青藏高原土壤柴油降解菌的筛选及降解实验研究

青藏高原北麓河地区土壤为典型的低温土壤环境,夏季高温季节表层土壤(5 cm处)温度仅为9℃,中层(20 cm处)为7.5℃,而40 cm处仅为4℃左右。土壤高温季节为7月中旬至9月上旬,而10月至来年6月土壤日平均温度下降为0℃以下。针对青藏高原低温土壤环境,在北麓河试验现场进行人工模拟柴油污染,16个月后采集污染土样,进行土著低温菌的复合筛选,柴油菌的筛选驯化温度为10℃。经过4次转接复合培养驯化后,菌液中微生物数量可达2.7×1012CFU/mL。筛选后的柴油降解菌90%以上为杆状菌,长度为2~3μm,少见球菌,其直径约为0.5μm。通过柴油摇瓶模拟降解实验,17 d后柴油去除率可达到62%。研究为青藏高原低温条件下的土壤柴油污染土著微生物修复提供了研究基础。     

一种简便高效的土壤石油烃提取方法的建立

通过开展单因子实验与正交实验,考察不同参数下超声萃取法对土壤中总石油烃(TPH)的提取效率,并对比了超声萃取法、超声-索氏萃取法及传统索氏萃取法对不同原油污染土壤的提取效果。结果表明:超声萃取法的最优工作参数为20 m L二氯甲烷,超声10 min,4000 r/min离心10 min,萃取4次。3种提取方法中,超声萃取法对石油烃平均回收率最高,为100.95%,而传统的索氏萃取法最低,仅为94.54%。可见,超声萃取法操作简单,效率高,可广泛用于土壤中总石油烃含量的提取测定。     

一种低功耗高性能数据采集数字处理平台的设计

目的构建一套基于中频信号基带数字信号处理的软件无线电平台。方法通过选择芯片设计硬件电路设计出合适的PCB板。结果主要依据软件无线电平台,提出了一种基于A/D+FPGA+D/A的硬件设计方案,该系统包括了前端的A/D数据采集和后端的D/A模拟数据恢复的详细收发电路原理设计。结论构建了一个从前端数据接收到后端模拟发送的高速基带数字信号处理平台。     

包气带系统对矿冶固废渗滤液中重金属的净化作用

矿冶固废渗滤液流经包气带系统时,包气带系统中的黏土矿物、土壤有机质、土壤微生物和植物根系会把渗滤液中的部分污染物质固定下来,使渗滤液得到净化。包气带系统中的微生物、黏土矿物、有机质和植物根系构成了包气带系统的净化介质,是决定包气带系统自净能力和影响重金属迁移转化的关键因素。分别从包气带系统中的黏土矿物、土壤有机质、土壤微生物和植物四个方面对重金属的净化机理进行了阐述分析,指出包气带系统对重金属的净化作用可能是暂时的,pH值和Eh值等条件的改变会促使累积在包气带系统中的重金属重新发生迁移,并提出利用包气带系统净化矿冶固废渗滤液中具有高毒性与放射性的核素时,必须对该核素在包气带系统中的迁移转换规律进行研究,只有这样才能合理地利用包气带系统的自净作用,保障生态环境的安全性。     

甘肃合水地区全新世以来土壤剖面黑碳记录及其气候变化

针对甘肃合水马家村(MJC)全新世黄土剖面进行野外采样,分析磁化率和黑碳(焦炭和烟炱)等古气候指标,试图探讨黄土高原北部全新世以来生物质燃烧特征以及自然生态环境演变过程,结果表明:末次冰期和全新世早期(11500—8500 a BP)气候寒冷而干旱,区域野火事件时而发生,植被生物量是此阶段野火发生与蔓延的限制因素;距今8000年以来,黑碳和炭屑浓度整体呈现下降趋势。由于季节性降水增多从而抑制大范围火灾发生几率。然而,8000—7000 a BP和3500—2500 a BP野火频率明显上升,这可能与仰韶时期老官台文化和寺洼文化时期的古人类放火烧荒和开垦农田等活动有关;全新世晚期(3100 a BP至今)气候进一步干旱,生物质燃烧增强与人口增加和人类土地利用水平密切相关,其中1500—1000 a BP出现一次较为明显的峰值,这可能与隋唐以来该区农耕活动加强有关。可见,近2000年以来黄土高原北部地区生物质燃烧特征受到气候和人类活动复合驱动所控制。     

反硝化菌株DA-1的脱氮研究

菌株DA-1被发现能在好氧和厌氧环境中将硝酸盐转化为气态氮。在以NO3-为唯一氮源的条件下研究了碳源、C/N和pH值对菌株DA-1好氧和厌氧反硝化脱氮的影响。结果表明:同等条件下,48 h内菌株DA-1的厌氧脱氮效率高于好氧脱氮率;菌株DA-1能在好氧和厌氧条件下利用乙酸、柠檬酸以及葡萄糖进行细胞增殖和反硝化。在厌氧条件下,三者作为碳源时的反硝化效率分别为(34.04±0.15)%、(22.72±0.32)%和(11.32±0.06)%,均低于好氧条件下的(25.38±0.14)%、(17.52±0.11)%和(8.06±0.01)%。2种条件下均是乙酸为碳源时反硝化效率最高。而丁二酸仅能在厌氧环境中作为电子供体参与反硝化反应。C/N越高越有利于菌株DA-1的厌氧反硝化,当C/N为10时,反硝化效率最高为(35.06±0.19)%。而在好氧条件下,菌株反硝化效率随着C/N的升高,先升高再降低,当C/N为8时,反硝化效率最高;好氧和厌氧脱氮的最适pH值为7.0。体系偏酸或者偏碱都会造成菌株DA-1脱氮效率的降低并出现亚硝酸盐累积。厌氧环境中pH=5.0时累积的亚硝酸盐浓度高达(8.95±2.05)mg/mL。     

秋季湿地景观植物水培净化微污染河水的研究

以赵王河水为原水,在初秋和秋末冬初对以香蒲、睡莲、芦苇、鸢尾、美人蕉为栽培植物的水培样净化微污染河水的状况进行了初步研究。结果表明,初秋,各水培植物处理下河水高锰酸盐指数增加,鸢尾最高,各植物对河水TN去除都有效果,睡莲最高,去除率在30%~40%之间,植物存在对TN处理很重要,植物对TP作用较小。秋末冬初,植物在良好保温下可继续生存,但受植物内部生长节律的影响,植物对河水净化作用较小。     

小球藻培养条件优化及油脂积累特征

为探索小球藻光生物反应器培养和油脂积累的最佳条件,就pH和不同浓度的NO3-N、Mg2+、Fe3+和Zn2+等环境因素对小球藻生长的影响进行了探讨,同时应用尼罗红染色荧光法对各环境因子条件下小球藻细胞内油脂积累状况进行了动态监测;继而应用正交实验对显著影响小球藻生长和油脂积累的培养条件进行了组合优化。结果表明:高浓度的NO3-N、Mg2+、Fe3+可促进小球藻的生长,而Zn2+则抑制其生长,pH对其生长及油脂积累影响不明显;在一定范围内,氮限制和高浓度的金属离子可以有效地促进小球藻油脂的积累;小球藻最优培养条件组合为:Fe3+浓度为12μmol/L,Zn2+浓度为7.2μmol/L,NO3-N浓度为0.3 mmol/L。     

固体矿产地质勘查中刻槽样的代表性

固体矿产地质勘查基本分析样品必须有岩矿石物质组构的代表性,刻槽样是最常用的基本分析样品,其代表性主要决定于岩矿石物质组分的均匀程度、样槽的断面规格和样槽的布设位置。岩矿石的物质组分分布越均匀,样槽断面规格越大,样品体积越大,样品的代表性越好。样槽断面规格过小、布设不合理、样品重量误差超限,都会影响地质勘查工作质量和成果的可靠性乃至矿床的技术经济评价结论。本文从岩矿石的物质组分均匀性和勘查工作程度的要求等方面,就常见矿种勘查工作中刻槽样规格的选取进行了全面论述,这对矿产地质勘查项目工作方案的制定和实施有一定的指导意义。     

正构烷烃氢同位素示踪海拔变化的研究进展

全球大气降水的氢同位素组成存在海拔效应,这种海拔效应被继承在不同海拔高度生长的植物叶蜡中,并被很好地保存在地质记录中,这是氢同位素应用于古高度研究的基础。随着GC-TC-IRMS分析技术的发展,有机质氢分子的研究越来越深入,源于植物叶蜡的正构烷烃氢同位素在环境重建中的应用备受关注。本文概述了正构烷烃氢同位素示踪海拔变化的原理、影响因素（降水、植被类型、环境参数等）以及存在的问题等。正构烷烃氢同位素在示踪海拔高度变化中具有良好的应用前景,但是解释地质记录中正构烷烃氢同位素与定量重建海拔高度时,需要对一些影响氢同位素—高度关系的因素进行评估。