硝酸钾和有机肥添加对土壤中十六烷的降解效果及微生物类群活性变化研究

向污染土壤中加入外源氮进行生物刺激修复是目前广为采用的土壤有机污染修复技术.然而,目前对于修复过程中土壤微生物类群对组分烃的代谢特征尚不清楚.本文以^(13)C标记的十六烷污染土壤为研究对象,利用稳定同位素标记-磷脂脂肪酸技术(stable isotope labeling-phospholipid fatty acid technology,^(13)C-SIP-PLFA)研究了加入硝酸钾和有机肥对石油污染土壤进行修复时,不同微生物类群对十六烷的利用特征.结果表明,与自然降解(CC)相比,加入KNO_(3)(CN)和施入有机肥(CY)的处理均可提高土壤中十六烷的去除效率.修复30 d时,土壤中十六烷的去除率由6.14%(CC)提高至13.6%(CN)和15.0%(CY).加入硝酸钾修复使得土壤微生物总量略有降低(总PLFAs由82.8 nmol·g^(−1)(CC)降低至79.7 nmol·g^(−1)(CN)),但被微生物同化为细胞组分的十六烷含量(^(13)C-PLFA)由81.12 ng·g^(−1)(CC)增加至92.84 ng·g^(−1)(CN),硝酸钾生物刺激修复提高了革兰氏阳性菌和真菌对十六烷的同化代谢作用.加入有机肥修复的土壤中,微生物总量(总PLFAs为99.3 nmol·g^(−1))和微生物同化代谢十六烷的含量均明显增加(^(13)C-PLFA为142.67 ng·g^(−1)),土壤中革兰氏阳性菌和放线菌对十六烷的同化代谢作用明显增强.在不同修复处理的土壤中,可利用十六烷的主要微生物有G^(+)菌i15:0和a15:0、G^(-)菌16:1ω5c和16:1ω7c、真菌18:1ω9c、放线菌16:0(10Me)和Unspecific菌16:00.结果表明,革兰氏阳性菌是不同修复处理中最主要的十六烷降解菌,两种修复剂对土壤不同微生物类群的代谢激活作用存在差异.

HPLC结合MCR-ALS测定醋柳黄酮片中有效成分的含量

目的采用高效液相色谱法对醋柳黄酮片中黄酮类化合物进行分析。对其中的山柰酚和异鼠李素进行直接定量;结合化学计量学方法对槲皮素与杂质的重叠峰进行分辨和定量。方法采用C_(18)柱,流动相为甲醇-0.4%磷酸溶液(51:49),柱温30℃,检测波长368 nm,测定山柰酚和异鼠李素的含量。在相同色谱条件下采用MCR-ALS方法对醋柳黄酮片中有效成分槲皮素的重叠色谱峰进行分辨和定量。结果槲皮素在1.92～19.2 mg·L^(-1)(r=0.999 3),山柰酚、异鼠李素在0.40～4.03 mg·L^(-1)(r=0.999 4),4.74～47.40 mg·L^(-1)(r=0.999 4)内线性关系良好,精密度分别为2.2%,2.38%,1.8%(n=6)。槲皮素、山柰酚、异鼠李素平均回收率为96.1%,101.8%,98.0%。结论HPLC-DAD检测结合MCR- ALS可以快速准确的测定醋柳黄酮片中有效成的含量。

多环芳烃降解菌的筛选及其对芘的降解研究

以焦化厂排水沟底泥为菌源驯化筛选出6株多环芳烃降解菌。实验结果表明:各菌对芘均有一定的降解能力,不同菌体表面疏水性不同,这种不同可以影响到反应初期菌株对芘的表观降解率,菌体的疏水性表面较亲水性表面对芘有更强的吸附性;保存的一组天然混合菌对芘降解率较低,没有表现出优于单个菌株的协同作用;多环芳烃降解菌在芘培养液中生长快慢和降解能力没有必然联系。对两株菌体表面疏水性相差较大的菌株在不同条件下的芘降解性能研究结果表明:2#菌降解芘的最佳温度是30℃,9#菌降解芘的最佳温度是40℃;Mn2+对2#降解芘有促进作用,对9#菌几乎无影响,Cu2+对各菌芘降解均有不同程度的抑制作用;外加葡萄糖对于2#菌和9#菌的芘降解有促进作用。

堆肥对土壤中石油烃的去除及微生物群落的影响

为研究堆肥对石油污染土壤中不同组分烃的去除作用及土壤微生物群落结构变化的影响,利用重量法和GC-MS测定土壤中总石油烃、烷烃和多环芳烃的含量,采用高通量测序技术研究了堆肥对土壤微生物群落结构和多样性的影响作用.结果表明,向石油污染土壤中施加堆肥进行42d的修复处理,土壤中石油烃、烷烃、多环芳烃去除率分别为(12.4±0.01)%、(10.2±0.01)%、(9.38±0.02)%;自然放置的土壤中3种烃去除率分别为(3.21±0.02)%、(-3.00±0.01)%、(-6.59±0.02)%.自然放置的土壤香农指数、ACE指数和Chao1指数分别为4.30、3489.3和2691.0,加入堆肥进行修复处理后,土壤香农指数、ACE指数和Chao1指数分别增加为5.80、4684.7和3851.8.油污土壤中放线菌门(Actinobacteria)所占丰度由47.3%降低为28.2%,拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度由0.78%增加至16.2%.变形菌门(Proteobacteria)丰度为37.4%,修复结束后几乎不变.属水平上,油污土壤中的优势菌属包括原小单孢菌属(promicromonospora)、微小杆菌属(Exiguobacterium)、诺卡氏菌属(Nocardioides)、分支杆菌属(Mycobacterium)、柠檬酸细菌属(Citrobacter).施入堆肥使土壤中的这些优势菌属丰度降低,土壤中出现氮单胞菌属(Azomonas)、藤黄单胞菌属(Luteimonas)、假鞘氨醇杆菌属(Pseudosphingo bacterium)、紫单胞菌属(Parapedobacter)等新菌属.研究结果表明,与自然放置的土壤相比,向石油污染土壤中施入有机堆肥可有效去除土壤中的石油烃、烷烃和多环芳烃.并使土壤微生物群落结构发生明显变化.

城市污水二级出水溶解性有机物(DOM)与Cu^(2+)作用的聚集和光谱特性

利用三维荧光光谱法、紫外分光光度法和动态光散射技术,研究城市污水二级出水中溶解性有机物(DOM)与Cu^(2+)作用的粒径变化、光谱特性和络合能力.结果表明,利用修正型Stern-Volmer方程得到二级出水DOM与Cu^(2+)作用的条件稳定常数(lg K)和配位荧光官能团比例分别为1.74—2.59和8.77%—39.44%.在一定实验范围内,随投加Cu^(2+)浓度和pH增大,二级出水DOM和Cu^(2+)作用后的UV253/UV203值增大.pH值为7—9时,随pH增大,荧光强度基本增强而荧光指数降低;相同pH下,随投加Cu^(2+)浓度增加,荧光强度降低而荧光指数增大.表明二级出水DOM络合Cu^(2+),改变两者在水中的存在状态和迁移.pH 7时,DOM与Cu^(2+)有较高的络合稳定性和络合能力.

腐殖酸与Cd^2+的结合特性及其影响因素

利用纳米粒度及Zeta电位仪、离子选择电极法等,研究腐殖酸与Cd^(2+)结合的荷电特性、聚集特性和结合能力,探讨pH值、离子强度和温度对腐殖酸与Cd^(2+)结合的影响规律及机制.结果表明,pH值从5.0升高到6.0时,腐殖酸与Cd^(2+)结合的Zeta电位绝对值增大,其结合的条件稳定常数和表观结合容量增大.离子强度从0.01 mol·L^(-1)增大到0.1 mol·L^(-1)时,腐殖酸与Cd^(2+)作用后Zeta电位绝对值减小而聚集性增大,导致其结合的表观结合容量减小.温度从20℃升到50℃时,腐殖酸与Cd^(2+)结合稳定性减弱,其结合的条件稳定常数减小,而表观结合容量增大.在pH为6.0、离子强度为0.01 mol·L^(-1)、温度为20℃条件下,商品腐殖酸和天然腐殖酸与Cd^(2+)结合的条件稳定常数(lg K)分别为6.34和6.31,表观结合容量分别为1.15 mmol·g^(-1)和0.94 mmol·g^(-1).

阴离子对城市污水二级出水DOM光谱特性影响

利用三维荧光光谱法和紫外光谱法,研究阴离子对城市污水二级出水DOM光谱的影响,为环境中DOM分析提供数据基础。结果表明:投加SO_4^(2-)和Cl^-使二级出水DOM荧光峰强度小幅度增强或降低。投加NO_3^-浓度在0.005~0.1mol·L^(-1)时,出现代表可见光区类腐殖质的荧光峰。随投加NO_3^-浓度增大,荧光强度显著降低;代表类腐殖质荧光峰的激发波长和发射波长与紫外吸收峰右侧红移。NO_3^-投加浓度与HIX,UV_(254),UV_(253)/UV_(203),α_(300)和α_(250)/α_(365)呈较强的正相关性,决定系数分别为0.993,0.994,0.987,0.998和0.995;与BIX呈负相关性,R^2为0.949;对α_(350)和α_(355)影响不大。结果表明,投加SO_4^(2-)和Cl^-对二级出水DOM的荧光(除荧光强度外)和紫外特性影响较小。样品NO_3^-浓度不同时,用荧光参数和紫外参数衡量不同DOM来源和性质时将产生一定影响。

NO3-对二级出水DOM与Cu^2+络合作用的光谱特性影响

利用三维荧光光谱法和紫外分光光度法,研究NO3-对二级出水DOM与Cu^2+络合作用的光谱特性和络合能力的影响.随投加NO3-浓度增加,二级出水DOM与Cu^2+络合作用后代表类蛋白质(类色氨酸)物质荧光峰消失,紫外吸收峰右侧红移.投加NO3-浓度与二级出水DOM和Cu^2+络合作用后的HIX、α300、α250/α365、E3/E4和UV253/UV203值呈显著正相关,与BIX显著负相关(r为-0.958^-0.719),与S240-400和S275-295值分别呈指数增加和指数减少关系(R 2分别为0.9678~0.9952和0.9965~0.9978),对FI、α350、α355和S350-400值影响较小.二级出水DOM中的紫外光类腐殖质、可见光类腐殖质和高激发波长类色氨酸物质与Cu^2+作用后的条件稳定常数lgK分别为2.08~2.46,1.84~2.51,2.27~2.57L/mmol,配位荧光官能团比例分别为19.5%~36.5%、22.5%~33.3%和24.4%~29.2%.二级出水DOM中类腐殖质和类蛋白质与Cu^2+的络合反应强度相差不大,且样品中NO3-浓度不同时,用部分荧光参数(HIX)和紫外参数(α300、α250/α365、E3/E4、S240-400和S275-295)表示DOM的含量、分子性质存在一定的不确定性.

水环境中腐殖酸的荧光参数及其与重金属络合常数特征

采用三维激发-发射矩阵荧光光谱法(3DEEM),研究pH值和离子强度对腐殖酸荧光峰荧光强度比值和荧光指数的影响,并确定腐殖酸荧光峰所代表物质与重金属络合能力.结果表明:在某一pH值范围内,腐殖酸荧光峰荧光强度比值与pH值存在着一定的线性关系.腐殖酸荧光峰荧光强度比值较显著地依赖于溶液离子强度.pH值为10.0时荧光指数最小.商品腐殖酸和天然腐殖酸的荧光指数分别在1.14~1.30和1.55~1.87.商品腐殖酸位于(270~280)nm/(420~448)nm荧光峰代表的有机物与Cu^(2+)或Cd^(2+)络合产物的稳定程度比其位于(335~405)nm/(380-472)nm荧光峰所代表的类腐殖酸与Cu^(2+)或Cd^(2+)络合产物的较强.腐殖酸荧光峰所代表的有机物与Cu^(2+)结合能力比其与Cd^(2+)的强.不同腐殖酸荧光峰所代表有机物与不同重金属络合能力存在差异.

陕西省ODS的排放及其对温室效应的影响

通过调查确立了陕西省主要消费的消耗臭氧层物质(ODS)清单,统计了2008年陕西省消费各种ODS的数量。根据各物质用作不同用途的排放特点,计算了2008年这些物质实际排放量的全球变暖潜势(GWP)值,并分析了其对温室效应的贡献。结果表明,陕西省消费的ODS有8种,主要集中在清洗行业和制冷行业,西安市为主要消费区域。2008年陕西省主要排放的ODS按照GWP值折算,相当于104 082.11 t当量碳。

不同比例心肌细胞诱导骨髓间充质干细胞成心肌样分化的实验研究

目的观察不同细胞比例条件下,心肌细胞(CMs)间接接触对骨髓间充质干细胞(BMSCs)向心肌样分化的诱导作用,以确定较高的诱导比例。方法分离培养大鼠BMSCs,与CMs分别以1:1、1:2、1:4、1:5、1:10的比例在体外共培养,14d后采用实时荧光定量聚合酶链反应(Q-PCR)检测各个比例下BMSCs中心肌肌钙蛋白T(cTnT)的表达情况。结果各比例组BMSCs中的cTnT均有一定表达,且表达量随着比例的升高而增加。结论在共培养条件下,不同比例条件下的CMs对BMSCs成心肌样分化的诱导作用不同,随着比例的增加而增强。

省级重点实验室大型仪器开放共享运行机制的探讨

结合陕西省环境工程重点实验室大型仪器开放共享管理现状,以大型仪器开放共享中存在的主要问题和原因为出发点,探讨完善省级重点实验室大型仪器开放共享的运行管理制度,进一步分析开发多途径适于地区发展的大型仪器共享合作运行机制,旨在提高省级重点实验室大型仪器的社会开放共享程度和利用率,增强省级重点实验室在不同特色领域中的科研辐射力和服务水平。

微生物强化对石油污染土壤的修复特性研究

通过实验室模拟修复研究了接种量为103~108cfu·g^-1的降解菌群在土壤中生长的湿度条件和存活状况、对土著菌群的影响作用以及对石油烃的去除效果。结果表明,从石油污染土壤中筛选出的石油烃降解菌群主要由变形菌门(Proteobacteria,99.75%)-γ-变形菌纲(Gamma-proteobacteria,99.49%)-假单胞菌目(Pseudomonadales,99.36%)-莫拉氏菌科(Moraxellaceae,87.33%)-不动杆菌属(Acinetobacter,87.32%)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae,12.04%)-假单胞菌属(Pseudomonas,12.00%)组成。利用筛选的降解菌群在土壤湿度为5.4%、接种量为108cfu·g^-1土的条件下对污染土壤修复60 d,石油烃去除率为10.61%;在土壤湿度为15.0%、接种量为107cfu·g^-1土时对石油烃去除率为18.67%。在5.4%和15.0%湿度下接种7 d,土壤中变形菌门相对丰度由28.22%增加至57.98%~66.35%,不动杆菌属相对丰度由0.04%增加至25.86%~30.25%,假单胞菌属由初始时的0.26%增加至5.03%~30.87%,说明在不同湿度条件下,接种的降解菌均能迅速生长为土壤中的优势菌;接种60 d时,其仍保持存活状态。研究表明,降解菌群的接种改变了土壤菌群结构,使土壤菌群的alpha多样性明显降低。土壤污染物的去除不仅依靠某种优势菌的特定降解功能,还需要土壤菌群的协同代谢作用。

利用酶联免疫测定水中雌二醇

运用酶联免疫（ELISA）检测技术对污水处理厂典型雌激素17β－雌二醇（E_2）进行分析和检测，通过测定方法精密度和加标回收率对方法的准确性进行了研究，并测定了方法的检测限。结果表明：实际水样加标回收率在73．3％～115．5％之间。100，200，300ng／L3个浓度的17β－雌二醇的日内精密度在8．4％～9．1％之间，日间精密度在8．8％～9．6％之间，结果符合痕量分析的要求；在对水样品不进行浓缩处理时ELISA方法的检测限可低至29ng／L。应用该方法测定西安某污水处理厂的进水和出水的E_2的量，结果与文献报道一致。

实验室有机废水的铁碳微电解预处理

采用铁碳微电解法对实验室有机废水进行小型处理实验,研究该方法的废水净化特性,并优化进水pH值、水力停留时间(HRT)和曝气量等主要运行工艺参数。通过正交实验得到最佳处理条件pH值为5,水力停留时间为6 h,曝气量为12 L·h^(-1)。以实际最佳条件运行反应器,废水COD去除率可达到85%,废水中芳香族化合物等难降解物质得到降解,BOD_5/COD由0.1提高到0.4以上,出水可生化性大幅提高。研究表明,铁碳微电解法适于处理实验室难降解有机废水,估算处理成本约为9.84元·m^(-3)废水。

一株芽胞杆菌和一株黄杆菌代谢芘的摄取方式解析

通过溶剂萃取、薄层色谱和紫外分光光度法研究了一株芽胞杆菌CN2和一株黄杆菌CN4在初始pH=6.00的条件下对芘的降解过程.研究表明:芘降解液的pH值随降解时间向中性波动变化;用牛肉膏蛋白胨培养出的CN2菌体表面具有亲水性,CN4菌体表面具有疏水性,CN2表面疏水性在芘的降解过程中随时间有变大的趋势,CN4表面疏水性在芘的降解过程中随时间有变小的趋势;从芘降解的整个过程看,大部分时间CN2的降解比CN4的快,CN4菌体捕获的芘量比CN2要大,尤其在接种刚开始的一段时期较为明显;细胞表面、细胞壁中、细胞内部均有芘富集迹象,其中细胞表面富集的芘最多.根据试验结果推测,在菌株对芘的降解过程中吸附和降解同时发生;菌体对芘首先通过表面吸附或其它方式结合,随后溶入细胞壁中,跨过细胞膜进入细胞内被降解;这个传质过程很可能不是连续的,而是由细菌控制的主动的间歇的动态过程.

1株镰刀菌属KY123915的分离及其对17β-雌二醇的降解特性

以西安市某污水处理厂A^2/O工艺的好氧池活性污泥为雌二醇降解菌菌源,以MYE为筛选培养基,利用富集培养和平板划线分离法筛选出1株可以利用17β-雌二醇(E2)为唯一碳源和能源进行生长代谢的菌株Wu-SP1.该菌株经鉴定为镰刀菌属(Fusarium sp.),菌株的序列号为KY123915,该菌株降解E2的最适温度为30℃,最适pH值为6,在弱酸性范围内(pH4~6),菌株对E2呈现较好的降解活性.在最佳温度和pH条件下对浓度为2 mg·L^(-1)的雌二醇48 h降解率可达92.5%.对浓度为10、100、500 mg·L^(-1)雌二醇的降解过程符合一级动力学反应.利用紫外光谱法对代谢中间产物进行测定发现,与雌二醇单体相比,代谢产物的最大吸收峰强度减弱,并在230nm和350nm处出现了较大吸收峰.中间产物可能为雌酮(E1).

西安市降雪中DOM荧光特性和来源分析

利用三维荧光光谱、平行因子分析模型和后向轨迹模型等,分析西安市降雪中溶解性有机物(DOM)的荧光特性和来源,研究结果可为大气有机污染物的化学组成和来源分析提供数据基础.结果表明,降雪DOM的DOC含量为0.88~10.92mg·L^-1,主要含有类腐殖质、类富里酸、类色氨酸和类酪氨酸,它们荧光强度及其总和与DOC和UV254呈显著正相关(P<0.01).降雪过程中DOM的荧光指数(FI)、生物源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)值分别为1.50~1.75、0.87~1.25和1.11~1.97,且FI与BIX和HIX分别呈正相关和负相关(P<0.05).降雪期间气团传输轨迹包括:本地源、起始于新疆(途经甘肃、宁夏)的长距离传输、起始于内蒙古(途经宁夏)和山东(途经河南)的中距离传输,分别占总量的38.78%、24.04%、19.87%和17.31%.结果也表明,可利用代表类腐殖质、类富里酸、类色氨酸和类酪氨酸荧光峰的荧光强度与其总和表征降水中DOM的含量或相对含量,降雪中DOM兼具生物源和陆源,属于自生来源且有机质为新近产生或具有较强自源特征,本地源对降雪DOM的来源贡献最为显著.

废弃菌菇棒与牛粪共堆肥过程中DOM的光谱特征研究

堆肥是废弃菌菇棒资源化利用的重要途径,而堆肥过程中溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOM)的变化特征对探究堆肥反应过程具有重要意义。因此,为探究废弃菌菇棒与牛粪共堆肥过程中DOM的光谱特征及废弃菌菇棒的腐殖化过程,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱(FS),对堆体中DOM的结构与组成变化进行研究。UV-Vis结果表明,随着堆肥的进行,DOM的不饱和度和芳构化程度增强;紫外光谱特征参数SUVA254、SUVA269和SUVA280增大,E250/E365值(250和365 nm处吸光度的比值)降低,说明堆肥中木质素类物质被分解转化为芳香化合物,芳香化程度加深,且DOM分子量增加;E253/E203(253和203 nm处吸光度的比值)和A240~400(240~400 nm范围内紫外光谱的积分面积)增大表明DOM苯环上脂肪链被氧化分解,产生了羟基、羰基等官能团,使得分子缩聚程度及腐殖化程度加深。FTIR结果表明,DOM中脂肪族类和多糖类物质逐渐减少,芳香族类物质含量增加。发射荧光光谱418 nm处的荧光峰表明初始物料中含有大量结构相对复杂的类腐殖物质;334和418 nm处的荧光峰红移至428 nm附近,说明结构简单的物质不断被分解利用,芳香基团进一步缩合,形成共轭程度高、结构更复杂的类腐殖质物质。同步荧光光谱中蛋白质类物质区积分面积比例(APLR)降低了42.1%,富里酸类物质区积分面积比例(AFLR)和胡敏酸类物质区积分面积比例(AHLR)分别增加14.0%和152.3%,说明类蛋白质物质和单芳香族化合物不断被分解利用,而类胡敏酸物质和类富里酸物质不断形成,同时存在富里酸类物质向更稳定的胡敏酸类物质转化的过程。利用三维荧光光谱结合平行因子分析将DOM解析为类富里酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类蛋白物质(C3)三类组分。与堆肥初期相比,堆肥结束时C1和C2组分占比分别增加22.42%和126.91%,C3组分占比降低73.32%,且C1和C2组分占比之和达90.04%,表明类蛋白物质含量降低,类腐殖物质显著增加,最终成为DOM的主要成分。研究显示,废弃菌菇棒与牛粪共堆肥DOM的芳香化和腐殖化程度随堆肥的进行逐渐加深,且主要发生在堆肥前期。

堆肥-生物强化对重度石油污染土壤的修复作用

为解决微生物强化修复油污土壤过程中降解菌在低温环境下活性较低的问题,利用有机堆肥作为固体培养基对降解菌进行扩大培养,将获得的降解菌-堆肥制剂施入油污土壤中进行修复研究.利用重量法和GC-MS分析土壤中石油烃含量变化,利用Illumina Mi Seq对土壤微生物群落结构进行分析.结果表明,利用堆肥作为固体基质可对降解菌进行扩大培养.低温环境下利用堆肥-降解菌制剂对油污土壤修复30 d,土壤中石油烃、烷烃、多环芳烃去除率分别为27.0%、19.6%、10.0%;自然放置的土壤中3种烃去除率分别为4.5%、9.5%、2.3%.加入降解菌-堆肥制剂进行修复的土壤香农指数和Ace指数分别由4.42和1718.5增加为5.30和2170.5;土壤中变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)所占丰度由53.4%和25.9%分别降低至48.9%和14.1%,拟杆菌门(Bacteroidetes)所占丰度由5.0%增加至24.5%.属水平上,不动细菌属(Acinetobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)所占丰度由0.02%和3.4%分别提高至15.2%和4.6%.研究结果表明,在低温条件下向石油污染土壤中施入降解菌-堆肥制剂可提高土壤中的石油烃去除率,并使土壤微生物群落结构发生明显变化.