细菌六价铬还原及吸附机制研究进展

六价铬[Hexavalent chromium,Cr(Ⅵ)]是一种致癌物,其毒性远大于三价铬,因此会对人体健康和生态环境造成危害。Cr(Ⅵ)污染场地中的细菌主要通过生物还原和生物吸附降低Cr(Ⅵ)的毒性和迁移能力。Cr(Ⅵ)还原细菌的抗性机制与还原过程已被多次讨论,但现有综述还缺乏细菌类别、铬酸盐还原酶活性与吸附机制的总结。因此,本文通过系统发育树展示常见Cr(Ⅵ)还原细菌的类别,归纳细菌的Cr(Ⅵ)还原机制,总结现阶段铬酸盐还原酶的酶活性参数与反应条件,并讨论环境影响因子对细菌Cr(Ⅵ)还原的影响。其次,本文综述了细菌对Cr(Ⅵ)的吸附现象与机理。最后,本文对未来细菌修复Cr(Ⅵ)污染的机理研究进行了展望,以期加深对细菌Cr(Ⅵ)还原和吸附过程的了解。     

微生物铬转化和抗性机制与生物修复研究进展

铬(Chromium,Cr)是过渡金属元素,在自然界中以六价[CrO_4~(2-),Cr_2O_7~(2-),Cr(Ⅵ)]和三价[Cr(OH)_3,Cr(Ⅲ)]为主。很多微生物在长期铬胁迫的条件下,进化出了一系列铬转化和抗性机制。微生物对铬的转化包括Cr(Ⅵ)的还原和Cr(Ⅲ)的氧化。微生物的Cr(Ⅵ)还原可以将毒性强的六价铬转化为毒性弱或无毒的三价铬,这类微生物有较强的土壤和水体铬污染治理潜力。Cr(Ⅲ)的氧化也在铬的生物地球化学循环过程中起着至关重要的作用。除了Cr(Ⅵ)的还原,微生物对铬的抗性机制还有:(1)减少摄入;(2)外排;(3)清除胞内氧化压力;(4)DNA修复。本文主要介绍微生物的铬转化和抗性机制,以及其在铬污染生物修复中应用的最新研究进展。     

耐盐菌Staphylococcus sp. YZ-1和Bacillus cereus CC-1的Cr(VI)脱毒特性与机理

[背景]高盐含铬废水的去除过程中,Cr(Ⅵ)还原菌是研究者关注的重点,但目前对耐盐菌株的Cr(Ⅵ)脱毒特性及机理的分析仍较少。[目的]比较两株耐盐菌株的Cr(Ⅵ)移除特性,并区分Cr(Ⅵ)耐受机制的差异;通过基因组测序分析,从基因层面推测铬耐受相关基因;构建铬还原菌的混菌体系,考察两者对去除污染物的协同作用。[方法]从青海茶卡盐湖分离耐盐菌Staphylococcus sp.YZ-1,与Bacillus cereus CC-1进行基础特性和Cr(Ⅵ)去除性能的比较,并通过全基因组序列的分析验证特性测试的结果。[结果]两株菌都具有铬移除特性,但CC-1的铬移除效率更高,在初始Cr(Ⅵ)浓度为0.1 mmol/L情况下,CC-1能在12h内移除95.3%的Cr(Ⅵ),而YZ-1只能移除40.1%。在进一步实验中发现YZ-1只能对Cr(Ⅵ)进行还原,将其转化为可溶的有机态Cr(Ⅲ),而CC-1能同时对Cr(Ⅵ)进行还原和吸附。全基因组分析发现YZ-1具有编码外排泵蛋白的基因和编码NAD(P)H氧化还原酶的基因,而CC-1具有编码铬转运蛋白ChrA和细胞色素C氧化还原酶的基因。两株菌的混菌体系在处理含Cr(Ⅵ)、Te(Ⅳ)的废水时,菌群能将还原产物聚集成团并沉淀到底部。[结论]菌株YZ-1和CC-1均为耐盐铬还原菌,但YZ-1中的铬还原酶为诱导型酶,CC-1则为组成型酶。基因组数据分析鉴别出两者可能同时存在多种铬耐受机制相关编码基因。混合菌群可以结合YZ-1的自絮凝特性和两者均有的Te(Ⅳ)/Cr(Ⅵ)还原活性,具有潜在的实用价值。     

食物相铬在豹纹鳃棘鲈鱼不同脑区的生物累积

为研究食物来源的铬(Cr)在鱼脑部生物累积的情况, 用含有不同浓度(0、10、50和250 mg/kg)不同形态及价态Cr[有机Cr为吡啶甲酸铬CrPic, 无机Cr为CrCl₃和K₂Cr₂O₇(Cr(Ⅲ); Cr(Ⅵ)]的饲料投喂豹纹鳃棘鲈(Plectropomus. leopardus)幼鱼66d, 并以原子吸收光谱法(AAS)在第7、第12、第18、第40和第66天取样测定幼鱼的下丘脑、前脑、中脑和后脑区域中Cr生物累积量。结果表明, 食物中铬在幼鱼4种脑组织中的累积量普遍在暴露前期(7—40d)显著增加, 而在最后一个时期(66d)显著减少。但是, 总铬的生物蓄积量在4种脑区并未以剂量和时间依赖性方式存在。此外, 在相同浓度和时间条件下, 不同铬源CrPic、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的处理, 总铬在不同脑区的含量基本呈现CrPic > Cr(Ⅲ) > Cr(Ⅲ)的规律, 具有明显的组织差异性。研究发现食物来源的Cr在鱼类等水生动物大脑不同脑区的累积与Cr不同形态、价态和浓度紧密相关, 为进一步评估食物中的Cr对中枢神经系统毒性作用及其毒理机制奠定基础。     

耐盐菌Staphylococcus sp. YZ-1和Bacillus cereus CC-1的Cr(Ⅵ)脱毒特性与机理

[背景]高盐含铬废水的去除过程中,Cr(Ⅵ)还原菌是研究者关注的重点,但目前对耐盐菌株的Cr(Ⅵ)脱毒特性及机理的分析仍较少。[目的]比较两株耐盐菌株的Cr(Ⅵ)移除特性,并区分Cr(Ⅵ)耐受机制的差异;通过基因组测序分析,从基因层面推测铬耐受相关基因;构建铬还原菌的混菌体系,考察两者对去除污染物的协同作用。[方法]从青海茶卡盐湖分离耐盐菌Staphylococcus sp.YZ-1,与Bacillus cereus CC-1进行基础特性和Cr(Ⅵ)去除性能的比较,并通过全基因组序列的分析验证特性测试的结果。[结果]两株菌都具有铬移除特性,但CC-1的铬移除效率更高,在初始Cr(Ⅵ)浓度为0.1 mmol/L情况下,CC-1能在12h内移除95.3%的Cr(Ⅵ),而YZ-1只能移除40.1%。在进一步实验中发现YZ-1只能对Cr(Ⅵ)进行还原,将其转化为可溶的有机态Cr(Ⅲ),而CC-1能同时对Cr(Ⅵ)进行还原和吸附。全基因组分析发现YZ-1具有编码外排泵蛋白的基因和编码NAD(P)H氧化还原酶的基因,而CC-1具有编码铬转运蛋白ChrA和细胞色素C氧化还原酶的基因。两株菌的混菌体系在处理含Cr(Ⅵ)、Te(Ⅳ)的废水时,菌群能将还原产物聚集成团并沉淀到底部。[结论]菌株YZ-1和CC-1均为耐盐铬还原菌,但YZ-1中的铬还原酶为诱导型酶,CC-1则为组成型酶。基因组数据分析鉴别出两者可能同时存在多种铬耐受机制相关编码基因。混合菌群可以结合YZ-1的自絮凝特性和两者均有的Te(Ⅳ)/Cr(Ⅵ)还原活性,具有潜在的实用价值。     

六价铬的细胞毒理效应及其机制研究进展

六价铬[Cr(VI)]是一种普遍存在于土壤、大气与水环境中的污染物,可通过呼吸道、消化道及皮肤接触进入人体,产生直接或间接的毒性作用。该文着眼于近年来的研究进展,从Cr(VI)导致胞内活性氧累积效应、诱发细胞凋亡、导致细胞癌变、毒理效应的基因组学研究等几方面,论述了Cr(VI)对人体和动物的细胞毒理效应及其作用机制。随着研究的深入,从基因组水平研究Cr(VI)毒理效应成为新的热点。     

异化铁还原细菌LQ25还原重金属Cr(Ⅵ)的特性研究

【背景】异化铁还原细菌能够在还原Fe(Ⅲ)的同时将毒性较大的Cr(Ⅵ)还原成毒性较小的Cr(Ⅲ),解决铬污染的问题。【目的】基于丁酸梭菌(Clostridiumbutyricum)LQ25异化铁还原过程制备生物磁铁矿,开展异化铁还原细菌还原Cr(Ⅵ)的特性研究。【方法】构建以氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体的异化铁培养体系。菌株LQ25培养结束时制备生物磁铁矿。设置不同初始Cr(Ⅵ)浓度(5、10、15、25和30mg/L),分别测定菌株LQ25对Cr(Ⅵ)还原效率以及生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原效率。【结果】菌株LQ25在设置的Cr(Ⅵ)浓度范围内都能良好生长。当Cr(Ⅵ)浓度为15 mg/L时,在异化铁培养条件下,菌株LQ25对Cr(Ⅵ)的还原率为63.45%±5.13%,生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率为87.73%±9.12%,相比菌株还原Cr(Ⅵ)的效率提高38%。pH变化能影响生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率,当pH2.0时,生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率最高,几乎达到100%。电子显微镜观察发现生物磁铁矿表面有许多孔隙,X-射线衍射图谱显示生物磁铁矿中Fe(II)的存在形式是Fe(OH)_2。【结论】基于异化铁还原细菌制备生物磁铁矿可用于还原Cr(Ⅵ),这是一种有效去除Cr(Ⅵ)的途径。     

鱼类神经行为毒性研究进展

神经行为毒性是神经科学、神经药理学和神经毒理学的重要研究内容,对评价生态系统质量和研究有害因素或药物在生物神经系统作用机制具有重要理论和应用价值。鱼类中枢神经系统发达,对水环境中化合物极为敏感,其神经系统能够对各种刺激产生综合协调的应答反应,影响其运动功能、应激反应以及学习/记忆,改变游泳行为和社会行为,产生神经行为异常,诱发神经行为毒性效应。近年来,许多研究者开展了一系列以鱼类为受试对象的神经行为毒性研究,表明鱼类是开展神经行为毒性研究的重要物种,其成果在生态环境监测和评价、渔业生产、神经系统机制探究及药物开发等方面得到了广泛应用。鱼类作为神经行为毒性研究的物种,补充经典哺乳动物模型的不足,提供了高通量体外细胞分析和经典哺乳动物模型之间的关键模型。文章从鱼类生物学特征、实验鱼类品系和全基因组测序3个方面阐明鱼类是开展神经行为毒性研究的重要物种,综述了微塑料及其吸附污染物、有机污染物2类典型污染物和酒精、咖啡因、苯二氮卓类药物、选择性血清素再吸收抑制剂4类药物对鱼类的游泳行为和社会行为影响,探讨鱼类产生剂量或时间依赖性的神经行为毒性效应,并对未来研究方向进行了分析展望,以期为神经行为毒...     

青霉吸附水体重金属铬条件与特性研究

目的:研究青霉(Penicillium lh-1)作为吸附剂去除水体中六价铬的吸附条件与吸附特性.方法:菌种摇瓶培养收获茵体,干燥粉碎分选,添加吸附剂到体积100ml浓度50mg/L六价铬溶液中,对最优吸附温度、pH、共存离子以及铬被吸附形式进行研究.结果:①温度28℃以及酸性环境(pH 3)为最优吸附条件,10 h内,Cr(Ⅵ)的生物吸附去除效率达99%.②铬的生物吸附主要以六价形式,约占80%,部分Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ),约占20%.③溶液中共存离子对六价铬吸附的影响不同,一价阴离子与Cu2+对Cr(Ⅵ)的吸附几乎没有影响,二价阴离子和Ni2+的存在却明显地影响了生物吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附.结论环境温度、溶液pH以及溶液中共存离子对铬的生物吸附有显著的影响.     

基于同位素标记相对和绝对定量技术研究耐铬(VI)菌株CM01的蛋白定量组学

【背景】六价铬[Cr(VI)]作为一种高毒性的重金属污染物,用微生物学方法还原Cr(VI)既经济又环保。【目的】探究耐铬菌株CM01中与耐受或还原铬Cr(VI)有关的蛋白或基因,从分子水平上阐述其耐铬Cr(VI)机制。【方法】运用同位素标记相对和绝对定量技术(isobarictagsforrelativeand absolute quantitation techniques,iTRAQ)分析耐铬菌株CM01在有无铬Cr(VI)胁迫下的蛋白表达差异。运用RT-qPCR技术验证4种与代谢途径有关的上调蛋白的m RNA表达量。运用紫外分光光度计测定细胞表面疏水性。【结果】共鉴定到2 570个蛋白,其中存在显著差异的蛋白数为646个,上调蛋白数量343个,下调蛋白数量303个。CM01中的Fe/Mn超氧化物歧化酶、甜菜碱醛脱氢酶、磷酸戊糖途径、磷酸肌醇代谢途径、氨基酸代谢共同参与了菌株对于外源性Cr(VI)的响应机制。RT-qPCR实验结果表明,与代谢途径有关的4种蛋白其基因转录水平和蛋白水平一致。对照组CM01的细胞表面疏水性高于实验组。【结论】初步探索了耐铬菌的Cr(VI)响应机制,为利用微生物治理环境污染提供了理论支持和新的研究思路。     

几种重金属离子对沼泽红假单胞菌的生物效应*

研究了Hg^2 、Cu2 、Cd^2 、Cr(Ⅵ)和Pb^2 对光合细菌沼泽红假单胞菌的96h平均生长速度、细胞外渗液电导率、总蛋白质和细菌叶绿素含量的影响。结果表明,依据5种重金属离子对该菌的96h平均生长速度影响的实验结果,得出它们对该菌的毒性大小次序为Hg^2 ＞Cu2 ＞Cd2 ＞Cr(Ⅵ)＞Pb^2 。在Hg^2 、Cd^2 、Cr(Ⅵ)和Pb^2 的胁迫下,该菌细胞外渗液的电导率增加,且具剂量效应,而Cu2 并未使其细胞外渗液的电导率增加。Hg2 、Cu2 、Cd2 、Cr(Ⅵ)和Pb2 的胁迫均能导致该菌细菌叶绿素含量的降低,也存在剂量效应。但Hg2 、Cu2 、Cd2 、Cr(Ⅵ)和Pb^2 的胁迫对该菌总蛋白质含量没有显的的影响。     

微生物修复返溶铬污染场地的研究进展

目前,我国历史遗留铬渣堆场多数采用湿法解毒工艺进行处理,但大量化学药剂的添加不仅增加了成本,引入了污染物,而且随时间的延长铬渣中的Cr(Ⅵ) 源源不断的返溶,场地出现返黄现象,形成二次污染。为了持久稳定的修复铬渣,研究人员提出用微生物修复技术处理湿法解毒后铬渣中Cr(Ⅵ) 的返溶。文中综述了国内外微生物修复铬渣污染场地的研究进展,首先简述了铬渣的危害、处理现状及传统的铬污染修复技术,并以湿法解毒铬污染为例,重点揭示了处理后铬渣中Cr(Ⅵ) 的返溶机理,由此可知湿法解毒后的二次污染不可避免。随后详述了微生物修复Cr(Ⅵ) 过程中生物还原、生物吸附和生物矿化三大作用机理,并阐述了铬污染场地修复过程中微生物物种的响应及群落结构的演替,最后,总结了微生物修复铬渣的研究进展并展望了未来的研究方向。     

Cr(Ⅵ)还原菌Microbacterium sp.BD6的分离鉴定及还原特性

【目的】从电镀厂下水道的淤泥中分离筛选Cr(Ⅵ)高效还原菌,并对其生长和还原特性进行研究,以期为Cr(Ⅵ)污染的生物修复提供优质的菌种资源和应用参考。【方法】采用富集培养法从淤泥中分离、筛选出Cr(Ⅵ)还原菌,通过生理生化及16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定。采用单因素实验确定菌株的最佳培养条件和抵抗胁迫环境的能力,利用外加电子供体改善菌株的Cr(Ⅵ)还原能力,筛选出最佳电子供体研究对菌株还原的影响。【结果】经分离筛选得到1株Cr(Ⅵ)耐受还原菌,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.),命名为BD6。菌株BD6适宜在中温、偏碱性的环境条件下生长,能耐受50.0 g/L NaCl的高盐环境。Mn^2+对菌种的生长表现出较高的抑制,Ni^2+、Zn^2+、Cd^2+的抑制作用较小,Cu^2)产生了一定的促进作用。Cr(Ⅵ)对BD6的最低抑菌浓度为1700 mg/L。添加甘油、果糖、乳糖、葡萄糖、丙酮酸钠作为电子供体促进了菌株对Cr(Ⅵ)的还原。选择甘油作为菌株还原Cr(Ⅵ)的最佳电子供体,无电子供体添加时菌株96 h内对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率仅为69.63%,添加2 g/L的甘油菌株在36 h内的还原率达到了100%。通过加大甘油的添加量可以促进菌株对初始浓度较高Cr(Ⅵ)的还原,但要受到Cr(Ⅵ)的毒性限制。菌株的最适还原条件和最适生长条件吻合,在50.0 g/L NaCl的高盐条件和50 mg/L Cd^2+的毒性环境中,添加2 g/L的甘油,菌株对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率分别为72 h 96.79%、54 h 99.86%。【结论】分离筛选得到的Microbacterium sp.BD6是一株潜在的可用于Cr(Ⅵ)污染生物还原修复的候选菌株。     

苏云金芽胞杆菌还原Cr(Ⅵ)的转座子突变体库构建和分析

将高毒性的Cr(Ⅵ)还原成低毒的Cr (Ⅲ),是处理含Cr(Ⅵ)废水常用的方法之一.以高效还原Cr(Ⅵ)的苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)407为研究对象,将转座子随机突变载体pIC333转化Bt407,构建容量为1 500株的随机突变体库,从中筛选出Cr(Ⅵ)还原能力极显著差异(P＜0.01)的突变株14株.通过扩增并测定转座子插入位点的侧翼序列,确定Bt407-Cr244突变株的转座子插入位点为细胞色素氧化酶亚单位Ⅰ.Bt 407及其14株突变株的生长曲线十分相近,表明突变株Cr(Ⅵ)还原能力发生改变不是由菌株繁殖能力提高引起的.在培养24 h后,Bt 407-Cr1 49和Bt 407-Cr285培养液中的总络浓度比Bt 407极显著降低(P＜0.01),说明这2株突变株在解毒Cr(Ⅵ)过程中除了还原作用,可能还具有生物吸附,而其余12株突变子主要通过还原Cr(Ⅵ)起作用.     

Cr(Ⅵ)还原菌Microbacterium sp.BD6的分离鉴定及还原特性

【目的】从电镀厂下水道的淤泥中分离筛选Cr(Ⅵ)高效还原菌,并对其生长和还原特性进行研究,以期为Cr(Ⅵ)污染的生物修复提供优质的菌种资源和应用参考。【方法】采用富集培养法从淤泥中分离、筛选出Cr(Ⅵ)还原菌,通过生理生化及16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定。采用单因素实验确定菌株的最佳培养条件和抵抗胁迫环境的能力,利用外加电子供体改善菌株的Cr(Ⅵ)还原能力,筛选出最佳电子供体研究对菌株还原的影响。【结果】经分离筛选得到1株Cr(Ⅵ)耐受还原菌,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.),命名为BD6。菌株BD6适宜在中温、偏碱性的环境条件下生长,能耐受50.0 g/L NaCl的高盐环境。Mn~(2+)对菌种的生长表现出较高的抑制,Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的抑制作用较小,Cu~(2+)产生了一定的促进作用。Cr(Ⅵ)对BD6的最低抑菌浓度为1700 mg/L。添加甘油、果糖、乳糖、葡萄糖、丙酮酸钠作为电子供体促进了菌株对Cr(Ⅵ)的还原。选择甘油作为菌株还原Cr(Ⅵ)的最佳电子供体,无电子供体添加时菌株96 h内对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率仅为69.63%,添加2 g/L的甘油菌株在36 h内的还原率达到了100%。通过加大甘油的添加量可以促进菌株对初始浓度较高Cr(Ⅵ)的还原,但要受到Cr(Ⅵ)的毒性限制。菌株的最适还原条件和最适生长条件吻合,在50.0 g/L NaCl的高盐条件和50 mg/L Cd~(2+)的毒性环境中,添加2 g/L的甘油,菌株对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率分别为72 h 96.79%、54 h 99.86%。【结论】分离筛选得到的Microbacterium sp. BD6是一株潜在的可用于Cr(Ⅵ)污染生物还原修复的候选菌株。     

烟酸铬对奥尼罗非鱼生长及组织营养成分的影响

鱼类对糖的利用能力低于畜禽,饲料中最适的糖水平如黄尾(鱼狮)小于10%,太平洋鲑鱼小于20%,沟鲶为25%-30%,罗非鱼为40%1.在糖耐量实验中,鱼类表现持续的高血糖反应2,类似糖尿病型患者的反应。在哺乳类和人类的研究结果证实,微量元素铬(Cr)能恢复大鼠和儿童受损的葡萄糖耐量2,增强胰岛素的作用,铬参与组成葡萄糖耐量因子,提高大鼠和小鼠的生长和存活3.饲料中添加三氯化铬等化合物,显着提高罗非鱼对葡萄糖饲料的摄食量、增重率、蛋白质积累、能量积累和肝糖原含量4,提高鲤对葡萄糖的利用5.有机铬对鱼类的生长和饲料利用有何影响, 其作用机制如何, 是否和哺乳类相同, 这方面研究未见报道。本试验观察了烟酸铬对罗非鱼生长、饲料利用和组织营养成分的影响,旨在为进一步探讨铬对鱼类糖利用的影响及其作用机制奠定基础.       

海南万宁海域海洋生物重金属分析与评价

海洋经济生物体内重金属含量直接影响到人类健康。根据2020年12月对万宁海域12个调查站、10种生物(鱼类7种、软体类1种、甲壳类2种)体内的7种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Hg)含量监测结果,分析了重金属的含量特征,并分别利用单因子污染指数法和重金属富集系数对重金属污染水平和它在生物体内的富集情况进行了评价。结果表明:(1)各类生物体内重金属含量的高低顺序不一致,但三类生物体内锌和铜的含量均相对较高。生物对必需元素锌和铜的富集明显高于对非必需元素铅、镉和总汞的,主动吸收能力明显。(2)不同类生物同种重金属的含量存在一定差异,甲壳类的高于鱼类和软体类的。万宁海域鱼类和软体类生物重金属单因子污染指数均小于1,部分甲壳类生物的铬单因子污染指数大于1,超标率为41.7%。铬是万宁海域海洋生物的主要污染因子,影响其含量的原因可能是周围的围填海工程,以及所研究物种的生理特性。(3)万宁海域甲壳类生物体内总汞已呈轻污染状态,铬呈重污染状态。(4)甲壳类生物对重金属的富集能力强于鱼类和软体类的,各类生物对Cu的富集能力最高,对As的富集能力最低,且对重金属Cu、Cd和Zn有潜在的严重...     

铬还原菌的分离筛选及其在微生物燃料电池生物阴极中的应用

【目的】水溶性的Cr(Ⅵ)对环境及人类造成的危害是社会亟待解决的问题。Cr(Ⅵ)还原菌株的分离筛选、还原特性的分析和在微生物燃料电池中的应用为六价铬污染水体的微生物修复提供科学依据和新的方法。【方法】从黄河兰州段排污口采集样本,用平板法分离筛选获得具有Cr(Ⅵ)还原能力的菌株,并将Cr(Ⅵ)还原能力最强的LZU-26菌株应用到微生物燃料电池中,检测其产电能力和Cr(Ⅵ)还原特性。【结果】共分离得到21株具有Cr(Ⅵ)还原能力的菌株,其中LZU-26菌株Cr(Ⅵ)还原能力最强,属于Cellulosimicrobium cellilans。0.4 mmol/L初始Cr(Ⅵ)在LZU-26的作用下24 h铬还原率可达到95.89%,在48 h后达99.97%。将LZU-26运用在微生物燃料电池生物阴极,所获得的最大电压和最大功率密度分别为68 mV和6.8 W/cm~2。生物阴极Cr(Ⅵ)还原率(68.9%)也远高于化学阴极(14.7%)和对照组(2.7%)。【结论】利用Cr(Ⅵ)还原菌作为微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水,将会是一种高效、节能和环境友好的方法。     

含镉量子点的毒性研究进展

含镉量子点是典型的量子点,近年来受到广泛研究。含镉量子点的潜在毒性是其在生物成像及生物医药方面应用和发展的关键制约因素,因此,对其毒性作用的研究具有重要意义。目前对含镉量子点的体外毒性研究主要集中在人肝癌细胞(HepG2)、神经分泌细胞(PC12)等细胞实验及斑马鱼胚胎体外培养实验。体内毒性研究包括小鼠等动物实验。这些研究证实,量子点对HepG2等细胞系和小鼠、贻贝等动物均具细胞毒性。研究者们普遍认为,量子点是通过释放其组成中的重金属,诱导生物体产生活性氧自由基,进而引发细胞凋亡或自噬,但对量子点的具体毒性作用机制并不完全清楚。该文对含镉量子点的体内和体外毒性研究工作进展进行了综述,包括含镉量子点对肝肾细胞、神经细胞、血液细胞及免疫细胞等体外毒性研究工作,对陆生及水生动物等的体内毒性研究工作,旨在更好、更全面地评估含镉量子点的毒性,为今后对量子点的毒性作用机制研究提供方向,促进含镉量子点在生物医学方面的发展和应用。     

原油和消油剂对鱼类毒性的研究进展

原油对鱼类的毒性主要来自其水溶性成分,可导致鱼卵死亡或发育畸形,并造成鱼类麻痹、发炎、粘膜受损和死亡。消油剂的使用在分散了油膜的同时也带来二次污染,其活性剂对鱼类产生新的毒性影响。消油剂将原油分散为乳化颗粒并能进入鱼体内,加大了原油的毒性并延长其作用时间。综述了原油和消油剂对鱼类毒性的研究进展,展望了鱼类在相关毒性试验领域的应用及发展方向。