耐重金属高效多环芳烃降解菌群强化雨水生物滞留系统的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51409209
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1007.环境污染治理与修复
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), a class of toxic environmental pollutants with low biodegradability, contribute significantly to the contamination of urban stormwater runoff in China. During the treatment of stormwater runoff with bioretention systems, removal efficiency and accumulation effect of PAHs retained in the system need to be further clarified. By applying bioaugmentation technology, the proposed study will add metal-resisting high-efficiency PAHs-degrading microbial consortium into bioretention system for urban runoff, so as to optimize PAHs degradability, illustrate correlative factors and mechanisms, and finally reduce the high load of PAHs accumulated in this complex system. Moreover, specialized metal-resisting PAHs-degrading microbial strains will be selectively enriched and separated from petroleum hydrocarbon-contaminated soil with amended bioaugmentation technique, and then combined to prepare high-efficiency PAHs-degrading microbial consortium of which the biodegradation mechanisms and pathways will be studied through metabolites analyses and molecular biology techniques. Finally, small-scale bioaugmented bioretention system for urban stormwater runoff will be established, and its removal capacity for PAHs and stability will be investigated. Factors of different microbial consortium dosing ways, design parameters, and road runoff characteristics will then be evaluated for their impact on system performance of PAHs removal. The proposed research will shed light on the mechanisms and enhancement effect of PAHs removal in bio-augmented bioretention system under combined pollution of heavy metals and PAHs, and thus providing theoretical and intellectual support for the bioremediation of PAHs diffused contamination in urban areas and making contribution to the achievement of regional sustainable development of ecological system, society and economy in China.
多环芳烃(PAHs)作为难降解有毒污染物,是我国城市雨水径流中的重要组成。在利用生物滞留系统处理径流污染过程中,被截留PAHs的去除效果及积累问题有待研究。本研究利用生物强化技术,向生物滞留系统中投加耐重金属高效PAHs降解菌群,优化PAHs降解能力,探索其影响因素和作用机制,以解决复合污染条件下PAHs类污染物的积累问题。采用改良的实验室强化培养方法,构建以关键功能菌株为主体的耐重金属高效PAHs降解菌群,通过代谢产物分析和分子生物学手段揭示菌群的协同作用机理和代谢途径;使用小试装置构建强化生物滞留系统,考察其PAHs降解能力和稳定性,探索菌群投加方式、滞留系统设计参数和路面径流特点等因素对PAHs净化效果的影响,并揭示重金属-PAHs复合污染条件下强化生物滞留系统对PAHs的削减情况和影响机制,从而为解决城市水体环境中PAHs面源污染问题提供理论支持和技术保障。

结项摘要

多环芳烃(PAHs)作为难降解的持久性有机污染物,是我国城市雨水径流中的重要组成。在利用生物滞留系统处理径流污染过程中,被截留的PAHs有可能产生积累问题和潜在环境风险。采用生物强化技术向生物滞留系统中投加高效PAHs降解菌剂,是一种值得研究和应用的降低PAHs污染危害的新方法。本研究在整理前人研究的基础上,归纳总结了生物滞留设施去除PAHs的效果、机理及其主要影响因素;对受PAHs污染土壤中微生物进行驯化与筛选,构建了以关键功能菌株为主体的耐重金属高效PAHs降解菌群;利用分子生物学手段掌握了菌群多样性和群落结构信息,并对高效菌群的生长和降解特性进行了分析,结合动力学模型考察和确定了菌群生长和PAHs降解活性的耐受范围和最佳条件;构建生物滞留系统小试装置,探明了不同PAHs胁迫压力对不同填料组成生物滞留系统处理性能、微生物酶活、多样性及群落结构的影响,揭示了系统对PAHs的耐受性和微生物群落动态演变规律。项目的研究成果可应用于生物滞留系统的改良和生物修复,为解决城市雨水径流中PAHs污染问题、优化生物滞留系统运行提供了一定的理论基础和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(4)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
生物滞留系统去除城市地表径流中多环芳烃的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    水资源与水工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王东琦;单稼琪;李怀恩;李家科;林奕杉
  • 通讯作者:
    林奕杉
木质素磺酸盐好氧降解菌的筛选及降解特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    应用与环境生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王东琦;苏振铎;杜文静;梁继东
  • 通讯作者:
    梁继东
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    水资源与水工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏振铎;徐志嫱;许光远;党航博;文辉;张程
  • 通讯作者:
    张程
生物慢滤系统对再生水中氮磷降解的试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    水资源与水工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏振铎;徐志嫱;王东琦;许光远;李婵
  • 通讯作者:
    李婵

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    林显丰;王东琦;袁祖贻;LEI Xin-jun*,ZHANG Wei,LIN Xian-feng,WANG Dong-qi,
  • 通讯作者:
    LEI Xin-jun*,ZHANG Wei,LIN Xian-feng,WANG Dong-qi,

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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