人工藻结皮对库布齐沙地土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤内存在的具有生物活性的蛋白质,土壤是土壤酶的良好介质,为各种酶类提供酶促条件,且土壤成分与酶通过共价键、离子键或氢键等方式的吸附结合作用,能防止酶的钝化失活。目前已发现的土壤酶约60种,主要来自于土壤微生物,土壤酶的主要作用是参与C、N、P、S等重要营养元素的循环,在植物营养物质的转化中起着重要作用,它与土壤微生物一起共同推动土壤生物化学的全过程,土壤酶活性作为土壤质量的生物活性指标已被广泛接受。我国对土壤酶的研究始于20世纪60年代,20世纪80年代后,随着环境科学的发展,土壤酶研究越来越受重视。国内对农田生态系统的土壤酶研究较多,土壤酶在环境污染治理中的作用也进行了初步探讨,然而土壤酶在荒漠生态系统中的功能及其作用机制的探讨较少,更没有把土壤酶的研究成果用于荒漠生态系统的管理、恢复与重建工作。本实验中,采集库布齐沙地有代表性的流动沙丘和固定沙丘(三年前建立人工植被)1—5cm深度的沙土,首先测定了二者中转化酶、蛋白酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性,然后将荒漠藻接种到流沙表面,研究了人工微藻结皮对四种土壤酶活性的影响。结果表明:与内蒙古高原上广泛分布的栗钙土相比,沙地中的土壤酶活性很低;但固定沙丘中的土壤酶活性显著高于流动沙丘(p<0.05)。将Microcoleus vaginatusGom。(具鞘微鞘藻)和Phormidium tenue(Menegh.)Gom.(纤细席藻)按0.5μgChl..a/cm2的接种量接种到沙表面时,30d后可形成明显的藻结皮,接种90d后,沙土中转化酶、蛋白酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性分别是对照的1.6—3.6倍、3.1—6.0倍、2.8—10.6倍、29—79倍。目前,荒漠化治理已成为全世界面临的重大课题,本实验研究结果揭示了不同沙地中土壤酶活性的差异,并从土壤酶的角度揭示了人工微藻结皮对土壤的改良作用。该成果对于利用微藻进行荒漠拓殖和荒漠化治理具有一定的指导意义。

利用土壤微藻改良贫瘠土壤的研究

将自然条件下肥沃土壤中的微藻接种到贫瘠土壤中 ,分别在黑暗和光照条件下进行培养 ,结果显示 :黑暗条件下的微藻在 30d内进入休眠状态或死亡 ;在光照条件下 ,微藻的数量在第 30d以后迅速增殖 ,随着藻类的生长 ,土壤pH值也发生了一定变化 ,且藻类数量的变化与土壤有机质和土壤有效磷的变化呈极显著相关 ,说明土壤微藻能改善贫瘠土壤的微生态环境和提高土壤肥力 。

铀胁迫对两种蓝藻生长及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度铀(0.1、1.0、10.0和30.0mg·L-1)胁迫对满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)和爪哇伪枝藻(Scytonemaj avanicum)生长及抗氧化酶活性的影响。结果表明,低浓度铀(0.1和1.0mg·L-1)条件下,两种蓝藻的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量均无明显变化;叶绿素a含量和可溶性蛋白质含量均较对照上升,表明低浓度铀对A.azollae和S.javanicum均未形成明显胁迫,对生长表现为刺激和促进作用。10.0mg·L-1浓度的铀对A. azollae的生长影响不大,对S. javanicum却产生了明显的抑制作用。30.0mg·L-1铀胁迫下,两种蓝藻中的MDA显著增加,抗氧化酶系统受到破坏,生长严重受阻。实验结果显示,A. azollae和S. javanicum的耐铀极限分别在10.0～30.0mg·L-1和1.0～10.0mg·L-1之间,A. azollae的抗铀性比S. javanicum强。

浅议独立学院环境工程专业应用型人才培养与实践教学体系改革

实现独立学院培养实践能力强的应用型人才的培养目标,实践教学环节起着至关重要的作用。本文分析了目前独立学院环境工程专业实践教学过程中的主要弊端,并从培养方案的修订、实习基地的建设、实验教学模式的改革及课程设计与毕业设计方式的完善等方面提出了实践教学改革措施。

凤眼莲、大薸对铀胁迫的生理生化响应

为探讨凤眼莲和大薸在铀胁迫下的生理生化响应,通过Hoagland水培试验,研究了不同铀质量浓度处理对凤眼莲和大薸的光合色素质量比、抗氧化酶（SOD、CAT、POD）活性、丙二醛（MDA）含量、游离脯氨酸质量比的影响,以及凤眼莲和大薸对铀的富集能力。结果表明：随铀处理质量浓度增大,凤眼莲和大薸体内铀质量比增加,在50 mg/L铀胁迫下,两者体内铀的质量比达1 550.2 mg/kg和963.0mg/kg;在铀的质量浓度为0.1 mg/L时,凤眼莲和大薸的光合色素质量比无显著变化（p〉0.05）,随着铀质量浓度的增大,光合色素质量比持续降低;在铀的质量浓度为0.1~1 mg/L时,抗氧化酶系统在凤眼莲和大薸缓解较低质量浓度铀胁迫所引起的膜脂过氧化中发挥了重要作用;凤眼莲对铀的耐受能力要强于大薸;高质量浓度（20 mg/L和50 mg/L）铀处理下,凤眼莲和大薸抗氧化酶活性受到抑制;作为渗透调节物质,二者游离脯氨酸质量比均高于对照。

放射性污染土壤生物修复的研究进展

土壤中放射性核素主要为天然来源和人为来源。而人为来源主要包括核试验、核武器制造、核能生产、核事故、放射性同位素的生产应用和矿物的开采冶炼等。综述了放射性核素污染土壤的植物修复、菌根修复、微生物修复等生物修复技术的研究进展,侧重探讨了这3种修复技术的协同作用,并对其研究的发展方向及今后的应用前景进行了讨论。

铀尾矿污染特征及综合治理技术研究进展

近年来,随着核工业的不断发展,核燃料需求量不断增长,铀矿开采产生的铀尾矿数量持续增加。由于铀尾矿具有放射性核素和重金属含量高、污染范围广和危害隐蔽性的特征,如何高效、安全的处理铀尾矿已成为核工业领域亟需解决的瓶颈问题。本文通过对比分析国内外铀尾矿治理方法发现:充填法能减少铀尾矿的占地面积,但会使井下的氡析出率变高且容易污染地下水;覆盖法治理效果好,适用范围广,容易和其他方法结合组成综合法,但是成本较高;生物化学法对目标元素的去除效果较好;而综合法虽然应用前景广阔,但目前技术还不成熟。并在此基础上,总结了目前铀尾矿治理中存在的关键问题,提出了针对性的建议,可为今后铀尾矿污染治理及治理新技术的开发提供借鉴意义。

奇球菌(Deinococcus radiodurans)吸附U(Ⅵ)的试验研究

为了探讨奇球菌对铀的吸附特性,研究了pH值、吸附时间、菌体浓度、铀起始浓度和预处理奇球菌对铀吸附的影响,并考察了菌体上铀的解吸作用。结果表明,在pH值为4.0时,吸附量最大;30min吸附基本达到平衡;吸附量与菌体浓度负相关,与铀起始浓度正相关,吸附量最大可达126.27 mg/g。经乙醇预处理的菌体,其吸附量有所上升。解吸试验表明,0.5 mol/L Na_2CO_3对铀的解吸率可达93.15%。与Langmuir吸附模型相比,奇球菌对U(Ⅵ)的吸附更符合Freundlich吸附等温式。

响应面法优化重组大肠杆菌生物合成别藻蓝蛋白(holo-apcA)的发酵条件

采用响应面法对重组大肠杆菌生物合成别藻蓝蛋白（holo-apc A）的发酵条件进行优化,提高了蛋白的表达量。以对重组别藻蓝蛋白α亚基在大肠杆菌中表达量影响较大的几种因素用于中心组合设计;中心组合设计试验结果表明诱导温度、培养基初始p H和诱导时机对诱导结果影响显著;经Design Expert 8.0软件优化后的最佳诱导条件为：诱导温度28℃,培养基初始p H 8.5,IPTG终浓度0.1 mmol/L,以及诱导时机3 h。最后验证试验得到的蛋白表达量在已有文献报道结果的基础上提高了70%-580%。中心组合设计-响应面法能够在有限的实验次数下,对影响生物过程的因子进行优化及对其交互作用进行评价,蛋白表达量达20.4 mg/L;IPTG用量由原来的1 mmol/L减少至现在的0.1 mmol/L,降低了发酵成本。

生物技术处理含铀废水的研究进展

随着核能的大力推广与应用,放射性含铀废水的种类和数量越来越多,为防止水体中放射性核素迁移扩散,含铀放射性废水的有效处理成为一项亟待解决的问题。目前研究前沿的生物处理方法具有高效、价廉的优势,对于含铀废水的治理前景乐观。综述了近几年生物法处理含铀废水的进展,评述了生物法处理含铀废水的主要原理及其优缺点,并提出生物技术处理含铀废水的进一步研究方向。

藻类抗氧化系统及其对逆境胁迫的响应

藻类作为生态系统的拓荒者,在长期进化过程中形成了很强的抗逆性。综述了藻类的抗氧化系统及其作用机制,重点论述了藻类抗氧化系统对UV-B辐射、温度、重金属胁迫的响应。并提出了一些需要进一步研究的问题。

藻类吸附重金属的研究进展

藻类吸附技术在处理重金属废水方面有着广阔的应用前景。介绍藻类的基本特点,藻类对有毒重金属吸附的络合、离子交换等机理,以及影响生物吸附的pH值、吸附时间、共存离子和预处理等主要因素;讨论相关的生物吸附平衡模型和动力学方程,对藻类吸附重金属研究进行了展望。

3种藻类植物对矿石磷转化利用程度的研究

以矿石磷为唯一磷源 ,培养 3种藻类植物 ,应用钼蓝比色法测定 3种藻类从矿石磷中转化释放出来进入培养基的有效磷 ,应用灼烧法测定 3种藻类生物量 .分别以培养基的有效磷浓度和单位干重藻体所释放出来的有效磷量来表示他们的转化利用程度 ,结果表明 ,3种藻类植物都具有转化利用释放磷的作用 .但沙角衣藻较颤藻和栅藻的作用更强 ,能以较少的生物量释放出更多的有效磷 ,有较大的实用价值 .

载铁花生壳炭的碳热还原法制备及其对铀的吸附性能

研究了采用碳热还原法制备载铁花生壳生物炭Fe Cl-PSBT,确定了最优合成条件,并用于吸附废水中的铀。通过XRD、XPS、SEM、BET&BJH等表征了不同热解温度下Fe Cl-PSBT表面形态、比表面积、铁的存在形式。考察了各因素对Fe Cl-PSBT去除废水中U(Ⅵ)的影响,分析了吸附动力学和吸附等温线。结果表明:在热解温度为900℃、溶液初始pH=5、初始铀质量浓度20 mg/L、Fe Cl-PSBT投加量0.7 g/L、反应温度25℃条件下,U(Ⅵ)去除率达96.85%;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;Fe Cl-PSB900中的Fe 0和花生壳炭(PSB)对废水中U(Ⅵ)的去除有一定协同作用。

湖南某尾矿库周边农田土壤及蔬菜重金属污染与健康风险评价

以湖南省某尾矿库周边农田土壤和蔬菜受重金属污染为研究对象,采集该区域内的45个土壤样和34个蔬菜样,测量样品中重金属(Cu、Pb、Cd、Hg和As)的质量分数,采用污染指数法对土壤环境质量进行了评价,采用健康风险评法评价了4种暴露途径下(土壤/蔬菜经口摄入、土壤经皮肤接触和土壤经呼吸接触)各污染物对人体造成的非致癌风险和致癌风险。研究表明:单因子污染指数显示该尾矿库周边农田土壤主要受到Cd、As和Pb的污染,各重金属的污染程度为Cd>As>Pb>Cu>Hg。土壤综合污染指数为1.98,为轻度污染,主要污染因子为As,其次为Ad和Pb。各污染物在4种暴露途径下的总非致癌风险是10.4,为不可接受风险,其中Pb、Cd和As的非致癌风险大于1,各污染物的非致癌风险依次为As>Pb>Cd>Hg>Cu,各污染物在蔬菜经口摄食途径下的总非致癌风险对HI总的贡献率最大,为97.1%。Cd和As在4种暴露途径下的总致癌风险是1.2×10-3,为不可接受风险,Cd和As的致癌风险均大于10-4,且As>Cd,污染物(Cd和As)在蔬菜经口摄食途径下的总致癌风险对R总的贡献率最大,为91.6%。

中小学技术装备工作的主要任务与思路——在2010年湖南省教育技术装备工作会议暨实验教学专业委员会全体理事大会上的讲话(摘要)

2009年11月底。教育部在江苏省苏州市召开了全国中小学实验室标准化建设现场会，2009年12月4日，教育部下发了《中小学实验室规程》，2010年2月25日，教育部出台了《高中理科教学仪器配备标准》。根据会议精神和两个文件，我现结合湖南省中小学教育技术装备工作的实际，讲几点学习体会和工作思考。

两种螯合剂单独和复合浸提土壤重金属效果的研究

为揭示土壤重金属的浸出规律,采用振荡浸提方法,研究了三聚磷酸钠(STPP)和乙二胺四乙酸钠(Na2EDTA)对土壤中Pb、Cd和Cu的浸出效果,重点考察混合液浓度、振荡时间、p H对土壤重金属浸出率的影响,并比较浸提前后重金属的存在形态。结果表明:Na2EDTA和STPP均能将土壤中重金属离子浸出,其中STPP的浸出能力较小;浸提剂浓度为5 mmol·L-1时,混合液对Pb、Cd和Cu的浸出率均高于同浓度的Na2EDTA、STPP单独浸提的浸出率;当浸提剂浓度大于10 mmol·L-1时,混合液对Pb、Cu的浸出率低于同浓度的Na2EDTA、STPP单独浸提的浸出率;混合浸提剂对重金属的浸出率随p H的升高有所降低,浓度为10 mmol·L-1、振动时间为2 h较为适宜;混合浸提剂主要浸出酸可交换态、还原态、氧化态的重金属,能较大程度地降低土壤中重金属的含量。

奇球菌pprI基因增强枯草芽孢杆菌细胞抗性的研究

pprI是近来在奇球菌(Deinococcus Radiodurans)中发现的一个极其重要的DNA修复开关基因.本实验利用穿梭质粒pRADZ3将其转入枯草芽孢杆菌(B-1)中稳定表达,并与转化了空白质粒的菌株(B-2)对照,观察了改造后的两种菌株在H2O2氧化压力和紫外线辐照下的存活率.结果表明,在两种情况下B-1菌株存活率明显高于B-2菌株.证明奇球菌pprI基因在枯草芽孢杆菌中的稳定表达能够增强细胞抗氧化与抗紫外辐射能力.

沙蒿胶-微藻联合固沙效果的试验研究

单一形式的固沙措施已经不能满足防风治沙的需要,寻找经济高效的方式势在必行。为了探究沙蒿胶-微藻的联合固沙效果,采用不同质量浓度(以叶绿素a含量表示,设定10,20,30 mg/L)的具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus Gom.)和爪哇伪枝藻(Scytonema javanicum)4 1的混合溶液与不同质量分数(0.05%,0.10%,0.20%)的沙蒿胶溶液按照一定的体积比(10 0,9 1,7 3,3 7,1 9,0 10)先后均匀喷洒于沙盘表面,待生物结皮(或固结层)形成后,运用自行设计的试验装置,对固沙试样的抗风蚀能力进行测定。结果表明:(1)沙蒿胶喷洒于沙样表面形成的固结层可为微藻生物结皮的形成提供一个固定的生境;(2)沙漠喷洒最适宜组合为沙蒿胶质量分数为0.10%、微藻质量浓度为20 mg/L、混合溶液体积比为7 3;(3)随着沙蒿胶质量分数的增大,起动风速呈现增大的趋势,20 m/s的风蚀率明显降低。

具鞘微鞘藻胞外多糖抗紫外辐射活性研究

主要研究具鞘微鞘藻胞外多糖在紫外辐射下对大肠埃希氏菌的保护作用,将大肠埃希氏菌与多糖溶液混合制成菌悬液,再分别进行紫外辐射,培养后计数并计算大肠埃希氏菌紫外存活率及多糖抗紫外辐射率。结果表明:15 W紫外灯照射条件下大肠埃希氏菌存活率略高于20 W紫外灯照射条件下大肠埃希氏菌存活率。20 W紫外灯辐射40 s条件下,400 mg/L的多糖溶液的抗紫外辐射率最高达41%,为200 mg/L、800 mg/L多糖溶液抗辐射率的1.71倍和1.47倍;15 W紫外灯辐射40 s条件下,400 mg/L的多糖溶液的抗紫外辐射率为29%,为200 mg/L、800 mg/L多糖溶液抗辐射率的1.38倍和1.32倍。研究结果表明具鞘微鞘藻胞外多糖对大肠埃希氏菌对抗紫外辐射能力有一定的增强效应,并且400 mg/L浓度多糖溶液的抗辐射性要优于其他浓度。