海洋环境中降解多环芳烃的微生物

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类广泛分布于海洋环境中的含有两个苯环以上的有毒有害污染物,主要来源于人类活动和能源利用过程,如石油、煤、木材等的燃烧过程,石油及石油化工产品的生产过程,海上通过地面径流,污水排放及机动车辆等燃料不完全燃烧后的废气随大气颗粒的沉降进入海洋环境中。由于其自身的疏水性及低水溶性,能很快进入到沉积环境中,可长期存在,并且随着苯环数量增加,多环芳烃的脂溶性越强,水溶性越低,在环境中存在时间越长,遗传毒性越高,致癌性增强。通过生物累积及食物链的传递作用,给海洋生物体、生态环境和人体健康带来极大危害,已引起各国科学家的极大重视。美国环保局在80年代初把16种未带分支的多环芳烃确定为环境中的优先污染物,我国也把多环芳烃列入环境优先监测的污染物名单中。     

海洋微生物对多环芳烃的降解

从海域沉积物中富集分离出以芘作为唯一碳源和能源的海洋微生物，以ST4富集培养的混合微生物作为研究对象；该海洋混合菌株能利用菲（Phe）、芘（Pyr)、荧蒽（Fla)等多种多环芳烃；在不同浓度的芘的降解中，当芘的浓度为50mg/dm^3时，其生长水平和降解速率最高；当芘的浓度为200mg/dm^3时，其生长受到抑制，芘几乎不能被降解。外加营养盐酵母浸出液和葡萄糖促进降解微生物的生长，提高降解速率。研究表明了海洋微生物在多环芳烃污染环境的生物修复应用前景。     

海洋沉积物中多环芳烃的分离和测定

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAH)组分中,大多数具有致突变和致癌性。大气、土壤等自然环境中已经检测出了多种多环芳烃。近年来,在河流、内湾及沿岸海域的水体、沉积物中,也检测出了各种多环芳烃。多环芳烃在海洋环境中广泛存在,已经引起了人们的普遍重视。     

多环芳烃对海洋浮游植物的生物毒性研究

采用静态实验方法研究了4种（多环）芳烃对6种海洋浮游植物的生物急性毒性效应,并应用对数模型计算了其EC～（50）值。结果表明,根据对数模型计算的EC～（50）值与定义作图法所得结果较为一致,但在低浓度PAHs对浮游植物有促进作用时,其具有准确和合理的优点。其中甲苯、萘、2-甲基萘、菲的72h-EC～（50）分别为34.1～114mg/L,3.9～7.3mg/L,169～3.03mg/L,0.6～1.92mg/L。4种芳烃对6种浮游植物的生物急性毒性顺序为:小新月菱形藻>甲藻>三角褐指藻>中肋骨条藻>小球藻>亚心形扁藻。此外,4种芳烃的72h-EC～（50）与其相应的Kow值有较好的log-log相关性。     

一株多环芳烃芘降解菌的鉴定及其降解特性研究

从红树植物红海榄叶片中分离一株对芘具有较好降解作用的海洋细菌,命名为B11,并对其菌体特征、生长条件及降解效能等进行了系统研究。结果发现该菌株为革兰氏阴性菌,结合其生理生化特征和16S rDNA序列比对,表明此菌株属于交替单胞菌属(Alteromonas sp.)。菌株在芘的起始浓度为100 mg/L,pH为中性或偏碱性条件下,盐度35时对芘的降解作用最强。外加碳源对B11对芘的降解效果都具有一定的抑制作用,其中水杨酸的抑制作用更为显著。综合菌株B11的生长特性和降解效能,初步认为B11菌株较适合用于降解多环芳烃芘,可用于红树植物多环芳烃生态污染的原位修复。     

海洋沉积物中稠环芳烃的研究进展

稠环芳烃 (ＰＡＨｓ)广泛存在于自然界中 ,具有致癌性和诱变性 ,是人类健康的潜在危险物。近二三十年来 ,人们从河流、内湾及沿岸海域水体和沉积物中检测出各种ＰＡＨｓ。全世界每年约有２３０００ｔＰＡＨｓ进入海洋环境中 ,ＰＡＨｓ在海洋环境中普遍存在已引起人们的高度重视。环境中ＰＡＨｓ含量一般在１０-９～１０-１０级水平。ＰＡＨｓ分析属微量或超微量分析 ,分析方法、仪器设备要求严格。７０年代前 ,由于分析手段的限制对ＰＡＨｓ研究较少。８０年代后 ,由于工业发展和人们对健康的关注 ,国内外对ＰＡＨｓ的研究逐渐成为热点 ,逐…     

长江口外沉积物中多环芳烃结构类型的分布

本文采用色谱—质谱—质谱—计算机系统技术,分析了长江口外两个表层沉积物中多环芳烃组分,并探讨了其有机质的来源和地球化学特征。     

大气气溶胶中多环芳烃的分析

本文对国内外近年来关于大气气溶胶中多环芳烃的样品的采集、提取、分离及分析方法作了较为系统的介绍和比较 ,对各种方法的适用性作了评述     

海洋环境中多环芳烃的测定与来源解析

从样品采集与保存、样品前处理、多环芳烃的检测3个方面介绍了测定海水和海洋沉积物中多环芳烃的步骤和最新进展.对目前较为常用的几种样品前处理方法,如液-液萃取、固相萃取、固相微萃取、索氏提取、超声提取、微波萃取、超临界流体萃取、加速溶剂萃取;以及检测方法,如气相色谱-质谱法、高效液相色谱法等作了详细介绍,比较了各自的优缺点.对目前较为常用的2种多环芳烃的来源解析方法(分子指纹法和同位素指纹法)的相关研究进展进行了总结.     

超声波萃取-高效液相色谱法在海洋沉积物样品多环芳烃分析中的运用

建立用超声波萃取-高效液相色谱法同时检测海洋沉积物中16种优先监控的多环芳烃(PAH s)的方法。本方法采用丙酮作为萃取溶剂,在超声波作用下萃取出泥样中的PAH s,萃取液经浓缩后直接进行高效液相色谱分析。经对色谱条件和萃取条件进行优化后,各PAH组分的线性范围为1~500 ng之间,相关系数0.9921~0.999,检出限0.1~4.6 ng,达到海洋沉积物PAH s的检测要求。运用本法对粤东大规模增养殖区柘林湾表层沉积物PAH s进行检测,各PAH组分加标回收率为69.2%~108%,总平均达89.2%,相对标准偏差为0.5%~10.3%。本方法只需要萃取、浓缩和定容三个步骤,具有简便、迅速、高效、分析成本低的特点。     

一株深海嗜低温萘降解细菌Nah-1的分离及降解基因研究

以萘为唯一碳源和能源从南,中绳海槽深海沉积物中分离得到一株能降解萘的海洋嗜低温细菌Nah-1,测定了该茵的最适生长条件及生长曲线。16S rRNA基因（16SrDNA）序列同源性分析表明该菌属于解环菌属（Cyczocznsticus）。PCR扩增萘降解基因得到目标片段,比对结果表明,相似度最高的基因phnAl来自Cycloclasticus sp．A5,为99％,该基因编码的蛋白是萘双加氧酶大亚基。     

Photoinduced toxicity single and binary mixtures of four polycyclic aromatic hydrocarbons to the marine diatom Skeletonema costatum

Diatom Skeletonema costatum Cleve is one of the main predominant phytoplankton species in the Changjiang Estuary in China. In order to provide some basic information for future assessment of the potential risk on phytoplankton communities in this estuary caused by polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs), this alga was selected as a representative to investigate the photoinduced toxicity of PAHs, in single and mixture. Four PAHs including three-ring phenanthrene and anthracene, four-ring fluoranthene and pyrene were tested in the laboratory. The single toxicity of each PAH on this microalga was compared with and without the simulated solar UV radiation. The results showed that this microalga was sensitive to PAH's photoinduced toxicity. Ratios of the 72 h median effect concentration obtained for fluorescent and UV light tests were about 8.4 for phenanthrene, 13.0 for anthracene, 6.5 for fluoranthene, and 5.7 for pyrene, indicating that UV light enhanced the PAH toxicity to this alga significantly. Under the fluorescent radiation (lacking UV), the dose-response curves based on chemical concentrations revealed that the order of toxic strength was fluoranthene greater than pyrene greater than anthracene greater than phenanthrene; while under the UV radiation (476 μW/cm2 for UVA, 6.5 μW/cm2 for UVB) it became fluoranthene approximately equaling anthracene greater than pyrene greater than phenanthrene, indicating that the UV light also changed its relative toxicity to this alga. The photoinduced toxicity of PAHs to the marine diatom S. costatum might be a synergistic effect of photosensitization reactions (e.g., generation of single-state oxygen) and photomodification (photooxidation and/or photolysis).The combined effects of six binary mixtures on the marine diatom S. costatum were investigated using the additive-index method. Four binary-mixtures (phenanthrene plus anthracene; phenanthrene plus pyrene; anthracene plus fluoranthene; anthracene plus pyrene) were found to be synergistic joint action mode, while two binary-mixtures (phenanthrene plus fluoranthene; fluoranthene plus pyrene) displayed antagonist, revealing a complex pattern of possible interactions. The combined action mode of PAHs might be related to various factors such as the mixture compounds, mixture ratios and test conditions, etc.     

海洋生物固氮作用研究进展

近年来,海洋生物固氮作用研究已成为海洋氮循环研究热点之一,因为它补充了海洋中的结合态氮,影响着海洋氮储库的收支平衡,进而调控海洋的初级生产力,并因此与海洋颗粒有机碳的迁出以及海洋对大气CO2的吸收密切相关.海洋生物固氮作用的研究主要是在近30a开展起来的,现有观点认为全球海洋生物固氮速率为100～200 Tg/a.15↑N2示踪法和乙炔还原法是最重要的生物固氮速率实测方法,而硝酸盐异常指数法、15↑N同位素收支平衡法、卫星遥测法等则是重要的间接估测方法.束毛藻曾被认为是全球海洋最重要的固氮生物,但近年来也发现了固氮生物在微微（pi-co）级和微（nano）级的分布,表明以往基于束毛藻的固氮速率可能是被低估的.海洋生物固氮作用营养盐限制的研究主要集中在铁和磷这2个元素的作用,但目前尚无定论.在中国边缘海生物固氮作用的研究还很匮乏,少数研究表明除黑潮区外,由束毛藻所支持的固氮速率并不高.就海洋固氮作用研究的未来发展,指出今后必须在更大时空尺度上开展海洋生物固氮作用研究,以弥补现有实测数据的不足,并获取固氮微生物种类组成的准确信息,在确定海洋生物固氮作用控制因素的同时,追踪新固定氮的流向,进而为海洋氮循环提供准确信息.     

一株芘降解菌Bacilluscereus Py5的分离鉴定

为了研究蜡状芽孢杆菌的筛选、鉴定及对四环多环芳烃芘的降解性能。通过富集驯化培养,从红树林污泥中分离到一株以芘作为唯一碳源与能源的高效菌株PY5,经过形态观察、生理生化与16S rDNA鉴定, PY5属于蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),同时对该菌株降解芘性能进行了系统研究。结果表明,B.cereus对50mg/L芘的21d降解率为65.8%,投加Tween-80、葡萄糖、水杨酸、Fe3+、Mn2+等基质可以不同程度强化降解芘的能力,其中投加葡萄糖+Fe3++Mn2+的混合液对B. cereus降解芘的强化效果最好, 21 d的芘降解率可达到81.4%,相对于不加共代谢底物时提升15.6%,表明外加C源与酶活诱导因子对高分子质量多环芳烃污染降解具有一定的促进作用。     

荧光技术在海洋环境学上的应用研究

笔者研制成功的4种不同用途、类型的水中荧光计在海洋、江河水体混合扩散实验研究中的应用,利用这种仪器先后完成了近20处大、中型水域环境评价工程任务,海洋水体中微量油分的测量实验研究,海洋中浮游植物体内叶绿素a浓度现场测量实验研究;并通过改换拖曳荧光计的荧光测量滤光片为中性滤光片,首次在国内东海、黄海倾废区分别进行了较大规模的海洋倾倒悬浮污染物(粉煤灰、碱渣)的海洋深层追踪现场测量实验研究,获得令人满意的结果.同时,还简述了荧光测量法的原理、优点及水中荧光计的结构.用荧光法测量海中物质是近代发展的一种简便、快速、灵敏度高、用途广泛的测量新技术,在海洋环境检测中有着极其重要的应用价值.     

中国北部辽东湾表层沉积物中PAHs源解析和生态风险评价

研究于2014年和2015年对辽东湾表层沉积物中16种多环芳烃（PAHs）的来源和生态风险状况进行了调查和评估。辽东湾表层沉积物中16种PAHs的含量范围为88.5-347 ng/g,高值区主要分布在辽东湾中部海域。对辽东湾各站位沉积物中多环芳烃的含量进行中聚类分析结果表明,辽东湾的采样站位可分为两类,一类站位主要分布在辽东湾沉积物中部海域,另一类站位主要分布在受陆源污染较为严重的近岸海域。辽东湾表层沉积物中PAHs的来源为燃烧源和石油源的混合来源,其中燃烧源为主要来源。萘、苊、苊烯、菲、二苯并[a,h]蒽可能偶尔会引发有害生物效应;辽东湾表层沉积物为低致癌风险;辽东湾中部海域表层沉积物中PAHs的生态风险和毒性污染水平高于辽东湾近岸海域。     

珠江虎门潮汐水道水体中多环芳烃的分布及季节变化

采用GF/F玻璃滤膜对珠江虎门潮汐水道6个表层水样进行过滤分离出多环芳烃的颗粒相和溶解相,并根据美国EPA标准对多环芳烃进行了定量分析.结果显示,洪、枯季水体中16种优先控制多环芳烃总量分别是223～614,6 559～20 031 ng/dm3;洪、枯季多环芳烃总量分别为786～2 098,11 360～34 338 ng/dm3;广州前航道的污染较狮子洋严重.珠江虎门潮汐水道水体中多环芳烃的含量、分布具有明显的季节变化特征,枯季多环芳烃的浓度高于洪季1个数量级以上,且二环多环芳烃的含量占95%以上,主要呈溶解相形式出现;洪季高环多环芳烃的含量明显升高,主要呈颗粒相形式输运.     

多环芳烃的海洋环境行为及其代谢产物的研究进展

多环芳烃是一类广泛存在于环境中的持久性有机污染物,具有"三致"作用.环境中多环芳烃的某些不完全代谢产物同样可能具有持久性,有些甚至比母体多环芳烃的毒性更强,有可能对环境造成更大的危害.本文介绍了近年来国内外有关多环芳烃的海洋环境行为及其代谢产物毒性方面的研究进展,并重点对代谢产物的分析方法,包括高效液相色谱、气相色谱、气相色谱-质谱联用和液相色谱-质谱联用等,进行了总结,最后对该领域的研究方向进行了展望.