Stimulatory effects of biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa BSZ-07 on rice straw decomposing

Biosurfactant,produced by Pseudomonas aeruginosa BSZ-07,was added to the dee straw decomposing process to enhance the production of reducing sugars.Observed by Fourier Transform InfraRed(FT-IR)and Nuclear Magnetic Resonance(NMR)analysis, the purified biosurfactant was considered as a mixture of RL1 and RL2,which are two different types of rhamnolipids.Two different adding methods,adding the purified rhamnolipid and the on-site production of it were compared.The results showed that 0.5 g/L was the optimum...     

Stimulatory effects of biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa BSZ-07 on rice straw decomposing[G1]

Biosurfactant, produced by Pseudomonas aeruginosa BSZ-07, was added to the rice straw decomposing process to enhance the production of reducing sugars. Observed by Fourier Transform InfraRed (FT-IR) and Nuclear Magnetic Resonance [G2](NMR) analysis, the purified biosurfactant was considered as a mixture of RL1 and RL2, which are two different types of rhamnolipids. Two different adding methods, adding the purified rhamnolipid and the on-site production of it were compared. The results showed that 0.5 g/L was the optimum concentration for adding purified rhamnolipid and the optimum temperature for on-site production was 30℃ for the first 48 h and 34℃ for the next 48 h. Under the optimum conditions, these two adding methods could improve the production of reducing sugar to 2.730 g/L and 2.504 g/L, which was 22.30% and 12.20% higher than that of the rhamnolipid-free sample, respectively, which indicated that both of them were more effective than any other kind of surfactant discussed in this article. As the on-site production of rhamnolipid could omit the purification process, thus reducing the production cost effectively, it seemed to be a prospective adding method of the biosurfactant for enhancing rice straw decomposing.     

鼠李糖脂对底泥中17α-炔雌醇生物降解性的作用

采用HPLC-ESI-MS分析了铜绿假单胞杆菌诱变株MIG-N146的发酵液粗提物,发现其中含有15种鼠李糖脂同系物,临界胶束浓度(CMC)为0.125mmol.L-1,最小平均表面张力为29.2mN.m-1,表面活性良好.同时,通过摇瓶实验,考察了不同浓度鼠李糖脂(RL)对底泥中17α-炔雌醇(EE2)生物降解性的影响.结果表明,随着鼠李糖脂浓度的增加,EE2的生物降解速率常数k值逐渐增大,可生物降解性增强.在浓度低于2.0mmol.L-1的鼠李糖脂作用下,EE2的生物降解效率仅稍有提高;而浓度高于6.0mmol.L-1后,水/底泥混合体系中EE2的生物降解速率提高至1.346d-1以上,是无鼠李糖脂时的2.9倍以上.当鼠李糖脂浓度达到10.0mmol.L-1时,2d内混合体系中EE2的降解率可达到90%.HPLC-PDA检测显示,鼠李糖脂易被微生物降解,不会在环境中长期残留;EE2降解过程中检测出2种中间产物,鼠李糖脂会影响EE2代谢中间产物的相对含量,但不会改变EE2的代谢途径.     

木素过氧化物酶的逆胶束纯化研究

采用一种新型的逆胶束体系对木素过氧化物酶(LiP)进行了纯化.在此逆胶束体系中,以鼠李糖脂(RL,一种阴离子生物表面活性剂)作为表面活性剂,异辛烷和正己醇分别作为非极性有机溶剂和助表面活性剂(体积比为1:1),分别考察了RL浓度、振荡时间及水相的离子强度和pH值等因素对LiP的前萃取和后萃取过程的影响.结果表明,在前萃过程中,水相的最佳pH值为3.0,RL和KCl的最适浓度分别为2.75mmol/L和0.04mol/L,振荡时间以30min为最佳(200r/min);在后萃过程中,水相的最佳pH值为6.0,KCl的最适浓度为0.5mol/L.在上述最佳条件下,LiP的酶活回收率(AR)和纯化倍数(PF)分别高达93%, 2.9倍.电泳分析结果进一步证实LiP的纯化效果较佳.     

螯合剂和生物表面活性剂对 Cu、Pb污染塿土的淋洗修复

螯合剂和生物表面活性剂由于其具有较强的螯合、增溶等特征而被广泛用于土壤中重金属、有机物污染的修复,为探明其对石灰性土壤中重金属污染的修复效果,选用螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)和柠檬酸(CIT)以及生物表面活性剂二鼠李糖脂(RL2)作为淋洗剂,采用批实验和柱实验方法,研究了3种淋洗剂以及生物表面活性剂与螯合剂复合对塿土中Cu、Pb的淋洗修复效果.结果表明,不同淋洗剂对塿土中Cu、Pb的淋洗百分率大小表现为EDTA>CIT>RL2,在淋洗剂浓度为0.02mol.L-1时,3种淋洗剂淋洗Cu的百分率分别为62.74%(EDTA)、52.28%(CIT)和15.35%(RL2),淋洗Pb的百分率分别为96.10%(EDTA)、23.08%(CIT)和14.42%(RL2).当RL2浓度在100 CMC时,其对EDTA、CIT淋洗Cu具有协同增溶作用;而当RL2浓度在200 CMC时,对EDTA和CIT淋洗Cu表现为拮抗作用.RL2与EDTA复合对Pb的淋洗影响类似于对Cu的影响;而RL2的存在抑制了CIT对Pb的淋洗作用.EDTA、CIT能有效去除污染塿土中交换态、吸附态、碳酸盐结合态和有机结合态的Cu、Pb;RL2可以去除塿土中交换态、吸附态结合的Cu、Pb.     

漆酶的逆胶束萃取条件优化的研究

研究了生物表面活性剂逆胶束体系萃取纯化漆酶的后萃的过程.在此逆胶束体系中,表面活性剂采用一种阴离子生物表面活性剂鼠李糖脂(rhamnolipid, RL),溶剂采用异辛烷.分别考察了4种不同离子种类(NaCl, NaBr, KCl和KBr)与不同浓度、4种不同助溶剂种类(正丁醇,正己醇,正庚醇及正辛醇)与不同比例、乙醇的含量以及温度对漆酶的后萃过程的影响.结果表明,0.25mol/L KCl或0.20mol/L KBr能够得到较好的萃取效果;在四种助溶剂中,正己醇(比例为0.5)和正庚醇(比例为0.5)效果比较好;乙醇加入量为9%效果最优;最适宜温度为35℃.在上述条件下,漆酶的酶活回收率和纯化倍数分别高达90%,4.7倍.电泳分析结果进一步证实了漆酶的纯化效果较好.研究证明鼠李糖脂逆胶束萃取酶类具有广阔的应用前景.     

Effect of the chlortetracycline addition method on methane production from the anaerobic digestion of swine wastewater

Effects of antibiotic residues on methane production in anaerobic digestion are commonly studied using the following two antibiotic addition methods：（1） adding manure from animals that consume a diet containing antibiotics, and（2） adding antibiotic-free animal manure spiked with antibiotics. This study used chlortetracycline（CTC） as a model antibiotic to examine the effects of the antibiotic addition method on methane production in anaerobic digestion under two different swine wastewater concentrations（0.55 and 0.22 mg CTC/g dry manure）. The results showed that CTC degradation rate in which manure was directly added at 0.55 mg CTC/g（HSPIKE treatment） was lower than the control values and the rest of the treatment groups. Methane production from the HSPIKEtreatment was reduced（p 〈 0.05） by 12% during the whole experimental period and 15% during the first 7 days. The treatments had no significant effect on the pH and chemical oxygen demand value of the digesters, and the total nitrogen of the0.55 mg CTC/kg manure collected from mediated swine was significantly higher than the other values. Therefore, different methane production under different antibiotic addition methods might be explained by the microbial activity and the concentrations of antibiotic intermediate products and metabolites. Because the primary entry route of veterinary antibiotics into an anaerobic digester is by contaminated animal manure, the most appropriate method for studying antibiotic residue effects on methane production may be using manure from animals that are given a particular antibiotic, rather than adding the antibiotic directly to the anaerobic digester.     

不同反胶束体系萃取纤维素酶的条件优化对比研究

采用3种不同的表面活性剂双(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠AOT、十六烷基三甲基溴化铵CTAB及鼠李糖脂RL)溶于正己醇/异辛烷相构建不同的反胶束体系,并对比研究了不同反胶束体系萃取纤维素酶的优化条件.分别探讨了水相pH值、表面活性剂浓度、离子强度和离子种类对纤维素酶萃取效率的影响.实验结果如下:在实验条件下,AOT、CTAB和RL 3种反胶束体系水相最佳pH值分别为3.0、8.0和3.0;表面活性剂最佳浓度依次为:AOT 23.7mmol/L、CTAB 15mmol/L和RL 2.75mmol/L;水相中NaCl浓度会影响纤维素酶的萃取率,3种表面活性剂构建的反胶束体系萃取纤维素酶的萃取率均随着盐离子浓度的增大而降低;水相中离子种类也会影响纤维素酶的萃取率.比较不同反胶束体系在最佳条件下萃取纤维素酶的最佳萃取率:CTAB>AOT>RL.     

柴油微乳体系对生物油增溶性能研究

利用鼠李糖脂(RL)为表面活性剂,不同碳链长度正构醇为助表面活性剂构建柴油逆胶束体系,进而研究了该体系对模拟生物油的增溶性能.以单位柴油逆胶束增溶生物油的量为评价指标,研究了生物油和柴油的体积比B/D、醇的种类、醇与表面活性剂的质量比C/R及表面活性剂的浓度对生物油增溶性能的影响,并对最佳增溶条件下获得的生物油/柴油微乳体系进行了性能分析,包括元素分析、傅里叶红外分析、热稳定性和燃料产品指标分析等.当生物油与柴油的体积比B/D为3:7,RL浓度为15g/L,助表面活性剂选用正庚醇且醇与表面活性剂的质量比C/R为2.0时,柴油微乳体系增溶生物油的量最大,性能较佳.     

生物反应器填埋场中邻苯二甲酸二丁酯的迁移转化

基于填埋垃圾和渗滤液这一整体系统,以传统卫生填埋场(CL)为对照,研究了模拟回灌型生物反应器填埋场(RL)和两相型生物反应器填埋场(BL)中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的迁移转化特征.结果表明,实际垃圾填埋的CL、RL和BL垃圾及渗滤液均检测到DBP,其中垃圾中DBP的初始含量约为18.5μg.g-1.各填埋场的稳定化进程顺序为BL>RL>CL,稳定化进程影响着DBP在垃圾中的降解行为,相比于填埋场产酸期,填埋场产甲烷期时的环境条件更有利于DBP的降解.至实验结束(310 d),CL、RL和BL垃圾沉降率分别为7.0%、11.9%和24.3%,垃圾中DBP的残留含量分别约为2.1、1.3和0.8μg.g-1,DBP去除率分别约为89.5%、93.9%和96.6%.DBP残留总量变化符合指数衰减模型,实验后期不同运行工艺的填埋场中DBP残留总量差异显著,渗滤液回流明显加速了DBP的生物降解,而产甲烷反应器的引入更能促进DBP在填埋场中的去除.     

正反胶束体系中木素过氧化物催化氧化藜芦醇条件优化

对比研究了单鼠李糖脂(RL)构建的反胶束和胶束体系中木素过氧化物酶(Lip)催化氧化藜芦醇(VA)的各主要影响因素,同时探讨了疏水性底物VA在非均相反胶束介质中的分区系数.结果表明:在30℃下,在RL/异辛烷-正己醇(V:V,1:1)/水反胶束体系中,Lip能保持较高活性的最佳介质条件是:pH=3.8,[RL]=10mmol/L,w0=15.0,[H2O2]=74μmol/L,这不同于RL胶束介质中的最佳催化条件: pH=3.4, [RL]=0.012mmol/L, [H2O2]=2.45mmol/L.在最佳催化条件下,Lip的半衰期达40h,催化活力是胶束水相中的2.86倍.根据两相模型及相应的动力学方法计算得出VA主要增溶于反胶束拟相中,其在反胶束拟相和有机相间的分区系数为70.4.分区系数的确定对于进一步讨论RL反胶束体系中Lip催化氧化VA的动力学机制而言具有重要意义.     

生物表面活性剂用于逆胶束体系的构建及微水相条件优化

对生物表面活性剂应用于逆胶束体系构建及微水相的条件优化进行了研究.通过与化学表面活性剂(阳离子表面活性剂CTAB、阴离子表面活性剂AOT、非离子表面活性剂TWTween-80)的对比可知,生物表面活性剂鼠李糖脂RL具有高增溶性、低使用量、微环境所需条件温和等优点.通过荧光法测得RL在异辛烷中的临界胶束浓度CMC为0.0...     

醋酸-醋酸铵缓冲体系中柠檬酸、草酸和苹果酸对高岭石的溶解特征

采用间歇法(batch method)模拟研究醋酸-醋酸铵缓冲体系中柠檬酸、草酸和苹果酸三种低分子量有机酸对高岭石的溶解特征。结果表明:柠檬酸、草酸和苹果酸三种有机酸均能显著促进高岭石的溶解,溶解能力都是随其浓度和酸度的升高而增强;当有机酸浓度为1mmol/L,pH3.5时,草酸>柠檬酸>苹果酸;pH5.5和pH4.5时,柠檬酸>草酸>苹果酸;而当有机酸浓度≥5mmol/L时,草酸>柠檬酸>苹果酸,且对高岭石的溶解能力都大于无机酸。当柠檬酸、草酸和苹果酸浓度为1mmol/L时,反应级数(nHL)分别为0.09、0.27和0.18,速率常数(kHL)分别为4.03×10-13、2.62×10-12和4.73×10-13;当其浓度为5mmol/L时,其反应级数(nHL)分别为0.16、0.37和0.16,速率常数(kHL)分别为1.38×10-12、2.32×10-11和4.97×10-13;其浓度为10mmol/L时,反应级数(nHL)分别为0.18、0.34和0.16,速率常数(kHL)分别为2.17×10-12、2.60×10-11和6.05×10-13。对于柠檬酸和草酸而言,在促进高岭石溶解的作用上,相对于质子,配体的贡献是主要的;而对于苹果酸而言,配体的贡献是次要的。配体促进溶解速率(RL)可以用配体浓度的指数形式来表示。对柠檬酸、草酸和苹果酸而言,pH5.5时,分别为RL=10-13.01[配体]0.23、RL=10-13.28[配体]0.70和RL=10-13.72[配体]0.38;pH4.5时,分别为RL=10-13.00[配体]0.51、RL=10-13.03[配体]1.05和RL=10-14.07[配体]0.77;pH3.5时,分别为RL=10-12.99[配体]0.64、RL=10-12.72[配体]0.89和RL=10-14.61[配体]1.69。     

Methods and data for the environmental inventory of contrasting pig production systems

The comparison of the environmental performance of contrasting agricultural production systems using life cycle assessment (LCA) requires very specific data for each production mode, especially for direct emissions on the farm. In a case study of pig production, three contrasting production scenarios were defined: conventional good agricultural practice (GAP), organic agriculture (OA), and red label (RL). An expert panel produced methods for the estimation of emissions for key-processes of these scenarios. Clear differences were obtained for these emissions between the three scenarios. Finally, the summation of the main emissions for the entire life cycle allowed the identification of weak points for each scenario, which can be explained by the differences obtained for the emissions of the key-processes studied.     

阳离子强度对鼠李糖脂作用下三氯生在底泥-水相中分配的影响

探讨了阳离子强度(Na~+/Ca~(2+))对鼠李糖脂(RL)胶束形态的影响,并据此阐述了阳离子强度对RL作用下三氯生(TCS)在底泥-水相中分配的影响规律.结果表明,阳离子对TCS的表观溶解度和其在底泥-水中的分配无明显作用,但能通过与RL分子间产生的盐桥作用影响RL的胶束聚集程度及溶液的稳定性,使水相中的RL浓度发生变化,进而导致RL作用下TCS的表观溶解度及其在底泥-水相中分配的差异.随着阳离子强度的增加,RL胶束粒径在Na~+溶液中先减小后增大,而在Ca~(2+)溶液中持续减小;RL溶液的zeta电位在Na+/Ca~(2+)溶液中逐渐减小,其溶液的稳定度下降.相比Na~+,Ca~(2+)与RL分子间的盐桥作用更强.低浓度Na~+(50 mmol·L~(-1))可促进RL胶束的形成,提高其对TCS的增溶能力,促进TCS从底泥迁移至水相,提高了TCS在水相的分配比例(K*d值从64.16 L·kg~(-1)降低到40.81 L·kg~(-1)(30 mmol·L~(-1)Na~+));但高浓度Na~+(50 mmol·L~(-1))会因盐析作用降低TCS的表观溶解度,并抑制其在RL作用下向水相的迁移.而Ca~(2+)在很低浓度下(1 mmol·L~(-1))就能与RL分子产生强的盐桥作用而生成紧密的胶束聚集体,致使RL沉淀,大大降低RL对TCS的增溶作用,反而提高TCS在底泥相的分配比例(K*d值从64.16 L·kg~(-1)提高到4987.76 L·kg~(-1)(30 mmol·L~(-1)Ca~(2+))).     

不同结构阳离子染料好氧生物脱色性能的研究

采用好氧驯化活性污泥对5种不同结构阳离子染料的生物脱色效果进行了动态观察,并在不同醋酸浓度下对脱色效果的影响进行了研究,结果表明,在好氧条件下,活性污泥对阳离子染料的脱色率较高,阳离子红GTL和阳离子艳蓝2RL(浓度为2 0mg L)的脱色率分别达93%和98% ;提高污泥浓度对染料脱色率的影响不明显;醋酸(2 0 0～12 0 0mg L)和染料(2 0～10 0mg L)浓度的改变对阳离子红2GL、阳离子红GTL、阳离子艳蓝2RL、碱性绿染料的脱色率影响不大,揭示这几种结构阳离子染料的生物脱色是吸附和后续生物降解共同作用的结果;而随醋酸浓度增加,阳离子红6B的脱色率增加,是与醋酸产生共代谢作用的结果。     

碱减量印染废水特征污染物的生物降解特性

利用气相色谱-质谱联用(GC/MS)和液相色谱-质谱联用(LC/MS)对碱减量印染废水特征污染物在不同条件下生物降解产物进行了研究.结果表明,对苯二甲酸(TA)、分散橙4RL、分散蓝2BLN3种特征污染物在好氧环境和厌氧环境中都可以降解,其中TA最容易降解,2BLN次之,4RL的生物降解性能最差.4RL分解过程产生大量对微生物具有很强的抑制作用的苯胺类物质;易降解物质的添加可以增强难降解物质的分解,这种作用在厌氧条件下更加明显.对特征污染物的分解规律进行了分析和推断.     

黄河中游砒砂岩地区长川流域生态用水分析

在野外实地观测的基础上,利用GIS和情景分析方法,对地处典型黄河中游砒砂岩地区的内蒙古长川流域不同水土流失综合治理和退耕还林(草)情景下的生态用水特征进行分析。结果表明:长川流域平均蒸散量和平均生态用水量分别为274.3mm和370.7mm,植被蒸散的水分消耗较大,但流域降雨量基本能满足植被的蒸散耗水需求,流域的整体生态用水量处于较适宜水平。研究区水土保持生物措施情景(B2方案)的生态用水量小于适宜生态用水阈值(411.3mm),但其植被蒸散量大于有效降雨量(279.0mm),从长远角度看,B2方案还是受水分(降雨)条件的限制;而4种退耕还林(草)情景的生态用水量和植被蒸散量均小于适宜生态用水阈值和有效降雨量,不受降雨条件的限制。     

不同降雨条件下非点源污染氮负荷入河系数研究

以黑河流域为研究区,利用1998年河道实测径流量、泥沙负荷和非点源污染调查资料,对所建的非点源污染模型进行了参数率定.在此基础上,分析了非点源污染负荷的坡面-入河过程,提出了非点源污染负荷的"流域损失系数-入河系数"的概念;利用研究区的资料,对不同降水条件下农田、城镇、草地、灌木及森林等土地利用类型的各亚流域氮的入河系数进行了研究,对比分析了2种计算方法(SWAT模型方法和输出系数法)所得到的氮的入河系数.结果表明,2种方法所计算的氮的入河系数均较为合理,其计算结果的Pearson相关系数为0.94722(p＜0.05).此外,研究还表明,不同的降水条件和土地利用类型下氮的入河系数存在差异.对于吸附态氮,入河系数的大小排列依次为农田＞城镇＞草地＞灌木＞森林;对于溶解态氮,其入河系数的大小排列次序为农田＞草地＞灌木＞森林＞城镇.     

锰电解行业铬钝化剂回收利用技术研究

以某电解锰工艺末端铬钝化废水为研究对象,采用氧化、除杂、反应制得成品,污水达标处理及回用的组合工艺,制备达到国家标准的中铬黄产品,以实现铬的回收利用。结果表明:对于H2O2氧化工艺,选用V(水样)/V(30%H2O2)为(600～1000):1;可采取加碱沉淀Mn的工艺去除杂质金属离子;铬酸铅的生成反应适宜温度为55～60℃,硝酸铅投加量为理论值的1.05倍～1.10倍;采取加石灰调pH、投加硫酸铝的方法可去除水样中剩余铅离子,V(上清液)/V(5%硫酸铝溶液)为1000～2000较合适;生产该产品基本上能够做到保本、微利,但具有显著的环境效益和社会效益。