2,7-二溴咔唑致肝损伤分子机制的网络毒理学辅助实验探讨

环境污染物2,7-二溴咔唑(27-BCZ)显著引发肝脏毒性效应,研究其分子机制将在生态风险评估和毒性靶向治疗药物的开发中起到重要作用。证实0.05和0.15μmol/L的27-BCZ可致斑马鱼肝损伤,引起肝脏ALT和AST水平升高,肝脏部分细胞溶解、胞核固缩和变性等。网络毒理学方法预测显示:27-BCZ致肝损伤的关键靶点为RXRα、MAPK1、HSP90AA1等,其机制主要涉及PI3K-Akt信号通路。分子对接表明27-BCZ与PI3K-Akt信号通路相关的核心靶点RXRα结合活性强。为验证网络毒理学预测的可靠性,用RT-qPCR检测肝组织PI3K-Akt信号通路介导凋亡相关基因的表达水平,结果显示:27-BCZ可显著降低肝脏pi3k、akt和bcl-2基因的表达水平,升高凋亡相关的bax和caspase 3基因的表达水平,这种降低或升高的趋势随着暴露浓度的升高进一步增强。综合预测与实验结果发现,27-BCZ致肝损伤可能与其下调肝脏PI3K-Akt信号通路引发肝细胞凋亡有关。本研究首次采用网络毒理学方法探究环境污染物的潜在肝脏毒性作用机制,为环境有机污染物毒性机制的研究提供了新的思路与方法。

赤铁矿和氧化镁对养殖粪污厌氧发酵气体中H_2S的抑制

集约化畜禽养殖场厌氧发酵过程中产生的大量H2S具有潜在的危害。本文以某畜禽养殖场的新鲜猪粪为研究对象,通过添加不同比例的赤铁矿和氧化镁,模拟猪粪厌氧发酵过程中对H2S产生和释放的影响。在18 d的持续实验中,对发酵液中pH和发酵气体中H2S浓度变化进行全程监控,结果表明:添加赤铁矿对发酵体系的pH无明显影响,而添加氧化镁可显著提高发酵体系的pH值;添加2种矿物越多,气体中H2S含量越低。推测2种矿物对H2S产生的抑制在机制上有所不同。赤铁矿主要通过还原分解消耗H+和沉淀消耗S2-的方式抑制H2S的产生;氧化镁则主要通过提高体系pH值,抑制SRB的活性以及降低H2S在气相中的分配。

针铁矿和菱苦土强化养殖粪污厌氧发酵液中氮、磷固定的研究

对比研究了养殖粪污厌氧发酵体系中添加针铁矿和/或菱苦土对N、P固定的作用。实验过程中对溶液pH进行监控,厌氧发酵44 d后,对发酵液中氨氮和磷浓度进行了分析,对固体产物进行了XRD和SEM分析。结果表明:单独或同时添加针铁矿、菱苦土的厌氧发酵罐中,发酵液中N、P浓度均降低,其中N浓度降幅小于P,添加菱苦土厌氧发酵罐中P浓度降幅较大,达90%以上。单独添加针铁矿的厌氧发酵罐中,针铁矿发生还原分解,转化为铁白云石;添加菱苦土的厌氧发酵罐中,形成了大量鸟粪石。研究认为在养殖粪污厌氧发酵体系中,由于碱金属离子的影响,针铁矿和菱苦土对N的固定作用不明显;针铁矿对P的固定效果一般,菱苦土对P固定效果显著,固P产物鸟粪石可作为优质缓释肥使用。

石膏在有机物厌氧分解中的固碳效应

本文以牛肉膏蛋白胨为厌氧微生物的营养源,研究了石膏对厌氧微生物生化系统中甲烷释放量和有机物矿化的影响。根据溶液中总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、硫酸根、硫化物、pH值以及气体中CO2,CH4和H2S的释放量的观测,以及固体产物的扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)分析结果,探讨了石膏对抑制甲烷菌活性的影响和机制。结果表明,添加石膏能有效降低甲烷释放量达40%以上,而对于CO2的释放量没有明显影响;固体中碳酸盐矿物的含量大幅度增加。石膏在该厌氧体系中的作用主要表现在如下几个方面:(1)石膏是微溶矿物,随着硫酸根的还原,体系中石膏溶解不饱和而不断溶解,石膏起到缓释硫酸根的作用;(2)石膏缓慢溶解使溶液中有稳定的硫酸根浓度,有足够的电子受体,促使硫酸盐还原菌(SRB)成为优势微生物,SRB通过对底物和电子的竞争抑制了产甲烷菌(MPB)和产甲烷能力;(3)硫酸盐还原菌在还原硫酸根的同时消耗有机碳,加速有机物的无机矿化,有机物无机矿化产生的碳酸根与石膏中的Ca2+结合形成方解石,提高了将有机碳固定为无机碳的速率,表现出固碳效应。

天然和水热合成针铁矿对有机物厌氧分解释放CH_4的影响

以乙酸钠为碳源,通过序批式实验研究了天然和水热合成针铁矿对铁还原菌-甲烷菌厌氧微生物生化系统中CH4释放量的影响.通过对实验过程中气体组分、溶液中总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、Fe2+等主要组分的分析测定和固体产物的X-射线衍射(XRD)分析,结合对矿物的比表面(BET)、XRD、X-射线荧光光谱(XRF)分析表征,探讨了针铁矿在铁还原菌存在下对有机物厌氧消化产CH4的影响和作用机制.利用修正Gompertz方程对累计产CH4和CO2量进行拟合.结果表明,与对照实验组相比,添加针铁矿能使CH4累计释放量提前60～78 d达到最大值,并且能有效降低CO2释放量达30%～67%,添加水热合成针铁矿较之天然针铁矿更能促进CH4释放和减少CO2释放;固体产物分析表明添加针铁矿促使菱铁矿形成固定部分CO2.