试述低温微生物及其在环境工程的应用

本文简单的介绍了低温微生物的相关知识,对低温微生物的制冷机制进行了简单的叙述。最后,本文介绍了低温微生物在环境工程中的作用,并对其发展方向进行了猜想。     

低温微生物及其在环境工程中的应用

论述了低温微生物生态及主要类群,探讨了低温微生物的冷适应机理,并对其在环境工程领域的应用进行了介绍。     

某型军用锂离子电池低温环境适应性

目的研究低温环境条件下温度对某型军用方形锂离子电池放电性能的影响。方法参照标准GB/T 18287,在常温下将锂离子电池进行充电,再在高低温潮湿试验箱中按设定低温条件利用电池测试仪进行放电性能测试,并将不同温度测试结果利用加速模型结合Arrenhenius方程进行拟合。结果该型军用锂离子电池放电容量随温度下降而降低,在-30℃温度条件下电池的放电容量相当于室温放电容量的20.9%,并在低于-40℃温度条件、2.5 V截止电压下无法放电。结论通过低温条件放电性能测试,并对温度条件和放电容量进行建模,得出绝对温度倒数与电池容量保留率对数在25~-35℃温度区间内分两段成线性相关。     

微生物与铀的相互作用及其应用前景

放射性核素铀可能会对周围环境造成长期污染,因此,放射性废物中铀的处理受到了普遍关注。近年来,越来越多的证据表明,放射性核素污染微生物处理法与无机材料处理法同等重要。微生物与铀的相互作用机制主要包括以下几个方面:生物吸附,细胞内的聚积、沉淀和氧化还原转换。目前正在开展的研究旨在阐明从放射性物质贮存相关的各种极端环境中分离获得的菌株与铀之间相互作用的关键过程。对这些能与铀相互作用的细菌有了基本的了解,将有助于放射性废物处理、修复技术的发展及其在环境放射性污染防治中的推广应用。     

固定化微生物对低温河水脱氮效果的中试研究

利用微生物净化受污染河水是目前常用的地表水体修复方法,但低温条件下微生物代谢缓慢,酶活性下降,在寒冷季节难以维持对河水的净化效果.本研究采用固定化的方法提高微生物的低温耐受性,通过中试试验考察自然挂膜的固定化微生物、经低温驯化的预挂膜固定化微生物及预挂膜固定化微生物耦合生物促生剂这3种方法对低温河水中COD及氮素类污染物的去除效果.结果表明,在低温条件下3种方法均能有效提升河水的净化效果,静止条件下,河水中COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N和TN的去除率由分别由21.3%、37.2%、8.5%和6.9%提升至72.3%~77.9%、48.6%~62.7%、35.3%~42.3%和26.2%~31.9%.COD去除率在2~3 cm·s^-1流速下明显优于静止条件,总氮去除率在2 cm·s^-1流速下最高.自然挂膜和预挂膜微生物对河水中污染的去除无明显差别,添加促生剂对固定化微生物的净化作用没有进一步的提升,但功能菌群的微生物群落结构有所不同.促生剂的添加提高了河水中的微生物活性与群落多样性,但对固定化载体上的微生物无明显影响.固定化载体上的优势菌群均为低温下具有脱氮功能的Proteobacteria.此外,具有低温适应性的脱氮功能菌属Rhodoferax、Pedobacter及Pseudomonas在3组固定化载体上均有较高丰度,而自然挂膜的载体上及其河水中分别对Malikia属及hgcI_clade属具有显著特异性的富集（p<0.05）,这两种菌属均具有低温脱氮功能.     

微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展

随着大量含氮和磷的废水流入湖泊和江河,导致淡水蓝藻水华污染现象日趋严重.蓝藻水华污染的最主要危害是产生和释放以微囊藻毒素(microcystins,MCs)为主的多种藻毒素.由于MCs对动植物具有很强的毒性,且其在水体中很难被传统的处理方法有效去除,因此如何有效控制蓝藻水华污染和去除MCs是摆在中外环境科学领域的一个难题.针对MCs的结构与毒性、降解菌株、酶催化降解、降解基因和生物降解途径与分子机制的研究进展进行了综述,并对今后微生物降解MCs的研究方向进行了展望,以期为解决我国日益严峻的湖库水体MCs污染和饮用水安全问题提供参考.     

4×250 kW发电机组低温环境适应性试验研究

目的研究某大功率发电机组的低温环境适应性。方法将发电机组放置于高低温综合环境模拟试验室,室温降至–55℃,保温48 h,而后升温至–40℃,保温12 h,恢复常温。结果经检查,机组用时11′20″低温启动成功,其低温持续工作的稳态电压调整率为–0.880%,稳态频率调整率为–0.036%,稳态电压波动率为0.175%,稳态频率波动率为0.080%。试验过程中,样机塑料件、橡胶件、金属件未出现故障。结论该发电机组的启动性能、电气性能、结构材料等满足低温环境适应性要求,也为其他发电机组的低温环境适应性考核提供了指导方法。     

碳纤维增强尼龙复合材料低温环境适应性试验设计与分析

目的设计碳纤维增强尼龙复合材料低温环境适应性试验,分析低温环境中材料性能变化特征和老化规律,研究该材料在低温条件下的环境适应性。方法选取碳纤维增强尼龙复合材料的冲击强度为主要表征指标,对制备的缺口冲击试样开展-50℃低温试验和寒冷低温气候的自然环境试验,定期测试其冲击强度性能,分析各试验条件下力学性能特征和老化趋势。结果低温条件下碳纤维增强尼龙复合材料会发生明显脆化,表现为冲击强度下降达40%以上,而从低温恢复到常温状态,该材料性能亦会恢复到稳定值附近。结论针对碳纤维增强尼龙复合材料在低温环境下的环境适应性,其低温使用时抗冲击能力会明显下降,出现"脆化"现象,但该材料低温贮存性能较为优异,结合自然环境试验结果,可认为,低温环境下该材料具有较好的环境适应性。     

微生物矿物学及其应用

微生物矿物学是一门新兴的边缘学科，开展这方面的研究具有重要的学术意义及广阔的应用前景。本文介绍了微生物矿物学的概念、研究目的以及该学科的发展，并综合了微生物矿物学在工农业生产上的部分应用成果。     

低温菌去除污染物的研究现状

低温菌在自然界的分布非常广泛，低温菌由于具有特殊的遗传背景和代谢途径，能够产生适合低温环境且具有特殊功能的各种酶类及其它活性物，从而使低温菌在寒冷环境条件下表现出其他微生物无法替代的生物活性。文章在分析、总结国内外有关低温菌低温环境条件下去除污水中不同污染物的研究基础上，认为低温菌在寒冷地区污水治理领域具有广阔的应用前景。     

金沙江底栖真核微生物地理分布特征及生态学机制

真核微生物在生物地球化学循环、维持生态系统健康稳定等方面发挥重要作用.目前关于大型河流真核微生物的地理分布模式和生态学机制仍知之甚少.以我国西南梯级水电开发河流金沙江为研究区域,探讨了底栖真核微生物的地理分布特征及影响因素,解析了真核微生物的种间相互作用关系.结果表明,金沙江底栖真核微生物的α多样性指数沿河流向下表现出先上升后下降的趋势;群落结构和优势属的相对丰度在上游自然河段和梯级大坝河段差异显著.距离衰减分析的结果显示,金沙江底栖真核微生物的群落构建受环境筛选和扩散限制的共同作用;方差分解分析和中性模型的结果进一步表明,其地理分布模式主要受到扩散限制的驱动.共现网络结果表明,相比于上游自然河段,梯级大坝河段的种间竞争关系和网络联通性较弱,说明了底栖真核微生物在上游自然河段的相互作用更强.研究结果补充了我国西南河流底栖真核微生物多样性和地理分布的资料不足,为梯级水电开发河流底栖真核微生物的生态响应提供数据支撑.     

具有自动清洗功能的低温等离子油烟净化装置设计与实现

为了克服现有的油烟净化器清洗困难、清洗成本高的不足,提供一种具有自动清洗功能的低温等离子油烟净化器,该具有自动清洗功能的低温等离子油烟净化器可随时清洗吸附的油烟,并且清洗容易、成本低。     

国内利用水生生物治理废水技术及其发展

详细地论述了利用水生生物治理废水技术在环境污染治理方面的应用和发展趋势,以及该技术在国内的研究成果。     

沸石一蛭石曝气生物滤池低温低浓度条件下生物膜特性研究

研究了低温（4～8℃）沸石一蛭石曝气生物滤池处理污水厂尾水稳态运行时生物膜形态、生物量和微生物活性变化特征,分析了反应器内生物量和微生物活性的空间变化规律。结果表明,曝气生物滤池的生物膜形态、生物量及微生物活性有沿水流方向渐变的特点,生物量及微生物活性沿水流方向呈现递减的趋势．且生物量、微生物活性呈正相关。     

微生物降解硝基芳香烃及其在环境保护中的应用

综述降解硝基芳烃的微生物类群,代谢途径,遗传操作及其在环境保护中的应用等方面的研究概况。     

高效纤维素分解菌在蔬菜-花卉秸秆联合好氧堆肥中的应用

以滇池流域典型的蔬菜废物和花卉秸秆为堆肥原料,以本实验室筛选、保存的17株纤维素降解菌和1株购买的产黄纤维单胞菌(Cellulomonas Flavigena)为复合接种剂,对不同接种条件和控温条件下的联合堆肥中试进行了研究.实验结果表明,在一次发酵的初始阶段,以体积分数0.5%的接种量向堆肥中接种纤维素降解复合菌剂可有效提高发酵过程堆料中纤维素降解菌的种群密度,并使其迅速成为优势菌群,尤其是当堆体处于控温55℃的工况条件时,其菌群密度可保持在3.84×10⁹～1.80×10¹⁰CFU/g;在二次发酵的初始阶段,以体积分数1%的接种量接种,可有效提高二次发酵阶段堆温的回升.对堆料中木质素和纤维素含量以及堆肥终产物的粒径分布指标--过筛率的检测表明,接种的复合纤维素降解菌可有效地降解堆料中的木质纤维素,接种处理中纤维素的降解率比不接种处理高23.64%,接种处理堆肥终产物的过筛率(2.0 cm)比不接种处理高18.28%.研究表明,用纤维素降解复合菌剂进行二次接种二次发酵,能够有效地促进蔬菜-花卉秸秆联合好氧堆肥中物料的纤维素组分的降解,达到加快堆肥进程,提高堆肥品质的目的.     

一种负载功能型微生物的营养缓释填料的制备及性能评价

根据乳化交联和吸附固定化原理,制备了一种负载功能型微生物的营养缓释填料(SC填料),并以乙酸丁酯作为模拟废气,考察了其在生物反应器中的使用效果.填料理化特性分析结果表明,该填料孔隙率为92.6%,堆积密度为40.75kg·m~(-3),比表面积为2.45 m2·g~(-1),真密度为551.52 kg·m~(-3);表面存在大量的O—H、C=O等亲水基团,同时填料内分布氮(N)、磷(P)等营养元素,N和P的释放速率分别为22.35 mg·(L·d)-1和8.36 mg·(L·d)-1;微生物负载量(蛋白/填料)为14.61 mg·g~(-1),储藏7 d和30 d后填料内微生物对乙酸丁酯的去除率 96%,表明其储藏稳定性较好.应用SC填料的生物滴滤塔经过8 d完成挂膜过程,在外界不供给营养、不调节循环液pH的情况下,应用SC填料的反应器运行性能稳定,去除率始终保持在94%以上,而采用聚氨酯海绵填料(PU填料)的生物滴滤塔挂膜期稍长、运行不稳定.高通量测序表明,填料制备过程中固定的特定降解菌在整个运行阶段均处于优势地位,且菌群结构较为稳定,从而能保证反应器的稳定运行.     

北海湖微生物群落结构随季节变化特征

分别于夏季、秋季、冬季和春季采集北海湖水样,进行水质和微生物群落结构分析.水质分析表明,夏季和秋季的水质较冬季和春季差,其中TN和TP是影响水质的最重要因素.通过Mi Seq高通量测序分析微生物群落结构表明:蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是湖水中的优势门,但在不同季节的分布不同.夏季和秋季微生物的多样性高,蓝细菌门(Cyanobacteria)是第一优势菌门(32.7%~43.2%),其中聚球藻属(Synechococcus)是优势蓝细菌.冬季变形菌门(Proteobacteria)的含量相对丰富,占细菌群落的34.8%~40.4%.而春季,放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的含量增加,两者之和占细菌群落的51.5%~64.3%.RDA(redundancy analysis)分析表明,水温是影响北海湖微生物群落结构的最主要环境因子.总体而言,北海湖水质符合景观水的标准,但夏季聚球藻属(Synechococcus)的大量繁殖使北海湖发生水华的风险增加,因此要加强对北海湖水质检测和管理.     

降低低温低浊湘江原水中浊度试验研究

文章针对低温低浊湘江原水浊度难于处理状况,寻找降低浊度的方法。通过强化混凝、预氧化工艺处理原水的试验研究表明:低温低浊时,在相同条件下,三氯化铁比硫酸铝和碱式氯化铝的除浊效果要好,但是三氯化铁处理原水浊度受pH值、GT值、投加量和助凝剂的影响。中性水环境条件下,原水经处理后残余浊度最低;三氯化铁投量为0.14mmol/L时处理效果最佳,对水中浊度去除率高达97.5%。高锰酸钾预氧化对三氯化铁处理原水浊度起到强化作用,对浊度去除率可提高2.1%。