核壳结构β-NaYF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)/TiO_2的制备及光催化性能

核壳结构纳米复合材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2的制备分为2个步骤:首先通过高温热分解法制备由上转换发光材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+组成的核;再由钛酸四丁酯(TBOT)在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮K-30(PVP)作用下水解而成的壳。测试表明,β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2是由β型六方相结构Na YF4纳米粒子和无定形结构的Ti O2组成。这种核壳结构纳米复合材料可以吸收近红外光(NIR),其中β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+可以吸收近红外光,而后通过上行转换发出紫外光,通过激发Ti O2产生活性基团,达到催化降解有机污染物的目的。为了验证其光催化活性,在980 nm激光照射下将其用于罗丹明B(Rh B)的降解,结果证明该复合材料可以达到一定的降解效果。因此,核壳结构纳米复合材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2是一种新型的近红外光催化剂,其能有效地扩展光催化剂对太阳能光谱的响应区域,提高太阳光的利用率,在未来Ti O2的光催化或者能源利用领域有着广阔的应用前景。     

裂变产物170Tm的体内蓄积特性诱发骨髓细胞突变效应研究

对裂变产物~(170)Tm的体内蓄积特性和诱发细胞突变效应的监测结果表明,当机体摄入~(170)Tm后,在短时间内即能迅速进入并滞留于骨组织中,其滞留量占体内各器官组织中的首位呈现高度选择性亲骨特征,在机体摄入~(170)Tm后的不同阶段,骨组织中的累积吸收剂量随着观察时间的延长而增升,其诱发骨髓细胞的染色体畸变率亦相应增高。由~(170)Tm内污染所诱发的染色体结构异常为染色单体型畸变,其中主要为染色单体断裂。随着骨组织中累积吸收剂量的增升,可观察到在一个细胞中同时有两个畸变发生,也诱发个别的染色体易位。     

激光对铜绿微囊藻的抑制效果及机理研究

为探索激光抑藻的效果及其机理,研究了不同波长激光对铜绿微囊藻的抑制效果,探讨了激光对铜绿微囊藻光合活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和细胞形态结构的影响。结果表明,650 nm红光激光的抑藻效果最好;功率1 W波长650 nm激光照射铜绿微囊藻10 min抑藻率达到93.88%;激光照射15 min的铜绿微囊藻生长不可恢复;激光照射10 min可破坏铜绿微囊藻光合系统,使最大光化学量子产量(Fv/Fm)降至0;激光照射15 min后铜绿微囊藻SOD活性升到18.25 U/mgprot,高于对照组(5.87 U/mgprot,P0.05);激光照射可破坏铜绿微囊藻细胞类囊体、拟核和细胞壁等结构。     

微波预处理污泥上清液为燃料的微生物燃料电池产电特性研究

采用经微波预处理的剩余污泥上清液作为接种体,成功地启动了空气阴极单室无膜微生物燃料电池(MFC),同时考察了不同微波时间和功率下MFC最大输出功率密度以及外接电阻对MFC的影响.结果表明,MFC整个产电周期长达600h,在同一微波功率(900W)下,MFC最大输出功率密度随辐射时间的延长而增大,在300s时达到210.07mW·m-2;当微波时间(300s)相同时,随着微波功率的增大,MFC最大输出功率在720W处出现一个峰值随后下降.长时间和较高功率(900W)的微波处理能够有效地提高MFC的工作效率;在最佳微波处理条件(300s,720W)下,最大输出功率密度最高可达306.2mW·m-2;不同外接电阻(30、500、2000Ω)下,库仑效率依次为83.3%、79.0%、33.6%;通过扫描电镜观察到,当外接电阻较高(2000Ω)时,阳极表面附着的微生物以球菌为主,外接电阻较低(30Ω)时,形态较为复杂,主要是丝状菌、球菌和杆菌,表明外接电阻会对MFC库仑效率和阳极表面微生物的富集产生影响.     

二级出水中环丙沙星耐药菌光辐照灭活研究

针对二级出水中的一株环丙沙星耐药菌,研究了菌株生长特性和光辐照对其灭活、复活及耐药性的影响.结果表明,该菌株对青霉素、氨苄西林、磺胺甲恶唑、四环素和利福平均具有耐受性,在环丙沙星存在的条件下,其最大比生长速率由0.63h~(-1)降低到0.51h~(-1).光辐照对环丙沙星耐药菌的灭活率基本随光照强度和辐照时间的增加而升高,且基本符合零级或一级化学反应动力学.可见光(100/300/500W汞灯和1000W氙灯(400nm))辐照60min,环丙沙星耐药菌灭活率达到0.25~0.39log.100/300W汞灯和1000W氙灯(400nm)辐照下环丙沙星耐药菌的变化符合零级反应动力学,灭活速率为10196.43~11345.24CFU/(m L·min),500W汞灯(400nm)辐照下环丙沙星耐药菌的变化符合一级反应动力学,灭活速率为0.01min~(-1).可见光+UVA(100/300/500W汞灯和1000W氙灯(300nm))辐照60min,环丙沙星耐药菌灭活率达到0.30~5.63log.100W汞灯(300nm)辐照下环丙沙星耐药菌的变化符合一级反应动力学,灭活速率为0.01min~(~(-1)),300W汞灯(300nm)辐照下环丙沙星耐药菌的变化符合零级反应动力学,灭活速率为2572.02CFU/(m L·min).未完全灭活的耐药菌存在复活,其48h光、暗复活率达到-3.9%~123.4%.在光辐照过程中,只有1000W可见光+UVA辐照影响环丙沙星耐药菌的耐药性,辐照60min,其抑菌圈直径由11.0mm下降到8.0mm.     

桉树叶提取液还原石墨烯电极提高微生物燃料电池产电性能的研究

将桉树叶提取液绿色还原氧化石墨烯(G-rGO)电极和微生物还原氧化石墨烯(B-rGO)电极依次作为微生物燃料电池(MFC)阳极,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所制备的电极进行表征,并采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)对比2种电极的电化学性能.结果发现,G-rGO阳极的内阻为243.87Ω,应用于MFC时最大功率密度和最大输出电压分别为18.77 W·m~(-3)和760 mV,对照组B-rGO电极的内阻为299.11Ω,将其应用于MFC时最大功率密度和最大输出电压分别为13.16 W·m~(-3)和635 mV,对照组未修饰阳极的内阻为375.21Ω,最大功率密度和最大输出电压分别为8.97 W·m~(-3)和480 mV.研究表明,G-rGO电极电阻更小,导电性能更优越.     

秸秆与煤矸石混配基质对水稻生长特性的影响

该文以探究对玉米秸秆不同前处理后与煤矸石不同配比制作可完全替代泥炭为主要原料的水稻育苗基质为目的,采用玉米秸秆和煤矸石为原料,分为1%NaOH处理与未处理玉米秸秆进行堆腐发酵,将堆腐后玉米秸秆与煤矸石按体积比设立6种基质梯度进行混配后开展水稻育苗生长实验,同时以商品化育苗基质为对照,研究6种不同梯度基质对水稻秧苗生长特性及生物量的影响,以期提供最佳的水稻育苗基质。研究结果表明:未经1%NaOH处理堆腐的玉米秸秆与煤矸石混配后,水稻出苗率70%,不宜用作水稻育苗基质;经1%NaOH处理堆腐的玉米秸秆与煤矸石合理混配后水稻秧苗生长状况较佳,且当玉米秸秆∶煤矸石∶珍珠岩=54%∶36%∶10%时,水稻秧苗的地上干重、地下干重和壮苗指数最高,叶片叶绿素含量最大,与CK处理相比,分别提高了50.5%、68.5%、69.4%和8.3%;当玉米秸秆∶煤矸石∶珍珠岩=63%∶27%∶10%时,水稻叶龄进程最短,根茎最粗,说明2种配比均可替代泥炭生产水稻育苗基质。     

广西北仑河口红树植物叶片和土壤的碳氮磷生态化学计量特征

红树林湿地生态系统是兼具陆地和海洋生态特征的海岸生态关键区。本研究以广西北仑河口的天然红树林为研究对象,对4种红树植物(木榄、桐花树、秋茄和白骨壤)叶片和2个剖面土壤(0～10 cm和30～40 cm)的C、N、P含量及其计量特征进行了分析。结果表明:(1) 4种红树植物叶片C、N、P平均含量分别为492. 49 mg/g、13. 39 mg/g和1. 35 mg/g,其中C含量表现为桐花树秋茄木榄白骨壤,而N、P含量为白骨壤秋茄桐花树木榄,叶片C∶N、C∶P、N∶P值分别为39. 04、414. 63、10. 47,该结果表明北仑河口红树植物具有较高的碳汇能力,其生长更易受N限制;(2)土壤C、N、P平均含量分别为28. 65 mg/g、1. 04 mg/g和0. 22 mg/g,其中N、P含量表现为0～10 cm30～40 cm,而C含量表现为30～40 cm0～10 cm。N、P含量和C∶N、C∶P值在两个土壤剖面间存在极显著差异;(3)叶片N、P含量与土壤N、P含量的相关性不显著,而土壤P含量与叶片C含量、C∶P及N∶P值有显著或极显著的负相关关系,土壤N含量与叶片C∶P和N∶P值分别呈现显著正相关和极显著负相关关系,该结果可能与红树植物的生理生态特征以及河口海岸环境(潮汐、微地形等)有密切关系。     

凹凸棒石组配硫酸锌对土壤Cd的钝化效果及生态风险评价

为明确凹凸棒石组配硫酸锌作为修复材料在钝化土壤Cd以及促进玉米生长方面的应用潜力,以凹凸棒石为原料,通过液相浸渍制备凹凸棒石组配硫酸锌作为钝化剂开展钝化试验与盆栽试验,研究了凹凸棒石与硫酸锌配比分别为3∶1、5∶1、7∶1、9∶1、11∶1时对土壤Cd有效性、玉米生长状况及其对Cd富集能力的影响,并采用扫描电镜初步探讨钝化剂的表面特征. 结果表明:与对照相比,添加凹凸棒石组配硫酸锌钝化处理使Cd的DTPA(二乙基三胺五乙酸)有效态含量降低了5.22%~32.77%,TCLP(毒性浸出方法)有效态含量降低了12.43%~35.65%,Cd的钝化效率随硫酸锌添加量的增加而显著提高(P<0.05). 钝化处理可显著降低玉米植株中Cd的含量,其茎部Cd含量的最大降幅为60.06%,根部Cd含量的最大降幅为32.69%,Cd主要集中分布在根部;同时,钝化剂的加入缓解了Cd对玉米生长的胁迫,随硫酸锌用量的增加,玉米生物量显著提升. 研究显示,凹凸棒石组配硫酸锌可作为对Cd污染农田修复的钝化剂,在钝化剂同等剂量水平下,凹凸棒石与硫酸锌配比为3:1时,对土壤中Cd的钝化效果最佳.      

光照对东海典型赤潮藻生长及硝酸还原酶活性的影响

选用东海赤潮高发区两种典型赤潮藻种:东海原甲藻和中肋骨条藻,采用实验室一次性培养,参照东海海水的实际光照,研究了不同自然光强对两种赤潮藻生长及硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明在30～60 W.m-2光照范围内,东海原甲藻和中肋骨条藻均能正常生长,生长曲线皆为S型;而光强为9 W.m-2和0 W.m-2时,东海原甲藻和中肋骨条藻几乎无法生长.在实验设定的0～60 W.m-2范围内,两种藻的硝酸还原酶活性最大值NRAmax、最大生长速率μmax和终止生物量Bf随光照的变化趋势一致,说明光的强弱通过影响细胞硝酸还原酶活性大小间接影响藻类的生长.中肋骨条藻的最大生长速率及单位体积的NRAmax在数值上均远大于东海原甲藻,表明相对于东海原甲藻而言,中肋骨条藻能更好地利用硝酸盐.     

水力停留时间对MFC-A2/O工艺处理生活污水的影响

在10 L的A~2/O反应器中构建微生物燃料电池(MFC)系统,以厌氧段作为阳极室去除有机物,缺氧段作为阴极室去除硝酸盐.结果发现,30 d左右可以达到最大输出电流.系统启动后进入稳定期对水力停留时间(HRT)进行优化,结果表明,当HRT=16 h时可以获得最佳出水效果,此时MFC的出水COD、总氮浓度分别比对照A~2/O反应器低14.6%和10.1%,在100Ω外阻下的输出功率密度为612 m W·m~(-3);当HRT=12 h时,产电效果最好,最大输出功率密度可以达到808 m W·m~(-3).     

生物强化技术处理某合成制药厂废水工程实例

针对性地对制药废水中重要污染物的高效降解微生物进行筛选、分离、驯化,把W1、W5、W7、W10和实验室混合菌株CQS进行复配并确定其投配比为1∶1∶1∶1∶1时降解效果最好,COD、NH3-N的降解率为83%,67%。并对组成高效菌剂的菌种进行了16S rRNA鉴定,菌株W1为阪崎肠杆菌Cronobacter sp.,菌株W5为多红球菌Rhodococcus sp.,菌株W7为假单胞菌Pseudomonas sp.,菌株W10为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis.。将高效复合菌剂运用于重庆某合成制药厂的污水处理厂,结合工艺运行参数的调整,对其处理效果进行强化。结果表明:出水COD100 mg/L;出水氨氮浓度1 mg/L;出水色度50;SS50 mg/L。     

强化磷酸铵镁法回收源分离黄水中氮磷的试验研究

为强化氮磷的回收与资源化利用,采用磷酸铵镁法处理源分离黄水。分析了p H值、Mg∶N∶P(摩尔比)、搅拌时间、搅拌速度、温度等因素对氮磷回收效果的影响,考察了p H值调节方式对氮磷回收的强化作用。结果表明:p H值调节方式和Mg∶N∶P是影响氮磷回收效果的主要因素;改善pH值的调节方式可以提高氮磷回收率并节省镁源和磷源的投加;在初始pH值为9且首次反应结束后pH值回调至9、Mg∶N∶P=1.1∶1∶1的条件下,氮、磷回收率分别达到82.6%和94.5%,获得的沉淀晶体呈斜方晶型且杂质较少。     

蔬菜废弃物和小麦秸秆对堆肥过程中温室气体排放的影响

以蔬菜废弃物和小麦秸秆为原料,设二者体积比分别为1∶1(V1W1)、1∶2(V1W2)、2∶1(V2W1)3个处理,每个处理添加20%(体积比)的鸡粪并混合均匀,进行为期30 d的好氧发酵试验,以对好氧发酵过程中温室气体的排放特征进行研究.结果表明:在整个腐解过程中,V1W2处理堆体的高温阶段温度(68 ℃)最高且高温持续时间(13 d)最长.在堆肥结束时,与堆肥初期相比,V1W1和V1W2处理的w(TN)分别增加了7.44%、10.92%;3个处理的w(TOC)分别降低了12.44%、12.41%、13.44%;在堆肥的前期(1～15 d)w(NH₄+-N)增加,中后期NH₄+-N向NO₃--N转化.V1W1、V1W2和V2W1处理的CO₂累计排放量分别为13.21、13.04、15.93 g/kg;CH₄的累计排放量分别为215.72、171.83、249.80 mg/kg;N₂O的累计排放量分别为56.13、35.62、98.71 mg/kg.V1W2处理的CO₂累积排放量比V2W1处理显著降低了18.14%;V1W2处理的CH₄累积排放量分别比V1W1和V2W1处理显著降低了20.35%、31.22%;V1W2处理的N₂O累积排放量分别比V1W1和V2W1处理显著降低了36.54%、63.91%.研究显示,从腐解过程中碳氮转化和温室气体的排放考虑,蔬菜废弃物和小麦秸秆的配比为1∶2的处理更有利于堆肥保氮保碳和减少温室气体的排放.      

潮白河周丛生物群落元素组成与水质变化的生态计量学关系研究

研究了潮白河流域中污染水体对周丛生物群落的碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量以及生态计量组成的影响.结果表明,下游潮白河NH4+-N、NOx--N分别占TN的52%和28%;上游白河则分别占1.6%和38%.潮白河TP含量(0.104 mg.L-1)为白河TP含量(0.005 mg.L-1)的21倍.白河和潮白河周丛生物C、N、P元素的变异系数分别为0.55、0.41、0.62和0.24、0.13、0.18,表明生长于白河周丛生物的元素结构变化更大.无周丛生物的水体NH4+-N和TP的浓度分别为有周丛生物的21倍和11倍.通过对TOC、TN、NOx--N、NH4+-N、TP、pH、氧化还原电位(ORP)和电导率(conductivity)等水质指标进行二元Logistic回归分析得知,水体TP为影响潮白河周丛生物生存的主要因素,其预测正确率为87.3%.周丛生物C、N、P元素间有强相关性,其中N起了"桥梁"作用.生态计量学分析进一步显示周丛生物的N∶P的比值追随水体TN∶TP的变化;并且该比值主要受水体TP浓度影响.周丛生物N∶P可用于水体TN∶TP变化的生态计量学的指示因子.本研究为进一步探究周丛生物群落结构变化,以及对高一级营养级生物群落结构和元素循环的影响奠定了基础.     

喹啉和吡啶共存条件下的MFC产电特性研究

喹啉和吡啶往往共存于实际废水中,本文通过构双极室MFC,以铁氰化钾为电子受体,对喹啉和吡啶在MFC中的降解以及产电性进行研究.结果表明,MFC的最大输出电压随着葡萄糖浓度的降低而降低,当喹啉和吡啶初始浓度均为500mg·L-1,葡萄糖浓度分别为1000、500、100mg·L-1时,最高输出电压逐渐降低,分别为606、537、354mV;最大体积功率密度为18.4、14.4和6.3W.m-3.当以等浓度500mg·L-1的喹啉和吡啶作混合燃料时,MFC的内阻超过1250Ω,最大体积功率密度为2.9W.m-3.周期结束时,COD的去除率达79%以上,喹啉和吡啶均可以完全去除,喹啉的降解速率明显高于吡啶.MFC可以利用喹啉和吡啶作为混合燃料,这为含喹啉和吡啶共存类实际废水的MFC处理提供了理论依据.     

非晶态TiO2-W薄膜的光催化性能研究

采用磁控溅射技术在玻璃基片上制备了W掺杂的非晶态TiO2薄膜,用XRD、XPS和椭圆偏光测厚仪等对薄膜进行了微观分析.结果表明,TiO2-W薄膜为非晶态结构.Ti以 4价存在;W以0价和 6价形式存在,并且6价和0价W的原子浓度比为6.4:1;薄膜中Ti和W的原子浓度比为2.6:1.对5 mg·L-1的亚甲基蓝溶液光催化脱色试验表明,随着膜厚的增加,光催化降解率递增,当膜厚达到141 nm时,所制备的TiO2-W薄膜对亚甲基蓝的脱色率在2 h达到90%;当膜厚大于141 nm时,光催化降解率不再增加.     

表层沉积物中6:2氟调醇生物降解对细菌群落结构的影响

6∶2氟调醇(6∶2 FTOH)是一种多氟烷基物质,近年被广泛用于工业和消费品中,对环境有潜在威胁,但目前关于6∶2FTOH及其降解产物对沉积物中微生物群落结构的影响还不清楚.本研究的目的是通过基因分析方法探索6∶2 FTOH生物降解对表层沉积物中细菌群落结构的影响.从天津海河采集表层沉积物和河水,在实验室进行微宇宙实验,通过LC-MS/MS测定6∶2 FTOH及其降解产物的浓度,通过变性梯度凝胶电泳和高通量测序分析细菌的群落结构.结果表明,6∶2 FTOH在微生物的作用下可发生降解(半衰期小于3 d),生成6∶2 FTCA、6∶2 FTUCA等中间产物和5∶2 FT Ketone、5∶2 s FTOH、PFHx A、PFPe A、PFBA、5∶3 Acid等稳定产物,该过程对沉积物细菌群落结构产生明显影响,引起细菌群落丰富度和多样性的变化.在6∶2 FTOH降解的不同阶段,细菌的变化和优势菌群略有不同.根据100 d的实验结果,从门的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起绿弯菌门丰度大幅上升(+24.8%)、变形菌门和厚壁菌门丰度大幅下降(-17.8%和-15.9%).从纲的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起丰度上升较大的有厌氧绳菌纲(+19.6%)和δ-变形菌纲(+4.3%),引起丰度下降较大的有ε-变形菌纲(-20.0%)、梭菌纲(-10.1%)、芽孢杆菌纲(-5.8%)和γ-变形菌纲(-4.2%).从属的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起丰度上升较大的有Anaerolineaceae_uncultured(+19.1%)和硫碱球菌属(+13.3%),引起丰度下降较大的有弧菌属(-14.1%)、硫单胞菌属(-13.2%)、芽孢杆菌属(-5.1%)、Sulfurovum(-4.2%)和Fusibacter(-4.1%).这些结果有助于预测环境中细菌对多氟烷基物质污染的响应及筛选可降解多氟烷基物质的细菌.     

乳状液膜吸收有机废气的实验研究

为提高水吸收乙酸丁酯的净化效率,以石油醚作膜相,聚异丁烯单丁二酰亚胺(T151)、聚异丁烯多丁二酰亚胺(T155)作乳化剂,制备水相/油相(W/O)型乳状液,作为分散相加入水中形成水相/油相/水相(W/O/W)型乳状液膜,进行了吸收含乙酸丁酯模拟废气的研究.主要考察了制乳速度、乳水比、表面活性剂用量、废气中乙酸丁酯初始浓度等参数对液膜吸收效率的影响.结果表明,乳状液膜体系对乙酸丁酯的吸收效率较高,在搅拌转速为400r/min,V(石油醚)∶V(水)为1∶1,w(T151)和w(T155)分别为6%和4%,V(乳化剂)∶V(水)为1∶4条件下制备的乳状液膜稳定性较好,且对乙酸丁酯废气吸收效率最高,可达80%以上.      

钙对紫外辐射B胁迫下小麦幼苗若干生物学特性的影响

采用模拟紫外辐射(UV-B,280～320nm)的盆栽实验法,研究钙离子对紫外B辐射胁迫下小麦幼苗若干生物学特性的影响.结果显示,在紫外辐射胁迫下(0.35W/m²,每日照射6h,连续照射7d),2mmol/L钙离子处理的小麦,地下与地上部生长指标均明显低于对照植株(降幅为8.1%～36.1%).而6mmol/L钙离子处理的小麦幼苗,各种生长指标的降幅(3.2%～28.6%)低于2mmol/L钙离子处理的小麦幼苗.表明钙离子具有缓解紫外辐射伤害小麦幼苗的效应,这同钙离子对小麦幼苗部分生理生化指标的影响有关.