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构建半人工光合系统实现可见光驱动专性有机卤化物呼吸菌去除三氯乙烯

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科学通报 2022年第34期67卷 4108-4115页

作者：唐晴唐麒君羊家威陈柯蓁王海强沈超峰浙江大学环境与资源学院杭州310058 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室杭州310058

发展新型绿色、高效、低能耗和可持续的微生物修复技术用于处理氯代烯烃污染十分必要.专性有机卤化物呼吸菌能专一高效地去除氯代有机污染物,但在实际修复过程中电子供体如氢气的不足限制了其应用,因此寻找合适的供氢方式十分重要.利用... 详细信息

发展新型绿色、高效、低能耗和可持续的微生物修复技术用于处理氯代烯烃污染十分必要.专性有机卤化物呼吸菌能专一高效地去除氯代有机污染物,但在实际修复过程中电子供体如氢气的不足限制了其应用,因此寻找合适的供氢方式十分重要.利用光催化水解产氢为微生物提供电子供体可能是一种理想方式,然而国内外尚未有半人工光合系统驱动微生物脱卤呼吸的相关研究.本文利用脱卤拟球菌Dehalococcoides mccartyi菌株195(Dhc195)与硼掺杂石墨相氮化碳纳米片构建了B-C3N4-NS-Dhc195生物杂化体系,探究可见光驱动其对三氯乙烯(TCE)进行厌氧还原脱氯的可行性.研究结果表明,在(25±5) W m^(-2)的低强度可见光下该生物杂化体系可持续稳定地将TCE逐步还原脱氯至乙烯(ETH),脱氯速率为(1.13±0.13)μmol L^(-1)d^(-1);该杂化体系内检测到氢气生成,对Dhc195脱氯的用氢量进行衡算,其氢气利用率达84%.这表明可见光下光催化剂分解水产氢,脱氯菌利用氢气作为电子供体还原TCE,从而实现可见光驱动微生物脱卤呼吸.本研究提出了一种间接利用光能实现微生物处理氯代有机污染物的方法,对氯代有机污染物的绿色、低碳、可持续治理和修复具有启发意义.

关键词：光催化三氯乙烯脱卤拟球菌还原脱氯生物杂化体系

单细胞水平微流体技术筛选北极沉积物中的联苯降解菌

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环境科学学报 2022年第9期42卷 1-8页

作者：徐丰俊刘泽钒彭睿琪张逸岚沈超峰浙江大学环境与资源学院杭州310058 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室杭州310058

极地环境微生物具有独特而丰富的多样性,是亟待开发的资源宝库.随着人类影响范围的扩大,极地环境中持久性有机污染物与石油资源开采等造成的环境污染不容忽视,而利用土著微生物进行生物修复是一种理想的方法.为克服传统的基于富集驯化... 详细信息

极地环境微生物具有独特而丰富的多样性,是亟待开发的资源宝库.随着人类影响范围的扩大,极地环境中持久性有机污染物与石油资源开采等造成的环境污染不容忽视,而利用土著微生物进行生物修复是一种理想的方法.为克服传统的基于富集驯化的稀释平板法分离降解菌存在耗时长、筛选结果单一等缺点,建立了一种单细胞水平微流体筛选(Single-cell Level Isolation with Microfluidics,SLIM)技术.以北极沉积物为菌源,以联苯为底物,利用该技术成功筛选得到9株菌株,分属于4个菌属:Streptomyces、Micrococcus、Dermacoccus和Aspergillus;通过稀释平板法筛选得到3株菌株,分属于Acidovorax、Chryseobacterium和Nocardia.通过两种方法得到的菌株完全不同.系统发育分析表明,SLIM技术筛选得到的菌株具有更加丰富的微生物多样性.通过对沉积物及各代富集驯化培养物的16S rRNA基因高通量测序发现,并非所有富集的菌属都能被稀释平板法分离,通过SLIM技术筛选得到的菌属在所有样品中的相对丰度都很低.本文建立的SLIM技术从单细胞水平实现了目标菌种的筛选,相比于稀释平板法,具有效率更高的优点,同时避免了菌种间竞争等造成的分离困难.本研究为极地环境中有机污染的生物修复及“微生物暗物质”资源的挖掘提供了新的思路与方法.

关键词：单细胞水平微流体筛选(SLIM) 极地区域有限稀释有机污染物石油污染生物修复微生物暗物质

复苏促进因子辅助单细胞分离筛选青藏高原低温联苯降解潜力菌

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科学通报 2023年第4期68卷 414-423页

作者：李欣怡杨媛媛李浩铭贾洋洋刘泽钒史舟沈超峰浙江大学环境与资源学院杭州310058 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室杭州310058

微生物资源的挖掘一直是研究关注的重点.在传统微生物分离培养中,因优势菌群竞争及培养条件限制等原因,存在庞大的不可培养微生物群体,单细胞分离培养可排除种间竞争的影响,添加复苏促进因子蛋白可提高低活性、慢生长微生物的分离效率.... 详细信息

微生物资源的挖掘一直是研究关注的重点.在传统微生物分离培养中,因优势菌群竞争及培养条件限制等原因,存在庞大的不可培养微生物群体,单细胞分离培养可排除种间竞争的影响,添加复苏促进因子蛋白可提高低活性、慢生长微生物的分离效率.青藏高原拥有着巨大的微生物资源储备量,同时也因为脆弱的生态环境而受到原油、持久性有机污染物等的威胁,在高原长期的低温条件下,挖掘本土微生物资源对冷环境污染修复具有重要意义.本研究利用单细胞分离与复苏促进因子添加培养相结合的方法,从青藏高原不同海拔表层土壤样品中,分离培养低温联苯降解潜力菌,并探究分离菌株对复苏促进因子的响应情况.共获得24株可在低温条件下以联苯为唯一碳源生长的菌株,其中18株来自复苏促进因子添加组,分属于Microbacterium等9个属,多数筛选菌株对复苏促进因子的响应明显.本研究建立了一种新的功能菌分离筛选方法,具有高效率、低成本、易推广的特点,为“微生物暗物质”挖掘提供了一种新方案.

关键词：复苏促进因子单细胞分离青藏高原低温联苯降解

电子电器废弃物拆解区蔬菜多氯联苯污染及其健康风险

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科学通报 2017年第7期62卷 674-684页

作者：郭莉汪亚林李成王宁林伟杨晴怡沈超峰浙江大学环境与资源学院杭州310058 浙江水污染控制和环境安全重点实验室杭州310058 台州市环保局路桥分局台州318050

对某电子电器废弃物拆解污染区、拆解污染修复区和非拆解对照区蔬菜多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)污染水平和特征进行了研究,并与蔬菜种植农业环境土壤、大气和灌溉水3种介质的PCBs污染进行对比源解析,同时评估了居民食用... 详细信息

对某电子电器废弃物拆解污染区、拆解污染修复区和非拆解对照区蔬菜多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)污染水平和特征进行了研究,并与蔬菜种植农业环境土壤、大气和灌溉水3种介质的PCBs污染进行对比源解析,同时评估了居民食用当地蔬菜的PCBs暴露健康风险.结果表明,拆解污染区蔬菜中PCBs浓度显著高于非拆解对照区,拆解污染修复区和非拆解对照区蔬菜污染水平相当.蔬菜中PCBs污染均以低氯代同系物为主,叶菜中PCBs污染水平显著高于地下根茎类和豆类蔬菜.大气沉降和土壤吸收可能为蔬菜中PCBs的主要来源.健康风险评估结果表明,拆解污染区居民摄入蔬菜的致癌风险为1.01×10^(-4),超过可接受致癌风险2个数量级;非致癌风险达到参考剂量的2.54倍,建议当地调整种植结构或进行替代种植.

关键词：多氯联苯蔬菜土壤大气灌溉水健康风险

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二甲基硅油的环境行为与生态效应研究进展

应用生态学报 2012年第8期23卷 2319-2324页

作者：杨尚源李鑫杨佳沈超峰余华东鲁亢浙江大学环境与资源学院杭州310058

二甲基硅油(polydimethylsiloxane,PDMS)广泛应用于工业产品、医药保健品和个人护理品中.PDMS在污水处理过程中几乎不被生物降解,主要随剩余污泥排放进入环境,仅有少量PDMS吸附在悬浮固体或污泥颗粒表面随污水排放进入水体和沉积物中.... 详细信息

二甲基硅油(polydimethylsiloxane,PDMS)广泛应用于工业产品、医药保健品和个人护理品中.PDMS在污水处理过程中几乎不被生物降解,主要随剩余污泥排放进入环境,仅有少量PDMS吸附在悬浮固体或污泥颗粒表面随污水排放进入水体和沉积物中.现有研究表明,PDMS在沉积物中较难迁移和降解;而在不同类型土壤中均可以降解.PDMS对水生态系统风险较低,对底栖生物的急性毒性也不明显;在土壤环境中,PDMS及其降解产物对土壤微生物、土壤动物及农作物的生长和活动没有显著的影响.根据目前为数不多的研究,PDMS及其降解产物在各种环境中的生态毒性都较小,但随着PDMS产量和使用量的快速增长,其在环境中的含量呈快速上升趋势,有必要进一步明确PDMS对环境的潜在威胁.

关键词：二甲基硅油迁移转化降解生态效应

电子垃圾拆解地区土壤和植物中邻苯二甲酸酯分布特征

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应用生态学报 2010年第2期21卷 489-494页

作者：刘文莉张珍朱连秋沈超峰王江台州学院生命科学学院浙江临海317000 华安工业有限公司黑龙江齐齐哈尔161046 浙江大学环境工程系杭州310029

近年来,电子垃圾不当拆解带来的环境问题引起国际社会的极大关注.本研究对浙江省台州市不同电子垃圾拆解地区土壤和植物样品中5种邻苯二甲酸酯类(PAEs)污染物进行了测定分析.结果表明:土壤(以干质量计)中PAEs类污染物的浓度为12.566～**... 详细信息

近年来,电子垃圾不当拆解带来的环境问题引起国际社会的极大关注.本研究对浙江省台州市不同电子垃圾拆解地区土壤和植物样品中5种邻苯二甲酸酯类(PAEs)污染物进行了测定分析.结果表明:土壤(以干质量计)中PAEs类污染物的浓度为12.566～***-1,其中邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)相对含量较高,约占PAEs总量的94%以上.拆解地区蚕豆(ViciafabaL.)中PAEs总量明显高于同地区其他植物,且土壤和所有植物体内PAEs浓度相关性均不显著(P>0.05).与美国国家环保局制定的土壤PAEs治理标准比较,台州电子垃圾拆解地区土壤PAEs污染较为严重.

关键词：邻苯二甲酸酯土壤植物电子垃圾

畜禽粪便污染负荷及风险评估——以杭州市为例

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环境科学学报 2011年第11期31卷 2562-2569页

作者：王成贤石德智沈超峰吴伟祥陈英旭浙江大学环境与资源学院杭州310029 浙江大学水环境研究院杭州310029

针对规模化畜禽养殖业发达地区畜禽粪便引发的重金属和可溶性盐污染负荷重等问题,以杭州市为例,分析了杭州市各区县由畜禽粪便引起的氮、磷污染负荷.同时,通过空间分析与基于土壤盐分和重金属累积模型的模拟预警分析,评估了畜禽粪便农... 详细信息

针对规模化畜禽养殖业发达地区畜禽粪便引发的重金属和可溶性盐污染负荷重等问题,以杭州市为例,分析了杭州市各区县由畜禽粪便引起的氮、磷污染负荷.同时,通过空间分析与基于土壤盐分和重金属累积模型的模拟预警分析,评估了畜禽粪便农用过程中对温室土壤次生盐渍化和重金属累积的潜在影响.结果表明,杭州市畜禽粪便氮磷污染负荷分布不均,以建德市、萧山区、临安市污染最为严重,氮磷污染预警级别达到Ⅳ～Ⅵ级;所辖各市区的磷污染风险等级均高于或者等于各自的氮污染风险等级.若农田中施用畜禽粪便时以氮为指标,将可能造成磷素的累积和流失.施用畜禽粪便对温室土壤影响较大,畜禽粪便盐施肥量越高,土壤盐渍化和重金属累积的趋势越明显.在畜禽粪便中等盐分和重金属含量及中、高施肥量条件下(65～100t·hm-2,以干粪计),经过5a左右的累积,土壤盐渍化程度将有明显提高;经过4a左右的累积,重金属Cu、Zn的土壤环境质量将会从二级变为三级.

关键词：畜禽粪便农用氮磷重金属土壤次生盐渍化风险评估

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多氯联苯的膳食暴露及健康风险评价研究进展

环境化学 2014年第1期33卷 10-18页

作者：朱晓楼沈超峰黄荣浪韩慧波浙江大学环境与资源学院环境保护研究所杭州310058 浙江大学水环境研究院杭州310058 杭州市环境保护科学研究设计有限公司杭州310014

多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)作为一类人工合成的氯代持久性有机污染物,极易通过生物富集作用在食物链中累积和传递,从而对人体健康构成极大的威胁.研究表明,膳食摄入PCBs是普通人群最主要的暴露途径.因此,不少国家陆续开... 详细信息

多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)作为一类人工合成的氯代持久性有机污染物,极易通过生物富集作用在食物链中累积和传递,从而对人体健康构成极大的威胁.研究表明,膳食摄入PCBs是普通人群最主要的暴露途径.因此,不少国家陆续开展了针对普通人群的PCBs膳食暴露的调查研究.本文对国内外普通人群的PCBs膳食暴露水平及其健康风险评价的研究进展进行了综述,为后续进一步开展相关研究提供参考.

关键词：多氯联苯膳食暴露健康风险评估

活的但非可培养功能菌群对多氯联苯降解的探索进展

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微生物学报 2013年第9期53卷 908-914页

作者：苏晓梅丁林贤沈超峰浙江大学环境与资源学院杭州310058 浙江师范大学地理与环境科学学院金华321004

活的但非可培养("viable but non-culturable",简称VBNC)状态是微生物应对各种环境压力的一种生存机制。面对日益严重的异生质污染问题,研究污染胁迫下VBNC状态菌的潜在环境功能具有重要意义。该文阐述了VBNC状态菌的研究现状,针对多氯... 详细信息

活的但非可培养("viable but non-culturable",简称VBNC)状态是微生物应对各种环境压力的一种生存机制。面对日益严重的异生质污染问题,研究污染胁迫下VBNC状态菌的潜在环境功能具有重要意义。该文阐述了VBNC状态菌的研究现状,针对多氯联苯微生物降解存在的问题,重点介绍环境中潜在VBNC功能菌群的复苏培养。提出利用藤黄球菌(Micrococcus luteus)复苏促进因子(resuscitation-promoting factor,简称Rpf)探索具有潜在多氯联苯降解功能的VBNC状态菌群,为多氯联苯高效降解菌群的筛选提供新思路。同时,结合VBNC状态菌絮凝、硝化除臭等方面的探索研究,对VBNC状态菌的潜在环境功能进行了展望。

关键词：活的但非可培养状态菌多氯联苯藤黄球菌复苏促进因子环境功能微生物资源