1株Arthrobacter arilaitensis菌的耐冷异养硝化和好氧反硝化作用

分别采用高浓度的铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、有机氮模拟废水和铵态氮与硝态氮、铵态氮与亚硝态氮混合模拟废水,研究耐冷反硝化细菌Arthrobacter arilaitensis Y-10的异养硝化、好氧反硝化以及同时硝化和反硝化能力,通过测定Y-10菌株在整个脱氮过程中的D600值,分析细菌生长与生物脱氮之间的联系.结果表明,耐冷菌株Arthrobacter arilaitensis Y-10具有很强的硝化和反硝化能力,15℃条件下,4 d内分别可将铵态氮由208.43 mg·L~(-1)降至72.92 mg·L~(-1),去除率65.0%;硝态氮由201.16mg·L~(-1)降至0 mg·L~(-1),去除率为100%;亚硝态氮由194.33 mg·L~(-1)降至75.43 mg·L~(-1),去除率为61.2%.该菌只在含硝态氮的模拟废水中才会产生亚硝态氮积累;此外,在混合模拟废水中,以去除铵态氮为主.总之,Arthrobacter arilaitensis Y-10能在15℃条件下有效进行异养硝化和好氧反硝化作用,在不同无机氮混合模拟废水中对铵态氮的去除率高达80.0%以上.     

产气肠杆菌燃料电池产电机制研究

基于铁还原菌的微生物燃料电池（MFCs）与基于产氢细菌的MFCs各有优劣,前者能量利用效率高,但底物利用范围有限;后者底物利用广泛,但其依靠悬浮细胞产电,电子回收率较低.本研究以1株具有铁还原活性的产氢菌Enterobacter aerogenes XM02为产电微生物,构建了3种不同阳极材料的空气阴极MFCs,通过输出电压和库仑效率的比较以及扫描电镜观察阳极形貌等方法对此菌的产电机制进行探讨.结果发现,采用比表面积大且具有氢催化活性的碳毡作为阳极材料时,可显著改善MFCs性能,库仑效率由载铂碳纸阳极MFC的1.68% 提高至42.49%,远高于已报道的其它产氢菌燃料电池.扫描电镜证实大量细菌细胞附着在阳极表面,形成阳极生物膜.采用非生长基质实验排除悬浮细胞的产电作用,证明附着在阳极的生物膜对产电起主导作用,认为生物膜原位产氢-氧化是此菌的主要产电机制.     

城市重污染河道水质及底栖附泥藻类生态特征

对苏州市古城区南园水系的水质和藻类1a的监测结果表明,研究区域水质污染主要以NH_4~+-N和TN的严重超标为特征,最大超标倍数可达到5倍以上[按地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅴ类水作为基准];经镜检,底栖附泥藻类共34种,种类数以硅、绿和蓝藻类占优势,其数量和生物量极高,达到2 145.5×10~4个/mL,生物量3.524 mg/mL,远高于相同点位浮游藻类监测结果,数量和生物量以硅藻和蓝藻占绝对优势;各门藻类在各河段中分布极不均匀,优势种群多属异养型或两型营养特征,且与河道的污染特征有较密切关系,这些典型藻类包括:蓝藻门(Cyanophyta)中的两栖颤藻(Oscillaria amphibian),硅藻门(Bacillariophyta)中的小环藻(Cyclotella sp.)、直链藻(Melosira sp.)、冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)、舟形藻(Navicula sp.)、菱形藻(Nitzschia sp.)、异极藻(Gomphonema)等.其数量季节变化表现为:夏季>秋季>春季>冬季;而生物量则为:冬季最高,春、夏、秋相对较低,且变幅不大.相关研究成果可为城市重污染河道生态恢复提供参考.     

Oxidative stress and apoptosis of Carassius auratus lymphocytes induced by nonplanar （PCB153） and coplanar （PCB169） polychlorinated biphenyl congeners in vitro

Among all the 209 kinds of polychlorinated biphenyls (PCBs) congeners, nonplanar and coplanar PCB congeners have di erent levels of toxicity on mammal cells such as neuronal cells, but little is known about their toxicity on fish cells although PCB congeners usually have high bioaccumulation abilities in the detected fish bodies. This study showed that 2,2’,4,4’,5,5’-hexacholorbiphenyl (PCB153, nonplanar congener) and 3,3’,4,4’,5,5’-hexacholorbiphenyl (PCB169, coplanar congener) caused apoptosis on the isolated crucian carp (Carassius auratus) lymphocytes and the induced cytotoxicity was structure-dependent. According to the laser confocal microscope observations, apoptosis was clearly distinguished by condensation of nucleus, shrinkage and formation of apoptotic bodies. DNA fragmentation was detected by agarose gel electrophoresis. These typical morphological and biochemical characteristics indicate the occurrence of apoptosis on fish lymphocytes. According to the flow cytometry analysis, after the cells were exposed to 10 mol/L PCBs for 3 h, the apoptotic percentage induced by PCB153 was 23.41%, while that induced by PCB169 was even higher (31.03%). Furthermore, incubating PCBs with fish lymphocytes enhanced levels of reactive oxygen species (ROS) and malondialdehyde (MDA), clearly indicating the presence of oxidative stress and lipid peroxidation. Our data also demonstrate that the di erent cytotoxic e ects induced by coplanar and nonplanar PCBs were correlated with their structural characteristics and the coplanar congener was more cytotoxic than nonplanar congener. This study suggests that cytotoxicity mechanisms of the PCB congeners on fish lymphocytes depend on their planarity and chemical structures.     

煅烧结合光辐照提高纳米AgI/TiO2的可见光响应

为提高AgI/TiO₂的可见光响应能力,采用煅烧结合光辐照的工艺对其进行改性.紫外-可见光吸收分析表明,改性AgI/TiO₂的敏感光谱范围覆盖了整个可见区,吸收边带从465 nm红移至800 nm,在500 nm处的吸光度提高了近3倍.X-射线衍射分析结果指出,煅烧提高了金红石型TiO₂的相对含量,导致禁带宽度从2.89 eV降到2.81 eV,氙灯辐照进一步增加了锐钛型TiO₂、金红石型TiO₂和AgI的相对含量,并生成了新的晶体AgCl,使其禁带宽度又降至1.55 eV左右.AgCl的产生、AgI和金红石型TiO₂相对含量的增加是降低改性材料禁带宽度和增强可见光响应能力的主要原因.研究还表明,只有煅烧后的AgI/TiO₂才能通过光辐照来拓宽可见光敏感范围,而且,光辐照中起作用的主要是紫外光,可见光的作用甚小.研究最后提出将2种或2种以上的卤化银负载在纳米TiO₂上,更能有效地增强TiO₂的可见光响应能力.     

单室型微生物燃料电池处理黄姜废水的性能研究

以黄姜废水为底物,采用单室型微生物燃料电池,验证了MFC处理黄姜废水的可行性,研究了进水COD和SO42-浓度对产电性能的影响.控制电导率和COD等条件一致,黄姜废水最大功率密度为葡萄糖配水的80.3%.低COD浓度条件下MFC产电稳定,功率密度随COD浓度上升而提高,最高为322 mW/m2;当COD提高至2766 mg/L以上时,MFC稳定产电的时长缩短且更新基质后无法恢复最佳产电水平,表明过高的COD负荷会抑制产电微生物活性.COD最终去除率在68.2%~84.8%之间,且随着初始浓度的提高去除率有所下降.进水SO42-浓度的提高使MFC输出功率密度增大,但当SO42-浓度>7 716 mg/L(电导率>8.19 mS/cm)时,继续提高SO42-浓度无法使功率密度增大.与沉淀SO42-后的废水比较,含硫原水的最大功率密度平均下降14.5%,其库仑效率也随SO42-浓度提高明显下降,表明存在SO42-作为电子受体被还原,降低了MFC的效率.     

废弃线路板中重金属形态分布特征

通过BCR3态连续提取方法和Tessier 5步连续提取方法,对某废弃线路板中重金属的赋存形态进行研究.结果表明,BCR连续提取法对废弃线路板中重金属的提取率比Tessier连续提取方法高.废弃线路板中Cu、Pb、Zn和Ni各形态分布差别很大.BCR和Tessier连续提取方法结果均表明废弃线路板中Ni主要是以残渣态存在,对环境的污染风险小;而Pb和Zn主要以酸可提取态或者碳酸盐态和可交换态存在,在南方酸雨环境中容易溶出;BCR和Tessier连续提取方法对Cu的活性评价不一致,但是由于废弃线路板中Cu总量高,对环境的影响不可忽视.     

石漠化地区植被对干旱敏感性的遥感观测

西南石漠化地区是国家重点治理的生态脆弱区域,该区尽管年降雨量大,但由于独特的水文特征,植被也常因缺水生长受到抑制。本文利用2000至2004年中分辨率成像光谱辐射计(MODIS)250 m归一化植被指数(NDVI)作为植被生长的指标参数,分析了石漠化地区植被对春旱、夏旱的敏感性。结果表明:干旱发生后,石漠化地区NDVI降低明显,而非石漠化地区植被受到的影响很小。春旱发生后,生长初期NDVI比其它年份减少约12%,生长期开始的时间与春季降雨量有重要关系;夏旱发生后,生长后期NDVI减小约16%,但夏旱对植被的影响具有一个月的滞后。这说明石漠化使生态系统抗旱能力减弱,更易受气候波动的影响。     

海洋环境下混凝土结构中钢筋锈蚀的检测

混凝土内钢筋的锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素。论述了海洋环境下钢筋常见的锈蚀类型和锈蚀机理,介绍了包括混凝土破型检测、电化学检测、物理检测等常用的钢筋锈蚀检测方法以及铁离子含量检测法、分析法等处于探讨和完善阶段的检测方法,并对各方法的优劣进行了论述。     

胶州湾表层海水表观Cu络合容量

采用阳极溶出伏安法,对胶州湾12个站位的表层海水样品的表观Cu络合容量(ACuCC)和络合条件稳定常数(K)进行了测定和计算.结果表明:胶州湾表层海水的表观Cu络合容量的变化范围为327.3～587.2 nmoL/L,平均值为436.0nmol/L;条件稳定常数对数值的变化范围为7.45～8.34,平均值为7.73,平均值为95.05%.胶州湾表层海水ACuCC呈现东北及西北部高,湾中部及湾口低的特点.胶州湾表层海水Cu络合能力可能是以相对较强的配位体所控制.