水中微囊藻毒素高效液相色谱检测与前处理条件优化

通过对前处理过程中关键环节进行单因素不同水平比较,以及运用正交试验设计进行多因素综合分析,优选出洗脱剂、淋洗剂、固相萃取柱、浓缩定容方式等因素的最优试验方案,建立实用简便易行的一般水样前处理流程.微囊藻毒素高效液相色谱进样分析时,选用甲醇-0.05%三氟乙酸水溶液作为流动相进行梯度洗脱,对于MC-RR和MC-LR取得较好分离效果,水样检出限可达0.02 μg/L.优化后的前处理、检测方法,对MC-RR,MC-LR平均回收率分别为88.9%和92.1%.另外,对于总(胞内胞外)微囊藻毒素的检测前处理,冰乙酸处理法优于其他处理法.优化后的方法已成功应用于不同水域环境样本的藻毒素分析.     

液相色谱-串联质谱法检测水中痕量微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR

建立直接进样测定饮用水和水源水中的微囊藻毒素(MC-RR、MC-LR)的液相色谱-质谱分析方法。水样过0.22,μm PTFE滤膜,用Waters Xevo TQD超高效液相色谱串联质谱仪分析检测,采用色谱柱Waters BEH C81.7,μm、2.1,mm×50,mm进行分离。采用电喷雾电离正离子模式(ESI+),以外标法定量分析。MC-RR的浓度在0.1~2.0,μg/L,MC-LR的浓度在0.5~10.0,μg/L范围时,它们的线性关系r≥0.999,0。微囊藻毒素-LR、微囊藻毒素-RR在水中进行高、中、低3个水平的添加,各组分相对标准偏差(RSD)为4.18%,~8.69%,,平均回收率在82%,~91%,之间,最低检测下限(LOD)MC-RR为0.04μg/L,MC-LR为0.09,μg/L。此方法简便、快捷、准确,具有较好的实用价值。     

紫外-微臭氧工艺降解微囊藻毒素的动力学特性

研究了紫外-微臭氧工艺降解微囊藻毒素(MC)的动力学过程与特性.结果表明:MC-RR,MC-YR和MC-LR三种MC在紫外-微臭氧反应器中的降解过程为一级动力学反应,半降解时间分别为74.5,32.2和24.2 min;降解速率不受初始藻毒素浓度的影响,湖水中天然有机物(NOM)能捕获自由基,抑制MC的降解,葡萄糖对MC的降解没有影响;紫外-微臭氧工艺主要通过HO·等自由基对MC侧链Adda基中不饱和共轭双键的破坏而降解MC,并使藻毒素脱毒.紫外-微臭氧工艺可用于降解饮用水中MC.     

鞘氨醇单胞菌对微囊藻毒素-RR的降解作用与影响因素分析

为探索微囊藻毒素微生物降解机制,研究了鞘氨醇单胞菌对微囊藻毒素-RR(MC-RR)的降解作用与影响因素.通过色谱及质谱方法阐明了鞘氨醇单胞菌对MC-RR的降解能力及途径,结合实时荧光定量聚合酶链式反应技术和酶活性分析探究了反应温度、营养基质及同类毒素(微囊藻毒素-LR,MC-LR)的影响及机制.结果 表明:鞘氨醇单胞菌对MC-RR的最高降解速率达0.29 mg/(L·h),降解产物分别为C49 H77 N13 O13 C32 H47 N4 O8、C12H19N3O6和C20 H29 NO3;温度影响酶MlrA活性,在20～40℃范围内最适温度为30℃;提高磷质量浓度(100 mg/L K2 HPO4)可刺激mlrA基因表达,使降解速率增加27.59％;提高碳质量浓度(100 mg/L葡萄糖)将抑制mlrA表达,使降解速率下降86.71％;MC-LR和MC-RR竞争性结合MlrA,使MC-RR降解速率下降4.44％.鞘氨醇单胞菌对MC-RR的降解能力较强,并受到温度、营养基质及MC-LR浓度的影响.     

溶微囊藻菌的分离与溶藻作用

从太湖梅梁湾水域放置的除藻中试反应器的人工介质上分离出1株溶藻细菌,并对该株菌溶解铜绿微囊藻和降解微囊藻毒素的效果与机制进行了研究.结果表明,结合形态学、生理与生化特性以及16S rRNA特异性引物扩增综合分析,初步鉴定该株细菌属于假单胞菌属;对源自太湖的微囊藻的最低溶藻细菌浓度为105个/mL;在太湖水、PBS缓冲液和BG11微囊藻培养基等反应体系中对微囊藻均有较强的溶解作用,24 h藻细胞溶解率分别为85.9%、67.9%和91.0%,完全溶藻时间为48 h.其溶藻方式可能为分泌某种胞外物质所致.该株菌对微囊藻毒素LR(MC-LR)也具有较强的降解作用.在MC-LR起始质量浓度为2.642 μg/L时,细菌对MC-LR作用18,36和72 h的降解率分别为14.2%、51.3%和100.0%.此菌株在太湖水中保持着较好的生物活性,表现出较强的溶藻与降解MC-LR作用.     

高效液相色谱法测定喀斯特型高原深水水库中的微囊藻毒素的含量

建立了有效的检测微囊藻毒素LR和RR的方法,对固相萃取--高效液相色谱测定水中痕量藻毒素的部分实验过程进行了优化处理.流动相体积分数:0.080.b TFA的水+甲醇(色谱纯),体积流量:1.0ml/min,紫外检测波长:238nm,进样量:20uL;在该条件下,以HPLC测定MC-LR的检测限为5.0ng/L,MC-...     

臭氧氧化降解微囊藻毒素-LR的动力学研究

采用臭氧对微囊藻毒素 - LR(MC LR)进行降解试验,研究其反应动力学.取自无锡太湖流域蓝藻藻华提取藻毒素,研究了臭氧投加量、MC LR的初始质量浓度、pH值及一些阴离子作用对降解速率的影响.结果表明,臭氧氧化能有效降解MC LR,且符合准一级动力学反应.降解速率不受MC LR初始质量浓度的影响.当臭氧投加量由0.31 mg·L-1增加到1.35 mg·L-1时,MC-LR的降解速率由0.010 3 min-1提高到0.040 7 min-1.当pH值由3.08升高到10.08时,MC-LR的降解速率由0.252 8 min-1降低到0.009 9 min-1.在酸性条件下,pH值的变化对降解速率的影响程度更大.在阴离子影响方面,NO-3有利于MC-LR的降解,CO2-3阻碍降解,SO2-4和Cl-对降解速率的影响不明显,其反应速率常数由大到小的次序是:NO-3,Cl-,SO2-4,CO2-3.     

高锰酸钾灭活铜绿微囊藻及胞内毒素释放机制

采用高锰酸钾对微囊藻毒素MC-LR进行氧化试验,结果表明MC-LR氧化降解符合二级动力学模型,铜绿微囊藻细胞外代谢有机物(EOM)和细胞内代谢有机物(IOM)背景下,MC-LR降解速率常数分别为368.3(mol·L-1)-1·s-1和400.2(mol·L-1)-1·s-1.同时,采用高锰酸钾对铜绿微囊藻进行预氧化试验,研究不同氧化剂投加量、氧化时间对铜绿微囊藻活性、藻毒素MC-LR的释放的影响.结果表明,高锰酸钾对藻活性、细胞内MC-LR的释放均符合二级动力学模型.氧化过程中存在两个氧化剂暴露剂量临界点,细胞灭活临界点及毒素释放临界点.细胞灭活临界点之前氧化剂主要与EOM和藻细胞细胞壁上的分泌物反应,藻活性缓慢降低,细胞灭活临界点之后,氧化剂直接与细胞壁反应,导致藻细胞迅速丧失活性,同时藻活性下降速率常数由0.49~2.35(mol·L-1)-1·s-1突变至5.00~19.38(mol·L-1)-1·s-1.毒素释放临界点之前藻细胞基本保持完整,MC-LR释放不明显,毒素释放临界点处藻细胞发生明显破裂和溶解,细胞内MC-LR大量释放,同时,MC-LR释放速率常数在临界点前后由0.55~1.45(mol·L-1)-1·s-1突变至0.96~14.45(mol·L-1)-1·s-1.3维荧光光谱(EEM)分析发现,当高锰酸钾暴露剂量达到细胞灭活临界点时,EOM中类腐殖质峰开始出现,暴露剂量达到毒素释放临界点时,类腐殖质峰显著增加,与藻细胞活性及胞内MC-LR释放规律类似.     

免疫亲和柱净化-液相色谱-串联质谱法测定水环境中微囊藻毒素

建立了水环境中微囊藻毒素-LR(microcystin-LR, MC-LR)和微囊藻毒素-RR(microcystin-RR, MC-RR)的免疫亲和柱净化-超高效液相色谱-串联质谱(IAC-UPLC-MS/MS)的分析方法。过滤好的水质加入抗坏血酸防止氧化,混合均匀后将pH调节至中性,经过免疫亲和柱富集和净化后,采用LC-MS/MS测定,采用外标方法定量。以乙腈-0.1%甲酸水溶液(含5 mmol·L~(-1)乙酸铵)为流动相,梯度洗脱分离,电喷雾正离子多反应监测模式监测。结果显示,MC-LR、MC-RR在0.50～20.00 ng·mL~(-1)浓度范围内呈良好线性,线性相关系数均0.999 5,定量限为0.30 ng·mL~(-1)和0.50 ng·mL~(-1),在2.00、5.00和10.00 ng·mL~(-1) 3种添加水平下的加标回收率分别为88.52%～94.83%、84.71%～91.59%,相对标准偏差分别为0.54%～2.27%,0.39%～5.94%。结果表明本方法重现性好,灵敏度高,适合水环境中MC的实际测定。     

晋城市自来水中灭草松和2,4-D的检测

用高效液相色谱法测定饮用水中灭草松和2,4-D的含量。该方法对水样进行固相萃取浓缩预处理,用液相色谱仪测定,其回收率在95%～105%之间,精密度〈0.5%。方法简单,灵敏度高,准确度好,并且得出最低检测限,适用于饮用水中这两种物质的测定,结果令人满意。     

Effective removal of microcystins using carbon nanotubes embedded with bacteria

Adsorption of microcystins (MCs) by carbon nanotubes (CNTs) and clay materials was studied. Compared with various clays tested, CNTs showed a much stronger ability to adsorb MC-RR and LR that were two typical types of microcystins found in China. At initial 21.0 mg/L of MC-RR and 9.5 mg/L of MC-LR in solution, the adsorptiona mounts of MC-RR and LR by CNTs were 14.8 and 6.7 mg/gthat were about five times higher than those by the clay materials of sepiolite, kaolinite and talc, et~ In the presence of CNTs and the bacterial Ralstonia solanacearum that was firstly isolated and used for the biodegradation of MCs by the authors, a remarkable removal of MCs from water were observed. The mechanism was that CNTs could absorb large amount of both MCs and the embedded R. solanacearum so that, even when diluted by a large amount of water, the concentrations of both organic pollutants and the added bacteria could be largely enhanced on the surface of CNTs where a concerted biodegradation reaction was effectively conducted. This finding could be important for the further development of practical techniques to eliminate MCs from polluted drinking waters.     

圆明园塑膜防渗风波的生态学思考

圆明园塑膜防渗工程的表象在防渗膜的环境毒理、生物影响、防渗效果和景观效应,问题的根源却涉及圆明园的定位、湿地生态服务功能、水资源的开源节流和园区的建设和经营方针。天人分离的认识论、条块分割的管理体制、还原论主导的技术路线是圆明园问题症结之所在。必须从流域水循环和城市社会-经济-自然复合生态的全局去统筹规划、建设和管理园区。建议将肖家河或清河污水处理厂的部分尾水引入园区,通过人工湿地生态工程技术净化、活化变成园区景观水,最终并入城市水循环系统,在保障圆明园遗址功能的前提下为城市提供更好的生态服务。     

Removal of Microcystin-LR in Water by Chlorine Dioxide

Microcystins(MCs)are well known as hepatotoxins produced by blooms of toxic cyanobacteria(blue-green algae) abundant in surface water used as drinking water resource and have drawn attention of environmentalists world over by leading to adverse health effects.A study on efficiency and reaction kinetics of microcystin-LR(MC-LR)degradation by ClO2 was performed. Experimental results indicated that MC-LR was removed by ClO2 effectively and the residual concentration of MC-LR could meet the national guideline(GB5749-2006)(1.0 μg·L-1 ),the efficiency of removal was in positive correlation to ClO2 dosage and reaction time and in negative correlation to initial concentration of MC-LR and pH value, whereas it was affected by temperature slightly.ClO2 dosage was the most important reaction factor on base of the orthogonal test results.The reaction was second order overall and first order with respect to both ClO2 and MC-LR,and had an activation energy of 78.81 kJ · mol-1.The reaction rate constant was 4.74×102 L/(mol·min) at 10 ℃.Therefore, oxidation of ClO2 could be taken as an effective technology for removing MC-LR from drinking water resources in traditional drinking water supplies.     

基于AHP法的安庆市景观水体水生植物配置评价分析

通过以安庆市城区的三大公园:菱湖公园、市民广场、新河公园为研究对象,对各公园水体的水生植物进行样地调查,并运用层次分析法对安庆市公园景观水体水生植物应用现状及配置状况进行综合评价。结果表明:调查区域共有水生植物33种,分别隶属于23科32属,主要以挺水植物为主,湿生、浮水、漂浮、沉水植物为辅,其中以莲、浮萍、空心莲子草最为常见。三大公园的水景配置综合评价结果均为三级中等水平,在三者中新河公园水生植物配置综合指数最高,市民广场次之,菱湖公园最低。同时,与同一评价体系的淀山湖、上海植物园进行更深入的比较发现,挺水植物频度可能是景观水体综合评价结果的重要影响因子之一,且20%挺水植物频度也可能是它的一个阈值,这为今后水体景观的设计与实施提供了一定的理论依据,具有较强的实操意义。     

The permeability effect of microcystin-RR on <Emphasis Type="Italic">Escherichia coli</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Bacillus subtilis</Emphasis>

Microcystins are a kind of cyclic hepatoxins produced by many species of cyanobacteria. Most previous work have been done on the toxic effects of microcystins on animals and plants. However, the reports about the effect of microcystins on microbial cells are very limited. In this work, the permeability of MC-RR on the cell outer membrane of Escherichia coli (E. coli) and Bacillus subtilis (B. subtilis) was discussed. The permeability effect of MC-RR on the cell outer membrane of E. coli and B. subtilis under different concentrations was demonstrated by a rapid and sustained reduction in the A₆₇₅ values of lysozyme-treated cells. The decrease of the absorbance values showed a time- and dose-effect. The extravasations of protein and carbonhydrate increased with the increment of the treated-concentration of MC-RR. The results showed that MC-RR could increase the permeability of cell outer membranes of E. coli and B. subtilis. The synergistic effects of MC-RR and lysozyme on bacteria indicated that MC-RR might play an ecological role in bacteria in combination with other substances in some aquatic environments.     

基于模糊综合评价法的北京市郊野公园水环境质量评价

水环境是郊野公园生态环境和游憩环境重要的组成部分,其质量的好坏直接影响到游客的休闲游憩质量.本文采用模糊综合评价法,选择pH值、总磷（TP）、总氮（TN）、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（CODmn）为评价因素,对北京市旺兴湖、东小口、海子3个郊野公园内水环境质量进行评价.分析结果表明：从权重系数来看,总氮是影响各郊野公园水质的最主要的污染因子.旺兴湖公园水质达到了V级标准,基本满足一般景观水域的功能;海子公园和东小口森林公园的水环境质量均达到了Ⅰ级水平,属于未污染级别;东小口森林公园的水质略优于海子公园.     

微囊藻毒素分子印迹聚合物的制备及性能研究

以微囊藻毒素MC-LR为模板,采用本体聚合法制备微囊藻毒素分子印迹聚合物,优化制备过程.通过电子显微镜、孔隙度分析、红外吸收等对其进行表征,并研究其反应机理和吸附性能.结果表明,单体∶模板∶交联剂配比为0.9×106∶1∶1.2×106,洗脱时间25 min时为优选条件,最大吸附量为153.7μg/g,此分子印迹聚合物对MC-LR具有显著的特异性吸附作用.     

臭氧降解微囊藻毒素的人工神经网络模型

建立臭氧降解微囊藻毒素MC-LR的人工神经网络模型,研究臭氧投加量、MC-LR初始质量浓度、pH等对降解速率的影响,并以反向传播算法的神经网络模型对多因素条件下的降解效果进行仿真预测。研究结果表明:降解速率不受初始MC-LR质量浓度的影响;臭氧投加量的增加能有效提高MC-LR的降解速率;pH降低能大幅度改善降解效果,尤其在酸性条件下,pH的变化对降解速率的影响程度更大;在具备酸性条件和臭氧量较高时,在短时间内即可达到很高的去除率,否则降解效果不明显;该模型能预测复杂多因素试验条件下的有机物降解效果,为试验及实际降解MC-LR提供理论指导,克服了初等函数模型的局限性。     

饲料添加剂硒和谷胱甘肽对微囊藻毒素胁迫下罗非鱼肝脏去毒相关基因诱导表达的影响

为从分子水平探讨饲料添加剂硒(Se)和谷胱甘肽(GSH)对淡水养殖鱼类肝脏微囊藻毒素胁迫下去毒分子机理的影响,实验杂交罗非鱼一组喂食含0.15 mg/kg Se的富硒酵母粉饲料,一组喂食含普通酵母粉的饲料,喂食一个月以上;实验尼罗罗非鱼一组喂食含1 g/kg GSH的饲料,一组喂食普通饲料,两组均饱食10 d.所有实验组再均分两组,一组腹腔注射磷酸缓冲液(PBS),一组按体质量注射腹腔注射50μg/kg微囊藻毒素-LR(MC-LR),24 h后分离肝脏组织.以β-肌动蛋白作为外参照,采用半定量RT-PCR方法研究Se和GSH分别对罗非鱼肝脏去毒相关基因转录水平的诱导改变.结果表明,未喂食Se的实验组,杂交罗非鱼肝脏alpho-可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGSTA)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)基因mRNA表达水平在腹腔注射50μg/kg MC-LR 24 h后,均较PBS组有诱导趋势;Se+MC-LR组sGSTA和GPX基因mRNA表达水平,均较Se+PBS组略低,可能与添加剂的低剂量添加相关.喂食GSH的实验组,尼罗罗非鱼腹腔注射MC-LR组,肝脏sGSTA基因mRNA表达水平较PBS组有诱导趋势;Se+MC-LR组GPX基因mRNA表达水平,较Se+PBS组有升高趋势,而sGSTA和rho-可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGSTR)基因mRNA表达水平则轻微降低.本实验首次从基因表达水平比较研究了Se和GSH对罗非鱼微囊藻毒素压力情况下,肝脏去毒酶基因表达的影响变化,为Se和GSH饲料添加剂在鱼类饲料中的合理添加提供分子水平的理论依据.