响应面法和神经网络优化Acinetobacter sp. DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobacter sp.DNS32的产量,分别采用响应曲面法和基于人工神经网络的遗传算法对阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基中3个重要基质成分(玉米粉、豆饼粉、K2HPO4)进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39.494 g/L,豆饼粉25.638 g/L和K2HPO43.265 g/L时,预测发酵活菌最大生物量为7.079×108CFU/mL,实测量为7.194×108CFU/mL;人工神经网络结合遗传算法优化确定3种主要成分含量为玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L时,预测最大值为7.199×108CFU/mL,实测量为7.244×108CFU/mL;最终确定培养基配方:玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L,CaCO3为3.000 g/L,MgSO4.7H2O和NaCl均为0.200 g/L;优化后阿特拉津降解菌DNS32发酵生物量比优化前提高了36.6%。结果表明,在阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基组分优化方面,响应面法和基于人工神经网络的遗传算法都是可行的,基于人工神经网络的遗传算法具有更好的拟合度和预测准确度。     

高效阿特拉津降解菌株DNS10降解条件优化

从长期施用阿特拉津的寒地黑土耕层(0～10 cm)土壤中筛选到一株能以除草剂阿特拉津为氮源生长的降解菌株,结合16S rRNA序列分析结果,将该菌株命名为Arthrobacter sp.DNS10。在接种量为108CFU/mL的条件下,菌株DNS10在24 h内对100 mg/L阿特拉津的降解率为99.41%。单因子实验结果表明,菌株DNS10适宜生长和降解的条件范围是:温度25～35℃,pH值5.0～8.0,培养液盐度0.1%～2%,对阿特拉津最大耐受浓度可达1 200 mg/L。正交实验法进一步表明,该菌株保持较好生长及降解能力的最优方案是温度30℃,pH值7.5,培养液盐度0.5%。影响其降解能力的环境因素的主次顺序依次是:温度>盐度>pH值。     

高效阿特拉津降解菌株DNSIO降解条件优化

从长期施用阿特拉津的寒地黑土耕层（0～10cm）土壤中筛选到一株能以除草剂阿特拉津为氮源生长的降解菌株，结合16SrRNA序列分析结果，将该菌株命名为Arthrobacter sp．DNSl0。在接种量为10。CFU／mL的条件下，菌株DNSl0在24h内对100mg／L阿特拉津的降解率为99．41％。单因子实验结果表明，菌株DNSl0适宜生长和降解的条件范围是：温度25～35＇12，pH值5．0～8．0，培养液盐度0．1％～2％，对阿特拉津最大耐受浓度可达1200mg／L。正交实验法进一步表明，该菌株保持较好生长及降解能力的最优方案是温度30℃，pH值7．5，培养液盐度0．5％。影响其降解能力的环境因素的主次顺序依次是：温度〉盐度〉pH值。     

饮用水原水中微量阿特拉津去除方法试验研究

饮用水中微量有机物的污染是关系饮用水生态安全的重要问题。以饮用水中微量的内分泌干扰类除草剂阿特拉津为研究对象，分别采用微生物降解技术和光催化氧化技术对其进行降解，考察温度对阿特拉津降解效果的影响。研究结果表明：阿特拉津浓度为1 mg/L时，3种温度条件下，除锰功能菌MB4对阿特拉津均有明显的去除效果，降解时间为7 d时，阿特拉津的去除率达到65%。底物浓度为200 μg/L，3种温度条件下，活性炭负载二氧化钛（TiO₂/PAC）催化剂光降解阿特拉津30 min时，其去除率均达到90%。光催化氧化技术协同微生物降解技术在饮用水中微量的内分泌干扰物的去除中有广阔的应用前景。     

静态环境下阿特拉津的生物降解研究

从农药厂阿特拉津生产车间污泥中分离出菌种AT菌，进行了系列降解实验。不同温度的降解实验表明，在4～20℃的实验温度范围内，AT菌能够降解代谢污染质，并随温度的升高，降解能力增强。20℃时降解率为38．84％；AT菌在外加氮源、碳源及以阿特拉津为惟一碳源和氮源等条件时对农药污染质阿特拉津均具有降解能力，且在以阿特拉津为惟一氮源（外加碳源）条件下的降解效果最好，此时的降解率为30．39％。     

TA高效降解菌株培养基的优化

对TA高效降解菌株的生长培养基进行了5因素2水平标准的正交设计，考察了碳源（精对苯二甲酸PTA）、氮源（NH4Cl）、磷源（K2HPO4）、生长因子（MgSO4、FeSO4、CaCl2的混合物）和酵母膏对菌体生长的影响。并与肉汤培养基相对照，得到TA高效降解菌株生长培养基为：PTA10g／L；NH4Cl 0．5g／L；K2HPO4 0．1g／L；生长因子（MgSO4 0．1g／L，FeSO4 0．01g／L，CaCl2 0．01g／L的混合物）；Y．E2．5g／L。     

寒地黑土中阿特拉津降解菌的筛选及降解特性

从长期施用阿特拉津的寒地黑土耕层(0～10 cm)取样。利用富集培养的方法，筛选到2株阿特拉津降解菌，编号Z₉和Z₄₂。Z₉以阿特拉津为惟一碳氮源生长，Z₄₂以阿特拉津为惟一氮源生长，15 d对阿特拉津的降解率分别为77.7%和65.6%。对其初步鉴定并对降解特性进行研究，结果表明，细菌Z9为微杆菌属（Microbacterium sp.），细菌Z₄₂为节杆菌属(Arthrobacter sp.)。在室内进行降解条件优化实验，得出2株降解菌对100 mg/L阿特拉津的最佳降解条件为：温度30℃,Z₉ pH值为7，Z₄₂ pH值为8。     

水中腐殖酸可见光降解阿特拉津的动力学研究

探讨了天然水体中存在的腐殖酸(HA)可见光降解水中阿特拉津的动力学特征和影响因素。结果表明,pH对HA可见光降解阿特拉津具有明显影响,水中HA质量浓度为5.0mg/L时,pH为3、5、7、9的条件下,受可见光照6.00h后阿特拉津(初始质量浓度5mg/L)的去除率分别为75.5%、77.3%、91.7%、84.9%,中性条件下阿特拉津可见光降解效果最佳;当HA质量浓度分别为1.5、3.0、5.0、10.0mg/L时,HA对水中阿特拉津的可见光降解均表现为促进作用,且降解过程符合一级反应动力学方程,其一级反应动力学常数分别为0.337 0、0.361 4、0.445 4、0.314 6h-1,HA为5.0mg/L时阿特拉津的可见光降解效果最佳。实际应用中,可以通过优化HA与阿特拉津的浓度比值,发挥HA促进阿特拉津可见光降解的最佳效能。     

腐殖酸和铁对阿特拉津光降解影响的研究

为考察除草剂在水体中的自净性能，对模拟太阳光(λ> 290 nm)下腐殖酸和铁元素对阿特拉津的光化学降解进行了研究。结果表明，单独辐照阿特拉津几乎不降解。在分别加入3、5和10 mg/L的腐殖酸时，阿特拉津的降解率分别为34.36 %、40.74%和15.66 %；在Fe(Ⅲ)投加量从0.01 mmol/L增加到0.2 mmol/L时，阿特拉津的降解率从24.36 %增加到34.97 %。而在当腐殖酸与铁共存时，阿特拉津降解率则进一步提高。紫外可见光谱和荧光光谱均表明，腐殖酸-铁络合物的形成及其光化学作用，促进了阿特拉津的降解。     

太湖梅粱湾水体中阿特拉津的毛细管气相色谱法测定

固相萃取（SPE）技术结合毛细管气相色谱（GC-μECD），测定了饮用水源地太湖梅粱湾水体中内分泌干扰物阿特拉津的含量，并用GC-MS进一步验证了分析结果。检测下限为10ng／L，方法回收率为75．58％～97．79％，RSD为0．38％～4．50％，在10ng／L-3640μg／L保持线性，其线性相关系数为0．9994。太湖梅梁湾水体中阿特拉津质量浓度在21．3～613．9ng／L，污染来源可能为太湖周围的农作区。     

生物淋滤-Fenton对印染污泥脱水性能的影响

采用嗜酸性硫杆菌生物淋滤联合Fenton氧化法对印染污泥脱水性能进行了研究。结果表明，生物淋滤过程中pH下降速率随着硫粉添加量增加而变快，经生物淋滤处理后污泥的脱水性能在一定程度上得到了改善。对生物淋滤后的污泥进行了Fenton氧化处理，获得的最佳反应条件为反应时间2h，H2O2和Fe2＋添加量分别为6g／L和0．5g／L。在该条件下，污泥上清液中总有机碳（TOC）由20．8mg／L增加到356．6mg／L；污泥比阻（SRF）和滤饼含水率分别由5．98×10^11s2／g和88．75％减少至1．26×10^11 S2／g和82．85％。生物淋滤-Fenton氧化法在污泥破解程度和脱水性能改善方面均优于单独Fenton氧化法。     

水质净化高效复合微生态制剂的研制

在室内模拟条件下,采用正交实验的方法对光合细菌、枯草芽孢杆菌和反硝化细菌的复配比例进行了研究,筛选一种用于水产养殖水质净化的高效复合微生态制剂。结果表明,当光合细菌(菌细胞浓度约为2×109CFU/mL)、枯草芽孢杆菌(菌细胞浓度约为8×108CFU/mL)和反硝化细菌(菌细胞浓度约为8×108CFU/mL)按菌液体积比为1∶2∶1进行复配利于水中溶解氧的提高和COD、氨氮、亚硝态氮、硝态氮的降解。验证实验表明,筛选组合各指标均优于商品微生态制剂和空白对照,其中溶解氧含量显著高于商品微生态制剂EM和复合芽孢菌处理,在实验第5天对COD的降解率为95%,显著优于EM和复合芽孢菌处理的66.3%和47.9%,实验第7天对氨氮、亚硝态氮和硝态氮的降解率分别达到70%、89%和56%。     

南京城市污泥发酵苏云金杆菌培养基成分优化

研究南京江心州污水处理厂污泥作为原料发酵生产苏云金杆菌(Bacillus thringiensis)的可行性,并与常规的工业发酵黄豆粉培养基发酵B.thringiensis做比较,结果表明,以固形物含量3%的污泥为基质发酵B.thringiensis,其菌体数及芽孢数只有108个/mL,而工业发酵黄豆粉培养基发酵B.thringiensis菌体数及芽孢数为109个/mL。优化污泥发酵生产苏云金杆菌培养基成分,将污泥与不同量的黄豆粉复配作基质发酵B.thringiensis,结果发现,在污泥中添加15 g/L黄豆粉可基本满足工业发酵生产的需要,发酵72 h获得的B.thringiensis细胞总数及芽孢数均在109个/mL以上。以黄粉虫作试虫的生物毒性实验表明,复配后的基质与工业发酵黄豆粉培养基生产的B.thringiensis孢晶混合液的毒性相当。     

Modeling and optimization of reductive degradation of chloramphenicol in aqueous solution by zero-valent bimetallic nanoparticles

Purpose

The present study aims to investigate the individual and combined effects of temperature, pH, zero-valent bimetallic nanoparticles (ZVBMNPs) dose, and chloramphenicol (CP) concentration on the reductive degradation of CP using ZVBMNPs in aqueous medium.

Method

Iron?Csilver ZVBMNPs were synthesized. Batch experimental data were generated using a four-factor statistical experimental design. CP reduction by ZVBMNPs was optimized using the response surface modeling (RSM) and artificial neural network-genetic algorithm (ANN-GA) approaches. The RSM and ANN methodologies were also compared for their predictive and generalization abilities using the same training and validation data set. Reductive by-products of CP were identified using liquid chromatography-mass spectrometry technique.

Results

The optimized process variables (RSM and ANN-GA approaches) yielded CP reduction capacity of 57.37 and 57.10?mg?g^?1, respectively, as compared to the experimental value of 54.0?mg?g^?1 with un-optimized variables. The ANN-GA and RSM methodologies yielded comparable results and helped to achieve a higher reduction (>6%) of CP by the ZVBMNPs as compared to the experimental value. The root mean squared error, relative standard error of prediction and correlation coefficient between the measured and model-predicted values of response variable were 1.34, 3.79, and 0.964 for RSM and 0.03, 0.07, and 0.999 for ANN models for the training and 1.39, 3.47, and 0.996 for RSM and 1.25, 3.11, and 0.990 for ANN models for the validation set.

Conclusion

Predictive and generalization abilities of both the RSM and ANN models were comparable. The synthesized ZVBMNPs may be used for an efficient reductive removal of CP from the water.     

鼠伤寒沙门氏菌的紫外灭活及光复活抑制的研究

研究了鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学、在日光灯下的光复活现象以及氯对其光复活的抑制。结果表明,鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学曲线分为滞后区、一级动力学区、拖尾区三阶段,在PBS中的一级动力学失活速率常数为0.9041 cm2/mJ。而紫外灭活后的鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下存在光复活。当紫外剂量为10 mJ/cm2时,鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下照射3 h内发生明显的光复活,浓度从8.6×103CFU/mL增加到4.1×106 CFU/mL;但是在紫外消毒后,投加1 mg/L的氯可以有效抑制该细菌的光复活,投加2 mg/L的氯可以在10 min内全部灭活。因此,紫外-氯联合消毒能够有效的抑制鼠伤寒沙门氏菌细菌光复活,使其得到高效灭活。     

不同质量浓度黄莒蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用

分别采用黄菖蒲（IrispseudacorusL．）、狭叶香蒲（TyphaangustifoliaL．）和铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa）共生培养的实验方法研究了不同质量浓度黄菖蒲、狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用。结果表明，黄菖蒲在质量浓度大于10g／L时对初始密度为1．0×10^7ind／mL的铜绿微囊藻具有较好的抑制作用，表现为黄菖蒲质量浓度为10、20和40g／L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为30．1％、51．8％和84．0％；狭叶香蒲在质量浓度大于20g／L时对铜绿微囊藻有明显的抑制作用，表现为狭叶香蒲质量浓度为20g／L和40g／L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为34．2％和77．7％，实验过程中，铜绿微囊藻叶绿素a含量逐渐减少，而藻密度、SOD活性及MDA含量先增加后逐渐降低，表明经过一段时间持续地化感胁迫，黄菖蒲和狭叶香蒲可以诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫，导致细胞结构严重损伤和叶绿素大量分解，从而强烈抑制铜绿微囊藻的生长。     

四环素高效降解酵母菌Trichosporon mycotoxinivorans XPY-10降解特性

Trichosporon mycotoxinivorans XPY-10是一株分离自抗生素制药厂的高效四环素降解酵母菌。为了建立该菌株降解四环素的适宜条件，分别研究了碳源、有机氮源、金属离子等营养物质及初始底物浓度、接种量、pH、温度、装液量、摇床转速等理化因素对菌体生长及四环素降解效率的影响。结果表明，菌株XPY-10生长的最适碳源和氮源分别为蔗糖和蛋白胨。在含有0．05％FeSO4的培养基中，菌株XPY—10降解四环素的适宜条件为：接种量2％，pH8，温度3422，装液量100mL（250mL三角瓶），摇床转速180r／min。在此条件下，菌株XPY—10在7d内对初始浓度为600mg／L的四环素降解率为83．63％。本菌株对养殖废水及制药废水中四环素的污染治理有一定的应用前景。     

序批式工艺制备生物聚合硫酸铁混凝剂

本实验研究了序批式工艺(SBR)制备生物聚合铁混凝剂过程中主要影响因素(接种微生物浓度、起始亚铁离子浓度)对亚铁离子氧化速率的影响。研究结果显示,在受试实验条件内,较高的接种微生物浓度和较低的起始Fe2+浓度有利于Fe2+氧化,Fe2+浓度变化与反应时间呈线性关系;当起始Fe2+浓度为20 g/L,接种细菌浓度约为8×108个/mL时,Fe2+氧化速率最大,最大值可达到0.375 g/(L.h)。在反应过程中生成了少量黄色沉淀,经傅里叶变换红外光谱分析后确定其主要成分为黄钾铁矾。合成的生物聚合硫酸铁经过干化后各项指标均符合《水处理剂聚合硫酸铁》(GB 14591-2006)之规定。对比实验表明,自制生物聚合硫酸铁海水混凝时性能优于实验所选品牌的商业产品。