小试膜生物反应器(MBR)中活性污泥微生物种群结构的演变

以膜生物反应器中的活性污泥为研究对象,考察接种驯化至膜污染时期的微生物群落结构的特征和演变过程.在试验运行中,定期采集样品提取DNA,并应用PCR-DGGE技术探究微生物菌群的变化.结果表明,在反应器运行接种5 d后,微生物群落结构已发生较大改变,与接种污泥相似性指数下降到47.8%;在运行的整个过程中,微生物种群多样性都要低于接种污泥,随着处理工艺运行,种群间进行逐步有序的演替.在运行后期,跨膜压力增速提高,此时占优势地位的菌种是Enterococcus faecalis、Comamonas sp.、不可培养的Fusobacterium sp.,可能是导致膜污染的主要菌种.     

微生物还原Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)合成SeNPs机理研究新进展

硒(Se)是自然界中重要的元素之一,微生物在硒的生物地球化学循环中发挥着至关重要的作用.细菌、真菌及放线菌等多种微生物能够通过同化还原、异化还原等途径将Se(VI)和Se(IV)还原为硒纳米粒子(Se NPs).本文综述了目前已知的能够还原Se(VI)和Se(IV)的微生物资源及其还原机理,并总结了在硒化合物转运、Se NPs尺寸控制和稳定等过程中发挥重要作用的蛋白质和酶.微生物对Se(VI)的还原主要通过硒酸盐还原酶实现,而对Se(IV)的还原则通过包括亚硫酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、谷胱甘肽和谷胱甘肽还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶等多种酶促还原途径、非酶促还原途径以及作为电子受体参与的细胞呼吸过程来实现.多种不同的蛋白质和酶在Se(VI)和Se(IV)的跨膜转运、Se NPs的尺寸控制、稳定及外排等过程中发挥着重要的作用,它们不仅控制着硒化合物的还原过程,也会对Se NPs进行修饰从而改变Se NPs的物理化学性质,影响硒在环境中的归趋.今后仍需要不断开发新的能够代谢硒化合物的微生物资源,并结合基因组学、转录组学、蛋白组学等多种组学手段对微生物转化硒化合物的关键基因和调控系统等进行深入解析.     

微生物电解池:生物电催化辅助CO2甲烷化技术

微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)在污染物去除、CO_2捕获与碳转化以及可再生能源的生物合成等方面具有巨大潜力,对于缓解能源危机与温室效应具有重要指导意义.尽管目前在作用原理、参数优化和机制探索方面有了重大进展,但MEC从概念设计到技术转化仍面临着诸多难题和巨大挑战.本论文介绍了基于MEC的CO_2电甲烷化技术的基本理论与最新研究进展,并对电甲烷化过程中膜面污染形成、生物阴极电活性功能菌富集及其胞外电子传递机制等进行了系统阐述,以期为MEC在CO_2电甲烷化的工程应用提供理论和技术参考.     

气升式反应器中微生物对H2S的脱除研究

筛选驯化得到具有高效脱硫性能的菌群,在气升式反应器中进行了H2S脱除实验研究. 在温度为28 ℃、初始pH 8.0的条件下考察了不同通气量对反应体系中H2S脱除能力、脱除效率的影响以及H2S进气负荷和通气量对SO2-4生成率的影响. 结果表明,最佳通气量为0.2 L/min.在此通气量下,当H2S进气负荷为5.76 kg m-3 d-1时,脱除负荷可达5.62 kg m-3 d-1,而脱除率可以保持在97.8%以上;当H2S负荷为4.37～4.93 kg m-3 d-1时, H2S去除率可达到99%以上,且主要副产物为单质硫.通过增大进气负荷、降低通气量可以获得较高的单质硫回收率.图3表2参15     

龙凤山区域大气本底站大气二氧化碳(CO_2)浓度变化特征

利用基于光腔衰荡光谱(CRDS)测量技术,于2009年1月至2011年12月在龙凤山区域大气本底站对大气中CO2进行了在线观测.龙凤山CO2浓度日最低值出现在13∶00—16∶00,此时植被光合作用对CO2的吸收作用以及大气垂直运动导致的稀释作用最强.春、秋和冬季CO2浓度日最高值出现在7∶00—9∶00,夏季日最高值出现在3∶00.夏季日高值出现的早,是由于夏季日出时间较早,植物在5∶00左右就开始有光合作用,此时CO2浓度开始降低.一年中CO2月平均浓度低值出现在6—9月,高值出现在12月和1月,并在5月和10月分别出现1个次高值.CO2次高值是由于当地农村春季和秋季焚烧秸秆造成的.CO2年均值浓度从2009年的711±23 mg·L-1上升到2011年的723±25 mg·L-1,年平均增长率为0.89%.在夏季、冬季,当风向来自EESE-SE-SSE方位时CO2浓度较高,而当风向来自W-WNW-NW方位时CO2浓度较低.龙凤山区域大气本底站周边森林在夏季对CO2有很强的吸收,占夏季浓度的8.5%.     

用于CO_2捕集的金属有机框架(MOFs)材料改性研究进展

CO_2作为全球变暖和气候变化的主要责任者,它的减排刻不容缓.多孔材料吸附被认为是目前最具潜力的CO_2捕集方法之一.在众多多孔吸附剂中,金属有机框架(MOFs)材料因高孔率、可调性等特点在气体捕集方面具有显著优势.本文综述了MOFs材料用于CO_2捕集的研究进展,阐述了为提高CO_2吸附容量与吸附选择性的MOFs材料的多种改性方法.简单介绍了MOFs材料的循环再生性以及在CO_2吸附过程中抗杂质气体的稳定性,并对MOFs材料作为吸附剂应用于实际气源的前景进行了展望.     

用松香共沉淀浮选河水中的痕量Cd~(2 )、Cu~(2 )、Mn~(2 )、Pb~(2 )、Zn~(2 )离子

本文用油酸钠作起泡剂,用松香共沉淀剂富集废水中的Cd~(2 )、Cu~(2 )、Mn~(2 )、Pb~(2 )、Zn~(2 )离子,火焰原子吸收分光光度法进行测定,精密度与回收率均较满意。     

投菌强化序批式反应器(SBR)脱氮除磷效果及微生物种属分析

为揭示投加具有反硝化聚磷能力的恶臭假单胞菌(B8)强化序批式反应器(SBR)除污特性和微生物种属,将B8菌液和干粉菌剂分别引入SBR,构成液态型DNPAOs-SBR污水处理系统A和干粉型DNPAOs-SBR污水处理系统B,以不接菌的SBR污水处理系统C为对照,分别考察了在厌氧-缺氧条件下运行的各反应器除污效果.结果表明,各SBR(A、B、C)对COD去除率均达到90%以上;第49—77天时A系统、B系统和C系统NO-3平均去除率分别为61.62%、68.58%和26.72%;第62—77天时A系统、B系统和C系统TP平均去除率分别为53.66%、55.45%和46.61%;投菌强化系统在缺氧段对TP降解过程符合一阶指数衰减动力学模式,在第71天时,A号吸磷动力学系数KP为1.2584,B号吸磷动力学系数KP为2.0379;对SBR内活性污泥菌种16S r DNA测序及Gen Bank BLAST,A系统和B系统中占优势菌种依次是溶血不动杆菌、恶臭假单胞菌和粪产碱菌,而未投菌C系统占优势菌类依次是溶血不动杆菌、粪产碱菌和产碱假单胞菌,表明投加的B8菌在液态型DNPAOs-SBR污水处理系统和干粉型DNPAOs-SBR污水处理系统内得到生长富集,从而成为优势菌群.     

增温和CO_2浓度加倍对川西亚高山针叶林土壤微生物群落结构的影响

土壤是陆地生态系统中最主要的碳库,土壤微生物是土壤的重要组成部分,其群落结构对全球变化十分敏感,研究气候变化背景下土壤微生物群落结构的变化对于预测陆地生态系统净碳平衡有着重要的作用.通过全自动微气候控制的"人工模拟气候实验系统"对川西亚高山针叶林土壤进行模拟增温(ET)、CO_2浓度加倍(EC)以及增温~+CO_2浓度加倍(ETC)处理,采用磷脂脂肪酸法(Phospholipid fatty acids,PLFAs)研究ET、EC及ETC对土壤中微生物群落结构的影响,结果表明:(1)与对照相比,ETC、EC、ET均使总磷脂脂肪酸含量显著降低,降低幅度分别为52.8%、47.8%、31.3%.(2)ETC、EC和ET均使细菌、真菌、革兰氏阴性菌(G-)的PLFAs含量显著降低(P0.01),ETC的降幅大于EC和ET;ETC、EC显著降低了革兰氏阳性菌(G~+)的PLFAs含量,但ET对G~+的PLFAs含量没有显著影响.(3)ETC使G~+/G~-比值显著升高,使真菌/细菌比值显著降低,但EC、ET对G~+/G~-、真菌/细菌比值没有显著影响;同时,ETC、EC、ET对放线菌和菌根真菌的PLFAs含量均没有显著影响.本研究表明,ETC、EC、ET处理均能使土壤微生物群落结构发生变化,并且ETC对土壤微生物群落结构的影响大于单独的ET或EC.     

Na_2CO_3/H_2O_2“稳定”的CO_2的型体研究(Ⅰ)——“稳定性二氧化氯”溶液中氯氧化物的类型及性能分析

本文对以稳定剂H_2O_2和Na_2CO_3与ClO_2制备的所谓“稳定性二氧化氯” 溶液中ClO_2存在型体及碳酸盐存在型体进行了分析,同时对“稳定性二氧化氯”的热稳定性、酸活化影响因素以及杀菌效果等方面进行了研究,并与纯NaClO_2和ClO_2进行了对比.结果表明:“稳定性二氧化氯”溶液中ClO_2是以亚氯酸盐ClO_2~-型体存在,碳酸盐是以碳酸氢盐型体存在.又通过理论分析证明“稳定性二氧化氯”溶液制备过程中ClO_2与H_2O_2和Na_2CO_3发生了氧化还原和质子传递反应,生成了亚氯酸盐ClO_2~-和碳酸氢盐HCO_3~-,并有O_2放出.因此,认为“稳定性二氧比氯”溶液是ClO_2与H_2O_2和Na_2CO_3反应生成的ClO_2~-和HCO_3~-的混合溶液.     

1-(3-磺酸基)丙基哌啶十二烷基苯磺酸在CO_2捕集中的应用

合成了一种具有表面活性功能的离子液体1-(3-磺酸基)丙基哌啶十二烷基苯磺酸([PIPS]DBSA),采用FT-IR,1H NMR和元素分析等方法对产物进行表征,并将其用于促进CO2水合物的生成,考察[PIPS]DBSA对CO2水合物生成过程中温度和压力的影响.实验表明在温度4℃—6℃时,300 mg·L-1[PIPS]DBSA溶液中CO2的相平衡压力比700 mg·L-1的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液的相平衡压力下降了13.6%—14.96%.在4℃时,300 mg·L-1[PIPS]DBSA溶液中CO2压力稳定所用的时间与700 mg·L-1SDBS溶液相比减少了50 min,表明[PIPS]DBSA对CO2水合物的形成具有良好的促进作用.     

新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对水中罗丹明B的电催化氧化

以γ-Al_2O_3为基体,采用水热合成的方法制备新型的颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe),通过XRD、FT-IR、SEM、EDS等方法对颗粒电极进行性质表征.以Ti极板作为阴极,Ti-RuO2作为阳极,采用三维电催化氧化体系处理罗丹明B(RhB)模拟废水.以无水硫酸钠为支持电解质,对各影响因素进行了优化实验研究,同时对颗粒电极电催化降解罗丹明B的反应进行了动力学模拟分析,并进行颗粒电极的重复利用实验,以探究制备的新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对水中罗丹明B的电催化氧化性能.实验结果表明制备的新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对罗丹明B的电催化降解反应属于一级动力学反应,反应速率常数k为30.1×10-2min-1,是传统颗粒电极γ-Al_2O_3的15倍;在颗粒电极投加量为33.3 g·L~(-1)、电压20 V、电解质浓度8 g·L-1、pH 2时,25 min后罗丹明B的去除率高达97%;同样条件下,γ-Al_2O_3电催化处理染料水时,1 h后罗丹明B的降解率仅为56%;新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)在电催化氧化罗丹明B的反应中具有良好的重复利用性能,经过5次反复利用,其去除率仍能保持在85%左右.     

膜-生物反应器(MBR)和序批式生物反应器(SBR)去除城市污水中典型药品和个人护理品的对比

采用模拟生活污水,在相同的运行条件下,对比研究了膜-生物反应器(MBR)与序批式活性污泥法(SBR)对10种典型药品和个人护理品(PPCPs)的去除效果.研究结果表明,两种反应器对不同目标物PPCPs的去除效果存在一定的差异:MBR和SBR对甲氧苄氨嘧啶(TRM)和红霉素(ERY)的去除无明显差别;苏必利(SLP)和卡马西平(CBZ)在两反应器中均不能得到有效去除;但对于其他目标物,尤其是咖啡因(CAF)、酮洛芬(KTP)、避蚊胺(DEET),MBR的去除率明显高于SBR.总体上,MBR在出水的安全性和稳定性上存在着一定的优势.     

BHC(乙体)微生物厌气降解的研究

本文主要探讨底泥富集液中微生物厌气降解β-BHC的速率和一些主要因子对B-BHC厌气降解的影响。研究结果指出:β-BHC的残留浓度与时间成直线关系,其降解速率K为40ppb/日;处理液中添加营养可以促进降解,营养物促进降解的能力:蛋白胨>酵母膏>萄萄糖、(NH_4)_2HPO_4>(NH_4)_2SO_4;处理液起始pH偏碱性有利降解;好气培养及将富集液消毒灭菌后,不表现出降解能力,只有在厌气培养条件,富集才具有相当强的降解能力;接种的富集液的量对降解率影响不太明显;本文还比较了几种类型土壤厌气降解β-BHC的能力。     

高CO_2浓度下水稻高产品种特三矮2号的生长、产量与米质的研究(英)

于1996年晚季,从移栽到收割水稻高产品种特三矮2号种植于高CO2浓度（xco2=600X10-6）与目前大气CO2浓度（xco2=350X10-6）的塑料大棚内.xco2浓度由自动监控系统调节控制在整个生育期内,地上部生物学产量在高xco2下显著增加抽穗前,绿叶面积在高CO2浓度下显著增加;但抽穗后,绿叶面积在高CO2浓度下下降更快高CO2浓度下,谷产量、结实率和千粒重增加,而穗数和每穗谷粒数下降蒸煮品质（包括直链淀粉含量,胶稠度和碱消值）不受CO2浓度影响;而营养品质（蛋白质与氨基酸含量）在高CO2浓度下显著下降.我们认为,为了获得水稻的最大生产力和保持米的营养品质,施氮的数量与时间在高CO2浓度下应该有所调整.     

Na_2CO_3/H_2O_2“稳定”的CO_2的型体研究(Ⅱ)——“稳定性二氧化氯”溶液的UV吸收光谱、纸层析特性、微观结构和离子色谱分析

本文对以稳定剂H_2O_2和Na_2CO_3与ClO_2制备的所谓"稳定性二氧化氯"溶液的UV吸收光谱、纸层析特性、微观结构及离子色谱进行了分析,并与纯NaClO_2及ClO_2溶液做了对比.结果表明,“稳定性二氧化氯” 与NaClO_2在UV吸收光谱、层析比移值、微观结构、离子色谱这几方面都具有很好或极其相似的一致性 表明“稳定性二氧化氮’与NaClO_2溶液中氯氧化物存在型体的一致性.因此,认为“稳定性二氧化氯“溶液中ClO_2是以亚氯酸盐ClO_2~-的型体存在的.     

羰基硫(COS)在土壤中的吸收与转化

利用静态法研究了羰基硫(COS)在草坪土壤中的吸收与转化过程.土壤对COS的吸收速率与土壤的含水量和温度呈非线性关系,土壤吸收COS的最适宜温度为25℃,含水量为13%.在此条件下,大气COS的估算交换通量为184pmol·g-1(DW)·h-1或598pmol·m-2·s-1.采用GCFID,FPD和IC对土壤吸收COS可能的转化产物进行了测定,结果表明,CO2和SO2-4为主要反应产物,其中约50%的COS最终转化为水溶性硫酸盐,约50%的COS可能转化为其它非挥发性含硫化合物(可能主要为FeS).     

La_(2-x)Sr_xCuO_(4±λ)系列催化剂的合成、表征及NO分解催化性能的研究

合成了x值不同的 La_2.x_Sr_xCuO_(4±λ)(x=0.0—1.0)系列复合氧化物催化剂.用XRD、IR,XPS和化学分析等方法对催化剂的组成、结构进行了表征,并对NO分解的催化性能和作用机理进行了研究.结果表明:在x=0.0—1.0范围内.所有样品都具有A_2BO_4结构.发现NO分解活性与氧空位(缺陷)的浓度有关,与不同价态的Cu离子含量之间无直接关系.