检测重金属离子的酶膜生物传感器的构建

基于重金属对脲酶的特异性抑制作用,研制了可测定重金属离子的电位型酶膜生物传感器。论文考察了脲酶浓度、戊二醛浓度、温度和固定化时间等因素对电位响应的影响,获得了最佳的酶固定化条件,即酶浓度为0.8mg/mL,戊二醛为2.5%,温度为28℃,固定化时间为2h时酶固定化效果最好。同时还初步研究了该生物传感器的响应性能和再生能力。     

固定化反硝化聚磷菌同步除磷脱氮实验研究

实验采用海藻酸钠和PVA添加膨润土包埋固定经富集驯化的以反硝化聚磷菌(DNPAOs)为主的活性污泥,利用体视显微镜和扫描电子显微镜考察了固定化小球的形态和表面结构,并对厌氧/好氧条件下,包埋小球除磷脱氮性能进行探讨,结果表明:固定化小球具有良好的强化生物除磷和较好的反硝化脱氮性能,体系的COD去除率平均达74.9%,平均除磷效率为95.3%,氨氮平均去除率达到95.2%左右。小球若长时间缺氧,在其内部会出现厌氧区,并产生厌氧放磷现象。     

磷基材料对土壤铅稳定化效果及影响因素的Meta分析

磷基材料对土壤Pb有良好的稳定化效果.利用Meta分析法筛选汇总了1997~2022年磷基材料稳定土壤Pb的90篇文献,从土壤性质、稳定化工艺条件和磷基材料类型这3个方面量化分析了磷基材料对土壤Pb的稳定化率、赋存形态转化和对土壤pH的影响.结果表明,从土壤性质来看,土壤碱性越强（pH≥7.5）、土壤ω（Pb）越低（≤500 mg ·kg^-1）和土壤ω（有机质）越高（>0.5%）时,越有利于磷基材料对土壤Pb的稳定化,稳定化率分别为75.21%、34.97%和93.12%.从稳定化工艺条件来看,磷基材料添加量较高（≥10%）、含水率较高（>50%）、养护时间较长（≥30d）和养护温度较高（≥40℃）时,更有利于土壤Pb的稳定化,稳定化率可分别达到80.65%、84.98%、79.39%和41.44%.从磷基材料类型来看,可溶性磷基材料对土壤Pb有很高稳定化率（96.24%）;其使土壤可交换态Pb和碳酸盐结合态Pb向残渣态Pb转化的转化率达到95.93%;可溶性磷基材料多呈酸性,对土壤pH的降低率为7.27%,难溶性磷基材料多呈碱性,对土壤pH的增加率为3.63%.综上,在土壤pH≥7.5、土壤ω（Pb）≤500 mg ·kg^-1、土壤ω（有机质）>0.5%、可溶性磷基材料添加量≥10%、含水率>50%、养护时间≥30 d和养护温度≥40℃时,磷基材料对土壤Pb的稳定化效果较好.可见在实际Pb污染土壤修复过程中,为提高Pb稳定化率,需综合考虑土壤性质、稳定化工艺条件和磷基材料类型等因素的影响.     

Modelling N mineralization from green manure and farmyard manure from a laboratory incubation study

Predicting N mineralization from organic manures like farmyard manure (FYM) is more difficult than from fresh organic materials like crop residues, as the manures vary greatly in composition. A laboratory incubation experiment was carried out for 98 days at 30 °C under aerobic conditions to study the effects on N dynamics of Gliricidia (Gliricidia sepium, Jacquin) and FYM application to soil at 5 and 10 g kg⁻¹. Application of Gliricidia induced N mineralization from the start of incubation period, with the amount of N mineralized increasing with rate of application. In contrast, application of FYM resulted in immobilization of mineral N in soil, irrespective of the rate of application. The initial net immobilization from FYM was limited by availability of N in the soil for the higher rate of application.We used the APSIM SoilN module to simulate these contrasting patterns of mineralization of N from Gliricidia and from FYM. The prediction of N mineralized from Gliricidia was better than FYM. The default model parameters specify that the fresh organic matter pools (FPOOL1, FPOOL2 and FPOOL3) have the same C:N ratio and this assumption was ineffective in predicting N mineralized from FYM. The predictive ability of the model improved when this default assumption was modified based on the size of the individual pools (FPOOL1, FPOOL2 and FPOOL3), and the pool's C:N ratios. The modelling efficiency, a measure of goodness of fit between the simulated and observed data, improved markedly for the modified model. The discrepancy between the modelled and observed data was a tendency for the model to underestimate the rate of re-mineralization at the lower rate of application of FYM in the later part of incubation. Unfortunately the appropriate modification to the size and C:N ratios of the FPOOLs could not be determined on the basis of chemical analysis alone. Thus, a true predictive application of the model to a new FYM material is not yet possible.     

包埋反硝化填料强化二级出水深度脱氮性能研究及中试应用

利用包埋广谱性高效反硝化填料处理城市污水厂二级出水,可有效降低出水总氮(TN)浓度,本研究共分为两部分,D1阶段研究了包埋反硝化填料对污水厂二级出水的适应性、TN去除效果、稳定运行及填料反冲洗的工况条件; D2阶段研究了填料在中试条件下稳定运行1 a脱氮性能的变化,并通过高通量测序和荧光定量分析(q PCR)手段,研究对比了包埋填料运行前后微生物种群的变化规律.通过研究发现,包埋反硝化填料在水温为(24±1)℃、pH为7. 1、HRT为1 h和填充率为10%,投加乙酸钠保证碳源充足的条件下稳定运行7 d,即可适应二级出水水质,实现出水总氮5 mg·L~(-1).通过对比研究不同水力停留时间(HRT)对填料TN去除效果的影响,得出适宜的HRT为30 min,填充率为10%的运行条件,在7. 2 m~3·d~(-1)的进水条件下经过1 a的稳定运行,TN去除率最高可达到90. 42%,出水总氮可稳定在5 mg·L~(-1)以下.通过对比反冲洗效果,确定了反冲洗强度为5. 2 L·(m~2·s)~(-1),周期为每3 d进行一次.高通量测序和荧光实时定量PCR分析结果表明,运行前后填料上反硝化功能菌属的丰度及拷贝数都有了明显增长,这说明细菌在包埋条件下可实现良好的自我生长.     

包埋厌氧氨氧化菌的环境因子影响特性及群落结构分析

针对厌氧氨氧化菌悬浮培养启动慢、易流失、活性易受环境因子抑制等问题,利用聚乙烯醇-聚丙烯(PVA-PP)制备厌氧氨氧化菌包埋填料,在实现厌氧氨氧化菌活性提高及反应体系稳定运行的基础上,采用批次实验明确了COD干扰、pH值变化及摇床转速对包埋填料脱氮特性的影响.并通过高通量测序技术分析了填料内菌群结构和多样性的变化.结果表明,厌氧氨氧化菌活性可在第30 d恢复至100%,阶段培养99 d,总氮容积负荷(NLR)为0. 69 kg·(m~3·d)~(-1)时,总氮去除率为87. 7%,140 d长期运行,总氮去除速率(NRR)可达1. 83 kg·(m~3·d)~(-1),是包埋前悬浮污泥的9. 4倍.种群多样性在包埋载体内得到保持,厌氧氨氧化功能菌Candidatus Kuenenia(AF375995. 1)有效富集,占比由11. 06%上升至32. 55%. PVA-PP包埋载体可实现厌氧氨氧化-反硝化耦合脱氮,有机碳源干扰及pH值的变化对厌氧氨氧化菌影响抑制明显减弱,并且摇床转速的适当提高会促进包埋体系厌氧氨氧化反应的进行.     

降酚菌株的固定化细胞处理含酚废水的性能研究

用海藻酸钠作为载体将一株降酚菌株进行固定化包埋。利用正交实验确定了该菌株固定化细胞制备的最优条件。研究表明,该降酚菌株的固定化细胞对苯酚的降解能力和耐受能力均大于游离细胞。降酚菌株固定化细胞降解苯酚的最适温度范围是30~35℃,最适pH值范围为6~8。该菌株的固定化细胞对废水中的COD也具有良好的降解效果。     

藻菌混合固定化及其对污水的净化

首先将铜绿微囊藻和细菌在相同条件下共同培养,探索藻菌共生体系的最佳生长条件。然后将铜绿微囊藻和细菌混合固定化,比较混合固定和单独固定对污水中NH3-N和PO4^3--P的净化效率。结果表明,固定化混合藻菌体系对污水中NH3—N和PO4^3--P的去除效率明显高于单独固定化体系,并且随着实验时间的延长,对污水中NH3—N和PO4^3--P的去除效率逐渐升高。     

基于固定化AChE的流动注射型酶传感器研究

以固定化鲅鱼脑组织乙酰胆碱酯酶[acetylcholinesterase,AChE(EC 3.1.1.7)]为识别元件,以pH电极为换能器,构建流动注射型AChE酶传感器.该传感器在以磷酸盐缓冲液为载液的条件下具有良好的重现性(RSD=1.427%,n=10)和敏感性,可实现对有机磷化合物的在线监测;对甲基对硫磷具有线性响应的浓度范围为4.29×10-10^-4.29×10^-8mol·L^-1,最低检测限为1.3×10^-     

固定化微生物在好氧条件下同时硝化和反硝化

研究了将硝化菌和反硝化菌混合包埋 ,利用载体对氧产生的扩散阻力在颗粒内部形成好氧区、缺氧区和厌氧区 ,使硝化和反硝化两个过程有机的结合在一起 ,在好氧条件下同时进行硝化和反硝化的新型生物脱氮技术。试验结果表明 :固定化后细胞的活力回收率≥ 70 % ;混合固定的硝化菌和反硝化菌在好氧条件下进行间歇生物脱氮时至少可稳定操作 2 2d ,其间脱氮速率约为 0 1 1kg/m3·d ;单级生物脱氮的最适 pH和温度分别是 8 2和 30℃。