一株产电菌嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila)的分离及其产电性能优化

本研究以天津泰达污水处理厂污泥浓缩间的污泥为接种物,启动并运行了微生物燃料电池(MFCs).从富集的阳极生物膜上分离得到了一株纯培养的微生物菌种,命名为P2-A-5.研究发现,菌株P2-A-5的16S rDNA序列与菌株Kocuria rhizophila DC2201具有100%的同源性,结合该菌的形态特征和生理生化实验,将其归属为嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila).通过化学剂处理、底物种类和浓度的优化,进一步提高其在微生物燃料电池中的产电性能.结果表明,菌株K.rhizophila P2-A-5经0.5 mg·L-1溶菌酶处理45 min后,接种到以2.0 g·L-1海藻糖为底物的阳极液中运行MFCs,其功率密度达到314.8 m W·m-2,比优化前(74.9 m W·m-2)提高了320.3%.这是首次对K.rhizophila种内微生物产电性能及其在微生物燃料电池中应用的报道,其成果对于丰富产电微生物的多样性,挖掘更多具有高电化学活性的微生物菌种,提高其产电性能具有重要的理论意义.     

TiO2/活性炭催化剂对4-CP的吸附和光催化活性

采用常压金属有机物化学气相沉积技术在活性炭表面沉积构成纳米TiO2催化剂,XRD分析表明,沉积在活性炭表面的TiO2为锐钛矿晶型.TEM分析表明负载量为8%(wt)时,TiO2颗粒的粒径为10-20nm;载体负载前后BET面积仅改变了6%,表明负载TiO2后对活性炭的结构影响不大.利用Langmuir-Hinshelwood动力学模型探讨了TiO2/活性炭催化剂对4-CP的吸附行为和光催化活性之间的关系,求出4-CP降解反应速率常数Kr,在紫外光照条件下催化剂对4-CP的吸附明显增强.     

长江上游典型山地农业小流域浅层地下水硝态氮时空变异特征及影响因素

长江上游山区以浅层地下水作为主要供水水源,但其极易受到农业生产等活动所导致的硝态氮（NO₃^--N）污染.本文选取长江上游典型山区农业小流域作为研究对象,对土地利用与管理强度和水文地质条件等进行了野外调查,阐明其浅层地下水NO₃^--N时空变异特征并分析其影响因素.结果表明,研究小流域地下水中NO₃^--N质量浓度变化范围为0.40~12.51 mg ·L^-1,超标率近30%.受降雨和管理强度影响,丰水期降雨量和施肥量增加,土壤中氮素在降雨驱动下淋溶流失进入浅层地下水,呈现出丰水期NO₃^--N质量浓度（6.73 mg ·L^-1）高于枯水期NO₃^--N质量浓度（6.28 mg ·L^-1）的时间变异特征.在空间上,小流域地下水中NO₃^--N质量浓度呈现坡耕地和居民区集中分布的截留和大兴子流域中地下水NO₃^--N质量浓度（截留子流域：6.58mg ·L^-1;大兴子流域：6.34 mg ·L^-1）高于苏荣子流域（5.20 mg ·L^-1）的特征,主要由不同子流域地下水埋深和土地利用类型的空间分异特征导致.此外,浅层地下水NO₃^--N质量浓度与Cl^-、NH₄⁺-N、DOC和SO₄^2-质量浓度呈正相关,而与pH值呈负相关,表明地下水化学因子亦是其不可忽略的影响因素.因此,加强山地农业小流域浅层地下水NO₃^--N时空变异特征及其影响因素研究对防控山区农村浅层地下水硝态氮污染和保障饮用水安全十分必要.     

有机-无机肥配施对紫色土坡耕地氮素淋失的影响

通过坡地渗漏小区定位试验,研究总施氮量相同情况下,施肥方式对紫色土坡耕地氮素淋失的影响.结果表明,有机-无机肥配施会影响紫色土硝酸盐向下累积过程,显著降低紫色土坡耕地硝酸盐累积量.渗漏液中硝态氮含量在0.15～46.99mg·L-1之间,占总氮含量的66.4%～96.3%;总氮淋失量在(4.05±0.37)～(37.82±0.86)kg.hm-2之间,占当季施氮量的2.7%～25.2%.在维持总施氮量相同的条件下,与常规氮磷钾施肥相比,农家肥、秸秆与化肥配合施用的渗漏液总氮含量分别降低了71.0%、61.4%,总氮淋失量分别降低了48.1%、31.6%.这表明有机-无机肥配施能显著降低紫色土坡耕地氮素淋失量,对有效控制紫色土区浅层地下水硝酸盐污染具有重要作用.     

制备条件对二氧化钛纳米管光电催化性能的影响研究

采用电化学阳极氧化法制备二氧化钛纳米管(TNT),通过改变氧化时间和氧化电压来制备具有不同形貌结构的TNT,并探讨不同条件下制备的TNT对模拟污染物甲基橙的光电催化降解活性.结果表明,当氧化电压由45 V增加到60 V时,相同氧化时间下制得的TNT的管长、管径、长径比都明显增加,而管壁厚均相应减小,氧化时间和氧化电压对制得的TNT的管长、管径和管壁厚等形貌特征有着重要的影响；在45 V、4h,60 V、3h和60 V、6h下制备的TNT具有较佳的形貌结构(管长分别为12.41、20.35、25.85 μm,长径比分别为110、166、178),其中又以60 V、6h时制备的TNT具有最佳的光电催化活性,其光电催化降解甲基橙的表观拟一级动力学速率常数为2.26×10-3 min-1;相关性分析结果表明,TNT的长径比对其光电催化活性有着极重要的影响.     

邻氯苯酚的电化学处理技术

 以邻氯苯酚为模型污染物探讨了直接阳极氧化,紫外光辐射联合阳极氧化和阴极还原3种电化学技术用于难生化污染物的削减.直接阳极氧化更适于有机物降解的预处理.提高电流虽能增加邻氯苯酚及其废水COD的去除速率,电流效率却降低.联合紫外光化学氧化后,光电一体化工艺存在协同效应,通过动力学参数计算了协同作用的增加因子.在阴极还原工艺中,通过合理的电化学反应器设计使得邻氯苯酚的氧化效率较直接阳极氧化有所提高.通过色谱分析简单揭示了邻氯苯酚在阳极氧化和阴极还原中的不同降解路径.     

金属铁还原脱氯处理有机氯化物的研究进展

本文对金属铁在还原降解六氯乙烷、四氯化碳、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯、五氯酚、多氯联苯等有机氯化物中的应用作了评述 ,讨论了金属铁降解有机氯化物的反应机理及动力学。     

外来生物导致的潜在损失评估方法研究:以外来疫病油菜茎基溃疡病为例

以外来疫病——油菜茎基溃疡病为例,提出一种未成功入侵外来生物导致的潜在损失评估方法,根据GARP生态位模型ArcGIS栅格数据图,通过掩膜工具Extract By Mask,提取出每个适生类型在中国各省份的分布面积。构建潜在损失估算模型,从潜在直接经济损失(农产品产值损失、农副食品加工业损失和防控费用)、潜在间接经济损失(油菜旅游产业)和潜在非经济损失(生态系统功能损失)3个方面构建外来入侵生物损失估算体系。研究发现油菜茎基溃疡病入侵的潜在损失总额高达96.05亿元,其中,潜在直接经济损失、潜在间接经济损失和潜在非经济损失分别占潜在损失总量的54.9%、36.0%和9.1%。动植物检疫在防范外来生物入侵中发挥着重要作用。     

金属铁还原脱氯处理有机氯化物的研究进展

本文对金属铁在还原降解六氯乙烷,四氯化碳,氯仿,三氯乙烯,四氯乙烯,二氯乙烯,氯乙烯,五氯酚,多氯联苯等有机氯化物中的应用作了评述,讨论了金属铁降解有机氯化物的反应机理以动力学.     

难生化降解芳香化合物废水的电催化处理

经氟树脂改性的β-PbO₂电极作为新型阳极,对几种含典型难生化降解芳香化合物,苯胺、氯苯、对氯苯酚、对硝基酚的模拟废水进行了电催化降解.结果表明,在0.25A的电流下处理2h,目标有机物去除率达到75%～100%,COD去除率为20%～55%.处理效果:苯胺＞氯苯＞对氯苯酚＞对硝基酚.较高的电流和有机物初始浓度更有利于有机物的降解.检测到了降解的共同中间产物对苯醌、反丁烯二酸、草酸,提出了芳香有机物电催化降解反应的共同历程.