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氧化石墨烯的水环境行为及其生物毒性

中国环境科学 2016年第11期36卷 3348-3359页

作者：吕小慧陈白杨朱小山哈尔滨工业大学深圳研究生院土木与环境工程学院广东深圳518055 清华大学深圳研究生院广东深圳518055

氧化石墨烯是一类石墨烯衍生物,性质独特,应用广泛,生产量急剧增加,其环境风险日益引起关注.氧化石墨烯具有高亲水性和表面活性,在水中易分散,易随水流发生迁移转化,可能对水环境和水生生物造成不利影响.因此,明确氧化石墨烯的水环境行... 详细信息

氧化石墨烯是一类石墨烯衍生物,性质独特,应用广泛,生产量急剧增加,其环境风险日益引起关注.氧化石墨烯具有高亲水性和表面活性,在水中易分散,易随水流发生迁移转化,可能对水环境和水生生物造成不利影响.因此,明确氧化石墨烯的水环境行为及其生态效应,对于正确理解和评估其环境风险,合理规划其使用和回收具有重要意义.目前,该领域的研究涵盖了氧化石墨烯在水环境中的分散/团聚、吸附、还原、降解、沉积等行为,及对微生物、浮游动物、藻类和鱼类等水生生物的毒性表现.本文综述了相关研究成果,分析了当前研究面临的挑战并展望其研究前景.

关键词：氧化石墨烯水环境环境行为生物毒性

纳米二氧化钛与镉对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长的拮抗效应及其作用机制

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环境科学 2021年第9期42卷 4350-4357页

作者：王璞赵丽红朱小山清华大学深圳国际研究生院深圳518055 清华大学环境学院北京100084

人工纳米材料(MNMs)进入水环境将改变传统环境污染物的环境归趋及其毒性作用,两者的相互作用及其机制一直是环境科学领域的热点问题.迄今为止,已有大量MNMs与现存污染物联合毒性作用的研究成果发表,但其潜在的作用机制,尤其是联合作用... 详细信息

人工纳米材料(MNMs)进入水环境将改变传统环境污染物的环境归趋及其毒性作用,两者的相互作用及其机制一直是环境科学领域的热点问题.迄今为止,已有大量MNMs与现存污染物联合毒性作用的研究成果发表,但其潜在的作用机制,尤其是联合作用下的生物响应机制仍未清楚.本文以典型MNMs——纳米二氧化钛(nTiO_(2))与重金属镉(Cd^(2+))为研究目标,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试生物,考察在等效剂量(毒性比1∶1)下不同浓度组合nTiO_(2)和Cd^(2+)对斜生栅藻的联合毒性作用模式及其分子机制.结果表明,等效剂量下Cd^(2+)和nTiO_(2)的72h EC50值对比单独暴露时均有显著升高,呈拮抗效应.进一步开展转录组学分析发现,nTiO_(2)存在下斜生栅藻能量代谢所涉及的光合作用、叶绿素代谢以及淀粉与蔗糖代谢通路发生了显著上调,与藻细胞抗逆效应相关的精氨酸与脯氨酸代谢通路同样呈正向刺激表现.本文首次报道了nTiO_(2)与Cd^(2+)等效剂量联合暴露下,浮游植物通过改变藻细胞抗逆能力与加强能量代谢来降低毒性的生物响应机制.本研究结果为深入理解MNMs与现存污染物的复合环境健康效应提供重要参考和研究基础.

关键词：纳米二氧化钛(nTiO2) 镉等效剂量拮抗转录组学人工纳米材料(MNMs)

监测海水有机磷农药的生物传感器研制——敏感酶的筛选、纯化与固定技术研究

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监测海水有机磷农药的生物传感器研制——敏感酶的筛选、纯化与固...

作者：朱小山中国海洋大学

学位级别：硕士

目前，农林业广泛使用的有机磷农药对海洋生物危害巨大，已经对海水养殖业形成威胁。为了控制海水有机磷农药的污染程度，减少渔业损失，我国现行的《海水水质标准(GB 3097-1997)》和《渔业水质标准(GB 11607-89)》都对水体中马拉硫磷... 详细信息

目前，农林业广泛使用的有机磷农药对海洋生物危害巨大，已经对海水养殖业形成威胁。为了控制海水有机磷农药的污染程度，减少渔业损失，我国现行的《海水水质标准(GB 3097-1997)》和《渔业水质标准(GB 11607-89)》都对水体中马拉硫磷、甲基对硫磷等有机磷农药的浓度作了严格限定。然而，仅有标准还不足以有效控制有机磷农药的污染水平，重要的是对有机磷农药进行快速灵敏的监测。近年来，人们更多地把注意力集中到具有高选择性、高灵敏度、较好的稳定性、低成本、能在复杂的体系中进行快速在线连续监测的生物传感器上。生态毒理学研究表明，有机磷农药的毒性作用主要归因于对动物乙酰胆碱酯酶[acetylcholinesterase，AChE(EC 3.***.1.7)]的抑制，而且在一定条件下，AChE的活性变化与有机磷农药的浓度存在良好的相关性。这正是制作AChE酶传感器监测有机磷农药的理论基础。此外，已经知道不同生物来源的AChE对有机磷农药具有不同的敏感性，因此，为了灵敏监测海水中微量有机磷农药，有必要对不同生物来源的AChE进行筛选。鱼类被认为是水生生态系统中对有机磷农药较为敏感的一类动物。目前，已有许多报道采用鱼脑AChE作为检测水体有机磷农药污染程度的指示酶。同时，鉴于海水高盐度的特性，生物传感器应以海洋动物的AChE为酶源。所以，本文以10种海洋鱼类：鲈鱼(Lateolabrax japonicus)、黄鱼(Hexagrammos otakii,)、美国红鱼(Sciaenops ocellatus)、真鲷(Pagrosomus major)、黑鲷(Sparus macrocephalus)、鲅鱼[Scomberomorus niphonius(Curier)]、面包鱼[Navodon septentrionalis(G ü nther)]、鳗鲡[Anguilla japonica(Temminck et Schlegel)]、黑头鱼[Sebastodes fuscescens(Houttuyn)]和黄花鱼[Pseudosciaena polyactis(Bleeker)]为实验材料，采用半抑制浓度(IC)和双分子速率常数(K)为指标，通过体外抑制作用比较了这10种海鱼脑AChE对马拉硫磷和甲基对硫磷的敏感性。实验发现：这10种海鱼的脑组织AChE的基础活性在4.62～35.65μmol／min／g之间，面包鱼的酶活性最高，黄花鱼的酶活性最低。对马拉硫磷，由IC所得到的AChE敏感性为：鲅鱼、黄鱼、鲈鱼、真鲷＞黑鲷＞黑头鱼、鳗鲡＞美国红鱼、黄花鱼＞面包鱼;由K所得到的AChE敏感性为：鲅鱼＞黄鱼、鲈鱼、真鲷＞黑鲷、黑头鱼、鳗鲡＞美国红鱼、黄花鱼、面包鱼。对甲基对硫磷，由IC所得到的AChE敏感性为：鲅鱼＞鲈鱼＞黄鱼、黄花鱼、真鲷、黑鲷、黑头鱼、鳗鲡＞美国红鱼＞面包鱼;由K所得到的AChE敏感性为：鲅鱼＞鲈鱼、黄鱼、黄花鱼、黑鲷、黑头鱼、鳗鲡＞真鲷＞美国红鱼＞面包鱼。鲅鱼、鲈鱼和黄鱼对这两种有机磷农药都较为敏感。另外，鱼脑AChE活力的抑制作用与水体中的有机磷农药具有良好的剂量—效应关系。在1～50mg·L浓度范围内，两者间呈现较好的线中国海洋人学硕卜论文:监测海水有机磷农药的生物传感器研制—敏感酶的筛选、纯化，J固定技术研究性相关性，其相关系数基本上都在0.93以上。根据AChE的敏感性及其对有机磷农药的线性响应程度，黄鱼和妒鱼脑AChE分别适于作为监测马拉硫磷和甲基对硫磷的指示酶，而鱿鱼脑AChE对两种有机磷农药都适用。在筛选得到敏感酶的基础上，采用亲和层析法对鱿鱼脑组织的AChE进行分离纯化，然后对其进行底物特异性、过量底物抑制效应和抑制剂选择性检验。结果证实该酶为AChE，其最大比活力为297.82林moL/min/mg，最佳pH范围在 7.0一8.0之间，最佳温度为30℃。该酶经SDS一PAGE呈一条带，表明其纯度达电泳纯。在海水背景下，进一步探讨了纯化酶(游离状态)指示海水中有机磷农药微污染的可行性。实验表明，在抑制时间为20min时，马拉硫磷和甲基对硫磷对鱿鱼脑AChE的半抑制浓度分别为1 .26 X10一，mol·L一’(4 .1 54 mg·L一l)和o.50xlo一5 m。比一’(l .168 mgL一’)。鱿鱼脑组织的AchE对马拉硫磷和甲基对硫磷均较为敏感。实验还发现，在一定浓度范围内，AChE活力对有机磷农药表现出显著的线性响应。这提示，跋鱼脑组织的AChE可以作为监测海水有机磷农药酶传感器的敏感材料。制备酶传感器的关键技术是酶的固定化，它影响到酶活性的保持和传感器的稳定性。本研究首次以普鲁卡因胺(procainamide)为吸附剂、多孔琼脂珠为载体，制备固

关键词：鲅鱼乙酞胆碱脂酶有机磷农药纯化固定化酶生物传感器

5种海鱼脑AChE对2种有机磷农药的敏感性比较

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上海环境科学 2003年第8期22卷 521-525页

作者：朱小山孟范平杨正先中国海洋大学海洋生命学院环境生态系青岛266003

以鲈鱼、黄鱼、美国红鱼、真鲷和黑鲷为实验材料,采用半抑制浓度(IC_(50))和双分子速率常数(K_i)为指标,通过体外抑制作用比较了5种海鱼脑乙酰胆碱酯酶[AChE(EC 3.***.1.7)]对马拉硫磷和甲基对硫磷的敏感性。结果表明:(1)5种海鱼脑AChE基... 详细信息

以鲈鱼、黄鱼、美国红鱼、真鲷和黑鲷为实验材料,采用半抑制浓度(IC_(50))和双分子速率常数(K_i)为指标,通过体外抑制作用比较了5种海鱼脑乙酰胆碱酯酶[AChE(EC 3.***.1.7)]对马拉硫磷和甲基对硫磷的敏感性。结果表明:(1)5种海鱼脑AChE基础活性为10.18～22.64[μmol/(min·g)],黄鱼的酶活性最高,鲈鱼的酶活性最低。(2)对马拉硫磷,由IC_(50)所得到的AChE敏感性为:黄鱼、鲈鱼、真鲷>黑鲷>美国红鱼;由K_i所得到的AChE敏感性为:鲈鱼、黄鱼、真鲷>黑鲷>美国红鱼。对甲基对硫磷,由IC_(50)所得到的AChE敏感性为:鲈鱼>黄鱼、真鲷、黑鲷>美国红鱼;由K_i所得到的AChE敏感性为:鲈鱼、黄鱼、黑鲷>真鲷>美国红鱼。鲈鱼和黄鱼对2种有机磷农药都较为敏感。(3)鱼脑AChE活力抑制作用与水体中的有机磷农药具有良好的剂量—效应关系。在1～100mg/L浓度范围内,两者间呈现较好的线性相关性,其相关系数基本上都在0.98以上。根据AChE的敏感性及其对有机磷农药的线性响应程度,黄鱼和鲈鱼脑AChE分别适于作为监测马拉硫磷和甲基对硫磷的指示酶。

关键词：海鱼脑AChE 有机磷农药敏感性水生生态系统体外抑制作用指示酶监测海水

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武广客运专线需求分析及列车开行方案研究

武广客运专线需求分析及列车开行方案研究

作者：朱小山西南交通大学

学位级别：硕士

武广客运专线的开通运营,使武广运输通道的交通结构和条件达到世界发达水平。客运专线、既有铁路、高速公路、一般公路、航空等交通运输方式共同形成了一个全新的运输市场格局。充分发挥各种运输方式的技术经济优势,合理分工、竞争、合... 详细信息

武广客运专线的开通运营,使武广运输通道的交通结构和条件达到世界发达水平。客运专线、既有铁路、高速公路、一般公路、航空等交通运输方式共同形成了一个全新的运输市场格局。充分发挥各种运输方式的技术经济优势,合理分工、竞争、合作,既是实现社会总福利最大化的要求,也是提高运输企业经济效益的基础。本文以武广客运专线开通后近期运营组织为研究对象,运用经济学和运输组织学的理论和方法,针对武广客运专线开通后对区域经济联系的影响、武广客运专线与既有线的合理分工、武广客运专线客运需求、武广客运专线客车开行方案以及运营组织对策等方面进行了较深入地调查研究。研究表明：武广客运专线的开通进一步加强了珠江三角洲、长株潭城市群、武汉都市圈之间的联系,尤其是广州、长沙、武汉三城市之间的紧密联系,同时提升了三个城市在区域范围内的经济扩散能力。三个地区之间的紧密联系将持续推动它们之间客流的增加。基于社会效益和企业经济效益同步增加的目的,武广客运专线主要服务中高端乘客,既有线服务中低端乘客;在停开既有线部分旅客列车的同时,为保障中低端乘客的利益,既有线继续保留一定数量的旅客列车。客运专线上的客流将随着社会经济的发展呈逐步增长的态势,开通初期的客流主要来自既有交通运输方式的转移客流。客运专线初期开行34对动车组既能满足客运需求,又体现了动车组运用的经济合理性。武广客运专线的开通彻底改变了武广通道的交通运输基础结构条件。客运专线对平行的航空运输、中长途公路运输有非常大冲击,对既有铁路的客流也有较大的吸引,运输市场格局的改变是必然的结果。同时,由于客流中大部分乘客的“经济水平”不高与客专运营的高成本之间的矛盾,客专运营初期要迎来井喷式的客流量不太可能。运用MNL方法对转移客流量进行了计算,客流预测结果表明,武广客运专线运营初期的客流量为22182人。为满足跨线客流的乘车需求,减少旅客的中转次数,减少换乘站的换乘压力,提高直通旅客列车的直通速度,武广客运专线应逐渐组织部分跨线旅客列车。武广客运专线适宜采用方案1—方案5—方案3运输组织模式,即在客运专线的联络线修建完善前不组织跨线列车;而后,根据客专网络的完善情况,逐步组织本线列车和跨线列车共线运行,跨线列车也由中速动车组逐步提升为高速动车组。对既有线平行线路和既有京广线已开行列车研究表明,部分列车应该组织在客运专线、及平行线路、京广线上运行。当跨线高速列车在客运专线上的运行距离太短时,不宜组织跨线运行。武广客运专线合理的线路维修“天窗”时间应为4-6h,安排在0：00-6：00进行。

关键词：客运专线需求分析开行方案运输组织运行图

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气候变化耦合海洋污染的生态毒理学研究进展

科学通报 2018年第5期63卷 521-534页

作者：董芳朱小山王江新林光辉深圳大学生命与海洋科学学院深圳518060 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室深圳518060 清华大学深圳研究生院深圳518055 清华大学地球系统科学系地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084

工业化以来,海洋污染已成为全球性环境问题;CO_2浓度持续增加下,气候变化也给海洋环境带来了显著改变.目前,大量的研究集中在气候变化或者环境污染各自单独对海洋生物及生态系统的影响,并已取得一些广泛认可的结论.然而,现实环境中,生... 详细信息

工业化以来,海洋污染已成为全球性环境问题;CO_2浓度持续增加下,气候变化也给海洋环境带来了显著改变.目前,大量的研究集中在气候变化或者环境污染各自单独对海洋生物及生态系统的影响,并已取得一些广泛认可的结论.然而,现实环境中,生物实际处在气候变化与海洋污染的双重胁迫下,生物与生态系统受到的影响极有可能更加复杂和严峻.因此,气候变化耦合海洋污染的生态毒理学研究越来越受到关注.本文在概述气候变化与海洋污染的基础上,总结了气候变化下海洋环境的改变,特别是海水升温、酸化、低氧等对典型海洋污染物如重金属和持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)等的生物毒性的影响,分析了气候变化与海洋污染的交互作用,提出当前研究所面临的问题并展望未来的研究前景,为准确评估全球气候变化下的海洋生态风险以及促进我国全球气候变化应对提供基础.

关键词：气候变化海洋污染耦合胁迫重金属持久性有机污染物(POPs) 生物毒性

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广东柘林湾海水增养殖区环境质量评价

海洋通报 2005年第1期24卷 87-91页

作者：朱小山杨炼锋国家海洋局南海环境监测中心广东广州510300

根据 1999年 10月至 2000年月对广东柘林湾每月进行次环境监测的结果,用单因子污染指 9 1数法、营养指数 (E)法和有机污染评价指数 (A)法对广东柘林湾海水增养殖区环境质... 详细信息

根据 1999年 10月至 2000年月对广东柘林湾每月进行次环境监测的结果,用单因子污染指 9 1数法、营养指数 (E)法和有机污染评价指数 (A)法对广东柘林湾海水增养殖区环境质量进行评价。评价结果表明:柘林湾海域主要污染因子为总氮、无机氮、总磷、PO4-P 和石油类,其中除无机氮超标率为 71 %外,其它指标超标率都为 100 %;整个柘林湾海域富营养化极为严重,平均 E 值达 5.145。柘林湾水体生态系统已处于严重的不健康状态,影响了海水增养殖区主导功能的发挥。

关键词：柘林湾环境质量评价

黄鱼(Hexagrammosotakii)脑组织AChE的亲和层析

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2004年第2期34卷 231-237页

作者：朱小山孟范平何东海中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003

采用亲和层析法对黄鱼脑组织的乙酰胆碱酯酶进行分离纯化。纯化酶最大比活力为6 3.1 36 U /mg蛋白 ,最适 p H为 8,最适反应温度为 35℃。此酶经过 SDS- PAGE呈一条带 ,表明其纯度达电泳纯。对纯化酶进行底物特异性、过量底物抑制效应和... 详细信息

采用亲和层析法对黄鱼脑组织的乙酰胆碱酯酶进行分离纯化。纯化酶最大比活力为6 3.1 36 U /mg蛋白 ,最适 p H为 8,最适反应温度为 35℃。此酶经过 SDS- PAGE呈一条带 ,表明其纯度达电泳纯。对纯化酶进行底物特异性、过量底物抑制效应和抑制剂选择性检验 ,结果证实该酶为乙酰胆碱酯酶。

关键词：黄鱼乙酰胆碱酯酶分离纯化最大比活力电泳纯

基于固定化AChE的流动注射型酶传感器研究

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环境科学 2006年第9期27卷 1829-1834页

作者：朱小山孟范平朱琳何东海南开大学环境科学与工程学院天津300071 中国海洋大学海洋生命学院青岛266003

以固定化鲅鱼脑组织乙酰胆碱酯酶[acetylcholinesterase，ACHE（EC3．1．1．7）]为识别元件，以pH电极为换能器，构建流动注射型AChE酶传感器．该传感器在以磷酸盐缓冲液为载液的条件下具有良好的重现性（RSD=1．427%，n=10）和敏感性... 详细信息

以固定化鲅鱼脑组织乙酰胆碱酯酶[acetylcholinesterase，ACHE（EC3．1．1．7）]为识别元件，以pH电极为换能器，构建流动注射型AChE酶传感器．该传感器在以磷酸盐缓冲液为载液的条件下具有良好的重现性（RSD=1．427%，n=10）和敏感性，可实现对有机磷化合物的在线监测；对甲基对硫磷具有线性响应的浓度范围为4.29×10^-10～4.29×10^-8mol·L^-1，最低检测限为1．3×10^-10mol·L^-1。在以清洁海水为载液条件下，该传感器对海水中甲基对硫磷的敏感性较差，但是采用NaCIO溶液对海水中甲基对硫磷进行预氧化后，传感器对其的最低检测限可达到2．16×10^-7mol·L^-1。

关键词：固定化乙酰胆碱酯酶生物传感器流动注射系统有机磷农药