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再生水补给湖泊中耐药致病微生物分布及影响因素

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环境科学学报 2023年第12期43卷 336-345页

作者：袁杰邱春生李静刘娟林慧王东麟王晨晨柏耀辉天津城建大学环境与市政工程学院天津300384 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

再生水作为重要的城市补给水源,常用于景观湖泊、河流或湿地的补水.本研究选取以再生水作为唯一补给水源的湖泊—J湖(补水比例100%)为研究对象,通过宏基因组考察了再生水中补给湖泊的抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)... 详细信息

再生水作为重要的城市补给水源,常用于景观湖泊、河流或湿地的补水.本研究选取以再生水作为唯一补给水源的湖泊—J湖(补水比例100%)为研究对象,通过宏基因组考察了再生水中补给湖泊的抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)和毒力因子基因(Virulence factor genes,VFGs)的分布特征,以识别该城市景观湖泊中耐药致病微生物并考察其分布特征与水质的关系.结果显示,J湖中抗性基因以多药类ARGs和粘附型VFGs为主,相对丰度分别为38.77%±2.74%和21.8%±0.98%;网络分析显示,ARGs与VFGs之间具有显著相关性,表明该湖泊以耐药致病菌为主要的微生物风险.进一步通过宏基因组分箱识别了同时含有ARGs和VFGs的宏基因组装基因组(Metagenomic assembled genomes,MAGs),即潜在的耐药致病微生物.其中,注释为典型耐药致病菌Acinetobacter和Mycolicibacterium的MAGs在夏季丰度较高.考虑到不同采样时间的水质差异,通过方差分析和冗余分析识别了影响耐药致病菌分布的关键水质参数:As和DOC,二者对耐药致病菌分布的贡献率分别为55.5%和28.28%.综上,本研究为再生水补给水体的耐药致病微生物风险防控提供了数据支撑和理论基础.

关键词：再生水回用景观湖泊水质调控宏基因组耐药致病菌

饮用水砂滤池中微生物对微量污染物的降解潜力与途径

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环境科学 2021年第12期42卷 5905-5911页

作者：周洁王东麟林慧柏耀辉中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

砂滤池已广泛应用于饮用水处理中,已有研究证明砂滤池能有效降解部分微量污染物,但对其降解途径和降解微生物缺乏深入探讨.据此,本研究首先采集2个实际饮用水厂滤池中的石英砂和锰砂滤料,通过宏基因组分析了滤料对阿替洛尔、阿特拉津、... 详细信息

砂滤池已广泛应用于饮用水处理中,已有研究证明砂滤池能有效降解部分微量污染物,但对其降解途径和降解微生物缺乏深入探讨.据此,本研究首先采集2个实际饮用水厂滤池中的石英砂和锰砂滤料,通过宏基因组分析了滤料对阿替洛尔、阿特拉津、磺胺嘧啶和卡马西平的降解基因和相关降解微生物.结果表明,锰砂滤池生丝微菌科和石英砂滤池中的假单胞菌属具有将阿特拉津转化为羟基阿特拉津的潜力;砂滤池含多种分泌阿替洛尔酰胺水解酶的微生物,具有将阿替洛尔转换为阿替洛尔酸的能力;在滤池中广泛存在单、双加氧酶和细胞色素P450,能将阿特拉津、磺胺嘧啶和卡马西平氧化.进一步通过培养实验验证了滤料对这4种微量污染物的降解途径.本研究最后对其它9个实际水厂砂滤池滤料的宏基因组分析发现所有砂滤池都含有丰富的酰胺水解酶、加氧酶和细胞色素P450,说明饮用水砂滤池都具有降解多种微量污染物的潜力.

关键词：砂滤池微生物群落微量污染物宏基因组降解途径

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锰砂人工湿地对污染物的强化去除

环境科学 2021年第9期42卷 4304-4310页

作者：马权王东麟林慧柏耀辉东北师范大学环境学院长春130024 中国科学院大学北京100049 中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室北京100085

锰砂由于其具有强氧化和吸附作用已被广泛应用于净水领域中,而在人工湿地中以锰砂为填料的相关研究较少.根据前期研究推测,在人工湿地的基质中加入锰砂,其能通过氧化吸附强化去除水中的污染物,而还原生成的Mn(Ⅱ)又能被土壤及根系锰氧... 详细信息

锰砂由于其具有强氧化和吸附作用已被广泛应用于净水领域中,而在人工湿地中以锰砂为填料的相关研究较少.根据前期研究推测,在人工湿地的基质中加入锰砂,其能通过氧化吸附强化去除水中的污染物,而还原生成的Mn(Ⅱ)又能被土壤及根系锰氧化微生物氧化为Mn(Ⅲ/Ⅳ),进而防止Mn(Ⅱ)在水中的释放.为验证该推测,本研究探讨了加入锰砂的芦苇人工湿地对污染物的强化去除能力及微生物学机制.通过比较加入和未加入锰砂(对照组)的人工湿地的运行效果,发现锰砂人工湿地对溶解性有机碳(DOC)、TN和冬季时期NH^(+)_(4)-N的去除具有显著的提升作用.16S rRNA测序结果表明,锰砂基质能显著提升冬季芦苇根系微生物的丰富度和多样性,但对人工湿地整体的群落结构影响较小,这可能与锰砂湿地强化污染物去除能力有关.本研究为人工湿地工艺优化提供了一种新思路.

关键词：锰砂人工湿地芦苇根系物生物锰氧化物微生物群落多样性

流动电极微生物电合成提高产物生成速率及降低能量消耗（英文）

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Engineering 2023年第6期 157-167页

作者：褚娜王东麟王厚锋梁勤军常佳丽高瑜蒋永曾建雄 Fujian Provincial Key Laboratory of Soil Environmental Health and Regulation College of Resources and Environment Fujian Agriculture and Forestry University CAS Key Laboratory of Environmental and Applied Microbiology Environmental Microbiology Key Laboratory of Sichuan Province Chengdu Institute of Biology Chinese Academy of Sciences State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chemistry Research Center for Eco-Environmental Sciences Chinese Academy of Sciences Division of Environmental Engineering School of Chemistry Resources and Environment Leshan Normal University

微生物电合成(microbial electrosynthesis,MES)利用可再生电力驱动微生物固定CO2合成化学品，在推进碳循环经济中具有一定潜力，受到广泛关注。但是，很少有研究通过高效反应器设计来促进产乙酸并降低能耗。本研究中，新型流动电极MES...

微生物电合成(microbial electrosynthesis,MES)利用可再生电力驱动微生物固定CO2合成化学品，在推进碳循环经济中具有一定潜力，受到广泛关注。但是，很少有研究通过高效反应器设计来促进产乙酸并降低能耗。本研究中，新型流动电极MES反应器的总产乙酸速率[(16±1) g·m-2·d-1]比无粉末活性炭(powder activated carbon,PAC)对照[(8±3) g·m-2·d-1]高两倍。流动电极MES反应器的库伦效率为43.5%±3.1%，能量消耗为(0.020±0.005) k Wh·g-1，产乙酸的能量效率为18.7%±1.3%。基于PAC的流动电极能够降低水跨膜通量、传质阻力，但是对装置电压、流变行为、乙酸吸附的影响较小。流动电极MES反应器中，能量代谢相关基因高表达，Acetobacterium的丰度增加。MES反应器中同时存在用于碳固定的还原性乙酰辅酶A途径(Wood–Ljungdahl pathway,WLP)与还原性三羧酸循环途径(reductive citric acid cycle,r TCA)。堆叠型流动电极MES中的乙酸浓度达7.0 g·L-1。本研究提供一种构建可扩展MES反应器的新方法，促进CO2利用以及产物生成。

关键词：

微生物电化学传感器进行水中硝酸盐预警的研究

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微生物电化学传感器进行水中硝酸盐预警的研究

作者：王东麟清华大学

学位级别：硕士

面对日益严重的硝酸盐污染和日益严格的水质标准,迫切需要实时在线监测水体中的硝酸盐浓度,以便及时采取行之有效的应对措施,切实保障生态安全和人体健康。微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)传感器,通常利用生物阳极作为敏感单元... 详细信息

面对日益严重的硝酸盐污染和日益严格的水质标准,迫切需要实时在线监测水体中的硝酸盐浓度,以便及时采取行之有效的应对措施,切实保障生态安全和人体健康。微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)传感器,通常利用生物阳极作为敏感单元,具有实时在线监控的能力,主要应用为对水体中有机物和毒物的预警,因为两者都能直接对电活性微生物活性造成影响,从而引起通路条件下电信号改变。硝酸盐不同于以上两者,作为电活性微生物的电子受体,通过硝酸盐还原过程竞争电子,从而使得外电路电信号发生改变,但是现有研究存在预警灵敏度低的缺点,主要原因在于通路条件下阳极电位较高,相应的硝酸盐还原速率较慢。本研究提出使用开路运行的MFC传感器能够提升硝酸盐预警灵敏度。在100 mg/L NO-N时,开路运行的MFC(O-MFC)传感器具有更高的灵敏度(4.42±0.3到6.66±0.4 mV/(mg/L)),是通路运行的MFC(C-MFC)传感器预警灵敏度(0.8±0.05到1.6±0.1 mV/(mg/L))的5倍。建立了基于电路分析的动态模型,分析预警过程是由硝酸盐消耗电子产生的放电过程和有机物补充电子产生的充电过程的综合作用结果,且开路时的阳极电位较低,有利于增强放电过程并削弱充电过程。从电活性微生物活性和水体中电子供体两个角度出发,研究了阳极电位和有机物浓度对O-MFC预警灵敏度的影响,发现将阳极电位设定至-550 mV vs SCE运行三天后能够提升一倍的硝酸盐预警灵敏度,开路较长的时间(3周)能够提高硝酸盐预警灵敏度近20倍,此后经过3个月的连续运行O-MFC硝酸盐预警灵敏度几乎没有发生改变。此外,5mM乙酸钠的背景有机物浓度会使得O-MFC硝酸盐预警灵敏度降低40%0%,相比较于1mM乙酸钠的背景有机物浓度。而同等条件下,相比较于C-MFC,O-MFC对有机物浓度的变化更不敏感,尤其是面对有机物和硝酸盐的联合冲击时。在将O-MFC传感器应用到实际水环境监测过程前,先探究了水体中常见的干扰物质(SO、DO、Cu)对其影响,发现不会干扰到O-MFC传感器的正常运行(抑制率不超过5%),并在实际水体(地下水和地表水)中进行100 mg/L NO-N的预警,发现该系统能够在30分钟内产生的抑制率分别是76.5%和82.1%。

关键词：微生物燃料电池传感器开路运行硝酸盐预警灵敏度实际水体监测

新疆墨玉县维吾尔族成人慢性牙周炎与雌激素受体基因多态性的相关性研究

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新疆墨玉县维吾尔族成人慢性牙周炎与雌激素受体基因多态性的相关...

作者：王东麟新疆医科大学

学位级别：硕士

目的:本文探讨雌激素受体α、β多态性与新疆墨玉地区维吾尔族成人中、重度慢性牙周炎易感性的关系,为牙周病的防治提供理论依据。方法:随机选取2013年3月月课题组在墨玉地区流行病学调查并收集的97例中、重度慢性牙周炎和102例健康对... 详细信息

目的:本文探讨雌激素受体α、β多态性与新疆墨玉地区维吾尔族成人中、重度慢性牙周炎易感性的关系,为牙周病的防治提供理论依据。方法:随机选取2013年3月月课题组在墨玉地区流行病学调查并收集的97例中、重度慢性牙周炎和102例健康对照者的口腔颊黏膜细胞样本,病例组纳入标准如下:①维吾尔族,年龄180岁;②口内至少有10颗牙可以进行牙周检查,其中包括4颗磨牙(不含第三磨牙);③所有病例组个体均无系统性疾病及已知可影响牙周状况的疾病。对照组纳入标准如下:①维吾尔族,年龄180岁;②无系统性疾病,口腔卫生情况良好,牙龈无异常,无附着丧失,牙齿无松动,缺失牙不超过3颗。2组研究对象均排除怀孕妇女。提取全基因组DNA,用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性技术检测雌激素受体α、β基因型分布。结果:中、重度慢性牙周炎组与健康对照组比较,雌激素受体αXbaⅠ基因型表达无统计学意义(P=0.1809),但等位基因频率有统计学意义(P=0.0366),PvuⅡ基因型表达和等位基因频率均有统计学意义(P=0.0215、P=0.0146);雌激素受体βRsaⅠ基因型表达和等位基因频率均无统计学意义(P=0.1809、P=0.0949),AluⅠ基因型表达无统计学意义(P=0.0594),但等位基因频率有统计学意义(P=0.0483)。单因素方差分析显示Aa基因型为该地区患牙周炎的保护因素(P=0.027)。女性慢性牙周炎和健康对照组仅在雌激素受体αPvuⅡ等位基因频率差异有统计学意义(P=0.0229),而男性在雌激素受体α、β中差异未见统计学意义。结论:新疆墨玉地区维吾尔族成人中、重度慢性牙周炎易感性与雌激素受体α、β基因型分布相关,雌激素受体αPvuⅡ中pp基因型可能是维吾尔族慢性牙周炎的易感因子。

关键词：维吾尔族成人慢性牙周炎雌激素受体基因多态性

新疆墨玉地区维吾尔族成人中、重度慢性牙周炎与雌激素受体基因多态性的相关性研究

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医学研究生学报 2015年第3期28卷 280-285页

作者：王东麟吴龙林静赵今新疆医科大学第一附属医院牙体牙髓科乌鲁木齐医学硕士830054

目的：由于地域、民族等不同因素影响，雌激素受体基因多态性与牙周疾病的关系尚未明确。文中探讨雌激素受体α、β多态性与新疆墨玉地区维吾尔族成人中、重度慢性牙周炎易感性的关系。方法选取2013年3－4月在墨玉地区流行病学调查并收... 详细信息

目的：由于地域、民族等不同因素影响，雌激素受体基因多态性与牙周疾病的关系尚未明确。文中探讨雌激素受体α、β多态性与新疆墨玉地区维吾尔族成人中、重度慢性牙周炎易感性的关系。方法选取2013年3－4月在墨玉地区流行病学调查并收集的97例中、重度慢性牙周炎和102例健康对照者的口腔颊黏膜细胞样本。所有研究对象均为维吾尔族，年龄18～70岁。牙周炎组纳入标准：口内至少有10颗牙可以进行牙周检查，其中包括4颗磨牙（不含第三磨牙），所有牙周炎组个体均无系统性疾病及已知可影响牙周状况的疾病。对照组纳入标准：无系统性疾病，口腔卫生情况良好，牙龈无异常，无附着丧失，牙齿无松动，缺失牙不超过3颗。2组研究对象均排除怀孕女性。提取全基因组DNA，用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术检测雌激素受体α、β基因型分布。结果牙周炎组与对照组比较，雌激素受体αXbaⅠ基因型表达差异无统计学意义（P＝0．1809），但等位基因频率差异有统计学意义（P＝0．0366），PvuⅡ基因型表达和等位基因频率差异均有统计学意义（P＝0．0215、P＝0．0146）；雌激素受体βRsaⅠ基因型表达和等位基因频率差异均无统计学意义（P＝0．1809、P＝0．0949），AluⅠ基因型表达差异无统计学意义（P＝0．0594），但等位基因频率差异有统计学意义（P＝0．0483）。单因素Logistic回归模式分析显示pp基因型可能为该地区患牙周炎的危险因素之一（P＝0．051），Aa基因型为该地区患牙周炎的保护因素（P＝0．032）。2组女性研究对象仅在雌激素受体αPvuⅡ等位基因频率差异有统计学意义（P＝0．0229），而男性在雌激素受体α、β中差异未见统计学意义（P＞0．05）。结论新疆墨玉地区维吾尔族成人中、重度慢性牙周炎易感性与雌激素受体α、β基因型分布相关。雌激素受体αPvuⅡ中pp基因型可能是维吾尔族慢性牙周炎的易感因子。

关键词：慢性牙周炎雌激素受体基因多态性维吾尔族