毛霉菌回收金纳米颗粒的影响因素及吸附行为

生物吸附在贵金属的回收中具有较高的应用潜力.本研究以毛霉菌(Mucor varians)菌株(CGMCC 3.02549)为菌种资源,探究了毛霉菌吸附Au~(3+)的影响因素,包括初始Au~(3+)浓度、温度和pH值,研究了毛霉菌吸附Au~(3+)的动力学和热力学特性.结果表明,随着初始Au~(3+)浓度升高,毛霉菌的吸附率降低,吸附容量增高;吸附率随着温度的升高而增加;pH对毛霉菌吸附Au~(3+)的效果影响明显,pH为3时吸附效果最佳.毛霉菌对Au~(3+)的等温吸附过程更符合Langmuir方程(R2=0.985),最大吸附量为325.418 mg·g~(-1).拟二级动力学方程更适合描述Au~(3+)在毛霉菌上的吸附动力学(R2=0.910~0.922).通过热力学分析得出,毛霉菌吸附Au~(3+)是自发的吸热过程.傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和透射电镜分析表明,回收产物为金纳米颗粒,羰基和羟基是起主要作用的官能团.     

恶臭假单胞菌原位还原Pd(0) NPs对微生物电子传递性能及活性的影响

微生物原位合成零价金属纳米颗粒在材料合成和环境应用领域引起了广泛关注和研究.本研究利用Pseudomonas putida(P.putida)合成Pd(0)纳米颗粒(NPs),通过FESEM、TEM、XPS等对合成的纳米颗粒进行形貌、价态表征,并对其电化学性能及微生物抑制作用进行分析.结果表明,在厌氧条件下,P.putida在胞外及细胞周质空间可原位合成粒径约10 nm的Pd(0)NPs.CV实验表明,相比P.putida,含Pd(0)NPs的P.putida有更高的氧化还原电流;随着初始反应Pd(Ⅱ)浓度增加至0.07和0.1 mmol·L~(-1),恒电位实验中的乳酸氧化电流分别升至(10.6±5.2)和(22.5±9.7)nA,分别为P.putida((5.7±2.8)nA)的1.85和3.95倍;TTC-ETS和INT-ETS分别提升至89.02和209.09μg·mg~(-1)·h~(-1),分别是P.putida的1.64和1.34倍.以上结果证明了Pd(0)NPs对微生物胞外电子传递(Extracellular Electron Transfer,EET)的正面影响.抑菌圈实验和激光共聚焦图像表明,低量Pd(0)NPs具有较好的生物相容性,过多Pd(Ⅱ)和Pd(0)NPs对微生物有一定的毒性.     

石墨烯修饰电极微生物燃料电池及其抗菌性研究进展

基于石墨烯具有优异的物理化学特性,石墨烯修饰电极能有效提升微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,简称MFC)产电性能并降低制备成本,而成为MFC研究发展的重要方向.本文系统介绍了石墨烯及石墨烯复合材料修饰阳极和阴极MFC、石墨烯材料的抗菌性等方面的研究进展,提出深入探讨石墨烯修饰电极与MFC微生物的相互作用关系,协调MFC石墨烯修饰电极抗菌性及强化产电是今后石墨烯电极MFC研究的重要内容.     

基于流体分离污泥的异质性:微生物活性和群落结构

生物流化床处理系统中的剩余污泥如果能够被识别为老化的污泥和高活性的污泥,并通过某一种物理方法加以原位分离,则有可能提高生物处理的效率.本文以构造流体力场实现基于比重分布不同污泥组分的分离,得到聚结型污泥与离散型污泥,考察了两种污泥在胞外聚合物、微生物活性和微生物群落结构方面的差异,并与降解活性相关联,以证明异质性的存在.研究发现:活性污泥这种异质性的存在归因于离散型污泥中的胞外聚合物含量高,亲水性更强,比重更小;聚结型污泥在基质利用效率、比耗氧速率方面优于离散型污泥;在废水生物处理系统的污泥中,聚结型污泥较离散型污泥具有微生物群落结构分布上的优势,种群丰度更高.研究结果证明了聚结型污泥和离散型污泥内部菌胶团存在着功能上的差异,前者是应该被保留的活性组分,后者应该作为剩余污泥加以分离排出.     

臭氧流化床深度处理焦化废水尾水过程中有机组分变化分析

焦化废水处理工程中,经过生物和混凝处理后,排放到环境中的尾水COD处于(85±20)mg·L-1范围内,这部分COD主要由一些难生物降解的物质构成,对水体环境造成污染,也给水回用带来了技术上的难度.为实现尾水中残留有机物的进一步削减,降低其在环境当中的危害,采用臭氧流化床反应器对焦化废水尾水进行深度处理并通过三维荧光光谱仪以及气相色谱/质谱(GC/MS)分析其水质组成的变化.结果表明:尾水在反应过程中,投加的臭氧量与降解的COD之间的比值(O3(kg)/COD(kg))随反应时间的延长不断增大;当pH=10时,COD、UV254和色度的去除率分别为51.5%,87.3%和85.0%,去除效果优于pH=7和pH=5条件下的反应;臭氧氧化能够有效分解尾水中类色氨酸、类溶解性微生物副产物、类腐植酸和类酪氨酸物质;经臭氧氧化后,焦化废水尾水中一些难生物降解的有机物得到了部分或完全去除,转化为一些新的有机物,如烷烃、苯甲醇、己酸等物质.研究结果证明,影响尾水的臭氧氧化效率涉及反应器结构、废水溶液性质和反应条件.     

贵州省主要森林类型土壤有机碳密度特征及其影响因素

森林土壤有机碳是全球土壤有机碳库的重要组成部分,研究森林土壤有机碳对于减缓大气中CO2浓度持续升高具有重要的意义。本研究采用野外调查和室内分析相结合的方法,以贵州桦木、栎类、柏木、云南松、杉木、马尾松、华山松等7种主要森林类型为主要对象,分析贵州主要森林类型土壤有机碳密度特征,探讨不同植被类型和环境因子对其的影响。结果表明:(1)贵州森林土壤有机碳密度约为180.62Mg/hm2,高于同纬度地区江西省森林土壤平均有机碳密度102.1Mg/hm2,表现出贵州森林土壤具有较高的固碳能力;(2)不同森林类型土壤有机碳密度变化范围为:114.52~388.29Mg/hm2,且差异显著(P0.05)。各种森林类型土壤有机碳密度大小为:华山松林杉木林柏木林栎类林马尾松林桦木林云南松林;(3)不同植被类型下各层土壤有机碳密度大小均以表层土壤为最大,且随土壤深度增加而降低;(4)在立地条件上,贵州森林土壤有机碳密度与海拔显著相关,与坡度、经度、纬度相关关系均不显著。     

低温低湿条件下污泥干燥动力学特性研究

为了研究污泥在低温低湿条件下的干燥规律,获得表征水分迁移过程的有效水分扩散系数(D_(eff))和活化能(E_a),以脱水污泥为研究对象进行了污泥低温低湿干燥试验,探讨了温度(30℃、35℃、40℃、45℃、50℃)和相对湿度(20%、40%、60%)对污泥水分比(MR)和干燥速率(DR)的影响。结果表明,污泥的低温低湿干燥过程属于内部迁移控制,即水分扩散速率决定干燥速率。根据试验数据建立了污泥水分迁移动力学模型,并与6种常用薄层干燥模型进行拟合,通过对决定系数(R~2)、方差(χ~2)和残差平方和(RSS)的比较,得出污泥低温低湿干燥过程可以用Page模型来描述。结合Fick第二定律,得到不同温度(30~50℃)、湿度(20%~60%)条件下污泥有效水分扩散系数的范围为(0.699~1.991)×10~(-9)m~2/s;对传统的Arrhenius公式进行湿度修正,获得了干燥介质温度和湿度对污泥干燥特性影响的数学模型及活化能E_a=23.83 k J/mol。     

工业腐殖酸提纯前后对泰乐菌素的吸附特性

本文采用稀碱法对购买的工业腐殖酸进行了提纯,研究了腐殖酸提纯前后对泰乐菌素的吸附特性,并对其吸附机制进行了初步的探讨.研究结果表明:在对腐殖酸提纯之后,其C、H、O、N、S的含量明显增加,灰分含量显著减小.腐殖酸经提纯后对泰乐菌素的吸附明显增强,在24h可以完全达到吸附平衡,其吸附动力学曲线可以用拉格朗日二级动力学方程和颗粒扩散模型较好的拟合;吸附等温线可以用线性吸附模型和Freundlich吸附模型较好的拟合;且提纯后的腐殖酸对泰乐菌素的吸附随着溶液的p H值和离子强度增加而逐渐减小.综上,推测腐殖酸对泰乐菌素的吸附机制可能以疏水性分配、氢键作用和离子交换作用为主.     

施加不同电压对河涌底泥中多氯联苯厌氧还原脱氯的影响

以广东省清远市龙塘镇电子垃圾拆解场附近受多氯联苯污染的河涌底泥为研究对象,构建基于-0.1、-0.3、-0.5和-0.7 V(相对于饱和甘汞电极)恒定电压的生物电化学系统,考察了闭路和开路条件下河涌底泥中PCB 61的降解率及其产物,并分析了微生物群落结构的变化。结果表明,在-0.7 V电位刺激下微生物还原降解PCB 61的效率最高,24周后,PCB 61的降解率达到了59.05%,高于开路条件的32.22%,在考察的电极电位范围内,电极电位值越小,PCB 61的还原脱氯速率越高。高通量测序结果表明:底泥微生物的结构组成随实验条件的变化表现出显著差异;施加电压刺激可提升电化学活性菌(Geobacter和Ignavibacterium)菌群丰度,进而强化脱氯效能;而Methanosarcina和Methanosaeta这2种菌在闭路条件下是显著优势菌,这2类菌的相互作用有可能对PCB 61还原脱氯有重要影响。     

双功能吸附剂的制备及其对水中毒死蜱的降解特性

对具有催化功能的负载Fe（Ⅲ）的活性炭进行了表征，与母体活性炭相比，其比表面积以及微孔体积均有所下降，酸性官能团的量有所增加；考察了普通浸渍法和超声浸渍法制备的双功能活性炭对毒死蜱的吸附和降解性能，结果表明，双功能活性炭对毒死蜱的吸附量有所降低，但对毒死蜱的降解能力增强，超声浸渍法所制备的活性炭对毒死蜱的降解能力要优于普通浸渍法所制备的活性炭。