土壤表面电荷与离子间的相互作用对可变电荷体系电导的影响

近年来, 电导在土壤研究中有着非常广泛的应用, 它可能作为揭示土壤胶体颗粒表面与离子之间相互作用的一种有效工具. 在该研究中, 将不同浓度的KNO3分别加入土壤胶体悬液和水体系后测定体系电导率和pH值, 研究了土壤表面电荷与离子间的相互作用对悬液电导的影响, 结果发现: 1) 随体系电解质浓度增加, 胶体表面可变负电荷的数量增加, 胶粒电导增加; 2) KNO3的水解使得加入的KNO3浓度越高, 悬液体系的pH值越低; 3) 决定可变电荷体系表面负电荷多少的关键并不是H+的活度的高低, 而是表面静电吸附中H+与盐基阳离子的相对竞争力的强弱, 即低的pH值并不一定导致表面负电荷数量降低; 4) 在研究电解质对可变电荷胶体表面电荷的影响时, 不能忽略离子水解对表面电荷性质影响的间接效应.     

恒电荷土壤胶体表面的电荷特征

Mehlich法和电位滴定法研究表明 ,供试土壤胶体可变电荷量占总电荷量 (CECv/ CEC8.2 )的比例为33.6 4%～ 35 .5 8%;表面电荷量 CEC8.2 ,CECp 和 CECv 的大小次序为土娄土 >黄绵土 >黑垆土 >黄褐土 ;电荷零点(PZC)大小与此顺序相反 ;同一土壤胶体其 PZC大小呈 Ca(NO3 ) 2 >KCl>Na NO3 的趋势 ,在 Na2 SO4介质中不存在 PZC。各土壤胶体负电荷密度随 p H增加的幅度即为 p H对土壤胶体表面电荷密度的贡献率 (简称为 p H贡献率 ) ,增加的幅度愈大 ,表明 p H对表面负电荷密度的贡献率愈大。 p H贡献率的大小呈黄绵土 >黑垆土 >土娄土 >黄褐土的趋势 ;同一土壤胶体 ,p H的贡献率基本上呈现 KCl>Na2 SO4>Ca(NO3 ) 2 >Na NO3 。     

重金属阳离子对可变电荷土壤吸附Cl-的诱导效应

选择3种代表性可变电荷土壤(红壤、砖红壤和黄壤)用一次平衡法研究了3种重金属离子(Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ))对土壤吸附Cl-的影响.结果表明,与含钠离子的对照体系相比,重金属离子促进了土壤对Cl-的吸附,3种重金属离子影响Cl-吸附的大小顺序为:Pb(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)＜ Cd(Ⅱ),这与土壤对这3种重金属离子吸附量的大小顺序一致.重金属离子对3种土壤中Cl-吸附促进作用的大小顺序为:砖红壤＞黄壤＞红壤,也与土壤对重金属吸附量的大小一致.Cl在土壤表面主要以静电吸附为主,重金属离子可以通过3种机制促进可变电荷土壤对Cl-的吸附:(1)重金属离子在可变电荷土壤表面的专性吸附增加土壤的表面正电荷,从而增加土壤对Cl-的静电吸附量;(2)重金属阳离子降低了体系的pH,导致土壤表面正电荷增加,对Cl-的静电吸附量增加;(3)重金属阳离子与Cl-形成MCl 型络合物,当这种络合物被土壤吸附时,土壤对Cl-的吸附量增加.但3种机制中以前2种为主.     

蜡样芽胞杆菌菌体及其胞外聚合物对Cd~(2+)的吸附作用

通过液体培养及吸附试验,研究了Cd~(2+)胁迫下蜡样芽胞杆菌生长及其胞外聚合物(EPS)的产生规律、产量和组成,以及菌体和EPS对Cd~(2+)的吸附作用。结果表明,蜡样芽胞杆菌在不同Cd~(2+)浓度胁迫下均可生长,随着Cd~(2+)浓度的增加,各生长时期均有所延后,EPS的生成量与菌体生长曲线具有一定耦合关系,EPS最大生成量为1.707 g/L,多糖与蛋白质含量之和占EPS干质量的68%~87%。对Cd~(2+)的吸附能力大小顺序为细菌菌体-EPS复合物EPS细菌菌体(不含EPS)。透射电镜-X射线光散射能谱(SEM-EDX)分析结果显示,吸附Cd~(2+)后蜡样芽胞杆菌细胞形态及表面结构发生改变,细胞表面形成Cd~(2+)吸收峰,EPS吸附Cd~(2+)后表面形成不规则的含有Cd~(2+)的颗粒状物质。     

稻草生物质炭对3种可变电荷土壤吸附Cd（Ⅱ）的影响

按土重的3%和5%向采自海南和广西的3种可变电荷土壤中添加由稻草制备的生物质炭,混合培养30d后用一次平衡法研究了生物质炭对土壤吸附Cd(Ⅱ)的影响及其与土壤表面电化学性质的关系,旨在阐明生物质炭促进可变电荷土壤吸附和固定Cd(Ⅱ)的机制。结果表明,添加稻草炭显著提高了3种土壤的阳离子交换量(CEC)和土壤pH,并使土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。因此,添加稻草炭增加了土壤表面的负电荷量,土壤表面对Cd(Ⅱ)的吸附容量增强,使3种可变电荷土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量增加,且Cd(Ⅱ)吸附量的增幅随稻草炭添加水平的提高而增加。Freundlich方程和Langmuir方程可以拟合3种土壤对Cd(Ⅱ)的吸附等温线,但Freundlich方程拟合效果更好,该方程表征吸附容量的参数k也随着稻草炭添加水平提高而增大。研究表明在pH3.0～5.0范围内,稻草炭均增加土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量。添加稻草炭提高土壤pH,促进Cd(Ⅱ)的吸附,因为Cd(Ⅱ)的吸附量随pH升高而增加。解吸实验表明,添加稻草炭处理Cd(Ⅱ)的解吸量高于对照处理,说明生物质炭提高了土壤对Cd(Ⅱ)的静电吸附量。     

乳酸链球菌抗菌肽的分离纯化及生物活性检测

通过凝胶过滤层析及制备型高效液相色谱法,从乳酸链球菌发酵液中筛选分离出了具有广谱抗菌活性的物质,利用金黄色葡萄球菌(ATCC25923)、大肠杆菌(ATCC25922)、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌、耶尔森菌、粪肠球菌对该活性物质的抗菌谱及杀菌机理进行了研究。结果表明:经过分离纯化,得到的较纯的活性物质为乳酸链球抗菌肽,该物质除了对绿脓杆菌没有杀伤作用,对其他5种细菌均具有杀伤作用。透射电镜观察结果显示,金黄色葡萄球菌(ATCC25923)经抗菌肽处理后,细胞出现破损或肿胀,有部分细胞内容物外泄,并伴有细胞质稀释的现象,细胞膜界限模糊不清,细胞膜甚至完全溶解。由于细胞内容物外渗,最终导致菌体死亡。     

重金属吸附对紫色土表面电荷性质的影响

在实验室条件下,研究了Pb、Cu、Zn、Cd在3种紫色土中的吸附特征,并采用恒流置换法测定重金属吸附饱和后3种紫色土表面电荷总量、表面电位、电荷密度。结果表明:(1)一定pH条件下在同种土壤上的吸附能力大小依次是Pb2 >Cu2 >Cd2 、Zn2(2)3种紫色土在一定pH条件下对同种重金属离子的吸附强度依次是石灰性紫色土>中性紫色土>酸性紫色土,与其表面电荷密度的大小相一致;(3)Pb2 、Cu2 在3种紫色土表面以电性吸附和专性吸附的方式共存,其专性吸附的比例分别约为40%、25%、20%,并导致表面电位降低了约0.05V(近30%),表面电荷总量以及表面电荷密度降低了20%￣40%;(4)Zn2 、Cd2 在土壤表面上绝大多数发生电性吸附,对紫色土表面电荷性质没有显著的影响。     

施用不同氮肥对砖红壤表面电化学性质的影响

就土壤有效养分的保蓄和提供而言,土壤对氮素的吸附量及强度大小对其有重要影响.以砖红壤为研究对象,采用土柱淋溶方法,研究了施用不同氮肥对砖红壤表面电化学性质的影响,探讨了土壤保蓄和提供植物有效养料.结果表明:(1)CK处理的土壤表面电荷数比原土明显下降了6.24%;在低氮肥水平(100,200mg/kg)下,硝铵处理的表面电荷量显著高于原土;而硫铵和尿素处理比原土低6.51%和1.42%;在高氮肥水平(300,400 mg/kg)下,3种氮肥处理的表面电荷数与原土无明显差异.(2)与原土相比,3种氮肥处理的比表面积均显著增大,其中尿素处理的比表面积随施氮水平的变化而显著增大,特别是N3和N4处理的比表面积显著高于N1和N2处理.(3)随着施氮量的增加,砖红壤的表面电荷密度和电场强度呈相同的增加趋势.在同一施氮水平下,尿素处理的砖红壤表面电荷密度和电场强度均显著高于硝铵和硫铵处理,其中N4比X4处理高了98.6%.土壤表面电化学性质会影响氮肥所转化的NO-3的淋失、氢离子的吸附以及交换性盐基离子淋失,为科学施氮,调节土壤—作物体系的氮素平衡,故在选择施用氮肥时应适当适量.本试验条件下,尿素相较于其他两种氮肥更适合砖红壤,且氮肥的合理施用量应控制在350~400kg/hm2.     

热胁迫对大肠杆菌细胞膜和膜蛋白的影响

【目的】以大肠杆菌ATCC43889为试材,研究热胁迫处理对其细胞膜和膜蛋白的影响,为高温杀菌技术在食品工业中的应用奠定理论基础。【方法】研究ATCC43889分别经50℃、60℃和70℃热胁迫处理15 min并转接10次培养后,获得的3种抗热性ATCC43889菌株的细胞膜和膜蛋白变化。采用扫描电子显微镜分别观察原始对照菌株和3种抗热性菌株个体形态的变化;采用96孔微量酶标板法测定各菌株生物被膜生成能力的强弱;用气相色谱法测定各菌株细胞膜脂肪酸组成的变化及其差异;用差示扫描量热法测定各菌株细胞膜磷脂相变温度的变化;通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法检测各菌株外膜蛋白表达的变化。【结果】大肠杆菌ATCC43889分别经50℃、60℃和70℃各10次热胁迫处理并转接10次培养后,其个体形态变化明显,经50℃热胁迫后,部分菌株由球状体变为长杆状;经60℃热胁迫后的菌株个体形态较50℃热胁迫处理的菌株细长;经70℃热胁迫处理后大部分菌株变成了更细长的杆状,大量的菌株聚集在一起,菌体表面呈凸凹不平的无规则形态。随着热胁迫温度的提高,ATCC43889抗热性菌株的生物被膜生成活力增大,其生物被膜生成能力增强,3种抗热性菌株的生物被膜生成能力与对照组相比差异显著(P0.05),60℃和70℃下获得的2种抗热性菌株的生物被膜生成能力差异不显著(P0.05)。与对照的原始菌株相比,经过50℃、60℃和70℃各10次热胁迫处理并转接10次培养的菌株,缺失了3种脂肪酸,分别为C18:1n9c、C18:3n3和C21:0,随着热胁迫温度的提高,热胁迫菌株细胞膜中C13:0、C16:0和C17:0等饱和脂肪酸(SFA)及其总含量升高,而C14:1、C16:1、C17:1、C18:1n9t和C18:2n6t等不饱和脂肪酸(USFA)及其总含量降低,总SFA/总USFA比值增大,SFA/USFA比值越大,菌体细胞膜流动性越弱。随着热胁迫温度的提高,ATCC43889抗热性菌株细胞膜磷脂的熔点(Tm)升高,表明细胞膜磷脂的相变温度升高,细胞膜流动性降低,热胁迫温度越高,细胞膜流动性越低;随着热胁迫温度的提高,分子质量在63 kD和75 kD附近的条带颜色逐渐变深,分别经60℃和70℃各10次热胁迫并转接10次培养获得的2种抗热性菌株,其细胞外膜蛋白分子质量在48—75 kD均增加了特异条带;胁迫温度越高,一些外膜蛋白表达量及其种类增加,ATCC43889的耐热性越强。【结论】随着热胁迫温度的升高,ATCC43889个体形态变长,生物被膜生成能力增强,饱和脂肪酸含量升高,不饱和脂肪酸含量下降,细胞膜磷脂的相变温度升高,细胞膜流动性降低,一些外膜蛋白表达量提高、表达种类增加,菌株耐热性增强,这些变化有利于其适应不利的热胁迫环境,提高生存能力。     

原玻璃蝇节杆菌对铅离子的吸附性能研究

研究了海洋细菌原玻璃蝇节杆菌(Arthrobacter protophormiae)对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能,探讨了溶液酸碱度、温度、菌体浓度和接触时间等因素对去除效率的影响。利用原子力显微镜技术探测吸附前后细胞表面的变化。结果表明,该海洋菌体吸附铅离子的最佳酸碱度为p H 6,去除铅离子的最佳温度为55℃,且增大菌体浓度有利于铅离子的去除,准二级动力学模型较好地拟合了动力学数据。铅离子的吸附导致细菌细胞表面产生显著变化。     

恩诺沙星纳米乳的制备及其质量评价

为制备恩诺沙星纳米乳,首先通过滴定法绘制伪三元相图,研究不同表面活性剂、助表面活性剂、表面活性剂和助表面活性剂质量比(Km)形成纳米乳的区域,筛选出最佳制备处方,并对制备的恩诺沙星纳米乳进行质量评价.结果表明:最佳的纳米乳处方为肉豆蔻酸异丙酯(IPM)、聚氧乙烯蓖麻油-40 (EL-40)、乙酸(HAc)和水,其中Km为3∶2,各成分的质量分数为恩诺沙星15％,IPM3％,EL-40和HAc 48％,蒸馏水34％;所制备的恩诺沙星纳米乳为O/W型,澄明均一,平均粒径为(22.45±2.92) nm,粒径呈正态分布,pH 4.36;该纳米乳对大肠杆菌ATCC25922和金黄色葡萄球菌ATCC25923的最小抑菌浓度(MIC)均为其原料药MIC的1/2;在离心试验和温度试验条件下,未见乳液分层、破乳和药物析出现象.结果显示,恩诺沙星纳米乳制备工艺简单、溶解度高、抗菌活性强、稳定性好.     

BS+DT和BS+SDS复配修饰红壤对Cd2+吸附的比较

为了比较两性-阳离子和两性-阴离子复配修饰可变电荷土壤对Cd~(2+)吸附的差异,采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵(DT)和阴离子型表面修饰剂十二烷基磺酸钠(SDS)分别对十二烷基二甲基甜菜碱(BS)两性修饰红壤进行复配修饰,以批处理法研究各供试土样的等温吸附及热力学特征,并对比了修饰比例、温度、pH和离子强度对吸附的影响。结果表明:阳、阴离子对两性修饰红壤的复配修饰具有相反的效应,BS+DT复配修饰红壤对Cd~(2+)吸附量随DT修饰比例的增加而减小,BS+SDS复配修饰红壤对Cd~(2+)的吸附量随SDS修饰比例的增加而增加。供试土样对Cd~(2+)饱和吸附量呈现出BS+SDSBSCK(红壤)BS+DT的规律,Sips模型能够较好地描述Cd~(2+)在各供试土样上的吸附机制。各供试土样对Cd~(2+)的吸附均呈现出吸热、熵增、自发的特征,低离子强度和高pH有利于Cd~(2+)的吸附。可变电荷土壤表面负电荷数量较少是造成阳、阴离子复配修饰对Cd~(2+)吸附差异的关键因素。     

黑曲霉对重金属Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的抗性及富集特性

以黑曲霉(Aspergillus niger)为实验菌株,探讨不同pH值、重金属离子初始浓度、孢子液接种量和重金属离子共存对菌体生长量和富集能力的影响。结果表明:Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)对黑曲霉的最低抑菌浓度分别为250、700mg·L-1;菌株最佳生长和富集条件为pH5.0、孢子液体积1mL,黑曲霉对Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的富集分别在4d和5d达到平衡。在重金属共存系统中,Cu(Ⅱ)/Zn(Ⅱ)浓度越高,黑曲霉对Cu(Ⅱ)/Zn(Ⅱ)富集能力越强;Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的富集量分别在其浓度为150、250mg·L-1时达到最大(8.89、22.80mg·g-1)。采用扫描和透射电镜观察富集前后菌体表面形态和内部结构变化,表明菌体生长受重金属毒害作用可能破坏菌丝表面结构,A.niger富集Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)由表面吸附和胞内富集两部分组成,Zn(Ⅱ)作用下菌丝的完整性较好,菌株对Zn(Ⅱ)具有较强的抗性和适应能力。     

4种观察副溶血弧菌表面形态的方法比较

以副溶血弧菌为材料,进行了相差显微镜、荧光显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜(负染)的观察,并得到清晰的菌体外表面形态的图片,同时分析比较各种方法的适用范围和优缺点,并对操作过程中可能遇到的问题以及需要注意的事项分别进行了阐述和说明。相差显微镜可以用于观察菌体的运动状况和单个菌体的大体形态,但无法观察细胞的微小变化;荧光显微镜可用于细菌计数、区分正常细胞和死细胞以及菌体细胞之间的连接现象和外分泌物的宏观情况等;扫描电子显微镜可观察到菌体细胞表面的微观形态,包括细胞壁褶皱等结构的细微变化,但不适于鞭毛和外分泌物的观察;透射电子显微镜(负染)可观察细菌活体的形态,可以对鞭毛和外分泌物等进行观察,但是不适用于需要表型统计的实验。     

湘南第四纪红壤的粘粒矿物组成、肥力特点与表面化学性质

用X-射线衍射分析仪和电化学测试方法研究不同农业利用方式对湘南第四纪红壤母质及其发育土壤的粘粒矿物组成和表面电荷特性的影响。结果表明,湘南第四纪红壤母质的矿物组成以高岭石为主,其次是1.4nm过渡矿物。经过人为耕种尤其在水田条件下,土壤粘粒中蛭石和水云母的含量增加,铁的活化度增大。土壤表面电荷数量和电荷零点也发生相应改变,土壤肥力得到改善。     

介质pH及离子强度对纳米SiO2颗粒分散度的影响机制初探

【目的】分析介质pH及离子强度对纳米SiO_2(nSiO_2)颗粒分散度的影响。【方法】采用分散试验分析了不同介质pH和NaNO_3浓度对10nm nSiO_2颗粒分散度的影响,并通过多组分表面电荷调控模型理论及泊松-玻尔兹曼方程对影响机制进行了初步探讨。【结果】nSiO_2颗粒分散度随着NaNO_3浓度的增加而降低,但随着介质pH的升高而增加,并在pH 7.39以后逐渐趋于稳定;随着介质pH的增大,nSiO_2颗粒的表面电荷密度(σ)增加,但增加介质的离子强度及nSiO_2颗粒的粒径会逐渐降低σ。nSiO_2颗粒粒径的变化会导致其表面H+的分布发生改变,从而引起σ的变化。双电层结构的拟合结果表明,当双电层结构厚度与粒径比值(λD/Dp)0.2时,nSiO_2颗粒的σ主要受控于粒径大小,可忽略离子强度和pH的影响;当λD/Dp0.2时,nSiO_2颗粒的σ不仅受控于粒径大小,还与介质的离子强度和pH密切相关。【结论】nSiO_2颗粒的σ与粒径大小、介质的pH和离子强度密切相关。     

猪链球菌2型溶血素基因的检测

根据GenBank发表的猪链球菌2型(SS2)溶血素基因(sly)全序列,利用O ligo(7.0)软件设计并合成了可扩增长度为495 bp的引物,从SS2参考菌株ATCC43765和SS2江苏分离株HA9801中扩增出495 bp的条带,利用HindⅢ限制性内切酶对具有相应单一酶切位点的PCR扩增产物进行酶切,获得预期的314 bp和181 bp的2个DNA片段,检测灵敏度达到2.5×102CFU.mL-1;但不能从马链球菌兽疫亚种ATCC35246、大肠埃希氏菌ATCC25922、单增李斯特杆菌ATCC19115/413、金黄色葡萄球菌ATCC25923、粪肠球菌ATCC29212中扩增出相应的条带。PCR扩增产物的测序结果与GenBank的猪链球菌sly基因(Z36907)核苷酸序列完全一致。该方法可快速、敏感、特异地检测SS2的溶血素基因。     

湘南第四纪红壤的粘粒矿的组成,肥力特点与表面化学性质

用Ｘ－射线衍射分析仪和电化学测试方法研究不同农业利用方式对湘南第四纪红壤母质及其发育土壤的粘粒矿物组成和表面电荷特性的影响。结果表明，湘南第四纪红壤母质的矿物组成以高岭石为主，其次是１．４ｎｍ过渡矿物，经过人为耕种尤其在水田条件下，土壤粘粒中蛭石和水云母的含量增加，铁的活化度增大。土壤表面电荷数量和电荷零点也发生相应改变，土壤肥力得到改善。     

消化道环境胁迫对青春双歧杆菌KLDS2.0003粘附能力影响

确定消化道环境胁迫对青春双歧杆菌KLDS2.0003粘附能力、菌体表面性质及菌体细胞膜脂肪酸组成影响。采用体外方法模拟消化道环境,以Caco-2细胞作为粘附模型,青春双歧杆菌KLDS2.0003相继经过模拟唾液、模拟胃液以及模拟肠液处理后,测定经历模拟消化道环境前后存活率、粘附能力、自动聚集能力和表面疏水性,同时采用扫描电镜和透射电镜观察菌体形态以及采用GS-MS法测定菌体处理前后细胞膜脂肪酸组成变化。结果表明,青春双歧杆菌KLDS2.0003经模拟消化道环境胁迫后,粘附能力下降,菌体表面疏水性、自动聚集能力菌下降、菌体细胞形态发生改变,膜不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比例增加,而且有一种新长链不饱和脂肪酸C18:2n6c产生。结果显示,消化道环境胁迫会降低青春双歧杆菌KLDS2.0003粘附能力,同时菌体自动聚集能力和表面疏水性均降低,三者之间呈现一定相关性,此外,在消化道环境胁迫条件下,膜脂肪酸组成发生改变,诱导产生一种新长链不饱和脂肪酸C18:2n6,c推测该菌通过调节膜脂肪酸组成变化以抵抗消化道环境中不利因素。     

土壤表面电荷磁致效应的研究

本文主要研究了棕壤和盐土磁处理后，比表面、表面各类电荷及电荷密度的变化，以及磁场强度和土壤湿度对上述磁致效应的影响。研究发现，磁处理可显著降低土壤比表面值；增加土壤可变负电荷和电荷密度以及减少可变正电荷数量。这些结果为应用磁改良技术改善土壤微结构及其功能提供了一定依据