Interface-mediated synthesis of monodisperse ZnS nanoparticles with sulfate-reducing bacterium culture

We have created a new method of ZnS nanospheres synthesis. By interface-mediated precipitation method (IMPM), monodisperse ZnS nanoparticles was synthesized on the particle surface of sulfate-reducing bacterium nutritious agar culture. Sulfate-reducing bacterium (SRB) was used as a sulfide producer because of its dissimilatory sulfate reduction capability, meanwhile produced a variety of amino acids acting as templates for nanomaterials synthesis. Then zinc acetate was dispersed into nutritious agar plate. Subsequently agar plate was broken into particles bearing much external surface, which successfully mediated the synthesis of monodisperse ZnS nanoparticles. The morphology of monodisperse ZnS nanospheres and SRB were examined by scanning electron microscopy (SEM), and the microstructure was investigated by X-ray diffraction (XRD). The thermostability of ZnS nanoparticles was determined by thermo gravimetric-differential thermo gravimetric (TG-DTG). The maximum absorption wavelengh was analysed with an ultraviolet-visible spectrophotometer within a range of 199–700 nm. As a result, monodisperse ZnS nanoparticles were successfully synthesized, with an average diameter of 80 nm. Maximum absorption wavelengh was 228 nm, and heat decomposed temperature of monodisperse ZnS nanoparticles was 596°C.     

针铁矿对硫酸盐还原菌分解铅矾的影响

铅矾(PbSO_4)是工业生产中释放进入环境的重要含Pb物相,具有潜在的环境风险.采用硫酸盐还原菌(SRB)在厌氧条件下将重金属沉淀形成低溶度积的硫化物是有效固定重金属的方法之一.本研究重点考察了SRB作用下铅矾的转化过程及针铁矿对铅矾分解的影响.结果表明,反应体系中溶液p H和ORP均有所降低;SO_4~(2-)在SRB生长停滞期上升,随后保持稳定;酸可挥发性S浓度随SRB的生长逐渐升高,并最后保持稳定;实验结束后铅矾大部分转化为白铅矿(PbCO_3)和方铅矿.对结果的分析表明,在SRB作用下,铅矾分解转化的机制为:首先转化为白铅矿,其次硫酸盐被还原产生S~(2-),进一步促进铅矾的分解和白铅矿的形成,最后S~(2-)同溶液及新生白铅矿中的Pb~(2+)反应生成溶度积更低的方铅矿;针铁矿的主要作用为:固定溶液中的S~(2-),降低铅矾SRB分解的环境污染风险;通过作为SRB生长的电子受体和降低S~(2-)的生物毒害作用,提高体系中SRB的生物活性.     

用硫酸盐还原菌去除废水中锑的实验研究

用硫酸盐还原菌(SRB)去除模拟废水中的Sb,对比不同pH值、温度及Sb初始浓度的去除效果和不同反应时间内各因子(Sb、SO42-、pH、Eh及OD)的动态变化。结果表明:反应的最佳pH范围为6.0~7.0,温度范围为30~35℃,去除率均可达到90%以上。随着SRB的繁殖,溶液的pH值升高,SO42-被还原为H2S,导致SO42-及Eh降低。Sb(Ⅴ)被还原为Sb(Ⅲ),Sb(Ⅲ)再与H2S反应生成Sb2S3沉淀,这一机制使得溶液中Sb被去除。     

产酸-硫酸盐还原系统中产酸菌的发酵类型及其与SRB的协同作用

通过间歇实验和连续流试验 ,探讨了利用产酸相处理硫酸盐有机废水时产酸菌 (AB)的主要发酵类型、硫酸盐还原菌(SRB)对底物的利用规律以及系统中这两大菌群间的协同关系 .间歇实验结果表明 ,AB的液相末端产物中乙醇占 3 5 6 %、乙酸占 3 7 7% ,同时有氢气产生 ,属于乙醇型发酵类型 .SRB容易利用的底物为氢气、乙醇和乳酸 ,不易利用乙酸、丙酸和丁酸 .SRB将乙醇转化为乙酸 ,而乙酸极少被继续转化 ,导致反应器内出现乙酸积累现象 .连续流试验结果表明 ,系统中硫酸根还原效果与产酸菌和硫酸盐还原菌的协同作用状态密切相关 :当产酸菌和硫酸盐还原菌处于较好的协同作用状态时 ,系统对硫酸根的转化率较高 ;反之则使硫酸根的转化率降低     

辛硫磷降解菌X-1的分离鉴定及降解性状的初步研究

通过富集培养从南京周围土壤中分离到-株辛硫磷降解菌X-1，X-1能以辛硫磷为唯一碳源生长，初步鉴定为邻单胞菌属（Plesiomonas sp.）X-1有广泛的碳、氮源利用谱，在25-30℃长势较好，最适生长pH是7.0,X-1能在24h内，使辛硫磷降解96%，质粒检测发现有两条大的质粒条带。     

Preparation and characterization of ZnO/ZnS hybrid photocatalysts via microwave-hydrothermal method

The photocatalytic performance of ZnO/ZnS hybrid nanocomposite was largely higher than that of the mere ZnO or ZnS nanoparticles, but the complicated procedure and misdistribution of final products limited its large-scale productions. The exploration of a novel synthesis route of ZnO/ZnS hybrid photocatalysts with high catalytic performance is becoming a crucial step for the large-scale application of ZnO/ZnS hybrid photocatalytic technique. Preparation and characterization of nanosized ZnO/ZnS hybrid photocatalysts were studied in this paper. The photocatalysts were obtained via microwave-hydrothermal crystallization with the help of sodium citrate. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), particle size distribution (PSD), and Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR). The results indicated that so-synthesized ZnO/ZnS samples consisted of the high pure cubic (sphalerite) ZnS and hexagonal ZnO nanocrystallines with a narrow particle size distribution. The possible formation mechanisms of ZnO/ZnS nanocrystallines were mainly attributed to the superficially protective effect of citrate. The photocatalytic experiments demonstrated that the ZnO/ZnS photocatalysts exhibited a higher catalytic activity for the degradation of acid fuchsine than other monocomponents.     

离子型表面活性剂改性绿色合成单分散纳米氧化铁的制备及其吸附磷的性能

由于绿色合成单分散纳米氧化铁(IONP)易团聚,本研究分别利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作为分散剂和稳定剂改善单分散纳米氧化铁的性能从而提高其对水体中磷的吸附.在磷酸根初始浓度20 mg·L-1,反应温度25℃的条件下,CTAB-IONP对磷酸根的去除率为92.47%,IONP对磷酸根的去除率为81.94%,SDS-IONP对磷的吸附率略微降低至79.38%.SEM表明IONP、CTAB-IONP,SDS-IONP的平均粒径依次约为180、90、60 nm.同时,EDS、UV-vis、FTIR和Zeta电位的结果说明这些表面活性剂改善了单分散纳米氧化铁的粒径,提高其分散度,改变其表面带电情况.此外,动力学结果均符合伪二级吸附动力学(R20.9).最后,表面活性剂具有调控绿色合成单分散纳米氧化铁活性的潜能,是绿色合成在原位环境修复中新的亮点.     

烷烃降解菌的筛选及其降解能力

以正十二烷、正十五烷和正十六烷为唯一碳源,从腈纶废水及其处理构筑物的生物膜中,分离、筛选出两株高效降解正烷烃的菌株C-14-1和C-14-2.经形态学观察和生理生化特征研究,两者均鉴定为诺卡氏菌(Nocardia spp.).通过摇瓶试验得出两菌株的最适生长条件为35℃,pH6,摇床转速(间接反映通气量)为250r/min,接种量为0.1%.在最适生长条件下,分别对不同初始浓度烷烃进行降解率试验.结果表明,两菌株降解正烷烃的能力显著,当混合烷烃中各烷烃的初始浓度约为50mg/L时,培养11h对正十二烷、正十五烷和正十六烷的降解率达到93%～100%;各烷烃的初始浓度约为100mg/L时,培养22h降解率达到97%～100%;各烷烃的初始浓度约为150mg/L时,培养22h降解率达到85%～93%.这两菌株在实际工程中将具有较好的应用前景.     

一个硫酸盐还原细菌富集物对丁草胺的厌氧降解

通过多次富集培养，得到一个能有效厌氧降解丁草胺的硫酸盐还原细菌(SRB)富集物，并对该富集物的生长动力学以及生长的最适丁草胺浓度、最适pH和最适温度作了探讨.     

一株溶藻菌株的分离鉴定及溶藻特性

从某湖泊中分离出一株具有溶藻作用的菌株W4,并且研究了该菌株溶解铜绿微囊藻的作用效果、作用方式以及铜绿微囊藻与溶藻菌株所处生长期对溶藻效果的影响,并对溶藻菌株进行了生理生化鉴定.结果表明,该菌株对铜绿微囊藻具有很好的去除效果,加入特定量的菌株培养液,8d后铜绿微囊藻的去除率可达99.5%.该菌株通过间接作用方式溶解铜绿微囊藻,并且该菌株分泌的抑藻活性物质为非蛋白质类物质.菌株W4对铜绿微囊藻的溶解作用受藻细胞所处生长期的影响,但不受该菌株所处生长期的影响.根据形态特征及生理生化试验初步鉴定W4菌株为链霉菌属.     

具菲降解特性植物内生细菌的分离筛选及其生物学特性

从长期受石油污染的植物体内分离到内生细菌36株,通过平皿促生和定殖试验筛选出1株能高效降解菲并明显促进小麦生长、能在小麦体内良好定殖的内生细菌7J2菌株.同时,对菌株7J2的生物学特性进行了研究.结果表明,菌株7J2在菲含量为30 mg·L-1的条件下,28℃振荡培养6d,菲的降解率达到99.81%.菌株7J2能够产生吲哚乙酸(IAA)(3.4±0.2)mg·L-1)和铁载体(2,3-二羟基苯甲酸)(4.3±1.6) mg·L-1).振荡培养3d,接活菌的培养基中有效磷浓度比接灭活菌的处理增加了32.5%.另外,菌株7J2对重金属Pb2 、Cr2 、Cu2 、Ni2 、Zn2 、Cd2 均有较强的抗性.通过16SrDNA序列测定,菌株7J2属于肠杆菌属.     

一株架桥细菌的共凝集能力及强化生物膜反应器效能的研究

测定了架桥细菌Bacillus cereus G5与活性污泥中分离得到的13株土著细菌及3株复杂有机物降解菌配对组合后的共凝集能力和成膜能力.结果表明:凝集2 h和20 h时的共凝集率分别达到40%~70%和55%~80%;架桥细菌与其中15株细菌混合培养时的生物膜形成量高于单菌培养时的生物膜量.这表明在废水处理系统外G5能与土著菌和降解菌发生较强程度的共凝集,并可促进多数菌株生物膜量的增加.进一步考察了G5与3,5-二硝基苯甲酸降解菌Comamonas testosterone A3投加到序批式生物膜反应器(SBBR)中的生物强化效果.32 d的运行结果表明,同时投加A3与G5菌株的反应器,24 h时出水中3,5-二硝基苯甲酸由100.0 mg·L-1降解至10.1 mg·L-1,降解最快;3,5-硝基苯甲酸负荷由100 mg·L-1增加到1000 mg·L-1的运行过程中,平均降解率稳定在65.0%~88.1%的范围内,表现出最强的抗冲击能力;生物膜量在1.4~2.0 mg·cm-2之间,比其他两组反应器同期时的生物膜量略高.表明在废水处理系统内Bacillus cereus G5亦可能通过其广泛的共凝集能力,促进反应器中生物膜的形成,并辅助降解菌以自固定化方式定殖于生物膜,从而表现出快速的生物强化作用和较强的抗冲击能力.     

一株高效降解菲的植物内生细菌筛选及其生长特性

从长期受PAHs污染的植物看麦娘中分离出1株可高效降解菲的内生细菌Pn2,经生理生化特征分析和16S rDNA序列同源性分析,初步鉴定为Naxibacter sp.,研究了菌株Pn2的生长特性及其对菲的降解作用.结果表明,菌株Pn2能以菲为唯一碳源生长,并对菲有良好的降解性能.菲浓度为49.92mg/L时,30℃下150r/min振荡培养72h,菲降解率高达98.78%.接种量和污染强度显著影响Pn2对菲的降解:接种量越大,菲降解率越高;随污染强度升高,菲降解率先增大后减小,最适污染强度为150mg/L.菌株Pn2有较强的环境适应能力.温度为25~37℃、环境pH值为6.0~8.0、盐浓度1%~2%范围内,菌株Pn2生长状况良好.菌株Pn2为好氧生长,通气量越大,菌株生长越旺盛.菌株Pn2对低浓度的氨苄青霉素和氯霉素有抗性.     

典型纳米金属氧化物对氨氧化菌Nitrosomonas europaea的生物胁迫影响

对比研究了3种典型纳米金属氧化物颗粒(NPs,包括纳米TiO2(n-TiO2),纳米CeO2(n-CeO2)和纳米ZnO(n-ZnO))在不同作用浓度下(0,0.1,1,10,50mg/L)对污水生物脱氮系统中代表性氨氧化菌─ Nitrosomonas europaea连续作用6h的毒性效应及作用规律.结果表明,3种NPs对N.europaea的生物胁迫效应与其投加浓度均呈正相关.其中,50mg/L的n-CeO2, n-ZnO与对照组相比,可显著降低N.europaea细菌浓度,破坏细胞膜完整性,抑制氨氧化速率.相同浓度条件下, n-ZnO对N.europaea的毒性影响最大, n-TiO2影响最小.虽然n-ZnO释放的Zn2+对N.europaea具有明显的毒性效应,但n-ZnO及其产生的尺寸效应仍是其生物胁迫产生的重要来源.     

Degradation of 2,6-di-tert-butylphenol by an isolated high-efficiency bacterium strain

An aerobic bacterium strain, F-3-4, capable of effectively degrading 2,6-di-tert-butylphenol(2,6-DTBP), was isolated and screened out from an acrylic fiber wastewater and the biofilm in the wastewater treatment facilities. This strain was identified as Alcaligenes sp. through morphological, physiological and biochemical examinations. After cultivation, the strain was enhanced by 26.3% in its degradation capacity for 2,6-DTBP. Results indicated that the strain was able to utilize 2,6-DTBP, lysine, lactamine, citrate, n-utenedioic acid and malic acid as the sole carbon and energy source, alkalinize acetamide, asparagine, L-histidine, acetate, citrate and propionate,but failed to utilize glucose, D-fructose, D-seminose, D-xylose, sedne and phenylalanine as the sole carbon and energy source. The optimal growth conditions were determined to be: temperature 37℃, pH 7.0, inoculum size 0.1% and shaker rotary speed 250 r/min. Under the optimal conditions, the degradation kinetics of 2,6-DTBP with an initial concentration of 100 mg/L was studied. Results indicated that 62.4% of 2,6-DTBP was removed after 11 d. The degradation kinetics could be expressed by Eckenfelder equation with a half life of 9.38 d. In addition, the initial concentration of 2,6-DTBP played an important role on the degradation ability of the strain. The maximum initial concentration of 2,6-DTBP was determined to be 200 mg/L. Above this level, the strain was overloaded and exhibited significant inhibition.     

CTAB作用下绿色合成纳米铁的制备及降解孔雀绿

化学合成纳米铁存在成本高和二次污染等问题,探寻低成本、环境友好的合成方法是纳米技术在环境修复中的研究热点之一.本课题组前期采用绿茶提取液(GTE)还原Fe2+合成纳米铁颗粒(Fe NPs),发现GTE合成的Fe NPs易被氧化和团聚.本文采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对绿色合成纳米铁形貌和粒径进行改善,提高了纳米铁颗粒的分散性和抗氧化性.通过SEM、XRD、FT-IR、UV-vis等表征手段对GTE合成的Fe NPs和CTAB作用下合成的Fe NPs的微观结构表征以及对孔雀绿降解效果对比表明:CTAB作用下合成的Fe NPs分散均匀,CTAB的包覆提高了Fe NPs的稳定性,从而提高了Fe NPs的反应活性.GTE合成的Fe NPs对孔雀绿的去除率为75.66%,而CTAB作用下绿色合成的Fe NPs的去除率高达91.06%.最后,提出了CTAB作用下GTE合成Fe NPs的可能机理.     

CdSe/ZnS量子点对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

本研究以模式生物斑马鱼(Danio rerio)为对象,观察在不同浓度Cd Se/Zn S量子点(Cd Se/Zn S QDs)暴露下,斑马鱼胚胎形态发育、氧化应激以及金属硫蛋白MT基因和应激蛋白Hsp70基因表达变化情况.结果表明,Cd Se/Zn S QDs对斑马鱼胚胎72 hpf(hours post fertilization)的半致畸效应浓度(EC50)为316.994 nmol·L-1.QDs暴露影响了斑马鱼胚胎的死亡率、畸形率、孵化率、自主运动频率和体长,以及引起胚胎卵凝集,心包囊肿,脊椎弯曲等多种毒性效应;同时导致斑马鱼体内超氧化物歧化酶(SOD)活性变化以及丙二醛(MDA)含量增加.QDs还诱导斑马鱼MT基因和Hsp70基因表达上调,斑马鱼机体产生一系列自我保护反应来减轻QDs所造成的伤害.这表明:Cd Se/Zn S QDs对斑马鱼胚胎产生了毒性效应,其毒性可能与其核心Cd2+的释放、粒径大小以及氧化应激有关.     

反应气氛对绿色合成纳米铁的组分及其活性的影响

成本低廉和无二次污染的"绿色"合成纳米材料是发展原位纳米环境修复技术的前沿研究课题之一.本文以绿茶提取液为还原剂和稳定剂进行"绿色"合成纳米铁,探讨在不同的气氛下"绿色"合成的纳米铁颗粒的主要成分,以期为调控合成纳米铁系材料提供基础研究.首先,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段对不同反应气氛下合成的纳米铁颗粒的表面微观形貌、尺寸和价态结构进行分析.结果发现,在通入N2情况下,合成的纳米铁颗粒粒径为(84.7±11.5)nm,其主要成分以纳米零价铁为主;在通入空气情况下,合成的纳米铁粒径为(117.8±26.2)nm,其主要成分是纳米零价铁、氧化铁和四氧化三铁的混合物;通入O2时,合成的纳米铁粒径为(141.2±26.3)nm,其主要成分以四氧化三铁为主.其次,评价在不同气氛条件下合成纳米铁颗粒对去除亚甲基蓝(MB)的反应活性.结果表明,在反应温度313 K下降解初始浓度为50 mg·L-1的MB溶液,反应5 min时已达到平衡,通入N2合成的纳米铁降解MB,去除率高达98.7%,而通入O2合成的纳米铁反应效率低,对MB的去除率仅为65.3%.最后,从以上发现提出不同气氛下可以调控"绿色"合成的铁系纳米材料成分,从而导致不同的纳米修复环境中污染物的能力.     

真/细菌对疏水性有机物的吸附及其表面特性

比较了干燥后真菌Ophiostoma stenoceras LLC和细菌Pseudomonas veronii ZW菌体细胞的比表面积及其对不同疏水性有机化合物吸附性能,并利用BET、红外光谱（FTIR）和X射线电子能谱（XPS）对细胞表面进行了分析.结果表明,真菌LLC和细菌ZW菌体细胞的比表面积分别为15.8m²/g,11.57m²/g,真菌菌体细胞表面介孔较多,可以更有效地吸附有机化合物.在相同的生长阶段,真菌LLC的细胞表面疏水性（cell surfacehydrophobic,CSH）始终要大于细菌ZW;采用α-蒎烯作为唯一碳源培养时,处于对数生长期的真菌和细菌的CSH均有不同提升.干燥后真菌LLC菌体对各疏水性有机化合物吸附能力为乙酸乙酯> α-蒎烯>正己烷,即疏水性相对较低的化合物更容易被吸附.通过XPS和FTIR表征发现菌体LLC吸附有机化合物后,菌体表面的官能团位置未发生明显变化,推测该吸附过程是物理吸附.     

用微生物转化-化学沉淀法从烟气SO2中制取ZnS

提出了用微生物转化-化学沉淀法将烟气中SO2转化为ZnS的新工艺.考察了碳源类型、乙酸浓度、ZnCl2量和反应时间对SO32-去除和ZnS生成的影响,应用XPS和XRD对生成的ZnS进行了分析.研究表明,ZnCl2加入导致硫酸盐还原菌SRB转化产生的S2-快速生成ZnS沉淀,而其他副反应被抑制.当乙酸C原子/SO32-物质的量浓度比为1时,SO32-去除和ZnS生成最大.随着ZnCl2量增加,ZnS生成量增加,但过量ZnCl2造成Zn利用率下降和ZnS中Zn(OH)2杂质增多.随生化反应时间增加,SO32-的去除率与ZnS生成率也增加,并且X-射线衍射表明生成的ZnS为六方晶系α-ZnS.