核磁共振技术在沉积物磷素组分及迁移转化规律研究中的应用

沉积物磷素释放是造成湖泊水体发生富营养化的主要原因之一,而磷的活性又取决于其在沉积物中的化学赋存形态.磷-31核磁共振(31PNMR)技术因可以增强研究者对环境中磷素组分信息的认识而广受关注.本文主要综述了该技术在沉积物磷素形态表征以及迁移转化规律方面的研究成果,对技术原理和分类、分析流程以及具体应用领域进行了全面阐述.目前,应用核磁共振技术分析沉积物磷素的研究主要集中于不同形态磷化合物表征、微生物对磷素迁移转化的影响和定量研究三方面,而关于提取剂和提取方法的研究也是热点之一.最后,对未来31PNMR技术在环境样品中应用研究的重点和发展趋势进行了展望.     

沉水植物化感作用控藻能力评述

沉水植物所释放的化学物质对藻类的抑制作用是浅水湖泊维持清水状态的机制之一.本文从具有化感活性的沉水植物在湖泊中出现的频度、盖度、化感物质的种类、抑藻效应等方面对化感控藻进行了评述.已有研究结果表明：穗花狐尾藻、金鱼藻、伊乐藻等是具有很高活性的沉水植物,尤其是在其生物量达到一定程度,且湖泊中的优势藻为较敏感的种类时,沉水植物分泌的化感物质对浮游藻类的抑制作用更强;沉水植物释放的多酚类等化感物质具有控藻能力;化感物质对于不同种类藻的抑制作用具有选择性,蓝藻和硅藻比绿藻更为敏感,附生藻类通常比浮游藻类具有更高的耐受性;环境因素如光照、营养限制、温度等会显著影响沉水植物化感作用效果.沉水植物的化感控藻研究尚处于初始阶段,关于环境因素对化感作用的影响、化感物质的分离鉴定、选择性抑藻机理以及化感物质代谢途径等方面还有待深入、全面的研究.     

蝇蛆肠道微生物菌群对猪粪残留抗生素的降解及抗性基因的影响

【目的】过度使用抗生素作为动物饲料添加剂,导致畜禽粪便已成为抗生素抗性基因的主要蓄积库,为了研究蝇蛆(Musca domestica)对猪粪中残留抗生素及抗性基因的影响,本文动态采集了实际农场条件下蝇蛆转化过程中猪粪堆体及虫体样本。【方法】利用q PCR、液相色谱-电喷雾质谱、同位素内标法、Illumina高通量测序以及局部相似性研究蝇蛆生物转化过程中残留抗生素降解效能及相关抗性基因组变化的微生物生态机制。【结果】6 d周期内,猪粪中四环素、土霉素、金霉素、强力霉素、磺胺嘧啶、诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星以及恩诺沙星等9种残留抗生素含量显著下降,累积减量为34.3%–58.1%,每日减量百分比介于7.8%–57.4%之间。猪粪中共检测到的158种抗性基因,其中有118种大幅衰减,衰减量平均达79.3%;23种抗性基因存在富集现象,富集倍数平均为3.48。在蝇蛆肠道的作用下,粪源微生物群落中Bacteroidetes相对丰度下降,Proteobacteria相对丰度增加,尤其是Ignatzschineria增幅最大。网络分析发现,抗性基因的增减与微生物群落的变化显著相关,与抗性基因衰减相关的微生物主要属于Clostridiales和Bacteroidales,而与抗性基因富集相关的微生物主要为Alcaligenaceae、[Weeksellaceae]及Bacillales。【结论】蝇蛆可有效削减猪粪中的残留抗生素及防控抗性基因向环境扩散。     

竹炭固定化微生物对水中壬基酚的降解效率

竹炭是一种优质生物质炭,不仅比表面积大,孔隙发达,而且机械强度高,是微生物固定化载体的最佳选择之一.本文采用正交试验确定了竹炭固定化微生物的最佳制备条件,对比了竹炭固定菌和游离菌对水中类雌激素壬基酚的降解效果,并考察了竹炭固定菌的重复利用性.结果表明:固定化后降解菌大量地附着在竹炭表面及内部孔隙中,其最佳制备条件为温度30℃、pH=7、竹炭粒径35目.壬基酚的降解符合一级动力学方程,在不同的壬基酚初始浓度下(30、50、80、100 mg·L^-1),竹炭固定菌对壬基酚的7 d降解率分别为100%、75.3%、67.3%和78.7%,显著优于游离菌(54.2%、51.5%、30.6%和23.5%).经过8轮重复利用后,竹炭固定菌对壬基酚的降解率仍可达到36.5%,而此时游离菌的降解率仅为8.9%,说明竹炭固定菌具有长期可重复利用性,在去除废水有机污染物中具有较好的工程应用前景.     

污水处理厂中四环素和磺胺类抗生素抗性基因的分布、传播及去除

近年来,抗生素滥用造成的抗性基因(ARGs)污染问题引起了人们的关注.四环素及磺胺类抗生素由于价格低廉被广泛使用,大量残留的四环素和磺胺通过各种途径进入污水处理厂,并进一步导致ARGs的污染.为深入了解四环素和磺胺类ARGs的污染及治理现状,本研究对污水处理厂中四环素和磺胺类ARGs的分布情况及传播机制进行了综述,并重点讨论了不同污水处理工艺对ARGs的去除效果.在此基础上,从加大污水处理厂ARGs污染调查、改进污水处理工艺以及探讨ARGs传播机制等方面进行了展望.