环境因子对红胞藻JZB-2降解海水中对二甲苯的影响

前期研究分离得到一种隐藻门微藻—红胞藻(Rhodomonas sp.JZB-2),能够快速生物降解海水中的PX.为了判断该微藻用于PX污染海域生物修复所需的适宜条件,依次研究4种环境因子(海水pH值、温度、盐度和光强)对该微藻生长及其降解PX的影响.结果表明:各因子均对红胞藻JZB-2生长及其降解PX产生较大影响.pH 7.0~8.5时微藻生长最快,但是最有利于PX降解的pH值为7.0.微藻生长适宜盐度为14~35,而PX降解速率最大值出现在盐度35时.温度20~30℃时最有利于微藻生长,而PX降解的最适温度为30℃.光强的影响比较特别,在光照条件下,微藻在200~400μmol/(m^(2)·s)时生长较快,但是PX降解速率在800μmol/(m^(2)·s)时最大;黑暗条件下微藻无法生长却仍能快速降解PX,这有利于泄漏事故海域生物修复在阴雨天气和夜间正常进行.研究结果将为红胞藻JZB-2在污染海域的合理应用提供依据.

基于海洋硅藻的碳九芳烃9种组分急性毒性测定与评价

碳九(C9)芳烃主要包括正丙苯(n-PBZ)、异丙苯(i-PBZ)和2-乙基甲苯(2-ET)等9种芳香烃。为确定C9芳烃泄漏入海后对海洋生物产生较大毒性的种类,本研究以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)2种硅藻作为受试生物,通过生长抑制试验得到n-PBZ、i-PBZ和2-ET等对硅藻的96 h半效应浓度(96 h EC_(50))。研究表明,9种芳香烃均能显著抑制硅藻生长,且抑制作用随暴露浓度的增加而增大。它们对三角褐指藻的96 h EC_(50)值介于2.51~6.11 mg/L之间,对中肋骨条藻的96 h EC_(50)值介于1.97~8.36 mg/L之间,均属于中等毒性。其中,茚(Ind)、邻三甲苯(1,2,3-TMB)、2-乙基甲苯(2-ET)和n-PBZ的毒性较大,而均三甲苯(1,3,5-TMB)的毒性较低。C9芳烃9种组分的毒性差异并不完全取决于其疏水性,还与其在暴露体系中的稳定性有关。研究结果表明,C9芳烃各组分对海洋微藻的毒性高于甲苯、二甲苯、苯酚等有机污染物,C9芳烃的海上泄漏将对海洋初级生产力造成较大危害,应重视泄漏事故的预防以及污染海域的生物修复。

利用流动注射型乙酰胆碱酯酶传感器监测海水中马拉硫磷

将乙酰胆碱酯酶(AChE)传感器引入流动注射系统中,研究了传感器连续监测海水中马拉硫磷的可行性。系统中的载液为不含马拉硫磷的海水。传感器适宜的工作条件为:载液和样品的流速为0.39mL/min,进样时间为20min;底物(碘化硫代乙酰胆碱)溶液的浓度为41.6mmol/L,注射量为40μL。利用次氯酸钠溶液对含马拉硫磷的海水样品进行预氧化处理,可以大大提高传感器的灵敏度,对马拉硫磷的检出限达到0.05μg/L;而不进行氧化时的检出限为1.3μg/L。另外,海水样品经过预氧化处理后,传感器对其中0.1～10μg/L的马拉硫磷具有良好的线性响应关系(r=0.991)。测定含马拉硫磷的海水样品后,向传感器持续通入0.5mmol/L的2PAM溶液15min,可以完全恢复受到100μg/L马拉硫磷抑制的固定化酶活性。结果表明:所设计的酶传感器适于海水中马拉硫磷的连续、灵敏和准确监测。

双壳类分子生物标志物对海水重金属的响应评述

海洋双壳类动物的组织和器官对微量重金属具有高富集能力,诱导机体内的某些分子生物标志物(molecular biomarkers,MBMs)发生变化,可用于指示海水中的重金属污染水平。近10年来,许多学者在双壳类MBMs对海水重金属的响应规律方面进行了研究,其中,金属硫蛋白(MTs)、热激蛋白70(HSP70)、抗氧化防御系统等受到了较多的关注。本文在介绍这些MBMs结构和功能的基础上,重点评述了各种MBMs对海水重金属的响应特征,并提出了影响双壳类MBMs应用于海水重金属监测的因素及进一步研究的方向。

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（ＥＭ） 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 去除率的适宜加入量（ＶＥＭ／Ｖ污水） 为５／１０ ０００ － １／１０００ ，增幅达１０ ％ ；厌氧条件下，ＥＭ 对污水ＣＯＤｃｒ 的去除没有促进作用。②ＥＭ 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 加入量为５／１０００ 时效果最好，增幅达３７ ．６２ ％ ；厌氧条件下，当加入量为１／１０ ０００ －１／１０００ 时，能极显著增强污水的反硝化作用，ＮＯ３ － － Ｎ 的去除率约提高１４ ％ 。③ＥＭ 加入量大于５／１０００ 时，才能显著提高污水的除磷能力。由此提出，在处理污水时，应根据处理要求，选择适宜的ＥＭ

基于氧化逆境标志物的北部湾潮间带沉积物有机污染程度综合评价

利用综合生物标志物响应(IBR)指数对北部湾潮间带沉积环境中多氯联苯(PCBs)、石油烃(TPH)、壬基酚(NP)和苯并芘(B[a]P)的综合污染水平进行评价。在9个站位采集波纹巴非蛤(Paphia undulata)和沉积物样品,测定沉积物和生物软组织中有机污染物含量,同时对鳃、内脏中与细胞防御系统有关的各7种标志物(包括还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、过氧化氢酶(CAT)等)进行分析。利用相关性分析法筛选出对1～2种有机污染物响应敏感的生物标志物共8种,分别为内脏中的GPx、GSH、GSSG、CAT和鳃中的GPx、GSH、GSSG、CAT。以筛选的8种生物标志物为基础,9个站位IBR指数范围为0.27～1.48,其中站位S2(湛江市乐民镇码头)、站位S9(湛江市江洪码头)的IBR较小,显示污染程度最轻;站位S4(防城港西湾)、站位S3(钦州湾老人沙浅滩)IBR较高,显示生物体因有机污染产生氧化逆境。不同站位的IBR值与污染源分布、化学污染物分析结果基本一致,表明该方法可用于北部湾潮间带沉积物有机污染程度的综合评价。

BDE-47对4种海洋微藻抗氧化酶活性的影响

运用实验生态学和生物化学的方法,研究了不同质量浓度的2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)对海水小球藻Chlorella autotropica,牟氏角毛藻Chaetoceros muelleri,中肋骨条藻Skeletonema costatum和赤潮异弯藻Heterosigam akashiwo的抗氧化酶活性的影响。结果表明:在实验设定质量浓度范围内(0.1～2.5μg·L-1),4种微藻的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)均能出现一定的应激活性,以减少BDE-47胁迫对藻细胞自身的危害,但是酶活增加的幅度却有很大不同。与赤潮异弯藻和中肋骨条藻相比,海水小球藻和牟氏角毛藻的SOD和CAT对BDE-47具有较高的敏感性。4种海洋微藻的SOD和CAT对BDE-47的敏感性顺序依次为:海水小球藻>牟氏角毛藻>中肋骨条藻>赤潮异弯藻。因此,海水小球藻的SOD和CAT可以作为指示海洋环境中BDE-47污染水平的生物标志物。

固定化鲅鱼乙酰胆碱酯酶的制备及部分性质测定

酶的固定化是酶传感器制备过程中重要的1个环节。研究采用直接共价法固定鲅鱼乙酰胆碱酯酶(AChE)。制备方法为:0.1g CNBr活化的Sepharose 4B凝胶用1mmol/L的HCl充分溶胀后,与活力为10U的AChE溶液混合,于4℃下150r/min振荡8h。所制备的固定化酶活力回收率较高(96%),对pH值和温度变化的适应能力均优于非固定化酶;在3个月保存期内,前者的活力损失13%,而后者的活力则下降89%。这说明固定过程能够大大提高AChE的抗逆性和保持酶活力的稳定,有利于酶传感器的制备。

青岛市城市污水处理厂污泥成分分析及利用方式初步研究

为确定青岛市城市污水处理厂污泥资源化利用途径，对三座典型污水处理厂的脱水污泥进行采样和成分分析。结果表明：所有污泥偏碱性（pH=8．68-8．81），含水率较高（70％-83％）；污泥中有机质、氮、磷、钾含量丰富；污泥中重金属和B的含量较低，均符合国家〈农用污泥中污染物控制标准）。这种污泥进行卫生填埋时，不仅浪费资源，还存在一定的安全隐患，施工难度大，渗滤液无法有效处理等问题。污泥焚烧则会产生含有致癌物的烟气，且处理成本昂贵。最为适宜的污泥利用方式是堆肥后作为林地、花卉的肥料。对于处理生活污水产生的污泥，则应首先提取细胞蛋白作为动物饲料添加剂，其余部分再作为肥料。

耐酸性和耐高浓度CO_2的海洋微藻筛选

用于固定工业烟道气CO2的微藻必须具有耐酸性和耐高浓度CO2的能力。本研究拟从12种常见海洋微藻中筛选出耐酸和耐高浓度CO2的种类。首先采用微板吸光法测定了微藻在不同pH值的F/2培养基中的藻细胞密度变化,比较了各种微藻对H2SO4和HNO3所致酸性的适应能力;将耐酸性较强的微藻接种到培养基中,以75mL/min的流量连续通入体积分数为5%的CO2,并以通入空气的培养基中生长的微藻为对照,根据培养7d期间藻细胞密度和生物量的变化趋势,进一步筛选得到耐受高浓度CO2的藻种。结果表明,12种供试微藻中,以杜氏盐藻(Dunaliellatertiolecta)、钝顶螺旋藻(Spirulinaplatensis)、海水小球藻(Chlorellapacifica)和小新月菱形藻(NitzschiaClosterium)的耐酸性较强,均可在pH=4的培养基中正常生长;而小新月菱形藻和海水小球藻同时能够耐受高浓度CO2冲击,培养结束后,5%CO2处理组的藻生物量分别达到对照组的107.62%和113.43%。因此,小新月菱形藻和海水小球藻在固定工业CO2和减缓温室效应方面具有较好的应用潜力。

EGDE交联的载镧壳聚糖微球对氟离子的静态和动态吸附

利用乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)替代戊二醛对壳聚糖微球进行交联,然后负载稀土镧离子La(Ⅲ),制备得到新型的除氟剂(CEB-La)。研究了CEB-La对F-的静态和动态吸附性能。静态吸附实验结果表明:该除氟剂的静态吸附条件为pH7.0、温度50℃、吸附时间60min、振荡频率120r.min-1;当CEB-La用量3g.L-1时,对浓度10mg.L-1含氟水的除氟率可达92.9%;CEB-La对F-的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,饱和吸附容量为25.7mg.g-1;拟二级动力学方程能较好地描述CEB-La对F-的吸附动力学过程;CEB-La吸附饱和后,经NaOH溶液处理后再与镧离子螯合,可有效再生;共存阴离子特别是CO32-和HCO3-对CEB-La的除氟性能有不利影响。动态吸附实验结果表明:进水流量3ml.min-1时,CEB-La适于处理F-浓度2～15mg.L-1的含氟水;利用Thomas模型可较好地描述CEB-La对F-的动态吸附特征,动态饱和吸附容量为3.67mg.g-1。因此,CEB-La的除氟性能优越,再生方法简单,使用成本较低,具有较好的应用前景。

各种吸附材料在印染废水处理中的应用

印染废水具有水量大、水质复杂、有机物含量高、可生化性差、碱性大、色度高等特点,直接排放将会造成严重的水环境污染。处理印染废水方法很多,各种方法处理效果有所不同。吸附法是印染废水脱色处理的常见技术。近年来,人们研制开发了各种各样的吸附材料,在印染废水的处理上取得了很好的效果。在介绍印染废水产生过程及水质特征的基础上,对各类吸附材料应用于印染废水的处理进行了评述,对吸附脱色技术今后的研究方向提出了建议,并指出了开发新型吸附剂(壳聚糖)的必要性。

基于饮用水除氟的改性壳聚糖制备技术研究进展

在众多的除氟技术中,吸附法是最常用的方法。壳聚糖以其无毒、易降解、廉价易得等优点,成为制备新型除氟剂的理想材料。综述了交联壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖/稀土配合物、过渡金属改性壳聚糖等衍生物的制备方法、机理及其对水中氟离子的吸附效果,并对今后的研究方向进行了展望。

海水污染植物修复的研究与应用

我国海洋污染日益严重,植物修复由于具备有效、廉价、不易产生二次污染等优点而逐渐受到重视。海洋藻类和红树植物对海水富营养、重金属、赤潮以及有机物等污染有良好的耐受性和净化能力。本文主要对这两类植物在海洋污染修复中的研究与应用现状进行了综述。

海洋动物金属硫蛋白的提取与分析技术研究进展

金属硫蛋白(metallothioneins,MTs)是一类低分子量、富含半胱氨酸的金属结合蛋白。由于水生生物体的MTs能被金属诱导,而且诱导程度与水环境重金属浓度之间存在一定的相关性,可间接反映出水环境中重金属的污染水平,因此,海洋动物体内的MTs已被认为是海水和沉积物重金属污染的生物标志物。近20 a来,为了将MTs应用于海洋污染的生物监测,国内外学者先后研究了多种分析技术及相应的提取方法。本文对目前已报道的海洋动物MTs提取与检测技术进行了评述,并根据存在的不足提出了今后的研究重点。

氟害大豆超氧化物歧化酶活性与叶绿素含量及叶片脱落的关系

采用人工HF熏气的方法研究了盆栽大豆 (Glycinemax )超氧化物歧化酶 (SOD)活性与叶绿素含量、乙烯产生量、纤维素酶活性之间的关系。结果表明 :(1)HF通过抑制SOD活性降低了叶绿素的含量 ;(2 )HF对参与叶片脱落的纤维素酶的活性诱导是通过抑制SOD活性进而合成大量乙烯实现的。

菲律宾蛤仔金属硫蛋白的提取方法优化

为了利用双壳类动物金属硫蛋白(MTs)指示海洋重金属污染,有必要确定有效提取这种生物标志物的方法。本研究以暴露于含镉海水的菲律宾蛤仔内脏为试验材料,依次采用正交设计和单因素设计对内脏MT(以粗提液中的巯基含量表示)的提取工艺条件进行优化。所得到的最佳匀浆条件为:Tris-HCl缓冲液浓度为0.02 mol/L,pH值7.8,内脏与缓冲液的质量体积比(m/v)为1/5,其中,缓冲液的浓度对提取效果影响较大。最佳除杂条件为:匀浆液首先在4℃、20 000 g离心30 min,再于80℃水浴加热10 min,然后于4℃15 000 g离心10 min。这些结果有助于重金属生物监测中蛤仔MT的经济高效提取和共存杂蛋白干扰的有效去除。

壳聚糖微球的制备及其对酸性染料的吸附性能

以壳聚糖(CS)为原料、多聚磷酸钠(TPP)和环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,采用滴加成球法制备得到改性壳聚糖微球。研究微球对模拟兰纳洒脱酱红B(ABB)和尼龙山黄N-3RL(NYN)两种酸性染料废水的吸附性能。在染料废水初始质量浓度为100mg/L、体积为50mL的条件下,微球对两种染料废水的最佳吸附条件:微球粒径为0.5mm,加入量为20.0mg,吸附时间为16h,pH值为3,振荡速率为150r/min,ABB废水温度为20℃,NYN废水温度为30～50℃。在最佳的吸附条件下,微球对ABB和NYN的吸附与Freundlich方程和Langmuir方程均有很好的关联,最大吸附量分别达到714.29mg/g和769.23mg/g,比普通壳聚糖对两种染料的最大吸附量分别提高443.99mg/g、102.53mg/g。对吸附饱和后的壳聚糖微球,用0.01mol/L的NaOH溶液进行解吸,再生率分别达到99.08%和99.35%,可以重复利用,节省脱色成本。

利用纳米材料复合膜处理高浓度氯化铵废水

化肥工业排放的氯化铵废水具有浓度高和数量大等特点,必须进行有效处理和利用。本研究构建了一台基于NMHD-2510型纳米材料复合膜的试验装置,用于处理氯化铵废水。经过优化得到最佳工艺条件为:膜分离压力5.5MPa、水温35℃、废水pH值为9。该装置对NH4+-N为1304～14071mg/L和Cl-为3255～30152mg/L的废水脱盐率均大于95%,淡水产率在48%～13%之间。对于Cl-和NH4+-N浓度分别为28710mg/L和9457mg/L的某化肥厂废水,如果将三个相同的膜组件进行串联,按照内插法估算,淡水的总产率达到25.3%,符合工业生产用水标准;浓水的总产率达到74.7%,可利用成熟技术回收生产氯化铵化肥。这表明,纳米材料复合膜在实现化肥工业氯化铵废水的零排放和资源化利用方面具有良好的应用前景。

多溴联苯醚(PBDEs)在海洋环境中的行为研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)被称作"二十一世纪的多氯联苯",是一类具有生态风险性的新型持久性有机污染物。本文在介绍PBDEs物理化学性质的基础上,分析了PBDEs在海洋中的时空分布变化趋势,重点总结了PBDEs在海洋中的生物积累、生物放大、生物转化行为及其对海洋生物的毒性,探讨了海洋环境中PBDEs未来的研究方向。