蓝藻资源化技术研究及应用进展

针对蓝藻资源化问题,概述国内外利用蓝藻制备有机肥、提取高纯度藻蓝蛋白、制备活性炭和藻粉这4种利用方式的特点、现状及应用进展。提出,应从高温好氧堆肥技术、藻蓝蛋白提取技术和藻水分离技术这3个方面,解决其关键技术问题并进行进一步研究开发。     

基于SOF-FTIR方法走航观测南京市重点区域特征挥发性有机物

介绍了污染源挥发性有机物(VOCs)排放的常用监测方法,以及基于红外掩日通量-傅里叶变换红外光谱(SOF-FTIR)的走航观测系统结构与测试原理。以2014年南京青奥会期间对一些重点区域VOCs的走航观测为例,提出了借鉴前期现状调查结果,结合手工采样分析,确定特征目标组分的监测方案。观测结果表明,该方法在柱浓度监测和排放总量核算方面具有一定优势,不足之处在于受日照条件、走航速度和路况、地面风速限制,测量时需避开不利因素影响。     

小球藻生长及其净化猪场废水条件的优化

为提高小球藻净化猪场废水的效果,在户外条件下系统比较了预处理方式、管道光反应器的种类和光径对蛋白核小球藻生长及其对猪场废水净化效果的影响。结果表明,猪场原废水COD、NH_4~+、PO_4~(3-)、TN、TP含量分别为710、491、54、590和108 mg·L~(-1)时,蛋白核小球藻对经过3级过滤预处理后的猪场废水净化效果最好,其中脱色率及NH_4~+去除率分别高达88.56%和83.48%,显著高于对原废水的处理效果(P0.05)。在夏季户外条件下,用平铺管道反应器对蛋白核小球藻进行放大培养,发现小球藻能耐受夏季户外高温,生长良好,最终藻粉产量达到0.13 g·L~(-1)。采用直径为5 cm的立式光生物反应器培养蛋白核小球藻,通过循环采收,藻粉产量可达到0.93 g·L~(-1),其蛋白质含量最高达到58.9%,汞、砷、镉、铅含量分别小于0.1、1.0、0.5和4.0 mg·kg~(-1),符合《饲料用小球藻粉》(DB32/T 564-2010)标准。采收小球藻后的出水中,NH_4~+、PO_4~(3-)、色度的去除率均高达90%以上,基本达到国家排放要求。该研究结果可为制定猪场废水的净化及蛋白核小球藻的工业化生产方案提供参考。     

木麻黄凋落叶量及基质质量对离海距离的响应

精确估算因内部环境梯度带来的生态系统养分循环差异对评估生态系统生态功能十分重要。以惠安赤湖国有防护林场木麻黄(Casuarina equisetifolia)凋落叶为研究对象,探讨不同离海距离环境梯度对木麻黄凋落叶量及基质质量的影响。结果表明:(1)木麻黄凋落叶年凋落量为(9.939±0.708) t·hm~(-2),木麻黄凋落叶量随着离海距离的增加因风力及林分密度对其影响而呈现单峰型。(2)海岸向陆地不同离海距离对凋落叶基质质量养分组分影响明显,不同离海距离凋落叶各养分含量及其变化幅度由高到低均为Ca、K、Mg和P,P、K和Mg含量随离海距离增加而降低,Ca含量随离海距离增加呈先增加后降低变化,除Ca元素外其他元素含量与离海距离之间存在极显著相关性(P0.01),其原因极有可能是叶的养分再吸收及土壤本底值差异所致。(3)不同离海距离对凋落叶基质质量养分组分在时间上的影响不显著,月气候变化对其影响显著。P、 K和Mg含量在不同梯度样地的月动态变化趋势相似,总体表现为波动变化,秋冬月份高于春夏月份。(4)元素之间的相互作用影响凋落物养分含量。Ca与其他元素之间相关性未达显著水平(P0.05),P、K以及P、Mg之间分别呈极显著正相关(P0.01),K、Mg之间呈极显著负相关(P0.01)。研究结果可为滨海沙地木麻黄人工林施肥等经营管理和保护提供理论依据。     

Photocatalytic activity of Fe-doped CaTiO3 under UV-visible light

The photocatalytic degradation of methylene blue（MB） over Fe-doped CaTiO3 under UV-visible light was investigated. The as-prepared samples were characterized using X-ray diffraction（XRD）, scanning electron microscope（SEM） equipped with an energy dispersive spectrometer（EDS） system, Fourier transform infrared spectra（FT-IR）, and UV-visible diffuse reflectance spectroscopy（DRS）. The results show that the doping with Fe significantly promoted the light absorption ability of CaTiO3 in the visible light region. The Fe-doped CaTiO3 exhibited higher photocatalytic activity than CaTiO3 for the degradation of MB.However, the photocatalytic activity of the Fe-doped CaTiO3 was greatly influenced by the calcination temperature during the preparation process. The Fe-doped CaTiO3 prepared at500°C exhibited the best photocatalytic activity, with degradation of almost 100% MB（10 ppm）under UV-visible light for 180 min.     

Dyes adsorption using a synthetic carboxymethyl cellulose-acrylic acid adsorbent

Removal of noxious dyes is gaining public and technological attention. Herein grafting polymerization was employed to produce a novel adsorbent using acrylic acid and carboxymethyl cellulose for dye removal. Scanning electron microscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy verified the adsorbent formed under optimized reaction conditions. The removal ratio of adsorbent to Methyl Orange, Disperse Blue 2BLN and malachite green chloride reached to 84.2%, 79.6% and 99.9%, respectively. The greater agreement between the calculated and experimental results suggested that pseudo second-order kinetic model better represents the kinetic adsorption data. Equilibrium adsorptions of dyes were better explained by the Temkin isotherm. The results implied that this new cellulose-based absorbent had the universaiity for removal of dyes through the chemical adsorption mechanism.     

不同有机废水厌氧产酸过程的研究

主要研究了不同类废弃有机物厌氧产酸过程中产生的挥发性脂肪酸的产量和组成比例。研究发现,废糖蜜溶液、蛋白废液和淀粉废液在达到最高产酸量时,超过50%的VFAs是乙酸,其次是丙酸,还含有少量的丁酸和戊酸。废甘油溶液在达到最高产酸量时,产生的VFAs的主要成分是丙酸。4种有机废液中,相同初始COD浓度条件下,淀粉废液产生的VFAs产量最多,初始COD为5000mg/L时最高产量为2.321g/L,其次是废甘油溶液,最高产量是2.244g/L。     

岷江上游高山森林冬季河流中凋落叶碳、氮和磷元素动态特征

高山森林河流中凋落叶元素释放动态不仅是生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分,而且是森林养分流失的主要过程,并可能与冬季雪被和冻融导致的水环境变化密切相关.以岷江上游高山森林4种代表性植物康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为对象,采用凋落叶分解袋法,研究冬季不同冻融时期(冻结初期、冻结期、融化期)河流中凋落叶碳(C)、氮(N)和磷(P)元素动态特征.康定柳、方枝柏和四川红杉凋落叶C(14.6%-47.7%)、N(22.3%-58.5%)和P(4.8%-20.5%)元素在整个冬季均表现为明显的释放现象,而高山杜鹃凋落叶C(-7.3%)和N(-62.7%)表现为明显的负释放(富集)现象,P(0.7%)表现为微量的释放现象.整体而言,凋落叶分解过程中C、N和P元素在冬季的冻结初期、冻结期和融化期整体表现为释放—富集—释放的模式,但康定柳和方枝柏凋落叶N表现为富集—富集—释放模式,方枝柏凋落叶P表现为释放—富集—富集模式.同时,凋落叶C、N和P元素的释放率受河流水温、p H、电导率和C、N、P营养元素等水体环境因子的显著影响.这些结果表明高山森林河流水环境特征显著影响了凋落叶分解过程中元素动态及其相关的物质循环过程,但影响程度受到凋落叶种类和基质质量的控制.     

中国森林凋落叶氮、磷化学计量特征及控制因素

建立中国森林凋落叶养分浓度及其化学计量比数据库,分析养分浓度及其化学计量比与主要环境因素之间的关系,对预测中国森林生态系统生物地球化学循环具有重要意义.通过收集已报道的中国森林凋落叶氮(N)、磷(P)浓度及其相关变量,探讨地理因素(纬度,LAT)、气候因素(年平均气温,MAT和年平均降水量,MAP)和叶特性(常绿与落叶、阔叶与针叶)对中国森林凋落叶N、P和N/P的影响.结果显示,N浓度和N/P随LAT的升高而降低,P浓度随LAT的升高而升高;N浓度和N/P随MAT和MAP的升高而升高,而P浓度随MAT和MAP的升高而降低;常绿树种和落叶树种N浓度差异不显著,落叶树种P浓度比常绿树种高53%,而N/P比常绿树种低57%;相反,阔叶树种N浓度比针叶树种的高37%,而P浓度和N/P在两者之间没有显著差异.综上,中国森林凋落叶N、P及N/P受环境因素和叶特性综合影响,特别是气候因素对凋落叶P浓度和N/P的影响尤为显著,这为预测全球气候变暖背景下森林物质循环提供了理论依据.     

过量表达SlWD6基因增强番茄抗旱和耐盐功能

WD40蛋白广泛存在于真核生物体内,在生物体内协助细胞行使多种功能,目前关于WD40蛋白的研究多集中在拟南芥菜和水稻中.生物信息学分析显示,Sl WD6蛋白包含两个保守的WD-repeat结构域,属于WD40家族.为了解番茄中Sl WD6基因的功能,采用RT-PCR方法检测番茄的根、茎、叶、花和不同发育时期果实中Sl WD6基因表达量.利用RT-PCR方法获得Sl WD6基因全长,并且构建Sl WD6过量表达载体,通过农杆菌介导法获得转基因植株,利用Realtime PCR检测3个独立的转基因株系(WD6-393、WD6-418和WD6-421)中Sl WD6基因的表达量,并进行耐盐和抗旱性分析.结果显示,番茄Sl WD6基因为组成型表达,果实各时期表达量较高,在红果时期表达量达到最高;转基因株系中Sl WD6基因的表达量显著高于野生型;在干旱和高盐胁迫下,转基因植株叶片脯氨酸(Pro)含量显著高于野生型,丙二醛(MDA)含量与野生型相比则显著降低.用Na Cl和甘露醇介导耐盐和干旱胁迫,Sl WD6转基因植株T2代种子的根长和苗长显著高于野生型植株.综上,Sl WD6基因的过量表达能够显著增强番茄的抗旱和耐盐功能.