微生物浸出低品位氧化物型镍钴矿研究新进展

微生物浸出技术是处理低品位矿石的有效措施。但目前我国主要针对硫化矿的自养微生物浸出进行研发,而对异养微生物浸出氧化型矿石研究很少。异养微生物可通过其产生的代谢产物的酸解、还原、碱解及络合作用来提取或者溶解低品位氧化物型镍钴矿中的镍、钴金属,有助于解决目前我国镍钴资源短缺及为重金属污染治理提供技术方法。本文针对低品位氧化型镍钴矿、风化壳、以及冶金渣、废电池、废催化剂等二次资源,介绍了世界镍钴资源的现状和低品位氧化物型镍钴矿的资源类型,对异养微生物浸出低品位氧化物型镍钴矿研究现状进行了剖析,指出了异养微生物冶金的主要浸矿条件和存在难题,提出了氧化物型镍钴矿微生物浸取的研究方向。     

灰分示踪法测定秸秆降解菌降解率方法的建立

建立了用灰分示踪法测定秸秆降解菌对秸秆的降解率的方法,由于灰分是固定存在于秸秆中的,通过定量测定灰分,可准确定量分析秸秆降解菌的降解能力,采用此方法测定了2个秸秆降解菌群对秸秆的降解率,其结果与产糖率法测定结果一致,表明该方法可实现定量准确测定微生物对秸秆的降解率。进一步应用该方法测定了实验室筛出的3个菌株对秸秆的降解率,结果表明:72号菌株为降解能力最高的秸秆降解菌。该方法的建立和应用为秸秆降解菌的筛选及秸秆资源的开发利用提供了实验方法与理论依据。     

水热炭减少稻田氨挥发损失的效果与机制

作为生物质水热碳化的产物,水热炭因其丰富的孔隙结构和官能团等良好的表面特性,在稻田氨(NH_3)挥发减排方面有着良好的应用前景.本研究将水热炭作为一种土壤调理剂施加到稻田土壤中,通过水稻全生育期土柱试验,考察其对稻田氨挥发的影响.试验通过设置3个处理:CKU(不施加水热炭对照)、SHC(锯末水热炭)和W-SHC(水洗锯末水热炭),研究了不同水热炭对田面水pH、田面水NH_4~+-N浓度、氨挥发排放通量和累积量及单位产量氨挥发排放累积量的影响.其中水热炭和水洗水热炭施加量为0. 5%(质量分数).结果表明,SHC处理显著降低了NH_3挥发累积排放量和单位产量NH_3挥发累积排放量(P 0. 05),相比CKU分别减少了32. 42%和47. 61%. W-SHC处理氨挥发减排效果稍弱,NH_3挥发累积排放量和单位产量NH_3挥发累积排放量相比CKU分别减少了10. 14%和27. 71%.氨挥发减排可能与水热炭的施用导致的田面水pH变化和NH_4~+-N浓度的降低有关.与CKU相比,SHC和W-SHC处理均降低了田面水pH和NH_4~+-N浓度,且在水稻基肥期(BF)和蘖肥期(SF1)影响较明显.土壤脲酶活性受到水热炭施加的显著抑制(P 0. 05),同时土壤氨氧化基因(AOA和AOB)丰度也显著增加(P 0. 05),导致土壤氨氧化作用增强,这对于田面水NH_4~+-N浓度有削减作用.本研究将为实现稻田氨挥发减排背景下的水热炭农业环境应用提供理论和数据支持.     

AOB去除炔雌醇的共代谢与硝基化协同作用

采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇（EE2）,考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明,N.europaea降解EE2属于共代谢过程,氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化,反应符合一级动力学模型,降解速率常数与亚硝酸根、H⁺及游离亚硝酸浓度成正相关.通过控制pH值大于7.5抑制硝基化反应,证实了N.europaea对EE2的生物降解作用,生物降解反应符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0069h^-1.当N.europaea氨氧化反应导致pH值低于7.5时,EE2的去除存在生物降解和硝基化的协同作用,EE2去除符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0093h^-1.同时还发现一种未曾报道过的EE2生物降解产物M613,对于其雌激素效应和毒性还需进一步探究.     

低温条件下湿地氨氮强化净化技术及其氨氧化微生物机制

针对北方寒冷冬季水源地氨氮微污染水体的特征,构建间歇流人工湿地系统并同步采用分子生物学方法对湿地系统中的氨氧化古菌和氨氧化细菌的丰度和古菌的多样性进行分析,并结合硝化速率潜势来研究氨氧化古菌和氨氧化细菌在氨氧化过程中的作用.结果表明:平均气温为5℃时,最佳运行工况为:停留时间21 h,水力负荷4.2 cm·d-1,氨氮去除率达99%;平均气温为-5℃时,最佳运行工况为:水力停留时间为21 h,水力负荷3.6 cm·d-1,氨氮去除率达81%,去除效率稳定.在低温条件下,氨氧化古菌和氨氧化细菌中amoA基因的丰度会因温度降低而减少,古菌中amoA基因丰度高于细菌2.9~33.2倍,且硝化速率潜势与氨氧化古菌中amoA基因丰度呈正向变化趋势,而与氨氧化细菌无显著相关,表明氨氧化古菌在低温条件下的氨氧化过程中起主导作用.湿地系统中的氨氧化古菌的生物多样性具有季节性变化,系统发育分析显示,夏季样品8个OTU全部属于土壤支系;冬季样品11个OTU序列属于土壤支系,2个OTU序列属于海洋水体支系,多样性较高.夏季和冬季样品中氨氧化古菌均属于一个新命名的古菌类群——奇古菌门(Thaumarchaeota).本文建立了一种在低温条件下基于氨氧化古菌有效强化湿地氨氮净化处理的稳定运行技术,为寒冷地区强化湿地去除氨氮提供了理论依据.     

湿地污水处理机理的研究

作为全球三大生态系统之一,湿地有着巨大的生态、社会和经济效益。它不仅为人类的生产、生活提供多种资源,而且具有巨大的环境功能和效益,被誉为“地球之肾”。本文针对湿地在污水处理中应用作了一些探讨,介绍人工湿地分类、处理污水的机理、利用人工湿地处理污水的一般工艺流程以及人工湿地用作处理污水时存在的问题。     

难降解有机物的生物处理技术进展

难降解有机物严重污染和威胁人类身体健康,因此难降解有机物的治理技术研究是目前水污染防治研究的热点与难点。近年来,难降解有机物的生物处理技术研究取得了广泛的成果。目前运用生物技术处理难降解有机物的主要技术路线,包括共代谢技术、缺氧反硝化技术、高效菌种技术、细胞固定化技术、厌氧水解酸化预处理技术。     

微生物在过渡金属脱硫中的应用

酸性条件下,借助过渡金属的催化氧化性,可以将烟气中的SO_2转化为S(Ⅳ),以Fe~(2 )为能源,在繁殖过程中不断将Fe~(2 )转化为Fe~(3 )的T.f菌(氧化亚铁硫杆菌)引入脱硫吸收液以维持Fe~(3 )浓度,从而获得较高的脱硫效率.对T.f菌的驯化以及微量营养物质的加入,是T.f菌发挥其功效的关键.     

包埋固定化微生物处理垃圾渗滤液的应用研究

应用包埋固定化微生物处理垃圾渗滤液,确定适宜的进水浓度和水力停留时间(HRT),采用GC-MS分析渗滤液有机污染物的降解特性,并鉴定优势菌种,为应用固定化微生物提高渗滤液生化处理效率提供依据。结果表明:当进水ρ(COD)为700~800 mg/L,ρ(NH3-N)为300~400 mg/L时,固定化微生物对渗滤液的处理效果最好,此时最佳HRT为72 h,COD去除率达39.0%,氨氮去除率达69.0%;有机物组分分析显示固定化微生物对渗滤液中的烷烃类和羧酸类有较强的去除效果;菌种鉴定表明反应池中的主要优势菌种有鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii),少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis),嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia),洋葱伯克霍尔德菌群(Burkholderia cepacia group),代尔夫特食酸菌(Delftia acidovorans),泛菌属(Pantoea sp)等6种具有降解有机物和脱氮能力的细菌。     

Effects of urea and (NH4)2SO4 on nitrification and acidification of Ultisols from Southern China

The mechanisms for the effects of ammonium-based fertilizers on soil acidification in subtropical regions are not well understood. Two Ultisols collected from cropland and a tea garden in Anhui and Jiangxi Provinces in subtropical southern China, respectively, were used to study the effects of urea and (NH₄)₂SO₄ on the nitrification and acidification of soils with incubation experiments. Nitrification occurred at very low pH with no N fertilizer added and led to lowering of the soil pH by 0.53 and 0.30 units for the soils from Jiangxi and Anhui, respectively. Addition of urea accelerated nitrification and soil acidification in both Ultisols; while nitrification was inhibited by the addition of (NH₄)₂SO₄, and greater input of (NH₄)₂SO₄ led to greater inhibition of nitrification. Ammonia-oxidizing bacteria (AOB) played an important role in nitrification in cropland soil under acidic conditions. Addition of urea increased the soil pH at the early stages of incubation due to hydrolysis and stimulated the increase in the AOB population, and thus accelerated nitrification and soil acidification. At the end of incubation, the pH of Ultisol from Jiangxi had decreased by 1.25, 1.54 and 1.84 units compared to maximum values for the treatments with 150, 300 and 400 mg/kg of urea-N added, respectively; the corresponding figures were 0.95, 1.25 and 1.69 for the Ultisol from Anhui. However, addition of (NH₄)₂SO₄ inhibited the increase in the AOB population and thus inhibited nitrification and soil acidification. Soil pH for the treatments with 300 and 400 mg/kg of (NH₄)₂SO₄-N remained almost constant during the incubation. AOB played an important role in nitrification of the cropland soil under acidic conditions. Addition of urea stimulated the increase in the AOB population and thus accelerated nitrification and soil acidification; while addition of (NH₄)₂SO₄ inhibited the increase in the AOB population and thus inhibited nitrification.