希瓦氏菌对污染物的去除机理及其潜在应用价值

快速的城市化和工业化进程导致了严重的环境污染,尽管物理化学处理方法能够有效实现污染物的去除,但通常需要较高的成本和复杂的操作过程,且往往会带来二次污染,因此环境友好、经济高效且可持续的微生物修复策略引起了广泛关注。希瓦氏菌拥有细胞色素及电子穿梭体组成的独特电子传递系统,不仅能直接利用胞内外有机或无机污染物作为电子供体或受体实现污染物的去除,还可以通过驱动芬顿反应、合成纳米材料和构建生物电化学系统等途径实现污染物处理和资源化。本文综述了希瓦氏菌的胞外电子传递途径及其在污染物治理领域的研究现状,以期为希瓦氏菌在污染物治理及环境修复领域的研究与应用提供参考。     

希瓦氏菌在印染废水脱色中的研究进展

印染废水是一种常见的工业废水,已经成为最主要的水体污染源之一。目前利用微生物处理印染废水的研究取得了许多重要进展,其中金属还原菌希瓦氏菌(Shewanella sp.)对多种染料具有很好的脱色效果。文章结合当前的研究进展,综述了希瓦氏菌对多种染料的脱色效果,脱色的机制及影响其染料脱色效果的因素,并提出了今后研究的热点问题。     

基于454测序技术研究宁波沿海陆源排污口希瓦氏菌属的时空分布

基于454测序对宁波沿海10个陆源排污口在2011年的3月、5月、8月、10月四个月份的希瓦氏菌的分布进行了测定。结果表明:象山爵溪东塘排污口在3、8月份,象山西周工业园区综合排污口在5月份,距象山爵溪东塘排污口50 m以外的海域在5月份,象山墙头综合排污口、宁海颜公河入海排污口在8月份、象山石浦水产加工园区排污口在10月份均无希瓦氏菌属检出;而希瓦氏菌检出频数最高的是3月份的象山石浦水产加工园区工业排污口,出现频数为1 084次,其中已鉴定出的种有波罗的海希瓦氏菌Shewanella baltica(51)次,太平洋希瓦氏菌S.pacifica(46)次,希瓦氏菌ANA-3(1)次。从总体趋势来看,排污口处希瓦氏菌检出频数大于距排污口50 m以外的海域。     

限域结构纳米复合材料及其吸附性能研究进展

纳米材料因其比表面积大和表面活性高，在水处理领域表现出了极具潜力的发展前景。利用空间限域结构来固定和分散纳米材料可有效解决纳米材料易团聚失活、操作分离困难和潜在环境风险等问题。文章综述了具有限域结构的纳米复合材料制备方法及其对水中污染物吸附性能的研究进展，从限域空间内纳米颗粒的尺寸调控与污染物的富集、限域空间中特异性的污染物分子结构和纳米材料晶体结构等多方面详细分析了纳米限域效应的环境行为及其对水环境中污染物去除的重要意义。根据分析可知，限域结构中的吸附机理、纳米复合材料在真实环境体系下的应用、材料的环境与健康风险等是未来该领域研究的重要方向和热点内容。     

脱色菌腐败希瓦氏菌的分离及其脱色性能研究

从印染废水处理装置中分离到一株高效脱色菌,经鉴定为腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens),这是该菌具有高效脱色性能的首次报道。在实验条件下,对该菌的脱色能力进行比较研究,它在合适条件下能有效地去除生产上常用的多种染料,在6h内对活性艳红染料的去除率可达99％～100％。实验中对充氧、温度以及共代谢碳源等因子对该苗的脱色能力的影响进行了研究,为在生产实际中的应用提供了依据。     

TiO_2光催化氧化室内VOCs的失活再生研究进展

半导体TiO2纳米材料由于其无毒无害,化学性质稳定等优点,目前已经成为环境污染控制领域和材料学领域共同研究的热点。TiO2纳米材料对环境污染物光催化氧化效果显著,但是随着TiO2的反复使用,其催化效率会减低,最终失去光催化的活性;文章主要对TiO2在光催化降解环境污染物后的失活和再生情况进行了综述,讨论了TiO2光催化剂失活的机理以及其再生的途径。     

全氟化合物的环境污染与毒性研究

全氟化合物(PFCs)是一类具有重要价值的含氟化合物,由于其具有优良的热稳定性、化学稳定性、高表面活性及疏水疏油特性,被大量应用于诸多工业生产和生活用品中。PFCs在各种环境样品中的检出,已经引起世界范围内环境工作者的关注,所造成的污染已经逐渐成为全球性环境问题,已经成为持久性有机污染物研究的又一个热点,环境科学工作者已经在此领域开展了大量的研究。该文对目前全氟化合物的污染状况、毒理和方法等热点研究问题进行了综合论述,并对以后的研究方向做出进一步探究。     

真菌介导的纳米金合成及其应用研究进展

纳米金(AuNPs)凭借其独特的物理化学性质在多个领域得到了广泛的应用。相比于传统的化学、物理合成方法,微生物合成AuNPs凭借其环境友好、条件温和、绿色低毒等优势成为纳米技术领域的研究热点。相较于其他微生物,真菌能够分泌大量胞内或胞外蛋白/酶以及生物小分子,能够耐受较高浓度的AuCl_4~-,并且合成AuNPs的速度快、产量高、尺寸较为均一,因此具有大规模生产AuNPs的潜力。文章主要从合成AuNPs的真菌资源、影响纳米粒子形态的因素、合成机制与应用等方面进行综述,提出利用人工真菌群落合成AuNPs的新概念,并对未来该研究方向进行展望。     

纳米材料的电化学制备及其应用

电化学法制备纳米材料是目前纳米材料研究领域的热点之一.论述了电化学法制备纳米材料所具有的优势,着重列举了电化学法制备纳米材料阳极氧化铝、TiO2纳米管和纳米ZnO及其应用,最后,对电化学法制备纳米材料在催化领域的应用前景进行了展望.     

纳米材料在水处理中的应用研究进展

随着水资源的日益紧缺和人们环境保护意识的提高,传统的水处理技术已经逐渐不能满足社会发展的需求。近年来,纳米技术和纳米材料的迅速发展为水处理技术的革新提供了良机,引起了众多环境科研工作者的广泛研究。文章综述了近年来纳米材料在污染物吸附、膜分离、光催化氧化等水处理领域的应用研究进展,系统阐述了各种纳米技术的优势、作用机理、影响因素、对水的处理效果、技术成熟程度等,并对纳米材料在水处理领域的发展进行了展望。     

奥奈达希瓦氏菌MR-1还原U(VI)的特性及影响因素

探讨了在腐殖质模式物蒽醌?2?磺酸钠(AQS)存在条件下,奥奈达希瓦氏菌MR-1的还原U(VI)特性.结果表明,在厌氧环境下奥奈达希瓦氏菌以AQS为电子穿梭载体,利用电子供体高效还原U(VI).当菌体投加量为1.2×109 个时,其还原铀的效率达95.09%; AQS的浓度低于0.5mmol/L时有利于MR-1菌厌氧还原U(VI),AQS浓度的升高U(VI)的还原明显受到抑制.当U(VI)初始浓度为30.0mg/L时,分别以甲酸盐、乙酸盐和乳酸盐为电子供体,经过7d后其还原率分别达到95.37%、92.41%和95.65%.金属离子(Cu2+、Mn2+、Ca2+)、有毒有机物等对U(VI)还原产生影响.当Ca2+的浓度为2.0mmol/L时,对U(VI)的还原有微弱的促进作用,而当Cu2+和Mn2+浓度为2.0mmol/L时,则存在较强的抑制作用.奥奈达希瓦氏菌也能利用环境中甲苯、三氯乙酸、顺丁烯二酸等有毒物质高效还原U(VI),同时使有毒物质得到降解.扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)分析结果表明,奥奈达希瓦氏菌菌体中沉积了铀元素.     

红树林湿地希瓦氏菌W3的分离及腐殖质还原特性研究

从红树林湿地沉积物中分离到1株具有腐殖质还原能力的菌株W3,通过细胞形态、生理生化以及16SrDNA的分子生物学亲缘关系分析方法,确定该菌为希瓦氏菌属,命名为Shewanella sp.W3.W3菌能够利用乳酸钠、甲酸钠和丙酮酸钠作为电子供体进行腐殖质还原,在48h内对1mmol/LAQDS的还原率分别为96%、40%和10%.另外,菌体的生长与AQDS还原表现出相同的趋势,菌体数在60h达到最大值,约为1.77×108CFU/mL,比初始接种值约增殖了100倍,而未添加乳酸钠实验组的基本没有观察到AQDS的还原和菌体的增长.该菌进行腐殖质还原的最适pH范围为7～9,最适的NaCl浓度范围为5～30g/L,而最适温度范围为30～35℃.实验结果表明,该菌的腐殖质还原过程是生物化学反应过程,且能够在还原腐殖质的同时偶联能量的产生,支持菌体的生长.推测具有腐殖质还原的希瓦氏菌在元素的生物地球化学循环和环境微生物治理中具有潜在的应用价值.     

高效染料脱色菌的分离鉴定及其脱色特性

从印染废水的处理装置中分离到多株脱色菌，其中一株高效脱色菌经鉴定为腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens)。该菌株在合适条件下能有效地去除印染生产上常用的多种染料，在6h内对活性艳红染料的去除率可达到99%-100%，实验还对充氧，温度及共代谢碳源等诸因子对该菌脱色能力的影响进行了研究。     

纳米碳对土壤理化性质及其微生物的影响

纳米碳的纳米效应(表面、界面、尺寸效应)使其具有独特的理化性质,因而作为新型材料被广泛应用于药品制备、新能源、生态修复等领域。近年来,随着其特性被不断挖掘,纳米碳开始投入农业领域,成为新的研究热点。文章尝试厘清纳米碳对土壤的作用途径并综述各种类型的碳质纳米材料对土壤理化性质的具体影响。现有研究表明,将纳米碳施入土壤中,其pH值、阳离子交换量、保水性、营养元素的持留能力等方面均发生相应改变,可间接提高作物的产量。但与此同时,由于纳米碳对土壤微生物、酶活性存在扰动机理,潜在的环境风险还不完全清楚,该文通过指出目前研究存在的不足和需要加强的方面,为纳米碳的应用和推广提供一定的思路。     

基于神经网络模型绿色合成纳米氧化锰及其性能研究

近年来,基于对纳米材料生物毒性和合成成本的考虑,纳米材料的绿色合成和应用在环境领域受到了广泛关注,但迄今仍面临纳米材料的绿色合成机制尚未明确及去除效率不理想两个问题.本研究选择As（III）和As（V）作为目标污染物,通过神经网络模型对纳米氧化锰（MONPs）的合成条件进行优化,发现当污染物浓度和材料投加量分别为0.1 mg?L^-1和5 mg?L^-1时,优化后的MONPs对As（III）和As（V）的去除 效率分别从43.9%、80.0%提高到90.2%、92.2%.从SEM的结果中发现优化后的材料粒径更小,根据EDS和FTIR结果,可以证明优化后材料中的Mn元素比例显著增加.另外,XRD和XPS结果则证明优化后材料从原来的Mn（II）变为Mn（IV）,提高了材料的氧化能力.Zeta电位结果表明优化后材料表面的负电荷减少,进而循环伏安法结果证实了材料电子转移能力的提高,均有利于As的去除.最后,优化后MONPs在经过5次重复利用后仍具高的性能,同时对多种重金属具有一定的吸附能力.显然,基于神经网络模型绿色合成氧化锰纳米材料对砷污染修复具有 较强的针对性和实用性.     

鲍希瓦氏菌吸附Au3+的影响因素及机理研究

吸附是生物回收贵金属的重要环节,本文考察了溶液p H、生物量、初始Au~(3+)浓度和温度对鲍希瓦氏菌吸附Au~(3+)的影响,研究了鲍希瓦氏菌吸附Au~(3+)的动力学和热力学特性,并初步探讨了吸附发生的可能机理.结果表明,p H明显影响鲍希瓦氏菌对Au~(3+)的吸附,最佳p H为2~3.在初始Au~(3+)浓度为115 mg·L~(-1)时,不同温度下90%的Au~(3+)可在10 min内被吸附,4 h后基本达到吸附平衡,且吸附容量随着温度的升高而增加.吸附符合Freundlich等温线模型(R2=0.954),最大吸附容量为148.7 mg·g~(-1).吸附动力学可用拟二级动力学方程描述(R2=0.999).热力学分析显示,鲍希瓦氏菌吸附Au~(3+)是自发的吸热过程.傅里叶红外和X射线光电子能谱分析表明,氨基、羧基和羟基是起主要作用的官能团,其中,质子化的氨基作用机理主要是静电吸附.     

纳米材料与技术在废水处理中的应用及前景

纳米技术是一种具有深刻理论研究价值和广泛应用前景的高新技术,通过概述纳米技术的内涵和纳米材料的特殊性质,以及综述近几年纳米技术与材料在废水化处理中的应用及研究进展,如光催化纳米材料、纳滤膜等可用于处理有机或无机废水,较传统的水处理技术有较大的突破,并指出目前国内外的研究热点,认为该领域在水处理方面具有广阔的应用前景.     

大气环境规划中环境承载力的应用分析

近年来,随着全球化经济的迅速发展,地球上的大气环境污染日益加剧,环境承载力与社会的发展研究相结合,如今,已经成为环境规划、经济学以及生态学等多学科进行研究的热点。伴随着社会研究的不断深入,环境承载力已经发展成为一种维系自身健康、稳定发展的潜在能力。在本文中,笔者根据自身的实践经验并结合对大气环境规划中环境承载力的应用调研,对环境承载力进行了简要的概述,并对大气环境规划中环境承载力的应用进行了深入的研究与探讨。     

可降解塑料及聚氨酯研究现状与发展趋势

在环境危机日益严重、环境保护的要求日益迫切的形势下,降解塑料已成为高分子材料领域的研究热点。聚氨酯材料在包装和医疗领域具有广泛的应用,其可降解化研究具有重要的科学和社会意义。总结和回顾了可降解聚氨酯材料领域的现状及发展历程,阐述了其性能特点及需要解决的技术问题与难点,展望了本领域未来的发展趋势。     

加速退化试验技术研究、应用与发展

长寿命、高可靠性已经成为工业领域产品的发展目标和要求,对传统的可靠性技术研究提出了新的挑战.加速退化试验技术为长寿命、高可靠产品的寿命和可靠性研究提供了一种有效的途径,成为目前研究的热点.在总结国内外的研究成果的基础上,对加速退化试验的研究背景、试验方法、加速退化模型、工程应用和优化设计等进行了综述和研究,最后分析了加...