耐受甲拌磷菌株的筛选及其生物学特性研究

以受甲拌磷农药污染的土壤为研究对象,用添加甲拌磷的普通培养基进行室内培养,以从中分离筛选出甲拌磷的耐受菌.本研究筛选得到的菌株JZ1能耐受的甲拌磷质量浓度高达28 000 mg/L,且能以甲拌磷为唯一碳源生长.根据其形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析,确定JZ1为黏着剑菌(Ensifer adhaerens).黏着剑菌能在pH=5.0～9.0范围内很好地生长,最适pH为8.0;最适生长温度为37 ℃;最佳碳源和氮源分别为葡萄糖和酵母膏;生长环境中,NaCl的最佳质量浓度为0.5 g/100 mL(0.5%),超过8.0%时其生长明显受到抑制.用斜面固体培养基继代培养15代后,观察第5、10、15代的生物学特性和对农药的耐受性能,结果表明该菌株具有良好的传代稳定性.本文为进一步研究甲拌磷的微生物降解作用奠定了基础.     

1株中度嗜盐硝化菌的鉴定及在高盐废水中的应用

研究了1株中度嗜盐异养硝化菌gs2的脱氮特性和耐盐性能.从处理高盐度废水的成熟活性污泥中分离出1株中度嗜盐的异养硝化细菌gs2,对该菌株进行形态观察、生理生化试验以及16S rDNA序列同源性分析.结果表明,该菌株为盐单胞菌属(Halomonas),能在NaCl质量分数为0～20%的培养液中生长; 能耐受较宽范围的pH值(6～11),且最适pH值为8; 在25～35 ℃下均可生长,且30 ℃时生长最佳.采用CH3COONa和NH4Cl作为碳源和氮源对菌株gs2进行硝化特性研究,经过24 h培养后gs2对NH+4-N和COD的最终去除率分别为81%和74.24%; 在亚硝化和反硝化培养基中经过24 h后,gs2对NO-2-N和NO-3-N的最终去除率均可达到90%以上,表明该菌株可实现同步硝化和反硝化,即可以独立完成生物脱氮的全部过程.     

一株蜡状芽孢杆菌降解毒死蜱的影响因素研究

为了明确一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus HY-2)对毒死蜱的降解特性,在基础培养基中定量添加毒死蜱和降解菌进行混合摇培,每12 h取样检测毒死蜱残留量和菌株生长量,研究了接种量、毒死蜱初始质量浓度和含盐量等因素对菌株降解毒死蜱的影响。结果表明,接种量为8%(体积分数,接种体密度为OD600=3.0)时对80mg/L毒死蜱的降解率最高,为53%。随毒死蜱初始质量浓度增加,菌株的生长受到不同程度的抑制,然而随着毒死蜱的降解,菌体的生长量迅速增加,培养液的p H值随降解菌的增殖而逐渐上升。毒死蜱初始质量浓度为40~150 mg/L时,随降解时间延长,毒死蜱的残留质量浓度逐渐下降;而毒死蜱初始质量浓度为200 mg/L时,毒死蜱质量浓度在降解过程中出现了先上升后下降、然后逐渐下降的现象。降解菌对Na Cl有较高的耐受度,当Na Cl质量浓度为20~70 g/L时,降解菌在60 h时对80 mg/L毒死蜱的降解率为27%~53%。     

涕灭威降解菌培养条件的优化及降解特性研究

分别在山东泰安、聊城、菏泽、枣庄、潍坊长期施用涕灭威的农田采集土样,通过富集培养法筛选出1株降解涕灭威能力较高的细菌ZH-1,经生理生化与分子鉴定,该菌株为鞘氨醇杆菌(Sphingobac-terium sp.).为使该菌能更好地用于涕灭威残留污染治理,研究其生长和降解的适宜条件.结果表明.适合ZH-1菌株生长和降解的最佳碳源和氮源分别为蔗糖和硝酸钠;振荡(120 r/min)培养时该菌的适宜降解温度为30℃,且在低温时的生长和降解能力优于高温;培养基适宜pH值为7,且偏酸性条件下菌株的降解能力高于偏碱性条件;外加氮源硝酸钠的适宜质量分数为0.3%.在适宜培养条件下,恒温振荡培养5 d后菌株ZH-1对初始质量浓度为12.5 mg/L、25 mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L的涕灭威的降解率分别为51%、58%、69%、50%、35%,对涕灭威的绝对去除量随着涕火威初始质量浓度的增加而增加.外加氮源质量分数低于0.3%时,菌株的生长量随外加氮源质量分数的增加而增加,因此可在实际应用中加入一定氮源以促进该菌的生长.     

多级驯化嗜酸菌淋滤电子废弃物拆解地土壤重金属的效果

冶金用嗜酸性硫杆菌的驯化材料多为单一重金属,为了解决驯化后菌种在处理多种类重金属污染的土壤时存在效果不佳的问题,将电子废弃物拆解地实际污染的土壤作为驯化材料,分析了不同驯化周期内嗜酸性硫杆菌对污染土壤中重金属的去除效果。结果表明,电子废弃物拆解地土壤以Zn、Cu、As、Cd、Pb、Ni污染为主。经不同代时的驯化,嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxi-dans,A. f菌)和嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxi-dans,A. t菌)的生长pH值下降幅度不同,培养液中氧化还原电位(φ)均有所上升,表明其生物活性有所提高。重金属质量比对菌种的生物活性和产酸能力有一定的影响,多级驯化可提高菌种对重金属的去除能力。A. f菌对Zn、Ni、Cd、Cu、As的去除率均优于A. t菌,其中A. f菌对Cd的去除率高于A. t菌2倍以上,为79. 2%,但A. t菌对Pb的去除率优于A. f菌,可达66. 6%。     

波茨坦短芽孢杆菌降解4-氯酚和苯酚的特性

考察了波茨坦短芽孢杆菌对4-氯酚的降解特性及4-氯酚与苯酚在双底物体系中的相互作用。结果表明,波茨坦短芽孢杆菌能以4-氯酚为唯一碳源和能源,完全降解200 mg/L、250 mg/L及300 mg/L的4-氯酚所需时间分别为48 h、63 h和84 h,但该菌无法降解350 mg/L的4-氯酚,表明较高浓度的4-氯酚对细胞生长有较强的抑制作用。酶活分析表明,4-氯酚可诱导波茨坦短芽孢杆菌合成氯代邻苯二酚1,2-加氧酶并通过邻位裂解途径降解。细胞生长动力学过程符合Haldane方程,动力学参数为细胞最大比生长速μmax=0.145 h~(-1),半饱和系数KS=30.45 mg/L,底物抑制系数Ki=127.62 mg/L,决定系数R~2=0.98。在4-氯酚和苯酚双底物降解过程中,4-氯酚的存在会抑制苯酚的降解,当4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,1 400 mg/L苯酚被完全降解耗时更长,菌体优先利用苯酚作为碳源和能源,苯酚被完全降解后大部分4-氯酚才开始被降解;苯酚对4-氯酚降解的影响体现为低浓度促进和高浓度抑制,苯酚促进时质量浓度为100~300 mg/L,而苯酚质量浓度高于300 mg/L会产生抑制作用,当苯酚初始质量浓度为200 mg/L时4-氯酚降解速率最大。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述4-氯酚/苯酚双底物降解体系中细胞生长过程,苯酚对4-氯酚降解的抑制程度I_(1,2)=1.47,4-氯酚对苯酚降解的抑制程度I_(2,1)=2.56,决定系数R~2=0.95。研究表明,4-氯酚对苯酚降解的抑制作用大于苯酚对4-氯酚。     

铁对铜绿微囊藻生长活性及产毒的影响

以MA培养基为基础,向无铁培养基中添加不同质量浓度的FeCl3,对对数生长期的铜绿微囊藻进行接种培养,比较不同Fe3+浓度下,铜绿微囊藻的生长、活性及产毒状况.结果表明,无Fe3+时,藻的生长、细胞活性和产毒受到抑制;Fe3+浓度增大时,有利于藻的生长,且当Fe3+质量浓度为0.42 mg/L时,培养42 d后细胞密度达到最大(4.5×1010个/L).过高或过低浓度的Fe3+均会抑制藻细胞活性和毒素的产生.Fe3+质量浓度为0.04 mg/L时,脱氢酶活性较好;质量浓度为0.10 mg/L时,适宜藻毒素MCLR的生成,且单位生物量藻细胞的MCLR产量可达0.32 mg.研究表明,Fe3+浓度对藻细胞完整性的影响不大,而且藻细胞的最佳生长条件并不是其最佳产毒条件.     

营养条件对氧化亚铁硫杆菌生长及其铁沉淀的影响研究

为减少氧化亚铁硫杆菌培养过程中沉淀的产生,对其营养条件进行优化,研究不同氮源、磷源、初始Fe2+质量浓度及pH值对菌体生长和沉淀量的影响。结果表明:最佳氮源(NH4)2HPO4质量浓度为1.5 g/L时,取代了(NH4)2SO4和K2HPO4,同时作为氮源和磷源;优化后的培养基初始Fe2+质量浓度为13.5 g/L,pH值为1.8。优化后培养条件下菌体生长有较高氧化活性且沉淀量少。     

石油污染土壤对黄豆生长的影响

通过盆栽实验,研究了不同石油烃质量比对黄豆幼苗叶绿素、丙二醛(MDA)含量和SOD活性的影响;通过田间实验,探讨了石油烃对黄豆生长性状、籽粒品质和土壤中微生物群落的影响.结果表明,石油烃质量比为3 000～5 000 mg·kg-1时,对黄豆幼苗叶绿素质量比、MDA含量和SOD活性无显著影响;质量比达到10 000 mg·kg-1时,叶绿素质量比和SOD活性分别降低10.8%和9.8%,MDA含量增加12.4%.田间实验发现,10 000 mg·kg-1处理对黄豆中粗蛋白质、粗脂肪质量分数和出苗率无显著影响,但对黄豆多数生长性状影响显著,有明显毒害作用.土壤中石油烃质量比达到30 000～50 000 mg·kg-1 时,黄豆株高、单株荚数、肉荚比、百粒重、根重、单株产量、生物量、出苗率、粗蛋白质和粗脂肪质量分数显著下降;苯并[a]芘质量比达到5.32～5.59 μg·kg-1,高于国家食品标准所规定的限量(＜5 μg·kg-1);微生物数量,特别是嗜油菌数量显著增加.     

复合菌系RXS中木质纤维素降解酶类分析

复合菌系RXS能分泌多种木质纤维素降解酶,为探究这些酶在木薯渣降解中的作用,对RXS的培养时间、酶作用的温度和pH值,以及添加金属离子对酶活性和降解效果的影响进行了研究。结果表明,在培养48 h后,木聚糖酶(Xylanase)、滤纸酶(FPAase)和内切葡聚糖酶(CMCase)酶活性均达到最大值(分别为56.02 U/m L、3.14U/m L和6.78 U/m L),pH=6.0(FPAase和Xylanase的最适pH值)、温度为55℃(FPAase和CMCase酶活性最高)条件下,RXS酶液处理可使木薯渣的失重率达到18.78%,纤维素和半纤维素质量分数分别由31.46%和20.19%下降到22.12%和12.23%。添加Cu~(2+)有效地抑制了酶液中FPAase和Xylanase的酶活性,木薯渣几乎不降解,纤维素和半纤维素组分质量分数基本不发生变化;分别添加Co~(2+)和Zn~(2+)时,对3种酶均有一定程度的抑制,木薯渣失重率仅为3.29%和4.70%;分别添加Fe~(2+)、Mg~(2+)时,FPAase酶活性被抑制,Xylanase与CMCase共同降解底物,木薯渣失重率分别达12.77%和15.81%,纤维素和半纤维素质量分数明显降低。研究表明,Xylanase与CMCase是复合菌系中降解木薯渣的关键酶,其协同作用可使木薯渣有效降解。     

不同螯合剂对花生富集污染土壤中Co的影响

采用模拟Co污染土壤的方法,分别投加2.5 mmol/kg、5.0mmol/kg、7.5 mmol/kg的EDDS、NTA、CA和OA,研究了其对花生生长与吸收土壤重金属Co,以及对土壤中Co的活化能力的影响.结果表明:整合剂处理使花生的生物量降低,在高浓度整合剂处理时,降幅最大;EDDS的添加比NTA、CA和OA更显著地增加了土壤Co的有效态质量比,同时明显提高了花生的富集系数和转运能力;在螯合剂处理下,花生的转运系数最高达到0.916,具备了修复土壤重金属污染的能力;根系和地上部富集Co能力最强时分别达到58.64 mg/kg和46.33mg/kg,是对照组的1.29和3.63倍;各处理花生根系中的Co质量比要高于茎叶中的质量比,花生植株Co质量比与土壤有效态Co质量比呈显著(p＜0.05)或极显著相关(p＜0.01);综合来看,螯合剂的投加能有效活化土壤溶液中的Co,促进植物吸收、转运重金属.     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估

对在役混凝土桥梁的耐久性研究是目前学术界的热点问题。使用科学的方法对其耐久性进行合理的评估,是解决该问题的关键。考虑到在役混凝土桥梁耐久性评估中的不确定性,利用改进的三标度层次分析法及模糊可拓理论,建立了基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估模型。首先,根据桥梁的结构及所处环境的特点,建立了在役混凝土桥梁耐久性评估指标体系。其次,运用改进的三标度层次分析法确定指标权重。然后,使用模糊可拓理论确定耐久性等级。最后,通过具体的实例分析,证明了该评估方法的科学性和有效性。     

Y型通风沿空留巷巷道围岩活动规律研究

为掌握沿空留巷围岩活动规律,以谢桥矿12418工作面轨道顺槽为工程背景,采用多点位移计及钻孔窥视仪等设备进行实测研究,并结合数值模拟对其进行分析.结果表明:沿空留巷巷道表面围岩变形具有典型的近场效应,留巷前距工作面60 m以外的巷道基本无表面位移,随工作面的推进,巷道表面位移逐渐增大,距工作面10～15m范围内,表面位移变化速率显著增加,留巷后巷道表面位移与留巷前变形趋势类似,但表面位移量较留巷前有明显增加;从顶板钻孔窥视结果可以看出,留巷前仅在孔深2 m处发育单一离层裂隙,留巷后在孔深1.2m、2.4 m、3.8m和5.3m处发育多层离层裂隙,且随滞后工作面距离增加裂隙逐渐增大;尾巷充填体应力在充填材料固结后逐渐升高,并一直维持较高应力状态,因此,巷旁充填体既要确保有一定的强度和刚度,又要有一定的适应变形能力.     

物流企业员工安全参与行为演化路径研究

为确定影响物流企业员工安全参与行为的因素与演化路径,推动对物流企业员工的安全监管,在员工和物流企业具有有限理性的前提下,从物流企业与员工之间的博弈机理出发,构建了员工安全参与行为的演化博弈模型。采用系统动力学方法分析模型的演化趋势,通过数值仿真分析物流企业员工安全参与行为及演化路径。结果表明,奖励力度、惩罚力度等参数影响着员工策略的变化,物流企业可加大对员工不积极参与安全行为的处罚力度,并适当提高奖励力度,从而提高员工的参与安全活动的积极性;物流企业还应建立奖励与惩戒相结合的管理制度,同时通过技术创新降低监督成本,实现对员工安全的有效监管。     

基于模糊层次分析法的编队内碰撞风险评价模型研究

编队内碰撞是编队飞行最大的安全威胁。为解决编队飞行灵活性与编队飞行安全的矛盾,建立了编队内各机碰撞风险评价模型指标体系,使用模糊互补判断矩阵确定了各指标的碰撞权重,实现了编队内各机碰撞的风险评估。以空军航空兵某部一架机型G与一架机型H混合双机编队为例进行了实证研究,结果表明,该模型简便易操作,可提高编队飞行训练效率。     

井下有限空间内作业人员噪声危害调查

为研究煤矿井下环境相对封闭、空间相对有限的情况下,噪声对作业人员的影响及危害,通过问卷调查的形式,分别对开滦集团东欢坨及荆各庄2煤矿井下5个不同作业区人员进行了共计200份的噪声危害问卷调查。将问卷调查结果通过SPSS软件进行统计与分析,并将SPSS分析得到的数据用于分析井下噪声对作业人员的影响及危害,归纳出噪声对作业人员的影响因素,并对噪声、影响因素及症状之间建立了井下噪声对作业人员影响的理论关系模型。结果表明:在井下有限空间内,噪声对作业人员的危害最严重的症状是耳鸣,危害最轻的症状是畏惧感;参与调查的多为年龄较大、工龄较长的作业人员,噪声对工龄较长者的危害程度要大于对年龄较大者,且工龄与噪声危害之间存在Pearson相关性系数大于0的正相关关系。     

露天矿采空区爆破合理孔底填塞长度与起爆位置确定

为研究孔底填塞长度与起爆位置对露天矿采空区上覆岩石台阶爆破的影响,进行了数值模拟和工业试验。运用ANSYS/LS-DYNA软件构建了爆破模型,分析了存在采空区时台阶的爆破机理,通过对比分析不同孔底填塞长度、不同起爆位置下爆破时岩石拉应力及动能变化,揭示其对采空区爆破效果的影响,确定了采空区上覆岩石台阶的合理爆破方法,并通过工业试验进行了验证。结果表明:采空区的存在导致爆破能量的利用效率降低;中间起爆技术适合采空区上覆岩石爆破;孔底填塞长度在一定临界范围内时,爆破能量的利用效率是最佳的;确定了武家塔露天煤矿采空区上覆岩石台阶爆破采用中间起爆技术且孔底填塞长度为2 m。     

基于多传感器融合的林火监测

为了提高近距离火灾监测的准确率,建立了基于Arduino平台的多传感器实时监测系统.此系统安装在移动机器人身上以探测火灾.在林火发生期间,会产生CO、C02明火火焰及其他产物,并引起周围环境温度的升高.因此,选择合适的传感器,检测出以上参数,就有可能据此判断实际环境是否有火.通过在Arduino上搭建火焰传感器、温度传感器、气体传感器和烟雾传感器,可以实时监测环境参数.在无火和有火环境中进行了多次试验,进行数据采集,得到了大量原始数据.无火环境的数据是在不同的天气条件下测得的;有火环境由试验火堆模拟得到.在模拟的过程中,进行人为操作以模拟不同的火情.如通过浇湿底部的可燃物模拟预热阶段,试验数据因此更有代表性.数据分析表明,单个传感器的输出值波动大,且在有火环境和无火环境中的输出值有重叠.因此,用单一传感器来检测火灾的准确率很低.而同时分析3个传感器的输出值时,其输出值随所检测火堆的不同呈现出一致的变化规律.最后,利用神经网络进行多传感器数据融合.涉及5个输入变量,由神经网络实现对多变量的非线性问题进行模式识别.将前述试验所得数据划分为训练数据和测试数据,两类数据均包含一定比例的有火样本和无火样本.用训练数据对BP神经网络进行训练,可得到林火识别模型.用测试数据检验模型,结果表明,该BP神经网络对试验火的识别准确率为98.625％.     

基于生态毒性的再生水补给河流氨氮控制目标研究

再生水补给河流是解决城市景观用水缺乏的重要途径,但是再生水中的氨氮,特别是游离氨对水生生物的毒害作用也不容忽视.针对再生水补给河流的典型场景,根据物种敏感度分布法(Species Sensitivity Distribution,SSD),计算得到游离氨的属急性毒性基准最大质量浓度(Criterion Maximum Concentration,CMC)为0.093 mg/L.以保护95％水生生物为目标的河水氨氮控制目标分别为4.37 mg/L(水温T≤12℃)和1.73 mg/L(水温T＞ 12℃).根据再生水补给河流的不同比例(体积比),计算再生水的氨氮控制目标.当河流上游来水分别满足地表水环境质量标准Ⅳ、Ⅴ类水体要求和CMC值,再生水占混合后河水的比例为20％～100％且水温T＞ 12℃时,再生水氨氮控制目标分别为1.7～2.6 mg/L、0.6～1.7 mg/L和1.7 mg/L;当河流上游来水分别满足Ⅳ、Ⅴ类水体要求,再生水占混合后河水的比例为50％～100％且水温T≤12℃时,再生水氨氮控制目标分别为4.4～7.2 mg/L和4.4～6.7 mg/L.当河水全部由再生水组成时,推荐再生水的氨氮控制目标为1.7 mg/L(水温T＞12℃)和4.4mg/L(水温T≤12℃).