高效纤维素降解菌分离筛选、复合菌系构建及秸秆降解效果分析

从川西高原贡嘎山区杜鹃林下土壤中分离纤维素降解菌,构建具有高效降解纤维素能力的复合菌系,并对秸秆降解效果进行分析,为农业废弃物的循环利用提供菌种资源和理论依据.样品及经风干、高温等预处理后,采用平板涂布法进行分离,共获得79株菌株;通过刚果红实验对分离获得的菌株进行初步筛选,运用DNS法测定各菌株的羧甲基纤维素酶活(Carboxymethyl cellulase,CMCase),复筛得到15株具有CMCase活能力的菌株.经滤纸条崩解实验、秸秆崩解实验及降解率测定,最终确定了各菌株的纤维素降解能力,进一步经拮抗实验,选取相互无拮抗的菌株构建5个复合菌系:A(112、146、156、171),B(145、147、150、153),C(110、116、174),D(147、154、171),E(145、146、150、152、153).复合菌系的滤纸酶活(Fpase)与秸秆降解率测定结果显示,组合C对秸秆的降解率较单菌株116提高了50.71%,组合D对秸秆的降解率较单菌株154提高了41.54%.经形态学和分子生物学鉴定,纤维素降解能力比较好的两个组合中的菌株分别被鉴定为类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、不动杆菌属(Acinetobacter sp.)以及链霉菌属(Streptomyces sp.).本研究表明,复合菌系纤维素降解能力优于单一菌株,C、D两组复合菌系表现出较高的纤维素降解能力,具有进一步开发的价值.     

深海细菌Celeribacter indicus P73~T对菲的降解机制

来自深海环境的多环芳烃降解菌Celeribacter indicus P73~T能够高效降解菲,为揭示菲生物降解的分子机制,对其降解途径进行分析.通过GC-MS联用技术鉴定出菌株P73~T降解菲的2个重要的中间代谢产物,1-羟基-2-萘甲酸和1-萘酚.通过分析菌株P73~T全基因组,发现了菲降解基因簇(P73_0346-P73_0354),编码包括环羟基化双加氧酶、二氢二醇脱氢酶、环裂解双加氧酶、异构酶、水合醛缩酶等.通过验证环羟基化双加氧酶大亚基基因突变株ΔP73_0346::kan的菲降解能力,证实基因P73_0346编码了菲双加氧酶.依据代谢物检测、基因组分析和突变株功能验证结果,推测菌株P73~T降解菲经由菲C3,4-双加氧途径,更进一步地确定了参与此途径的菲双加氧酶等降解相关基因.本研究不仅揭示了菲降解的分子机制,也为菲污染的生物修复技术提供了理论依据.     

稀土Ce3+掺杂Bi2WO6光催化降解罗丹明B的研究

采用水热合成法制备稀土元素Ce3+掺杂Bi2WO6光催剂,通过X射线衍射、场发射电镜扫描、紫外-可见漫反射光谱、N2物理吸附-脱附等手段对合成材料的结构、形貌、光吸收等物理化学性能进行表征,并以染料废水中罗丹明B的降解考察其光催化活性.结果表明,Ce3+掺杂量为0.05%时,其结晶度好、颗粒较均匀、具有较强的可见光吸收性能,且比表面积比纯Bi2WO6提高近10%以上,对罗丹明B的去除效果最好;催化剂用量越高、罗丹明B的初始浓度越低、反应溶液pH值越低、H2O2的浓度越高越有利于Ce/Bi2WO6对罗丹明B的吸附和降解;而阴阳离子的影响各不相同:NO3-、SO42-没有太大的影响; Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-的加入均促使的染料的去除;HCO3-抑制了罗丹明B的吸附,但是却促进了光降解.另外,经重复使用3次,光催化降解速率常数并没有降低,表明稀土Ce3+改性Bi2WO6是一种有效稳定的光催化剂.     

考虑pH值和挥发性脂肪酸影响的填埋城市固废厌氧降解模型

建立了描述填埋城市固体废弃物降解过程和行为的2阶段厌氧降解机理模型.模型考虑了含水率、挥发性脂肪酸(VFA)和pH值等主要环境因素的作用.为了适用于不同渗滤液酸化水平下的降解,单独考虑了pH值和分子态VFA对甲烷菌繁殖的影响.建立了气相高CO2分压下的渗滤液pH值计算方程,并给出了降解环境中CO2分压的计算方法.通过对一固废降解试验的模拟验证了模型的有效性.最后,采用所建立的pH值计算方程揭示了填埋环境下高CO2分压对渗滤液pH值影响显著,渗滤液pH值与VFA间缺乏不同酸化水平下的一致对应关系和高酸化水平下pH值对VFA浓度变化不敏感、分子态VFA抑制作用明显等规律.     

中间覆盖层对厌氧生物反应器填埋场中有机物降解的作用

建立了3组模拟厌氧生物反应器填埋场——R1、R2和R3,其中R1反应器无中间覆盖层,R2和R3反应器分别以矿化垃圾+重质碳酸钙、矿化垃圾+天然沸石为中间覆盖层,以研究不同中间覆盖层对厌氧生物反应器填埋场中有机物降解的作用. 结果表明:以矿化垃圾+重质碳酸钙、矿化垃圾+天然沸石为中间覆盖层时,均能维持反应器中良好的内环境,可促进垃圾和渗滤液中有机物的降解. R1、R2和R3反应器中垃圾的w(VS)(VS为挥发性固体))分别比初始值下降了69.81%、75.06%、73.86%,w(BDM)(BDM为生物可降解组分)分别下降了66.87%、82.86%、75.38%,w(纤维素)分别下降了67.96%、75.41%、72.90%;R1、R2和R3反应器中垃圾渗滤液的ρ(COD_Cr)比最大值分别降低了25.45%、29.72%、23.01%,ρ(BOD₅)分别降低了39.28%、45.66%、46.74%. 表明矿化垃圾+重质碳酸钙为中间覆盖层时,既能接种可降解有机物的微生物,又能提供微生物生长所需的碱度,因此更具优势.      

零价铁处理孔雀石绿废水的研究

以孔雀石绿为目标污染物,考察零价铁对孔雀石绿的降解行为,系统研究了零价铁投加量、初始pH值及孔雀石绿初始浓度对反应的影响。结果表明,在孔雀石绿初始质量浓度为200 mg/L、铁粉投加量为1g/L、初始pH值为6.5、反应时间为60 min的条件下,孔雀石绿的去除率为96.3%;同时探讨了零价铁降解孔雀石绿的动力学过程,结果表明,孔雀石绿的降解符合一级动力学反应。     

基于 K-means聚类算法的沥青烟电除尘器火花分析

为了保证沥青烟电除尘器的除尘效率、降低除尘设备的火灾风险,采用了K-means聚类的方法分析ESP放电信号。首先将ESP伏安特性曲线的二维空间进行了分割,确定了不同运行状态与聚类中心的关系,然后使用K-means聚类算法计算其聚类中心,最后根据当前ESP输入参数与各个聚类中心欧氏距离的关系,从而判断出ESP是否处于火花放电状态。仿真结果表明该方法可以准确地判断出所有火花放电信号。     

聚硅硫酸铁铝絮凝剂的制备及混凝处理焦化废水的试验研究

以炼钢污泥为主要原料制备聚硅硫酸铁铝(PFASS)复合絮凝剂,铁铝总浓度为3.0 mol/L。深度处理焦化废水,确定最佳铁与铝物质的量比为9∶1,硅与铁+铝物质的量比为1∶30。采用红外光谱、X射线衍射及扫描电镜等手段分析了PFASS的结构与形貌。结果表明:PFASS共聚物为无定型结构;形貌为片状微粒叠加而成的球形;PFASS中部分铁离子、铝离子及其水解络合离子可与聚硅酸起络合反应,生成共聚物。在pH值为7.0~9.0、PFASS的投加量为348 mg/L、沉淀时间为40 min的条件下,对浊度、色度、CODCr的去除率分别达到98%、68%和61%。     

乐果UV-TiO_2光催化降解产物对LGX9敏感菌株的毒性

为准确反映乐果UV-TiO2光催化液对环境生物的毒性作用,以乐果敏感菌株LGX9为受试对象,研究了TiO2、H2O2、Fe2+、通入空气、初始pH值等因素对乐果UV-TiO2光催化液降解率及抑菌率的影响规律。结果表明,当乐果初始质量浓度为200 mg/L、反应温度为30℃时,在反应体系TiO2质量浓度1.0 g/L、H2O2浓度0.025 mol/L、Fe2+浓度0.002 mol/L,且以3.5 L/min通入空气、初始pH值为1的条件下,反应1 h后,乐果降解率为92.70%,对LGX9菌株生长已无抑制作用。研究表明,利用乐果敏感菌株LGX9可以有效反映乐果光催化降解液对环境的毒性作用。     

湿地公园一哄而建 不能以损害地球之“肾”为代价

最近,有记者参观一个湿地公园。一入园内,只见水泥路面宽敞平坦,亭台楼阁引人入胜,游乐设施高档气派,餐饮场所人声鼎沸。谈起园区经营收入情况,当地领导信心满满、神采飞扬,而前去参观考察的湿地研究专家们则听得眉头直皱。