且p和k在低浓度Cd(0.01～0.05μM)条件下增加,在高浓度Cd条件下降低.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜根系多胺含量和抗氧化系统的影响

采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对盐胁迫下抗盐能力不同的2个黄瓜品种"长春密刺"和"津春2号"幼苗根系生长以及根系中多胺(PAs)含量和抗氧化系统的影响.结果表明,外源Spd提高了盐胁迫下黄瓜根系游离态Spd和精胺(Spm)、酸可溶性结合态和酸不溶性结合态腐胺(Put)、Spd和Spm含量,降低了游离态Put含量;同时提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低了超氧阴离子(O2(-/.))产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量及电解质渗透率,明显促进了幼苗根系生长;根系中酸不溶性结合态Spd含量与抗氧化酶活性间呈正相关性.表明黄瓜幼苗根系中较高的游离态Spd和Spm、酸可溶性结合态和酸不溶性结合态PAs尤其是酸不溶性结合态Spd含量有利于提高植株抗氧化酶活性,降低O2(-/.)产生速率和膜脂伤害,增强植株抗盐性.     

应用流式细胞分析技术研究溴氯海因对近头状伪蹄形藻的毒性作用

实验采用流式细胞术的检测分析方法,探究溴氯海因(BCDMH)对常见淡水藻类近头状伪蹄形藻的作用.研究结果显示BCDMH对近头状伪蹄形藻钓生长抑制作用呈明显的浓度依赖型变化.根据不同浓度细胞生长抑制的百分率计算,24、48和72 h BCDMH对近头状伪蹄形藻生长抑制作用的EC50分别为3.64、3.21和2.56 mg...     

基于DO-stat流加培养控制的L-异亮氨酸发酵条件优化

L-异亮氨酸(L-lie)产生菌代谢流的前期研究报道认为,较低的溶氧浓度有利于L-异亮氨酸的积累.为进一步提高L-异亮氨酸的产量,采用DO-stat流加培养控制方法,分别研究了溶氧浓度20%、30%、35%和40%下乳糖发酵短杆菌发酵液中葡萄糖浓度的变化以及L-异亮氨酸的合成情况.结果表明,当发酵罐中溶氧浓度控制在20...     

纳米硫化镉量子点细胞毒性作用机制

为初步探讨硫化镉量子点(CdS QDs)的细胞毒性作用机制,采用MTT毒性实验比较了CdS QDs和常规CdS对仓鼠肺细胞(CHL)的毒性效应以及细胞内外活性氧水平.结果表明,1)在较低暴露浓度(≤20μg·mL-1)时,CdS QDs细胞毒性显著高于常规CdS,而在较高暴露浓度(>20μg·mL-1)时,两者相差不大.2)在较低暴露浓度(≤40μg·mL-1)时,添加N-乙酰半胱氨酸(NAC)可显著降低CdS QDs的细胞毒性,而在较高暴露浓度(>40μg·mL-1)时,添加NAC对CdS QDs的细胞毒性没有明显影响.添加NAC对常规CdS细胞毒性没有显著影响.综合实验结果推测CdS QDs的细胞毒性与暴露剂量有关:在低浓度(<20μg·mL-1)时,主要是活性氧的氧化损伤作用;在中等浓度(20~40μg·mL-1)时,活性氧和Cd2+的释放共同作用;在高浓度(>40μg·mL-1)时,则是Cd2+的释放占主导地位.     

初期通气和震荡培养提高高浓度乙醇发酵的乙醇浓度和产率

研究了氧气和震荡条件对酿酒酵母高浓度乙醇发酵的影响.结果表明,震荡是提高发酵液乙醇浓度和产率的最重要因素.与静止培养相比,在不通气情况下震荡培养使乙醇浓度提高了69%(从75.8 g L-1提高到128.1 g L-1),在通气条件下乙醇浓度提高了68.7%(从85.2 g L-1提高到to 143.8 g L-1).在最优条件下,两次补料,经54 h发酵,发酵液中乙醇浓度达到143.8 g L-1,乙醇产率与理论产率的比值为0.471 g/g(即92.20%).经分析,通气和震荡条件提高了发酵液中酿酒酵母的生物量和细胞活力.图5表1参12     

双酚A对小鼠肝脏和肾脏细胞的氧化损伤

为探究双酚A(BPA)的氧化毒性,分别以剂量为20、40和80mg·kg~(-1)·d~(-1)的BPA对雄性昆明小鼠灌胃处理1周,并测定了小鼠体内活性氧自由基(ROS)水平、还原型谷胱甘肽(GSH)含量、丙二醛(MDA)含量和DNA-蛋白质交联系数(DPC)。与对照组相比,各BPA暴露组小鼠肝脏和肾脏细胞中的ROS生成量、MDA含量和DPC系数均升高,而GSH含量下降(P<0.05或P<0.01)。ROS生成量、GSH含量和DPC系数均显示出剂量-效应关系。研究表明,BPA可扰乱小鼠肝脏和肾脏细胞的氧化应激平衡,诱导细胞氧化损伤。     

Characterisation of early responses to cadmium in roots of Salix matsudana Koidz

This study deals with the characterisation of early responses of roots of Salix matsudana in respect to oxidative stress, subcellular distribution, and chemical forms when exposed to 50 μmol/L Cd. Within 12 h, the root length is reduced and the contents of O₂^??, H₂O₂, and malondialdehyde are increased by 49%, 43%, and 35%. Cd is mainly retained in the cell walls; small amounts are distributed into other cell organelles. The largest proportion of Cd is found in the NaCl extractable, pectate-, and protein-integrated fraction.     

系统评价EM菌液在生活污水处理中的应用效果

采用在生活污水中投加有效微生物群的方法,系统评价了ＥＭ对污水中三类常见污染物去除率的影响。结果表明（１）好氧条件下,ＥＭ显著提高污水ＣＯＤｃｒ去除的适宜加入量为５／１００００－１／１０００,增幅达达１０％;厌氧条件下,ＥＭ对污水ＣＯＤｃｒ的去除没有促进作用。（２）ＥＭ在好氧条件下能显著或极显著提高污水ＮＨ４＾＋－Ｎ的硝化程度,当ＥＭ加量为５／１０００时效效果最好,增幅达３７．６２％,厌氧条件下,当