石油污染土壤生物修复中试系统对微生物特性的影响

微生物作为土壤石油烃生物降解的主体,其活性是提高石油降解效率的关键要素.在石油污染土壤生物修复过程中,环境条件的改变造成微生物特性及其降解活性的相应变化.与现场调研的土壤相比,生物修复中试系统中微生物密度提高了1个数量级,FDA活性提高了1.5倍.由于环境胁迫产生的诱导作用,除油微生物优势明显.中试系统运行稳定后,除油微生物密度比微生物总密度低1个数量级,污染土壤中微生物的活性与除油微生物的密度变化更趋于一致.扫描电镜和显微镜观察结果表明,生物修复系统微生物以杆菌、球菌为主,革兰氏染色呈阳性.生物修复不同时期土壤与现场土样相比,其种群构成呈现各自的特点.在生物修复后期,微生物种群多样性有所降低,在强化生物修复中试系统中更为明显.这主要是因为随着反应的进行,环境胁迫对微生物的种群多样性及其相对丰度都产生了诱导.      

黄土高原典型土壤有机碳和微生物碳分布特征的研究

以阐明黄土高原典型区域土壤有机碳(SOC)含量和储量及微生物碳(Mc)含量随土壤类型、土层和土地利用方式变异规律为目的,研究了从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨凌)等典型土壤的SOC含量和储量及Mc含量的变化特征。结果表明,不同土壤类型、不同土层SOC和Mc含量存在显著差异。同一土壤类型SOC和Mc含量在0～60cm随土层深度增加下降很明显,60～120cm土层有轻微下降,120cm土层以下低而稳定,同层次土壤从南到北,SOC、Mc和SOC储量含量显著下降,均以土垫旱耕人为土最高,黄土正常新成土次之,干润砂质新成土最低,且差异显著(P<0.05);0～200cm土层SOC总储量也沿土垫旱耕人为土(102.23±30.12t/hm²)、黄土正常新成土(67.78±9.23t/hm²)、干润砂质新成土(27.07±4.59t/hm²)依次下降;土垫旱耕人为土、黄土正常新成土和干润砂质新成土在100～200cm土层SOC累积量分别是0～100cm土层的65%、74%和58%,因此在研究黄土高原SOC贮量时必需考虑深层贮量的贡献。Mc随土壤类型的变化趋势与SOC基本相同,与SOC间存在极显著正相关关系(P<0.01);土壤Mc/SOC比值范围为0.005～0.05,土地利用仅对干润砂质新成土和土垫旱耕人为土SOC含量和储量影响显著(P>0.05),但对3种土壤Mc和Mc/SOC比值均产生显著影响;与农田土壤相比,草地土壤Mc和Mc/SOC比值均明显增加,这一结果说明用Mc和Mc/SOC比值更能有效反映土壤质量的变化。     

pH5条件下生物制氢反应器的启动及运行特性

采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),以糖蜜废水为底物,探讨了pH5条件下生物制氢反应器的启动和运行特性.结果表明,保持反应器内pH为5,污泥接种量为6g/L、COD启动负荷为7.0kg/(m³·d)、水力停留时间(HRT)为6h等条件,可在30d内完成产氢发酵菌群的驯化.此时系统氧化还原电位(ORP)稳定在-460mV～-480mV之间,系统呈现明显的混合酸发酵特性.其液相末端发酵产物比例分布相当,乙酸、乙醇、丁酸、丙酸和戊酸含量分别占发酵产物总含量的36%,33%,18%,13%.没有占绝对优势的发酵产物.气相中的氢气含量30%～35%,其最大产氢能力为1.3m³/(m³·d).生物制氢反应器混合酸发酵稳定运行期各种产酸发酵细菌处于均势地位,以球菌和杆菌为主.     

疏水性石油烃降解菌细胞表面疏水性及降解特性

从石油污染的土壤中分离纯化得到3株能以石油为唯一碳源和能源生长的石油烃降解菌,分别命名为HDB-1、HDB-2、HDB-3,并采用微生物粘着碳烃化合物法(MATH)对3株菌株的细菌表面疏水性及其环境影响因子进行研究.结果表明:二甲苯-水两相体系适用于3种细菌表面疏水性研究;HDB-1、HDB-2、HDB-3的疏水性分别为68.8%、57.4%、64.1%;随培养时间、碳源的不同和温度、pH的改变,细菌表面疏水性均发生不同程度变化;6d后初始含油量为1000mg/L的培养液的去除率分别为91.6%、64.5%、79.8%.结果还表明,细菌的细胞表面疏水性与其在环境中对有机污染物的降解呈一定的相关性,疏水性大的细菌对疏水性有机物的降解速度较疏水性小的快.     

有机修饰塿土对苯酚的吸附及其热力学特征

研究了用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）单一修饰和十六烷基三甲基溴化铵＋十二烷基磺酸钠（CTMAB＋SDS）混合修饰填土耕层、粘化层后土样对苯酚的吸附及其热力学特征,并对其吸附机理进行探讨．结果表明,填土两层次土样表面修饰后均能显著增强对苯酚的吸附能力,耕层土样对苯酚吸附呈现100GCB（100％CTMAB修饰耕层土样）〉120GCS（100％CTMAB＋20％SDS修饰耕层土样）〉50GCB（50％CTMAB修饰耕层土样）〉GCK（耕层原土）的趋势,粘化层土样相应地呈现100NCB（100％CTMAB修饰粘化层土样）〉50NCB（50％CTMAB修饰粘化层土样）〉120NCS（100％CTMAB＋20％SDS修饰粘化层土样）〉NCK（粘化层原土）的变化趋势;耕层原土吸附苯酚能力高于粘化层原土,但修饰后粘化层土样对苯酚的吸附能力超过耕层;两层次原土对苯酚的吸附呈现增温效应,但修饰后耕层土样转变为随温度上升吸附量下降的增温负效应特征,而粘化层修饰土样呈现增温效应特征,证实耕层修饰土样对苯酚以物理吸附为主,而粘化层修饰土样以化学吸附为主;Henry模型可用于描述苯酚在供试土样中的吸附;供试土样对苯酚的吸附属自发性反应,耕层修饰土样的吸附属焙减、熵减过程,自发性取决于焙减,而粘化层的吸附属焓增、熵增过程,自发性主要取决于熵增．     

硝酸锶(钡)降低气溶胶灭火剂腐蚀性研究

研究了添加硝酸锶(钡)降低气溶胶灭火剂腐蚀性的作用,通过测试气溶胶灭火剂固体产物颗粒的生成量、吸湿性和酸碱性,分析了影响气溶胶灭火剂对金属材料腐蚀性的因素,并考察了改性配方灭火性能的变化。     

青岛环境大气和海洋表层水中挥发性硫化物的测定

建立了采用预浓缩和GC FPD测定环境大气和海洋表层水中挥发性硫化物(COS、DMS和CS2)的方法.该方法对气态COS、DMS和CS2的回收率分别为(95±4)%,(86±3)%和(91±6)%(n=5),精密度分别为4 75%,8 26%和7 55%(n=5).对水体中COS、DMS和CS2的回收率分别为(86±8)%,(80±6)%和(97±12)%(n=5),精密度分别为8 17%,5 59%和11 70%.COS、DMS和CS2检出限分别为33pg,387pg和22pg.采用该方法测定了青岛近岸海域大气和表层海水中COS、DMS和CS2的浓度.结果表明,COS是近岸海域大气中主要挥发性硫化物,DMS是表层海水中最主要的挥发性硫化物.3种挥发性硫化物的浓度有明显的季节差异,夏季浓度远高于冬季浓度.     

丁酸型发酵生物制氢反应器的运行特性研究

采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),利用厌氧活性污泥以糖蜜废水为底物发酵产氢,探讨了丁酸型发酵生物制氢反应器稳定运行的工程控制参数,并运用变性梯度凝胶电泳技术(denaturinggradientgelelectrophoresis,DGGE)对微生物菌群结构稳定性进行了分析.研究表明,在污泥接种量(SS)为15g·L-1、温度为(35±1)℃、容积负荷为40kg·m-3·d-1、水力停留时间(HRT)为4h条件下,可以获得CSTR丁酸型发酵的最大产氢速率2 37m3·(m3·d)-1.此时系统的pH、氧化还原电位(ORP)分别在5 2～5 5、-480～-500mV之间.液相末端发酵产物中乙酸和丁酸、乙醇、丙酸、戊酸的含量分别占挥发酸总含量的70%,20%,7%,6%.气相中的氢气含量在30%～40%之间.根据PCR DGGE指纹图谱显示此时期丁酸型发酵优势菌群在反应器内结构保持稳定.     

接触絮凝-氧化法处理活性染料废水

将接触絮凝工艺应用于活性染料废水的处理,具有处理效果好、产泥量少、处理费用低等特点。经接触絮凝工艺后,废水的CODCr由3639mgL降低到1463mgL;再经H2O2Fe2+氧化法处理,CODCr进一步降低到220mgL,色度去除率达到98%以上,基本达到排放要求。     

孤对电子杂环化合物的代谢化学和生物学研究进展

地球环境特别是化石燃料中存在着大量含硫,氮和氧孤对电子杂环化合物.对孤对电子杂环化合物代谢机制的研究具有重要的科学意义和实践价值.生物法降解这些杂环化合物具有较化学法无可比拟的优势,主要表现在生物法具有反应专一性好,反应条件温和,可实现许多化学上难以实现的反应.本文结合课题组的近期研究,尝试论述国内外的部分研究进展.