Preliminary Studies on Converting Agricultural Waste into Biodegradable Plastics – Part III: Sawdust

Summary Hardwood sawdust was derivatized either by carboxymethylation, glutaration, maleiation, phthallation, or succination in order to produce anionic materials suitable for complexation with soy protein isolate. Blending each derivative with soy protein isolate resulted in instant precipitation of gels. Infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry suggested that each derivative formed a complex with protein. Reaction products could be dried into pellets exhibiting tensile strengths between 0.9–2.4 MPa, suggested that these materials could be promising candidates for biodegradable structural materials.     

东方香蒲对铜绿微囊藻多糖及亚显微结构的影响

采用东方香蒲(Typha orientalis Presl)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)共培养的试验方法研究了东方香蒲对铜绿微囊藻多糖及亚显微结构的影响。结果表明:在质量浓度为20 g/L和40 g/L的东方香蒲化感胁迫下,铜绿微囊藻总糖(TSP)、胞内多糖(IPS)及固着性胞外多糖(bEPS)含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,溶解性胞外多糖(sEPS)含量在培养过程中呈现逐渐增加的趋势,表明东方香蒲化感胁迫在前期促进了铜绿微囊藻的多糖合成和分泌,但在培养后期抑制多糖合成,并进一步促进多糖分泌和溶解;在培养后期,藻细胞叶绿素荧光参数包括YⅡ(光系统Ⅱ有效量子产量)、ETR_(max)(线性最大电子传递速率)显著降低,表明东方香蒲对铜绿微囊藻的光合系统产生了明显的化感抑制,光合活性及光合效率明显下降;藻细胞亚显微结构显示,在培养后期,藻细胞类囊体片层分解断裂,表明经过持续地化感胁迫,东方香蒲诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫,藻的光合系统受到严重破坏。东方香蒲使用量越高,藻细胞结构损伤越严重。     

硅藻类粗多糖生物剂的制备及其对Cd2+的吸附性能

为了考察粗多糖对Cd2+的吸附性能,采用不同方法（稀酸法、稀碱法及超声-冻融-加热法）由海洋硅藻提取粗多糖,并进一步揭示硅藻粗多糖对Cd2+的吸附潜力.通过对比不同方法下粗多糖的组分质量分数（总糖、蛋白质和硫酸基）及其对Cd2+的吸附量,筛选出优质的粗多糖吸附材料,利用FTIR（傅里叶变换红外光谱）和SEM（扫描电镜）浅析粗多糖对Cd2+的吸附机制,采用吸附动力学和吸附等温模型详细探讨其对Cd2+的吸附特性.结果表明:①超声-冻融-加热法比稀酸法、稀碱法所提取的粗多糖的总糖质量分数高,分别为31.39%（480 nm）、26.74%（490 nm）;蛋白质杂质质量分数为7.09%,硫酸基质量分数为2.86%.②硅藻类细胞壁具有微孔结构,主要是由硅藻壳、多糖、蛋白质和脂肪组成,提取出的粗多糖表面均含有氨基、酰胺基、羰基、羟基等官能团,为其吸附重金属离子提供可能性.③超声-冻融-加热法在3倍体积乙醇沉淀时提取的粗多糖对Cd2+吸附量最大,为353.12 mg/g;该粗多糖对Cd2+的吸附更符合伪二级动力学模型,表明吸附过程有化学吸附参与;相比于Freundlich等温吸附模型,吸附数据更符合Langmuir等温吸附模型,表明该粗多糖对Cd2+的吸附主要为单层吸附.研究显示,利用超声-冻融-加热法提取出的硅藻粗多糖对Cd2+的吸附量为353.12 mg/g,是一种很有应用潜力的生物吸附材料.      

好氧颗粒污泥胞外聚合物的产生及其分布

考察了不同操作条件和基质条件对好氧颗粒污泥中胞外聚合物(EPS)产生的影响及其在污泥和体系上清液中的分布.结果表明:随体系操作条件和基质条件的变化,好氧颗粒污泥内部和上清液中的EPS含量呈规律性变化.相对而言,好氧颗粒污泥中EPS含量的变化幅度较小,过多的EPS则释放到上清液中.大量EPS的释放只发生在颗粒污泥解体时,而酸性条件和不适当的C/N比不利于好氧颗粒污泥的形成及形态保持.体系溶解氧为4.5 mg·l-1,pH为中性,污泥负荷小于等于0.37kgCOD·kg-1MLSS·d-1,碳氮比为20∶ 1时,好氧颗粒污泥中EPS的含量约占污泥总质量的9%-12%,与厌氧颗粒污泥(0.6%-20%)相近,但远低于絮状活性污泥(80%),此时,EPS在上清液中的含量最低或接近最低,为14-26 mg·l-1.     

青枯菌不同色谱峰组分的细胞表面特性

将高效离子交换色谱应用于植物重要致病菌——青枯菌的分离分析.青枯菌纯培养物经过色谱分离得到3个特征峰,收集3个色谱峰组分进行形态观察和生理生化鉴定,结果表明3个组分均属于青枯菌生化Ⅲ型;进一步分析发现,3个色谱峰组分在质粒DNA、细胞表面鞭毛菌毛蛋白含量和全细胞脂多糖成分方面无明显差异,但细胞表面黏附的胞外酸性多糖EPSⅠ含量差异显著;3个色谱峰青枯菌细胞表面疏水性的测定结果也证实了EPSⅠ是造成不同青枯菌细胞色谱行为差异的主要原因.高效离子交换色谱为细菌活细胞的研究提供了一种新方法.图4表2参15     

微生物絮凝剂MBFGA1的结构鉴定及絮凝机理研究

以对高岭土的絮凝率为指标对GA1发酵液中各组分的絮凝活性进行预分析,确定MBFGA1精产品为该絮凝剂的核心有效成分.通过丙酮沉淀法提取MBFGA1粗产品,经Sevage试剂纯化后得到MBFGA1精产品,采用全波长扫描、苯酚-硫酸法及考马斯亮蓝法鉴定精产品为多糖类物质,并经2次凝胶过滤层析分离获得MBFGA1-1和MBFGA1-2两组分;分别使用电镜(ESEM)、红外光谱(FTIR)、高效液相色谱(HPLC)以及气相色谱(GC)对MBFGA1、MBFGA1-1和MBFGA1-2进行检测分析.结果显示MBFGA1为线性长链状分子结构,多糖主链上单糖间的连接主要为α-型糖苷键,含有羟基,羧基,甲氧基等有利于絮凝的基团;高效液相色谱和气相色谱测定MBFGA1-1分子量为1.18′106D,单糖组成为0.3木糖:1甘露糖:1.09葡萄糖,另含有少量鼠李糖;MBFGA1-2分子量为3.08′103D,单糖组成为0.68鼠李糖:0.28木糖:1.82甘露糖:1半乳糖:3.73葡萄糖.根据分析结果推测絮凝机理主要为吸附架桥,其中MBFGA1的大分子量以及所含的极性基团使得絮凝剂长链结构分子能够充分伸展,较好地发挥吸附架桥作用.     

Fenton氧化破解污水处理厂污泥

研究了Fenton氧化反应的影响因素pH值、H₂O₂/Fe²⁺投加比、反应温度和反应时间对污泥破解效果的影响，并以污泥上清液中蛋白质、糖类、SCOD及污泥TSS、VSS的变化来表征污泥破解的程度。结果表明，最佳破解条件为：pH=5，最佳H₂O₂/Fe²⁺投加比为24：1，反应温度为70℃，反应时间为90 min，在该条件下，SCOD、溶解性蛋白质和多糖分别由88.76、19.70和14.95 mg/L增加到3 714.64、2 039.90和289.70 mg/L；TSS及VSS分别由34.60 g/L、19.76 g/L降为26.60 g/L、14.22 g/L，去除率分别为23.12%和 28.14%。Fenton氧化破解污泥，能够有效促进污泥絮体分解，有利于进行后续的厌氧消化处理。     

光-Fenton氧化破解剩余污泥和改善污泥脱水性能

利用紫外光-Fenton（光-Fenton）氧化处理城市剩余污泥，通过上清液的SCOD、多聚糖以及蛋白质浓度表征污泥胞外聚合物（EPS）的破解情况，通过污泥过滤比阻（SRF）和滤饼含水率表征污泥脱水性能的变化。结果表明，光．Fenton氧化破解污泥EPS和改善污泥脱水性能的效能明显优于单独Fenton反应和单独紫外光照射处理。pH为3、反应时间为2h，H2O2投加量为4g／L和Fe^2＋投加量为0．6mg／L是光-Fenton氧化处理供试污泥的适宜条件。在适宜处理条件下，污泥上清液中的SCOD、多聚糖和蛋白质浓度分别由67．46mg／L、12．53mg／L和8．62mg／L增加到568．12mg／L、448．62mg／L和292．94mg／L；SRF和滤饼含水率分别由2．4×10^S2／g和88．52％下降至5．26×10^8S^2／g和76．36％。光-Fenton反应在有效破懈污泥的同时，提高了污泥的脱水性能．有利于污泥的减量化。     

超声辅助大蒜多糖提取研究

大蒜多糖具有众多的生理功能，有很高的经济价值。以大蒜为原料，采用超声辅助酶解法提取大蒜多糖，具有高速、高效、节能、环保等优点。在单因素试验的基础上，通过正交试验进一步优化提取工艺条件，确定影响提取率的主次因素分别为超声酶解时间、料液比、提取温度和提取时间。结果表明，先期酶解条件为温度50℃、pH5．O、酶用量5．0％，最佳提取条件为超声波酶解时间40min、料液比（m／V）1：3、提取温度85℃、提取时间50min，多糖提取率达72．64％。     

营养失衡下的分层分质EPS对异型膨胀污泥及其沉降性差异影响

为探索EPS对膨胀污泥沉降性的影响,通过减少进水P源、N源的方式培养异型膨胀活性污泥,分析不同层、不同组分EPS对异型膨胀污泥沉降性影响.结果表明：异型膨胀（非丝状菌粘性膨胀、丝状菌膨胀）活性污泥EPS多糖组分Total-PS、中层组分（L-PS）含量均高于正常污泥.非丝状菌粘性膨胀污泥EPS各层多糖含量高于丝状菌膨胀污泥,而各层蛋白质（PN）含量均低于丝状菌膨胀污泥.非丝状菌粘性膨胀污泥Total-EPS（（229±94）mg/g MLSS）、PS/PN值不仅显著高于正常活性污泥（（86±16）mg/g MLSS）,也高于丝状菌膨胀污泥（（108±30）mg/g MLSS）.非丝状菌粘性膨胀污泥EPS多糖总量Total-PS、蛋白质总量Total-PN越高,SVI值越大,污泥沉降性越差,越易膨胀,且EPS蛋白质组分对污泥膨胀作用大于多糖;从不同层EPS看,松散外层（S层）EPS对非丝状菌粘性膨胀作用最大（S-PN与SVI值相关性最大,r为0.881,P<0.05）,是主要影响因子.丝状菌膨胀污泥,除了内层紧密型T-PN对SVI值影响较大外,其他各层、各组分EPS含量与SVI均呈微弱负相关.