水环境中溶解有机物对铜生物可利用性的影响

具有生物毒性的铜是水体重要的金属污染物之一,而溶解有机物(dissolved organic matter,DOM)的存在能够降低金属铜对生物的危害.本文综述了水环境DOM的来源、特征和形成消耗过程,并归纳了已知组成、细菌和浮游植物3种不同来源的DOM与金属铜之间的络合作用,探讨了水环境DOM影响金属铜生物可利用性的因素及机制.已有研究表明DOM对金属铜生物可利用性的影响主要体现在两方面:(1)DOM能够降低或提高铜的生物毒性,海洋环境存在DOM维持铜生物毒性的平衡机制;(2)DOM通过降低食物链底端对金属铜的吸收,限制铜进入食物链.DOM对金属铜生物可利用性影响主要通过与自由铜离子(Cu2+)产生络合或螯合作用实现,同时还受DOM自身特征以及分子大小的影响.随着研究技术的发展,现在研究可以从分子结构或官能团的角度更准确地评价DOM对金属的影响.本文最后总结了目前DOM对金属铜生物可利用性影响研究中新技术的应用、面临的问题和挑战以及未来的发展方向.     

发现于浮游硅藻中的长链正烷烃

广泛分布于古代沉积岩、现代沉积物及各种生物体中的烷烃类是构成石油的重要组分。生油岩与原油中烷烃化合物的特征与原油母质来源之间的关系是研究石油成因最基本和普遍注意的问题。通常认为,以浮游藻类等低等水生植物为主来源的有机质烷烃类化合物以C_(15)—C_(17)等低分子量烷烃类占优势,而以陆源高等植物为主的母质输入的有机质烷烃类化合物以高     

鄂尔多斯盆地西部平凉组烃源岩特征及其影响因素

采用有机地球化学和有机岩石学研究方法，对鄂尔多斯盆地西缘平凉组烃源岩进行了系统评价．该区平凉组烃源岩有机质丰度具有下段高于上段、泥岩高于泥灰岩和灰岩的分布特点，有机质类型绝大多数属于腐泥型，石板沟和桌子山剖面有少数样品为腐殖腐泥型特征，为进一步评价鄂尔多斯盆地西缘油气资源潜力提供了基础．另外，采用碳酸盐碳氧同位素等多种方法和稀土元素分异程度的测定资料分别对该区古盐度和沉积速率进行了推算，研究了水体和沉积速率对烃源岩有机质丰度和类型的控制作用，认为水体盐度与有机质丰度之间具有正相关性，而对有机质类型影响很弱；沉积速率与烃源岩有机质的丰度和类型之间也有直接联系，沉积速率慢，有机质丰度较高，类型较好；相反沉积速率快，有机质丰度较低，类型较差，这为预测有利烃源岩分布提供了科学依据．     

柴达木盆地西部新生代盐湖相烃源岩中高支链类异戊二烯烃(C25HBI)的检出及其地质地球化学意义

发育于盐湖相环境的柴达木盆地西部第三系渐新统下干柴沟组是该盆地西部地区的主力烃源岩层. 在该组上段沉积有机质中检出了硅藻的特征性生物标志化合物——含25 个碳原子的高支链类异戊二烯烃(C₂₅HBI), 该化合物的检出对于揭示区域沉积有机质发育的生物地球化学背景具有重要意义. 研究结果表明, 柴达木盆地西部地区下干柴沟组上段烃源岩中的C₂₅HBI 碳同位素值介于-18‰到-20‰之间, 为典型硅藻生源特征. 由于沉积环境中硅藻生长在大量消耗水体溶解CO₂ 的同时, 必须利用无机碳酸盐碳才能维持其快速繁殖, 硅藻勃发代表了水体环境富营养、高生产率特征, 因此富重碳同位素C₂₅HBI 在沉积有机质中的检出有可能成为该地区优质烃源层发育的标志之一. 同时, 由于硅藻发育环境水体溶解CO₂处于胁迫状态, 将导致沉积有机质总体以富集¹³C 为特征, 可能是造成该地区第三系沉积有机质碳同位素偏重的原因之一. 作为该套烃源岩沉积有机质的生源之一, 硅藻生源高碳数正构烷烃(>n-C₂₅)具有无碳优势分布的特点, 使得该地区高碳数正构烷烃的生源和成因复杂化,在烃源岩有机质评价时应引起重视.     

环境水体中甲基汞光化学降解机理

为进一步阐明甲基汞(MeHg)在环境水体中的光化学降解机理,选择海水、溪水以及可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)水溶液为研究对象,采用通氮通氧、清除剂添加和竞争性配体添加等方法,研究了MeHg在不同水体中的光降解情况.研究结果表明,所研究水体中Me Hg光降解均存在通氮促进而通氧抑制的情况,添加羟基自由基和水合电子清除剂对MeHg光降解没有明显影响,而叠氮化钠的加入则会明显抑制MeHg的光降解,其原因不是因为叠氮化钠清除了DOM光化学反应产生的单线态氧,而是因为叠氮化钠破坏了MeHg-DOM配合物;MeHg/DOM比值对MeHg光降解具有较大影响,MeHg在DOM水溶液中的光降解速率常数随MeHg/DOM比值的升高先基本保持不变、后迅速升高、然后迅速降低;而含巯基配体半胱氨酸存在下,甲基汞能够较快光降解,但在暗反应或者有竞争性配体N_3~-条件下,甲基汞光降解被抑制.以上实验结果表明,MeHg-DOM配合物经由分子内电子转移而引起的直接光解可能是一般环境水体中甲基汞光降解的一个普适性机理.     

九龙江河口区不同粒级210Po的输入-迁出速率及其意义

对九龙江河口区表层水中溶解态、低分子量组分和胶体态210Po的地球化学行为进行了分析, 估算了3种组分的输入-迁出速率. 结果表明, 溶解态和低分子量组分210Po均表现出强烈的迁出行为, 胶体态210Po在低盐区(S＜15)迁出而高盐区(S＞15)输入. 3种组分210Po输入-迁出速率揭示了210Po在九龙江河口区被快速地迁出. 输入与迁出速率之间的差异反映了各组分210Po地球化学行为的不同. 低分子量组分210Po比通常所谓的溶解态210Po更适合于表征其在河口区的地球化学行为.     

加拿大海盆河水组分的平均停留时间

通过对西北冰洋海水中¹⁸O, ²²⁶Ra, ²²⁸Ra的分析, 应用δ¹⁸O-S-PO*示踪体系计算了水体中河水组分和海冰融化水组分的份额, 并根据陆架区与深海盆²²⁸Ra/²²⁶Ra)_A.R.与河水组分之关系的差异估算海盆区河水组分的平均停留时间. 结果表明, 加拿大海盆的河水份额明显高于陆架区, 证实该海盆是陆架所输送河水的主要储存区. 楚科奇陆架、波弗特陆架水体中的²²⁸Ra活度浓度介于0.16~1.22 Bq/m³之间, 比中、低纬度陆架区的数值来得低, 反映出海冰融化水的影响. 陆架水²²⁸Ra/²²⁶Ra)A.R.与河水组分份额之间具有良好的线性正相关关系, 而加拿大海盆水体的²²⁸Ra/²²⁶Ra)A.R.落在该拟合线下方, 反映出水体离开陆架区往深海盆运移过程中²²⁸Ra的放射性衰变损失. 根据陆架水与海盆水²²⁸Ra/²²⁶Ra)A.R.与河水组分份额之关系的差异估算出加拿大海盆河水组分的平均停留时间为5.0~11.0 a. 该停留时间决定了北大西洋深层水形成区域上层水体淡化对北冰洋入海径流响应的滞后时间.     

南海三沙永乐龙洞关键水体环境要素特征及其影响因素

基于2016年10月在南海三沙永乐龙洞开展的水体环境要素的综合观测,获取了水体温度、盐度、密度、叶绿素a、溶解氧、浊度、悬浮颗粒物粒度和海流等数据,研究了南海三沙永乐龙洞关键水体环境要素的分布特征及影响因素.结果表明:永乐龙洞在水深10 m以下区域与外海无大规模连通;水体温度、盐度、密度存在多个跃层,分别位于水深3,10,50和80~110 m附近水深,其中以50 m水深附近跃层最强,155 m以下区域水文要素几无变化.叶绿素a垂向分布表现为多峰特征,在10~20 m附近存在一次表层叶绿素a最大值区.随着水深增加叶绿素a含量快速降低,在水深90 m附近叶绿素a浓度达到最大值,而后叶绿素a快速降低.溶解氧浓度垂向分布较为复杂,表层最高可达7 mg/L,在温度、盐度和密度跃层水深附近浓度快速降低,并在水深90 m附近降为0,即无氧状态.水体浊度与叶绿素a分布特征极为相似,即在水深10~20和90 m附近存在浊度高值区.龙洞内悬浮颗粒物主要有两个粒径组分,分别为145~500μm的粗颗粒组分和5.28~38.55μm的细颗粒组分,其中以粗颗粒组分为主.龙洞80 m以上和其下水体性质差异显著,表明其来源不同.80 m以上水体温度、盐度跃层主要为日变和季节性跃层,80~110 m为永久性跃层.跃层处密度的显著差异,导致水体垂向对流受限并富集悬浮颗粒物,是导致溶氧浓度快速降低的主控因素.80 m以下水体与其上水体几无交换,加之有机颗粒物的氧化与分解,形成无氧状态.悬浮细颗粒组分体积浓度控制水体浊度变化,推测细颗粒应主要为矿物及岩石碎屑,粗颗粒应主要为藻类和海洋雪花等.     

川百合花粉管类血影蛋白的分离鉴定及功能分析

花粉管伸长是高等植物完成有性生殖的一个重要过程. 研究表明, 细胞骨架对花粉管的伸长有重要的调控作用, 但是目前还不清楚细胞膜骨架是否也参与花粉管伸长的过程. 血影蛋白是膜骨架的一个重要组分, 通过双向电泳和免疫印迹等方法证明, 川百合花粉管总蛋白在硝酸纤维素杂交膜上存在2个血影蛋白印迹点, 分子量分别为150和105 kD, 等电点分别为4.54和4.39. 通过提取花粉管质膜总蛋白进行SDS-PAGE和免疫印迹, 发现150 kD类血影蛋白位于花粉管的质膜上; 通过活性电泳发现105 kD类血影蛋白以210 kD形式存在于花粉管胞质中, 且很可能是以二聚体形式存在. 通过显微注射的方法将抗人红细胞血影蛋白的抗体注入正在生长的花粉管中, 花粉管的伸长明显受到抑制, 表明类血影蛋白调控川百合花粉管的伸长过程.     

河蚬壳体δ~(13)C:由水体溶解无机碳重建过去环境变化的代用指标

溶解无机碳(DIC)是陆地生态系统水体重要的组成物质.其含量、组成以及碳的来源决定于汇水区域环境条件和流域水体碳循环特征.如果能够反演水体DIC的地球化学特征,则可以为重建过去环境变化提供一条新途径.河蚬是陆地生态系统水体中广泛分布的底栖双壳类动物,其壳体由碳酸盐矿物构成,是软体在生长过程中依次分泌的结果,因而具有DIC代用指标的潜质.通过对中国西江流域河蚬壳体及其环境水体DIC的分析,发现了二者碳同位素组成之间显著的相关关系(P0.01,r=0.63),表明河蚬壳体碳同位素组成的变化记录环境水体DIC的相应变化,其时间分辨率很容易达到季节变化的水平.新陈代谢作用虽然使壳体的碳同位素组成平均低于水体DIC同位素组成1.4‰,但整体上并未改变壳体与水体DIC同位素组成变化的相关性.分水岭地区小溪流DIC同位素组成在时间上变化较大,因而对壳体样品选取的空间分辨率要求较高,不宜作为代用指标的首选.该结果为利用湖泊滨岸和/或河流阶地沉积物中河蚬化石的分析重建流域过去环境变化和碳循环提供了科学基础和技术途径.     

低pH诱导光合放氧33 kD蛋白构象显著变化

33 kD蛋白分子是高等植物光系统Ⅱ(PSⅡ)放氧侧3个外周蛋白中的一个, 仅含1个色氨酸残基(W241). CD光谱与荧光谱的研究结果表明, 当溶液的pH由6.2降到2.5时, 33 kD蛋白的溶液构象发生明显变化, 无规卷曲增加, α-螺旋和转角比例降低. 这种变化对pH是可逆的. 低pH下再经NBS修饰, CD光谱特征不变，但200 nm处负峰的峰值降低，表明蛋白构象中的无规卷曲进一步增加. 同时, 33 kD蛋白的柔性降低, 构象变化变成对pH不可逆, 表明NBS修饰W241破坏了33 kD蛋白构象变化的可逆性. NBS修饰后的33 kD蛋白与PSⅡ的结合专一性与修饰前相比大大降低, 且不能提高重组后PSⅡ放氧活力. 这些结果表明低pH是诱导33 kD蛋白构象由适应光合放氧显著变化至失活的主要原因, 而不是NBS修饰. 结合33 kD蛋白与质子的特殊关系, 对低pH诱导的意义进行了讨论.     

天然水中溶解性有机质对有机微污染物光化学转化的影响

溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)在天然水环境中广泛存在,对水中有机微污染物(organic micropollutants, OMPs)的光降解有重要的影响. DOM一方面吸收太阳光生成光生活性中间体(photochemically produced reactive intermediates, PPRIs),对OMPs的降解产生促进作用,另一方面通过光屏蔽作用和淬灭效应抑制OMPs的光降解. DOM对OMPs光降解的影响与DOM的来源和OMPs的结构密切相关.本文从DOM光致生成PPRIs机理、不同来源DOM对OMPs光降解的影响机制,以及自然水体中OMPs光降解动力学预测模型三方面,总结评述了目前的研究进展.重点讨论了淡水、海水DOM对OMPs光降解影响存在差异的内在原因,并提出了对本领域重点发展方向的见解.     

柴达木盆地西部新生代盐湖相烃源岩中脱羟基维生素E类化合物碳同位素组成及其指示意义

脱羟基维生素E类(MTTC)化合物的分布模式已被广泛地应用于水体盐度的判识,然而,对于该类化合物的来源及其成因机制在国际上仍存在着较大的争议.本文以富含MTTC化合物的柴达木西部盐湖相烃源岩为研究对象,采用二步柱色谱层析技术,分离富集MTTC化合物,使其能够进行准确的分子碳同位素测定.实验结果表明,在同一个样品中,不同碳数的MTTC化合物具有相近的稳定碳同位素组成特征,反映了MTTC化合物在生源上可能具有一致性.与指示初级生产者的其他生物标志物的稳定碳同位素组成比较发现,虽然MTTC化合物的碳同位素组成与姥鲛烷和植烷的碳同位素组成相一致,但与C27和C29甾烷的碳同位素组成仍具有明显的差异性.综合水体的生物地球化学过程,提出MTTC化合物可能与特殊生境的微藻输入有关,并且沉积有机质中MTTC化合物的分布模式主要受控于微藻的生态位,特别是下层高盐卤水对微藻发育的影响.     

低等水生生物: 高蜡油形成的重要来源

尽管对原油中高分子量化合物的形成途径有多种解释, 但其真正来源并不很清楚. 通过对辽河盆地大民屯凹陷典型高蜡油区不同性质源岩抽提物中显晶蜡和微晶蜡含量和组成的定量分析, 并结合源岩有机岩石学和热解色谱特征分析, 揭示富含低等水生生物的油页岩是大民屯凹陷高蜡油的主要母源. 高蜡油的主要生源组分是藻类体和无定形基质体, 它们富含脂肪族结构, 生成长链烷烃的潜力很高. 源岩蜡产率受有机质丰度和成熟度的控制, 高丰度和低成熟源岩有利于蜡的形成与保存, 随源岩有机质丰度降低和成熟度增高, 源岩蜡产率降低, 表明原油中的蜡主要是富含低等水生生物有机质在热演化阶段早期(R_O = 0.4%~0.7%)形成的产物. 尽管陆源高等植物的表皮和孢粉类同样能够提供蜡的生源母质, 但湖相低等水生生物的贡献可能更加重要.     

塔克拉玛干沙漠天然水体的化学特征及其成因

天然水体特别是河水和地下水的物理特性和化学成分既受流域岩石风化程度的影响, 也受流域气候、地貌、地质构造背景等的制约. 依据对塔克拉玛干沙漠南部地区的克里雅河、策勒河、土米亚河、玉龙喀什河的河水及沙漠南、北缘和沙漠腹地的地下水的物理参数和主要阴、阳离子(Cl^-, HCO₃^-, SO₄^2-, NO₃^-, Na⁺, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺)含量的测定结果, 分析探讨塔克拉玛干沙漠地区天然水体的特征及其中溶解物的来源. 离子含量通过离子色谱和盐酸滴定法测定, pH、可溶性固体总量(TDS)和电导率用便携式仪器在野外测定. 实验数据说明, 塔克拉玛干沙漠南部地区河水虽属淡水, 但TDS含量相对较高, 呈微碱性. 地下水水质变化在淡水和微咸水之间, TDS普遍高于当地河流河水. 河水和地下水的水化学组成都呈现一定的地域性特征, 反映了沙漠干旱气候和区域地质地貌的影响. 分析数据显示, 研究区河水中溶解物主要受岩石风化作用、蒸发结晶作用控制, 而地下水中溶解物受蒸发结晶作用控制. 天然水中溶解物主要来自蒸发岩, 人类活动对地下水已造成轻度污染.     

九龙江河口区不同粒级210Po的输入-迁出速率及其意义

对九龙江河口区表层水中溶解态、低分子量组分和胶体态²¹⁰Po的地球化学行为进行了分析, 估算了3种组分的输入-迁出速率. 结果表明, 溶解态和低分子量组分²¹⁰Po均表现出强烈的迁出行为, 胶体态²¹⁰Po在低盐区(S＜15)迁出而高盐区(S＞15)输入. 3种组分²¹⁰Po输入-迁出速率揭示了²¹⁰Po在九龙江河口区被快速地迁出. 输入与迁出速率之间的差异反映了各组分²¹⁰Po地球化学行为的不同. 低分子量组分²¹⁰Po比通常所谓的溶解态²¹⁰Po更适合于表征其在河口区的地球化学行为.     

多溴联苯醚(PBDEs)在珠江口水体中的分布与分配

对珠江口水体溶解相及颗粒相多溴联苯醚(PBDEs)的时空、垂向分布及其在两相间的分配进行了初步研究. 结果表明, PBDEs 在水体中的分布随采样季节的变化显示出明显的差异性. 5月以冲淡海水为主的水体PBDEs浓度明显低于10月以新输入河流淡水为主的水体PBDEs浓度. 10月样品的空间分布表明河流径流输入是伶仃洋内PBDEs的主要来源, 其中溶解有机碳含量可能是水体中PBDEs含量的主要控制因素. 5月冲淡海水PBDEs的空间和垂向分布相对均一, 颗粒物含量是水体中PBDEs含量的主要控制因素. 溶解有机碳含量、颗粒态有机碳含量对PBDE在两相中的分布与分配都有一定作用, 但随水体性质不同存在一定差异.     

煤与煤系页岩生油的分子碳同位素地球化学判识

根据煤系有机机质碳同位素分布受控于沉积环境及其相应生物生产力变化这一理论假设，应用气相色谱／碳同位素比值质谱技术，对比研究了煤系沉积中煤和煤系页岩可溶有机质分子碳同位素分布特征，结果显示煤较煤系页岩更富集重碳同位素，据此提出了判识煤和煤系页岩生油的分子碳同位素地球化学方法，并成功应用于吐鲁番盆地煤成油对比。     

溶解性有机质及Cu(Ⅱ)配位对磺胺二甲基嘧啶光转化的影响

磺胺类抗生素(SAs)是水环境中经常检出的一类微污染物,其检出浓度可达μg/L水平.抗生素因可诱导细菌抗药性及产生抗性基因而备受关注.光化学转化是抗生素类污染物在表层水体中的重要消减途径,影响其环境归趋和生态风险.水中溶解性物质可显著地影响抗生素的光化学行为.然而,水中溶解性有机质(DOM)及其与金属离子的相互作用对SAs光转化的影响机制仍不清楚.本文以水产和畜牧养殖中广泛使用的磺胺二甲基嘧啶(SMZ)为对象,考察了DOM及其与典型重金属离子Cu(II)的配合物对SMZ光转化的影响机理.结果表明,激发三重态DOM(3DOM*)是促进SMZ光降解的主要活性物种,其反应机理为电子转移伴随质子转移.DOM-Cu(Ⅱ)复合体系中,DOM-Cu(Ⅱ)配合物可以通过光致电荷转移生成·OH促进SMZ的光降解.     

蜂毒新多肽部位BV I-2H的分离纯化及其生物学活性

利用蜂毒治疗类风湿性关节炎(RA)已有悠久的历史,并取得了良好的治疗效果.为研究其抗炎机制及确定有效的抗炎成分,利用凝胶过滤层析、肝素亲和柱层析、高效液相色谱等方法分离蜂毒多肽,并观察蜂毒多肽对小鼠脾淋巴细胞细胞周期、细胞因子合成及IκBα蛋白磷酸化的影响.高效液相色谱检测分离得到的蜂毒多肽BV I-2H为单一对称峰,电喷雾质谱检测结果表明BV I-2H是蜂毒多肽混合物,其主要成分的分子量为644.8 u.BV I-2H可抑制ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖和IL-1合成,可使ConA诱导的脾淋巴细胞呈现明显的G2/M期阻滞.此外,BV I-2H可抑制PMA诱导THP-l细胞合成TNFα,抑制TNFαmRNA的表达及IκBα蛋白磷酸化.实验结果提示,蜂毒多肽BV I-2H是蜂毒发挥抗炎作用的重要组成成分.