氧化还原介体催化强化Paracoccus versutus菌株GW1反硝化特性研究

考察了Paracoccus versutus菌株GW1的醌呼吸特性及4种结构相似的醌类介体(AQS,α-AQS,AQDS和1,5-AQDS)催化强化Paracoccus versutus菌株GW1的反硝化过程.结果表明,Paracoccus versutus菌株GW1能利用醌类介体作为其电子传递链中的电子受体进行呼吸,使醌类介体还原为相应的氢醌形式;在35℃条件下,采用间歇试验法,4种介体浓度均为0.24mmol.L-1时,可分别提高硝酸盐氮降解速率1.14～1.63倍、总氮去除速率1.12～2.02倍,其从大到小顺序为:AQDS>1,5-AQDS>AQS>α-AQS;介体可降低Paracoccus versutus菌株GW1硝酸盐降解过程中氧化还原电位约33～75 mV;介体催化强化硝酸盐降解过程中pH变化趋势与空白对照组类似,最终pH稳定在9.0左右;在0～0.32 mmol.L-1AQDS浓度范围内,体系硝酸盐氮降解零级反应速率常数K与介体的浓度cAQDS呈线性关系.本研究为解决生物脱氮技术存在降解速率低的问题提供了有效途径.     

氧化还原介体调控亚硝酸盐反硝化特性研究

采用实验室驯化的亚硝酸盐反硝化菌群作为菌种,优化亚硝酸盐降解条件,探究在氧化还原介体蒽醌-2-磺酸钠(AQS)存在条件下亚硝酸盐反硝化的特性.结果表明,反硝化菌群降解亚硝酸盐的最适条件为:温度35℃,pH为8,丁二酸钠为碳源,碳氮比4∶1,初始亚硝酸盐浓度100 mg.L-1;AQS的最佳投加量为0.16 mmol.L-1,介体调控的反硝化体系氧化还原电位略有降低,维持在-400～-500 mV之间,pH随亚硝酸盐降解速率增加而增大,最终稳定到9～10之间;通过分析反硝化中间代谢产物,推测AQS在亚硝酸盐反硝化过程中不仅起到辅酶CoQ的作用而且加速了细胞色素传递电子的全过程.本研究可为氧化还原介体调控亚硝酸盐反硝化实际应用提供理论基础和优化参数.     

醋酸纤维素包埋非水溶性介体催化强化生物反硝化特性

利用醋酸纤维素包埋法固定非水溶性醌类介体,研究其催化强化Paracoccus versutus菌株GW1的反硝化作用。结果表明,醌浓度在26.7 mmol/L时,固定化蒽醌(AQ)、1-氯蒽醌(1-AQ)、2-氯蒽醌(2-AQ)、1,5-二氯蒽醌(1,5-AQ)、1,8-二氯蒽醌(1,8-AQ)和1,4,5,8-四氯蒽醌(1,4,5,8-AQ)催化反硝化效率依次为:1,5-AQ1,8-AQ1,4,5,8-AQAQ1-AQ空白对照2-AQ。反应10 h时,1,5-AQ可使硝酸盐去除率比空白对照提高1.84倍;硝酸盐氮反硝化动力学拟合为零级反应,其速率常数Kx随1,5-AQ浓度的增加均呈线性增加(Kx=0.1885C1,5-AQ+8.378);水中溶解氧会降低GW1菌反硝化的效果;投加1,5-AQ的反硝化体系中亚硝酸盐积累的最大值比不投加介体的低48.3%;醋酸纤维素介体小球经过4次的重复利用,催化效果始终是空白对照的1.5倍以上。醋酸纤维素固定化非水溶性醌可以有效加速生物反硝化,表明其是一种较优的醌固定化方法,具有良好的应用价值。     

固定化氧化还原介体加速亚硝酸盐生物反硝化作用

考察了利用循环伏安法所制备的固定化氧化还原介体(AQS/PPy/ACF)加速亚硝酸盐生物反硝化的特性,及其降解过程中pH和氧化还原电位(ORP)的变化特征。结果表明,AQS/PPy/ACF可显著地加速亚硝酸盐的生物降解;在不考虑各因子间交互作用的条件下,AQS/PPy/ACF加速亚硝酸盐降解的最佳条件为温度35℃,pH=8和碳氮比为6;AQS/PPy/ACF加速亚硝酸盐生物反硝化过程中pH的变化趋势与传统的亚硝酸盐生物反硝化过程中pH的变化趋势相似;AQS/PPy/ACF的加入可使亚硝酸盐生物反硝化过程中的ORP降低约45 mV;AQS/PPy/ACF具有较好的催化稳定性。本研究可为亚硝酸盐的生物降解提供新的技术途径,并为该技术的实际应用提供理论基础。     

河西走廊中段荒漠绿洲土壤生态化学计量特征

为探究荒漠绿洲土壤C、 N、 P和K的含量变化及生态化学计量特征,阐明其对环境因子的生态学响应,选择河西走廊中段张掖临泽荒漠绿洲10块样地,采集表层土壤样品,测定土壤C、 N、 P和K含量,揭示不同生境中土壤养分含量变化和化学计量比的分布特征以及与其他环境因子间的相关关系.结果表明：(1)土壤C在各样点分布不均匀且具有明显的异质性(R=0.761,P=0.06).其中,ω(C)在绿洲平均值最高,为12.85 g·kg^-1,过渡带次之,为8.65 g·kg^-1,荒漠最低,为4.1 g·kg^-1;(2)土壤K含量除在盐碱地含量较低外,在荒漠、过渡带和绿洲之间均无显著变化且含量较高;(3)土壤C∶N平均值为12.92,C∶P平均值为11.69,N∶P平均值为0.9,均低于全球土壤平均水平(13.33、 72.0、 5.9)和中国土壤平均水平(12、 52.7、 3.9);(4)土壤含水量为影响荒漠绿洲土壤C、 N、 P、 K和生态化学计量特征的最大影响因子,贡献率为86.9%,其次为土壤酸碱度和土壤孔隙度,贡献率分别为9.2%...