碳基纳米铜复合材料对普通小球藻胁迫作用的研究

随着科技的飞速发展,纳米类材料在电化学、药物运输、生物传感器等领域中得到了广泛的应用,这导致了其通过各种途径进入水、土壤、大气等环境介质中,对生态环境安全造成潜在威胁。以水体中环境浓度的碳基纳米铜复合材料为受试浓度范围,以环境适应性和污染物耐受性均较强的普通小球藻(Chlorella vulgaris)为对象,研究了水体中不同浓度碳基纳米铜复合材料对普通小球藻的细胞胁迫作用,使用分光光度法检测了0,0.05,0.5,5,50 mg·L^-1碳基纳米铜暴露条件下普通小球藻叶绿素a含量的变化。运用非靶向代谢组学(气相-质谱联用)检测法探究了不同浓度碳基纳米铜胁迫条件下第8天普通小球藻细胞内代谢物相对丰度变化、代谢通路及相关代谢组学特性的变化。结果表明,在培养周期的第8天,藻细胞叶绿素a含量随碳基纳米铜浓度的升高而降低,当碳基纳米铜达到50 mg·L^-1时,将严重抑制藻细胞叶绿素a的产生。代谢组学检测结果表明,当碳基纳米铜复合材料的浓度达到50 mg·L^-1时,藻细胞中与叶绿素合成密切相关的碳固定过程、氨基酸代谢过程均受到了严重抑制。这表明,高浓度碳基纳米铜会扰乱普通小球藻的细胞代谢并产生明显胁迫作用。文章旨在评估水体中碳基纳米铜复合材料对水体初级生产者普通小球藻的胁迫作用,以期为水体污染修复与藻细胞生态毒理学的研究提供一定的数据支持与参考。     

基于油酸钙加强析出及微生物絮凝剂GA1去除孔雀石绿的方法

提出利用油酸钙(Ca(OL)_2)加强析出和微生物絮凝剂GA1(MBFGA1)絮凝作用去除水溶液中阳离子染料孔雀石绿(MG)的方法。该方法将油酸纳(NaOL)对MG的增溶作用和Ca~(2+)对增溶了MG的NaOL胶团(NaOL-MG胶团)的作用结合起来,使MG以吸附在Ca(OL)2上的悬浮颗粒物的形式从水溶液中析出,随后利用微生物絮凝剂GA1(MBFGA1)将其絮凝沉降。考察了各因素NaOL、Ca~(2+)、MBFGA1的投加量对MG去除率及NaOL与Ca~(2+)相互作用的影响。基于这些研究,利用响应面分析法(RSM)和环境扫描电镜分析(ESEM)对MG去除机理及NaOL与Ca~(2+)之间结合机理进行了探讨。在最优的反应条件下,MG 0.14 mmol·L~(-1),NaOL 9 mmol·L~(-1),Ca~(2+)9 mmol·L~(-1),MBFGA1 4 mL,MG去除率可达98.13%。实验结果显示该方法高效环保,在实际染料废水处理中具有较大的应用潜力。     

化工园区污水深度处理工艺的选择及可行性分析

现阶段,我国经济仍保持着良好的发展势头,而在此发展过程中,也出现了更多的化工企业,化工园区数量也有所增加。因此,也相应增加了化工污水排放量,加剧了对环境的污染,加大了污水处理的难度。所以,当前做好污水处理工艺的选择及可行性分析显得愈加重要。本文从笔者工作经验出发,对污水深度处理工艺的选择及可行性分析展开了着重探讨。     

以剩余污泥热碱解液为碳源时硫酸盐还原菌处理硫酸盐废水

针对在处理碱法烟气脱硫所产生的高浓度硫酸盐废水过程中存在的碳源不足问题,探究了以剩余污泥热碱解液作为硫酸盐还原菌混合菌群(SRBs)碳源的可行性。通过SRBs对在不同条件下破解剩余污泥产生的热碱解液的利用效果,确定最利于SRBs利用的剩余污泥热碱解条件为：pH=13,T=70℃,破解时间为10 h;最佳硫酸盐(SO₄^2-)去除反应的工艺参数为：pH=7,T=35℃,ρ(COD)=10000 mg/L,ρ(SO₄^2-)=2500 mg/L。在最佳反应条件下,SO₄^2-去除率可以达到90%以上,COD利用率达到80%。将SRBs利用污泥热碱解液作为碳源去除SO₄^2-的效果与4种SRBs常见碳源(乳酸钠、丙酸钠、乙酸钠和葡萄糖)进行对比,实验证明：5种碳源均可被SRBs利用,热碱解液为碳源时SO₄^2-去除率最高,乳酸钠次之,乙酸钠最低。研究证明剩余污泥热碱解液可以作为SRBs...     

利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析

21世纪人类面临着能源与水资源的双重危机与挑战。微藻制备生物柴油和微藻深度脱氮除磷分别是开发新能源和污水深度处理方面的热点研究,但二者的单一系统均存在一定的局限性。基于微藻培养的污水深度处理与生物柴油生产耦合系统可以克服上述单一系统的局限性,在深度处理污水的同时,以污水为资源制备微藻生物柴油。藻种筛选是耦合系统的前提与重点,其筛选原则为在二级出水条件下生长快、氮磷去除效率高和单位藻细胞油脂含量高。合适的藻细胞分离收获及油脂提取技术能够降低能耗;而油渣厌氧发酵可充分回收其中的能量,同时减少油渣对环境造成的不利影响。根据耦合系统的工艺特点,每年全国利用该耦合工艺以生活污水为原料生产微藻生物柴油的潜力约397万t。     

芦苇生物活性组分对小球藻生长的促进效应

利用乙醇从芦苇(Phragmites australis)生物质中提取得到具有生物活性的粗提液,研究了芦苇乙醇粗提液对蛋白核小球藻生物量、叶绿素含量、蛋白质含量的影响.结果表明,芦苇中存在的生物活性组分对蛋白核小球藻的生物量、叶绿素含量、蛋白质含量的提高均具有促进效应,层析中性组分可使小球藻藻密度平均提高0.87倍,最高可提高1.79倍,叶绿素含量及蛋白质含量平均提高0.67倍和0.99倍,最高可提高2.71倍和4.76倍.芦苇中存在的高价值生物活性物质具有很好的开发及应用潜力.     

再生水用于景观水体的氮磷水质标准确定

污水再生利用是解决水资源短缺问题的重要措施,其中再生水回用于景观水体是主要途径之一.而防止水华爆发则是再生水景观利用的首要任务,控制再生水中的氮磷是防止水华爆发的根本措施.目前已有的景观水体水质标准中,氮磷浓度限值要求不统一,缺乏科学依据.因此再生水处理过程中氮磷控制标准执行易出现矛盾,不利于保障再生水景观利用的水质安全.再生水景观利用的氮磷控制标准,应在藻类最大生长潜力研究的基础上,通过藻类生长的Logistic模型和Monod模型、景观水体氮磷浓度模型按拟合,并结合水体自净能力和水质保障措施等综合因素加以确定.以栅藻(Scenedesmus sp)为例,通过Logistic模型和Monod模型拟合景观水体水华控制氮磷浓度限值的确定方法.     

CASS工艺微生物抵抗含Cu~(2+)、Ni~(2+)锻造添加剂废水毒性的效果

工(产)业园区内企业在紧急情况下排放的污水中,有毒物质会影响污水处理厂活性污泥微生物的活性,甚至导致微生物的死亡.基于此,利用CASS工艺的特点检验微生物系统抗冲击毒性的能力,通过不同的配比浓度调整试验水样中Cu~(2+)、Ni~(2+)的质量浓度,监测CASS系统进出水的Cu~(2+)、Ni~(2+)、COD_(cr)指标,用以判断微生物系统是否受到影响,进而确定CASS微生物系统抗毒性冲击的临界点.结果表明:Cu~(2+)质量浓度小于3.0 mg·L~(-1),Ni~(2+)质量浓度小于5.0 mg·L~(-1),时,CASS 工艺微生物抵抗含Cu~(2+)、Ni~(2+)锻造添加剂废水的毒性能力较强,对Cu~(2+)、Ni~(2+)、COD_(cr)的去除率均可以达到80%;当Cu~(2+)质量浓度大于3.0 mg·L~(-1),Ni~(2+)质量浓度大于5.0mg·L~(-1)时,CASS工艺微生物对毒性抵抗能力显著降低,活性受到严重破坏,对CU~(2+)、Ni~(2+)、COD_(cr)去除率下降至60%以下.所以可以确定CASS工艺微生物抵抗含Cu~(2+)、Ni~(2+)锻造添加剂废水毒性的最高质量浓度限值,Cu~(2+)为3.0 mg·L~(-1),Ni~(2+)为5.0mg·L~(-1).为污水处理厂实际运行工程中避免活性污泥微生物系统受毒性冲击而导致运行瘫痪提供参考依据.     

基于景观指数的细碎化对耕地生产效率影响研究

研究细碎化对耕地生产规模效益和技术效率影响，以对农地政策制定提供一定依据。综合考虑地块面积、形状和分布因素，用景观指数量化耕地细碎化水平，把细碎化变量代入C D生产函数，研究细碎化对耕地生产规模效益影响，用SFA方法测度耕地生产技术效率，用多元线性回归研究细碎化对耕地生产技术效率影响。结果表明：表征细碎化的第一主成分和地块平均面积、地块密度、面积加权形状指数和面积加权分维数载荷值大于88%，第二主成分和边界密度指数载荷值大于91%；在C D生产函数中代入细碎化变量后所有单元规模弹性下降；表征细碎化的第一主成分和第二主成分对耕地生产技术效率影响系数分别是-0077、-0.011，且通过显著性检验。研究结论认为基于景观指数的细碎化对耕地生产规模效益和技术效率有显著负影响；应从农地市场培育和农地整理两方面减轻细碎化程度，提高耕地生产规模效益和技术效率