聚乙烯醇固定化新方法包埋细菌复合胶体颗粒在毒性检测领域中的应用

本文将聚乙烯醇(PVA)分别与添加剂碳酸钙(Ca CO3)、活性炭(AC)、二氧化硅(SiO2)以及海藻酸钠(SA)掺杂,并对大肠杆菌(E.coli)进行包埋,形成4种PVA包埋细菌复合胶体颗粒.同时,采用以铁氰化钾为探针的电化学方法监测被包埋菌体的活性变化,进而对各复合颗粒中的添加剂含量进行择优筛选.在最优条件下,研究各复合颗粒的储藏时间和方式对菌体的活性影响及各种包埋材料的机械稳定性.将筛选出的最优活性下各包埋细菌复合胶体颗粒应用于3,5二氯苯酚(DCP)的毒性检测,其对DCP的灵敏度排序依次为SAACCa CO3SiO2.因此,以PVA-SA固定微生物的复合胶体颗粒与PVA固定微生物胶体颗粒分别应用于1—5 mg·L-1的乙嘧酚水样的毒性检测,得其抑制率范围分别为6.38%—21.44%和3.21%—16.98%.由此表明,加入添加剂后的PVA固定法对毒物毒性的灵敏度有显著提高,在固定化微生物水质毒性检测领域具有一定的实际应用价值.     

Fe、Mn、Cu及其复合负载γ-Al_2O_3纳米颗粒的制备、表征和催化降解PVA性能

采用浸渍-煅烧法制备了Fe、Mn、Cu及其复合负载的γ-Al_2O_3纳米颗粒,采用了SEM-EDS、BET以及XRD等方法对制备得到的Mn_xO_y/γ-Al_2O_3、Cu_xO_y/γ-Al_2O_3、FexOy/γ-Al_2O_3以及FexCuyMnzOw/γ-Al_2O_3纳米颗粒进行了表征.结果表明,通过浸渍-煅烧法得到的四种纳米颗粒催化剂均可以和双氧水形成非均相类Fenton反应体系,产生大量羟基自由基,从而有效降解PVA大分子,降低废水中的PVA浓度.另外还通过BoxBehnken Design响应面分析法分别确定了Mn_xO_y/γ-Al_2O_3、Cu_xO_y/γ-Al_2O_3、FexOy/γ-Al_2O_3以及FexCuyMnzOw/γ-Al_2O_3纳米颗粒催化双氧水降解处理PVA的最佳工艺参数.利用GPC和GC-MS分析进一步表征PVA在不同催化剂条件下得到的降解产物后,分析结果表明:Fe、Mn、Cu复合负载的FexCuyMnzOw/γ-Al_2O_3纳米颗粒催化双氧水降解PVA的催化效果相对较好.当PVA初始反应浓度为1%,反应温度为60℃,催化剂投加量为0.5 g·L~(-1),双氧水投加量为60 mL·L~(-1)时,PVA的浓度下降率可以达到95%以上,降解产物粘均分子量达到1395,分子量下降率达到99%,降解小分子产物主要包括丁酮、苯甲醛、己醛以及乙酸等不饱和小分子.     

活性炭污泥吸附剂的制备研究

以城市污水厂的剩余污泥为原料,采用不同活化方法制备活性炭吸附剂,并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究.结果表明,化学活化法制备的活性炭污泥吸附剂性能较好,其最佳制备条件为:活化剂ZnCl2与H2SO4的浓度均为5mol·1-1(ZnCl2与H2SO4的复配比例为2:1),活化温度550℃,固液比1:2.5,活化时间2h.活性炭污泥吸附剂的碘吸附值为488.02mg·g-1,收率为86.6%,与商品颗粒活性炭对比,活性炭污泥吸附剂的比表面积为144.47m2·g-1,孔径分布比较宽,以过渡孔结构为主,电镜分析结果与之吻合,金属元素含量较高.     

高性能铅离子吸附剂聚间苯二胺微粒的包埋

以聚乙烯醇为包埋剂、硼酸为交联剂,将高性能铅离子吸附剂聚间苯二胺微粒包埋成球.着重考察包埋剂浓度、包埋比、交联时间等对包埋小球的力学性能和吸铅性能的影响.结果表明,最佳包埋工艺为:聚乙烯醇浓度为8wt%、包埋比为1:1(W/W)、交联时间为24h.包埋小球对初始浓度为500mg·l-1左右Pb2 的吸附容量达129.1mg·g-1.     

膨润土负载壳聚糖修复土壤镉污染的效果

随着重金属污染土壤日益加剧,污染土壤修复和控制技术的研究越来越迫切.为利用膨润土原位修复土壤镉污染提供理论依据,采用平衡吸附试验研究了Cd2 在膨润土负载壳聚糖上的吸附行为.以90%脱乙酰度壳聚糖为原料,制备了膨润土负载壳聚糖颗粒吸附剂,用于吸附溶液中Cd2 .试验探讨了壳聚糖质量浓度对负载率的影响,结果表明,质量浓度3%的壳聚糖负载量最大,壳聚糖最大负载率达32.6%.吸附Cd2 最佳工艺条件是:壳聚糖与膨润土质量比为1∶20,膨润土负载壳聚糖颗粒吸附剂用量为15 g·L-1,溶液中Cd2 含量不大于200 mg·L-1, pH 值为6～8,吸附平衡时间为8 min,Cd2 去除率为99%.动态吸附Cd2 试验结果表明:质量浓度为 200 mg·L-1的含Cd2 溶液,流速为4～6 m(h-1,经壳聚糖-膨润土吸附剂一次处理后,溶液中Cd2 的残留量为0.7 mg(L-1.     

壳聚糖改性沸石吸附废水中的苯酚

开发新型低成本苯酚吸附剂是含酚废水处理技术的重点.采用90%脱乙酰度壳聚糖制备改性沸石,在与天然沸石对比的基础上,研究了改性沸石去除废水中的效果.并对影响去除率的主要因素,包括壳聚糖与斜发沸石质量比、废水pH值,吸附时间,改性沸石用量,苯酚的质量浓度等进行研究.通过正交试验确定吸附废水中苯酚最佳工艺条件是:壳聚糖与沸石质量比为1∶20.沸石-壳聚糖颗粒吸附剂用量为12 g·L-1,废水中苯酚质量浓度不大于40mg·L-1,pH值为4～6,吸附平衡时间为35 min,苯酚去除率为90%;吸附适合用Langmuir吸附等温方程来模拟.     

响应面法优化固定粘红酵母细胞条件及生物转化制L-苯丙氨酸

采用响应面分析法对影响粘红酵母细胞固定化的4个主要因素——单体浓度、交联剂浓度、包埋量、包埋时间进行了优化.首先用Plackett-Burman法设计实验对以上4个影响因素进行了评价,并筛选出显著影响因素——单体浓度和包埋量;第2步用最陡爬坡实验逼近以上两因素最优水平;最后由中心复合实验及响应面分析确定主要影响因素的最佳条件.固定化粘红酵母细胞的最优包埋条件为:单体浓度16.7%,包埋量43%,交联剂浓度2.0%,包埋时间45min.在此条件下得到的固定化细胞与游离细胞相比,酶活保留率可达63%,较优化前提高了31%.实验室制备试验中L-苯丙氨酸(L-Phe)积累浓度可达53.3g/L,与该菌株的中试游离整细胞一次批式转化产L-Phe浓度30g/L比较,产率提高了1.8倍.图3表9参15     

海藻酸钠联合玉米秸秆炭包埋固定蜡样芽孢杆菌的条件优化

为探讨耐Cd菌株实际应用的可能性,用海藻酸钠(SA)联合自制的玉米秸秆炭包埋固定耐Cd菌株蜡样芽孢杆菌H6,通过单因素实验与正交实验,优化了包埋固定的最佳配比,并以1 mol·L~(-1)的HNO_3溶液作为解吸剂,考察了固定化小球的重复利用效果.结果表明,在实验设定的条件下,固定化小球的最佳制备条件为:SA浓度4%,包炭量2%,包菌量25%,交联剂CaCl_2浓度2.5%.SA、玉米秸秆炭和菌三者组合制备的小球对Cd~(2+)的吸附能力强于SA或SA单独包埋炭或菌,最高Cd~(2+)吸附量可达5.80 mg·g~(-1).解吸实验结果表明,固定化小球在解吸4次后仍具有较强的吸附能力.因此,固定化小球能有效循环利用且吸附能力较稳定.     

Streptomyces venezuelae GY1产聚乙烯醇降解酶的培养条件

放线菌StreptomycesvenezuelaeGY1产生的聚乙烯醇(PVA)降解酶是一种诱导酶.以4种不同类型的PVA为唯一碳源时,该菌株单位质量细胞产酶能力比以糖类物质为唯一碳源时提高10倍以上.聚合度和醇解度最高的PVA1799是该菌株产生PVA降解酶的适宜底物,其浓度为1gL-1时,PVA降解酶的产量为120u/g(细胞).培养基中PVA1799浓度由1gL-1上升到5gL-1时,该菌株单位质量细胞产酶能力下降73%,表明PVA1799浓度过高会抑制产酶.GY1菌株产酶的最适温度和pH分别为30℃和7.0.在GY1菌株生长过程中控制以下条件有利于产生PVA降解酶:(1)保持培养体系中较高的溶氧水平;(2)在氮源中补充NO-3;(3)在一定浓度范围内添加MgSO4·7H2O、CaCl2、MnSO4、BaCl2、ZnSO4、FeSO4·7H2O和CuSO4等金属盐.Pseudomonassp.产生的PVA降解酶能够作用伯醇或仲醇类化合物,以这些伯醇或仲醇类化合物代替培养基中的PVA,不能诱导GY1菌株产生PVA降解酶;而在培养基中有PVA存在时,再添加0.5gL-1的3戊醇和环己醇能够明显促进PVA降解酶的产生(单位质量细胞产酶能力分别提高了21%和32%).图8表1参10     

产聚乙烯醇降解酶的培养条件

放线菌StreptomycesvenezuelaeGY1产生的聚乙烯醇(PVA)降解酶是一种诱导酶.以4种不同类型的PVA为唯一碳源时,该菌株单位质量细胞产酶能力比以糖类物质为唯一碳源时提高10倍以上.聚合度和醇解度最高的PVA1799是该菌株产生PVA降解酶的适宜底物,其浓度为1gL-1时,PVA降解酶的产量为120u/g(细胞).培养基中PVA1799浓度由1gL-1上升到5gL-1时,该菌株单位质量细胞产酶能力下降73%,表明PVA1799浓度过高会抑制产酶.GY1菌株产酶的最适温度和pH分别为30℃和7.0.在GY1菌株生长过程中控制以下条件有利于产生PVA降解酶:(1)保持培养体系中较高的溶氧水平;(2)在氮源中补充NO-3;(3)在一定浓度范围内添加MgSO4·7H2O、CaCl2、MnSO4、BaCl2、ZnSO4、FeSO4·7H2O和CuSO4等金属盐.Pseudomonassp.产生的PVA降解酶能够作用伯醇或仲醇类化合物,以这些伯醇或仲醇类化合物代替培养基中的PVA,不能诱导GY1菌株产生PVA降解酶;而在培养基中有PVA存在时,再添加0.5gL-1的3戊醇和环己醇能够明显促进PVA降解酶的产生(单位质量细胞产酶能力分别提高了21%和32%).图8表1参10     

固定化细胞生产L-苯丙氨酸研究

用聚乙烯醇（ＰＶＡ）凝胶包埋固定假单胞菌Ｅ４－１０６细胞,最佳ρ（ＰＶＡ）为８０ｇ／Ｌ;最适湿细胞包埋量为每ｍｌ凝胶０．３ｇ;转氨酶活力回收率为７８％,连续反应２１批次后,固定化细胞酶活力为初始最高活力的９１％;用固定化细胞进行间歇式批次反应,结果表明其酶活性半寿期为４个月;制得的固定化细胞为直径约３ｍｍ的珠状颗粒,机械强度良好,间歇式批次反应１０个月,固定化细胞凝胶颗粒无溃破     

Immobilized Lentinus edodes residue as absorbent for the enhancement of cadmium adsorption performance

To investigate the potential use of Lentinus edodes (L. edodes) residue for Cd²⁺ adsorption, poly alcohol Na alginate (PVA) was applied to immobilize it. The parameters including contact time, pH, adsorbent dosages, and coexisting metal ions were studied. The suitable pH for immobilized L. edodes was 4?C7 wider than that for raw L. edodes (pH 6?C7). In the presence of Pb²⁺ concentration varying from 0 to 30 mg·L^?1, the Cd²⁺ adsorption ratios declined by 6.71% and 47.45% for immobilized and raw L. edodes, respectively. While, with the coexisting ion Cu²⁺ concentration varied from 0 to 30 mg·L^?1, the Cd²⁺ adsorption ratios declined by 12.97% and 50.56% for immobilized and raw L. edodes, respectively. The Cd²⁺ adsorption isotherms in single-metal and dual-metal solutions were analyzed by using Langmuir, Freundlich, and Dubinin-Radushkevich models. The Cd²⁺ adsorption capacities (q _m) in single-metal solution were 6.448 mg·L^?1 and 2.832 mg·L^?1 for immobilized and raw L. edodes, respectively. The q _m of immobilized L. edodes were 1.850 mg Cd·g^?1 in Cd²⁺ + Pb²⁺ solution and 3.961 mg Cd·g^?1 in Cd²⁺ + Cu²⁺ solution, respectively. The Cd²⁺ adsorption processes subjected to both adsorbents follow pseudo-second-order model. Mechanism study showed the functional group of L. edodes was -OH, -NH, -CO, and PVA played an important role in metal adsorbing. Mining wastewater treatment test showed that PVA-SA-immobilized L. edodes was effective in mixed pollutant treatment even for wastewater containing metal ions in very low concentration.     

固定化微生物对养殖水体中NH_4~ -N和NO_2~--N的转化作用

采用聚乙烯醇 (PVA) (ρ=gL-1)的方法对沼泽红假单胞菌、诺卡氏菌和假丝酵母 3种菌株进行固定化 ,所得的凝胶颗粒机械强度好 ,经久耐用 .运用这 3种菌株的固定化细胞对养殖水体中NH 4 N和NO-2 N进行转化 ,其最适作用温度范围为 2 5～ 30℃ ,最适pH范围分别为 :6 .5～ 8.5 ,7.0～ 7.5及 5 .5～ 7.0 ,且对水质初始氮浓度有很强的适应性 .3菌株经固定化后 ,其对养殖水体中NH 4 N和NO-2 N的转化效率明显优于其游离细胞 .若将 3菌株按 2 :1:2组合成复合菌株并固定化 ,其对养殖水体中的NH 4 N和NO-2 N转化效果将更佳 .图 3表 3参 9     

节杆菌P-1和红球菌J-5降解PVA特性的比较研究

对节杆菌P-1和红球菌J-5降解聚乙烯醇(PVA)的特性进行了比较研究.结果表明,P-1菌在PVA浓度小于1000mgL-1时,PVA降解效率均达到80%以上;J-5菌在PVA浓度为2000mgL-1时,PVA降解效率达到70%.用生产废水进行试验,P-1菌对低浓度PVA废水的处理效率比J-5菌高10%左右;P-1菌受温度的影响小于J-5菌;P-1菌的废水处理效果比J-5菌稳定;分段使用J-5菌与P-1菌处理高浓度的PVA废水具有很好的处理效果,出水能达到国家排放标准.图7表1参9     

菲高效降解菌的降解特性及其受蒙脱石的影响研究

通过选择性富集培养与纯化,从广州油制气厂附近的污染土壤中分离获得一株能以菲为唯一碳源和能源,快速生长的优势菌株（编号为YZ-1）。16S rDNA序列分析结果表明,YZ-1菌株为琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii）。当无机盐培养液中菲初始质量浓度为100mg·L-1时,45h内该菌株对菲的降解率可达到99.5%。YZ-1菌株的最佳生长条件为pH7.4,温度30℃,摇床转速160r·min-1。加入蒙脱石矿物之后,在降解的初期（前16h）表现为促进菲的生物降解作用,但随着时间的延长,菲的降解速率逐渐低于不加蒙脱石体系,并随蒙脱石含量或菲质量浓度的增加,此抑制延缓现象愈加明显。矿物对高浓度的菲具有吸附分散作用,而对低浓度的菲具有吸附保护作用。     

厌氧好氧一体化生物反应器处理发酵废水的研究

采用新型厌氧好氧一体化生物反应器对发酵废水进行了中试处理研究.试验结果表明,系统总有机负荷最高可达到8.88kg(COD)m-3d-1,系统去除率稳定在88.10%~96.88%,说明反应器处理效率高,抗冲击能力强.反应器结构合理,利于保持丰富、高活性的微生物,反应器厌氧区颗粒污泥TS高达83.9gL-1,VS/TS为56.9%~57.4%,比产甲烷活性为280~350mL(CH4)gvss-1d-1;好氧区固定化微生物TS高达64.03gL-1载体,VS/TS为94.02%~94.30%.反应器各功能区对废水的降解过程分析,说明反应器厌氧区和好氧区一体化结构合理,可将废水逐级降解,从而保证整个系统的处理效果.图8表4参11     

一株能产生聚乙烯醇降解酶的委内瑞拉链霉菌

以聚乙烯醇(PVA)为唯一碳源,从土壤中筛选到1株能产生胞外PVA降解酶的放线菌GY1.根据扩增出的该菌株的16SrDNA全序列在GenBank中的比较结果,结合生理生化实验、细胞化学成分及菌落形态分析,确定该菌为委内瑞拉链霉菌(Stretopmycesvenezuelae).GY1菌株以PVA为唯一碳源时,产生的PVA降解酶活性达到120UL-1,是以葡萄糖或可溶性淀粉为唯一碳源时的10倍.当在PVA培养基中添加1gL-1至3gL-1的葡萄糖时,该菌株细胞量和PVA降解酶总酶活随着葡萄糖添加量的增加而增加,最大细胞量是未添加葡萄糖时的2.4倍,最高总酶活是未添加葡萄糖时的2.6倍,而单位质量细胞产生PVA降解酶的能力提高不大.但当添加的葡萄糖浓度从3gL-1增至10gL-1时,总酶活随着细胞量的增加出现下降趋势,同时单位质量细胞产生PVA降解酶的能力也大大降低.在相同PVA聚合度下,高醇解度PVA比低醇解度PVA更有利于GY1菌株的生长及产生PVA降解酶.图5表1参16     

Preparation of magnetic nanocomposite beads and optimizing the conditions for effective removal of U(VI) from aqueous solutions

Magnetic ion-imprinted polymers (IIPs) were prepared by precipitate polymerization and leached with HCl to remove uranium. Their ability to remove hexavalent uranium from wastewater effluents was studied. Batch adsorption studies to determine the optimum conditions of U(VI) removal were conducted at different levels of sample pH, sorbent amount, agitation time, and initial uranium concentration. It was observed that, under optimum conditions (i.e. pH 4, adsorbent amount of 50 mg, 45 min agitation time, and initial U(VI) concentration of 2 mg L^?1), the maximum removal of U(VI) cations was >98% and 80% for the magnetic IIP and the corresponding magnetic non-imprinted polymers (NIP), respectively. Langmuir and Freundlich isotherms were used to describe the adsorption of U(VI) onto magnetic IIP and NIP. The adsorption capacity of U(VI) was determined to be 1.06 and 0.85 mg g^?1 for the two isotherms, respectively. The order of selectivity was found to be U(VI) > Fe(III) > Pb(II). For six cycles of regeneration and reuse, the magnetic polymers maintained their stabilities with only a 4% loss in the extraction efficiency. The average extraction efficiencies of the magnetic polymers for the spiked acid mine drainage and sewage wastewater effluents were 71% and 58% for the magnetic IIP and NIP, respectively. From powder X-ray diffraction analysis, application of the Scherrer equation yielded magnetic nanoparticles of an average mean diameter of 11.9 nm. Thermo-gravimetric analysis revealed that the HCl-leached magnetic polymers had a magnetite residual weight of 5%.     

Adsorption of phosphate ions from water using a novel cellulose-based adsorbent

A novel cellulose-based adsorbent, iron(III)-coordinated amino-functionalised poly(glycidylmethacrylate)-grafted cellulose [Fe(III)–AM-PGMACell] was developed for the removal of phosphate from water and wastewater. The scanning electron micrograph showed that AM-PGMACell has a rougher surface than cellulose and the adsorption of Fe(III) on AM-PGMACell made the surface even rougher. Infrared spectroscopy revealed that amino groups on the surface of AM-PGMACell complexed with Fe(III) played an important role in the removal of phosphate from solutions. X-Ray diffraction patterns showed a decrease in crystallinity after graft copolymerisation onto cellulose. The effects of contact time, initial sorbate concentration, pH, agitation speed, dose of adsorbent and temperature on the removal process were investigated. Maximum removal of 99.1% was observed for an initial concentration of 25 mg·L ^?1 at pH 6.0 and an adsorbent dose of 2.0 g·L ^?1. A two-step pseudo-first-order kinetic model and Sips isotherm model represented the measured data very well. Complete removal of 11.6 mg·L ^?1 phosphate from fertiliser industry wastewater was achieved by 1.6 g·L ^?1 Fe(III)–AM-PGMACell. The adsorbent exhibited very high reusability for several cycles. Overall, the study demonstrated that Fe(III)–AM-PGMACell can be used as an efficient adsorbent for the removal and recovery of phosphate from water and wastewater.     

胶原纤维固化黑荆树单宁吸附Cr(VI)的研究

研究了胶原纤维固化黑荆树单宁对Cr(VI)的吸附.采用不同温度、pH值等条件进行吸附研究,并进一步探讨了固化黑荆树单宁的吸附动力学和吸附柱动力学及其吸附机理.结果表明,该材料对Cr(VI)的吸附平衡符合Freundlich方程,温度对吸附平衡的影响不明显;吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,该材料同时具有良好的柱动力学特性;Cr(VI)的吸附过程可能存在3个反应,即Cr(VI)与吸附剂之间发生氧化还原反应生成Cr(III),Cr(III)和-COOH之间发生离子交换反应,以及Cr(III)与单宁的邻位羟基发生螯合.图8表2参10