Cu-Al2O3中骨架铜类芬顿催化去除水中有机污染物

为解决传统铁基芬顿催化剂在水体通常酸碱(pH6)条件下活性低的问题,采用简单共沉淀法制备了Cu掺杂的Al_2O_3类芬顿催化剂.通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见(UV-vis)吸收光谱分析表明,Cu-Al_2O_3中铜掺杂的质量分数低于4.77%时,催化剂中铜主要以Cu~(2+)和Cu~+的形式共存于Al_2O_3的骨架结构中,形成Al—O—Cu键;过量的铜掺杂会导致外骨架铜物种如铜氧化物团簇的存在.以难降解有机污染物2-氯苯酚(2-chlorophenol,2-CP)和染料罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)为目标污染物,对Cu-Al_2O_3的类芬顿催化性能进行了详细地研究.结果表明,骨架铜物种在中性温和条件下对2-CP和Rh B显示出很高的催化去除效率和稳定性,反应2 h,Cu-Al_2O_3(Cu质量分数4.77%)对2-CP的去除率达到54%,相应的TOC去除率达到49%,而铜离子溶出浓度仅为0.025 5 mg·L-1,而Cu-Al_2O_3(Cu质量分数7.58%)由于外骨架铜的存在导致催化活性增加缓慢和稳定性下降.ESR测试结果表明,·OH和HO_2~-/O_2~-·是反应中主要的活性物种.     

餐厨垃圾的黑水虻处理中含钙矿物及微生物对油脂转化效率的影响

黑水虻处理是近年来发展起来的一种餐厨垃圾的有效资源化方法,但由于黑水虻的生理特性,油脂类物质经常不能被彻底降解和去除,残渣仍有酸败气味,需堆肥化二次处理.为了提高油脂类成分的降解效率,提升黑水虻富集油脂的资源化能力,本研究拟以含钙矿物和微生物为主要辅助手段,通过向餐厨垃圾中添加湿重比例为0~10%的CaCO₃、0~10%的Ca(OH)₂、5%CaCO₃和菌液的混合物及6种不同菌液,研究含钙矿物和微生物对于油脂减量化和虫油转化效率的影响.结果发现,向餐厨垃圾中添加含钙矿物,能够显著调节和缓冲黑水虻处理过程中的环境pH值,但对增加油脂的去除效率和黑水虻油脂的转化能力没有显著作用.而且添加7%~10% 的CaCO₃对于餐厨垃圾的减量化率和黑水虻的虫产率有负作用,添加5%~10%的Ca(OH)₂会导致显著的幼虫死亡率.同时添加CaCO₃和菌液对于油脂的去除不利.仅添加微生物菌液是提高垃圾油脂减量化率和黑水虻油脂富集率的最有效方法.枯草芽孢杆菌NJZ菌株、地衣芽孢杆菌NY菌株、植物乳酸杆菌RS72菌株和粪肠球菌L102菌株,是提高黑水虻油脂转化效率的有效菌株.添加微生物后,黑水虻的虫油产率由对照组的10.4%提升至12.8%~14.4%,虫油富集率由对照组的93.9%提升至116%~130%.虫油富集率超过100%,说明餐厨垃圾中碳水化合物、蛋白质等非油脂成分的一部分转化为黑水虻的体脂,而微生物的辅助降解可能是强化这一过程的主要因素.但即使在接种微生物以后,虫沙中仍然有29%~44%的油脂在处理结束时剩余,说明餐厨垃圾中的油脂较难被彻底降解和利用.未来研究中,可以继续筛选高效降解油脂的微生物,与黑水虻共同处理餐厨垃圾,实现油脂成分的资源化全利用.     

三苯基锡对假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)的生长抑制及温度的影响

在我国近岸海域环境中,三苯基锡分布十分广泛。本研究以假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)为目标物种,研究了4个不同温度条件下(10℃、15℃、25℃与30℃)三苯基锡暴露对其细胞生长以及光合作用参数(Fv/Fm与ФII)的影响。结果表明,假微型海链藻的细胞生长速率在高温与低温条件下均显著下降,而光合作用参数仅在30℃条件下受到显著影响。在暴露温度为10℃、15℃、25℃与30℃时,三苯基锡(triphenyltin,TPT)对假微型海链藻的生长抑制IC50值分别为1.81、1.69、1.09与0.73μg·L-1。TPT对假微型海链藻光合作用抑制的IC50随着温度的升高呈降低趋势。Two-way ANOVA分析结果显示,温度与三苯基锡的相互作用显著影响假微型海链藻的光合作用。上述研究结果可以为了解不同温度下三苯基锡对海洋微藻的毒性效应提供科学依据。     

黑水虻转化厨余垃圾过程中病原菌灭活规律的研究与综合评价

黑水虻能够有效取食厨余垃圾等有机固体废弃物,其自身转化为昆虫蛋白和脂肪等生物质,将厨余垃圾转化为虫沙有机肥,处理过程是一种有机固体废弃物的资源化新方法.为评估黑水虻处理厨余垃圾的效率与安全性,本课题研究黑水虻在厨余垃圾处理过程中,对大肠杆菌O157：H7（EC）、鼠伤寒沙门氏菌（ST）及金黄色葡萄球（SA）的灭活能力,评价黑水虻体内的抑菌因子,分析3种病原菌对黑水虻生长增重及厨余转化效率的影响.经过18 d的黑水虻处理,研究发现：①第0和第6 d两次以6.4~7.1 log₁₀ CFU·g^-1的浓度向厨余垃圾中分别接种EC、ST和SA以后,EC经4~6 d处理被全部灭活、ST经3~4 d处理被全部灭活,SA经6 d处理,浓度下降到1.9~2.6 log₁₀ CFU·g^-1,但不能被全部灭活,病原菌的灭活效率呈现EC=ST>SA的趋势（p < 0.001）,且黑水虻体内无EC、ST或SA残留;②厨余垃圾降解过程中,初期和中期pH值主要呈现酸性（4.0~5.3）,对抑制EC、ST和SA起到了促进作用,后期pH值呈中性至弱碱性;③黑水虻对于EC和ST能够产生自身免疫抑制因子,且抑制活性ST>EC,但对SA无明显的免疫抑制能力,SA的灭活主要依赖于黑水虻肠道菌群的竞争性抑制作用;④黑水虻的体长、体重、预蛹率、产率,以及厨余垃圾的生物转化率和减量化率未受病原菌存在的影响,18 d后EC组、ST组和SA组的预蛹率均达到在80%以上,厨余减量化率分别达到74.0%、79.1%和78.5%,生物转化率分别达到13.0%、13.2%、19.4%.综上,黑水虻能够在彻底灭活EC、ST,99%灭活SA的同时,高效降解厨余垃圾（减量化率>74%）,并转化为虫体有机质（虫产率>10%）,是一种高效卫生的厨余垃圾资源化方法.今后的研究中,还需要加强以金葡菌为代表的抗逆性病原菌的灭活机制的探讨.     

丛毛单胞菌对邻甲酚及对甲酚的降解特性

考察不同底物浓度、pH及金属离子对丛毛单胞菌(Comamonas sp.)Z1(以下简写为Z1)降解邻甲酚与对甲酚的影响,并利用高效液相色谱/质谱对降解产物进行分析。结果表明:(1)Z1可利用邻甲酚与对甲酚作为唯一碳源进行生长,36h内能将25～75mg/L邻甲酚、25～200mg/L对甲酚完全降解。(2)Z1可在pH为8.0时将50mg/L邻甲酚或100mg/L对甲酚快速降解。(3)Mg~(2+)对Z1生长、底物降解产生促进作用,Co~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)等金属离子则具有抑制作用。(4)推断Z1能利用龙胆酸与儿茶酚途径降解邻甲酚,通过龙胆酸途径降解对甲酚。     

仅知失效数的指数型元件失效率的估计

目的基于仅知失效元件数而不知其确切寿命的试验数据,对指数型元件的失效率进行估计。方法设在时刻t_0=0以n个指数型元件进行寿命试验,但仅在时刻t_0t_1…t_k记录失效的元件数,即在[t_0,t_1],[t_1,t_2],…,[t_(k-1),t_k]内可以观测到失效的元件数,但失效元件的确切寿命未知,将各时间段内的失效元件数分别记为r_1,r_2,…,r_k,在t_k时刻未失效的元件数记为r_(k+1)。采用改进的条件中数的方法,计算元件在[t_0,t_1],[t_1,t_2],…,[t_(k-1),t_k],[t_k,∞]的条件中位寿命分别为μ_1,μ_2,…,μ_k,μ_(k+1),将[t_(i-1),t_i]内失效的r_i个元件的寿命均近似看作μ_i,未失效的r_(k+1)个元件的寿命近似看作(t_k+μ_(k+1))/2,进而估计元件的失效率,并对此方法进行仿真。结果仿真结果表明,改进后的估计结果得到改善。结论对于此类数据,改进的条件中位数方法可以有效估计元件的失效率,并可应用于实际。     

基于直觉模糊AHP和灰色关联法的应急避难所选择

为了做好灾害事前应对,需要构建合理的应急避难所选择评价体系。针对传统的选择评价方法在确立权重时未消除主观因素的影响,并且利用TOPSIS方法不能确定评价对象关于优劣方案连线对称的排序等问题,提出基于改进直觉模糊AHP和灰色关联评价模型,首先利用非隶属度最大限度地减少人为偏差,然后利用各个避难所与最优方案的关联度来确定优劣,使得避难所选择最优化,减少资源闲置。通过实例,验证了该方法的合理性和有效性。     

苯酚降解菌生物转化吲哚及甲基吲哚的特性

为探索吲哚类废水的资源化处置效果,考察了苯酚降解菌对吲哚及甲基吲哚的生物转化行为,从土壤中分离筛选苯酚降解菌,结合16S rRNA序列分析对菌株进行鉴定;利用菌株休眠细胞对吲哚及甲基吲哚进行生物转化,采用液相色谱-质谱联用分析其转化产物,并结合响应曲面法对吲哚转化合成靛蓝的条件进行优化。结果表明:筛选得到的1株苯酚降解菌YC为Pseudomonas菌属;菌株YC的休眠细胞可对吲哚、5-甲基吲哚、6-甲基吲哚、7-甲基吲哚进行生物转化,生成靛蓝及甲基取代靛蓝。菌株转化吲哚合成靛蓝的最适条件为:生物量OD_(660) 2.50,吲哚50.00 mg·L~(-1),反应体系pH 8.00,在此条件下,靛蓝产量可达到29.78 mg·L~(-1)。综合上述结果,苯酚降解菌Pseudomonas sp. YC能较好地转化吲哚及甲基吲哚合成靛蓝类色素,在吲哚类废水生物修复中具有一定的应用前景。     

石油降解低温细菌的筛选及降解特性的表征

从石油污染土壤中,通过低温富集,筛选并鉴定得到7株低温石油降解细菌。基于菌株降解石油组分特性,构建6组低温石油降解菌群,利用5 L发酵罐,并通过尾气分析仪在线监测菌群石油降解过程中的CO₂产生和O₂消耗变化,评价菌群的石油降解能力。由Arthrobacter sp. JLH 001,Acinetobacter baumannii JLH 002,Pseudomonas fragi JLH 003和Arthrobacter sp. JLH 006组成的菌群降解石油效果最佳,48 h后CO₂的产生值和O₂的消耗值达到最高,在15 ℃时、72 h后能完全降解1%的石油,并且在25 ℃时降解速度显著增强。结果表明:石油污染土壤的原位生物修复可通过低温石油降解菌群的添加实现高效及快速修复。