玉米秸秆制备活性炭吸附剂新工艺

以玉米秸秆为原料,采用化学活化法制备活性炭吸附剂,研究了料液比、添加剂用量、活化剂的浓度、活化时间、活化温度等工艺条件,探讨了浸泡时间和超声活化对产品收率和吸附性能的影响。结果表明:较佳的工艺条件为料液比1∶2.5、活化剂浓度60%、添加剂用量6%、活化时间45 min、活化温度400℃。超声浸泡可以大大缩短浸泡时间,明显提高产品的收率和吸附性能。制备出的吸附剂吸附性能优于商业活性炭,产品质量指标接近水质净化用活性炭标准。     

改性玉米秸秆材料的制备及吸油性能的研究

以粉末状玉米秸秆(Raw corn stalks,RCS)为基体,甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体,采用悬浮聚合法制备高吸油复合材料(Butylmethacrylate and styrene grafted corn stalks,BMS-CS).实验确定的最佳制备条件为:在50℃,引发剂硝酸铈铵为2.0mmol·L-1,单体甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯浓度分别为0.6mol·L-1、0.012mol·L-1,交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺质量分数为0.1%(相对于RCS的质量)的前提下反应25h.同时,实验考察了吸附时间、吸附温度及保油时间等对材料吸油性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射和扫描电镜对改性前后样品的结构进行表征.结果表明,BMS-CS表面变得粗糙且呈毛刺状,具有较多不规则的褶皱;结晶度的下降也印证了粗糙度的增加;红外图谱中新出现的酯基和苯乙烯基的吸收峰说明亲油单体被接枝到RCS表面;两种原因共同促进了改性材料吸油性能的增加.吸油数据显示,常温下RCS和BMS-CS的吸油量分别为5.23g·g-1和20.12g·g-1,后者是前者的3.85倍,即改性后的材料吸油性能明显增加.     

除Cd(Ⅱ)重金属吸附剂——巯基乙酰化玉米秸秆的制备

以玉米秸秆(CS)、巯基乙酸(TGA)为原料,通过化学反应制备出重金属吸附剂——巯基乙酰化玉米秸秆(MACS),考察MACS对水样中Cd(Ⅱ)的去除性能,采用单因素实验法对MACS的制备条件进行优化研究。结果表明,MACS的优化制备条件为:CS粒径为0.20 mm(80目),m(催化剂NHS)∶m(EDC·HCl)为0.5∶1,m(CS)∶V(TGA)为1∶5,反应介质pH值为5.0,反应温度25℃,反应时间2 h。在此条件下制备的MACS对水样中Cd(Ⅱ)的吸附效率可达到61.57%。红外分析表明,CS分子链中成功引入了巯基。     

三七渣固态发酵生产生防菌康宁木霉

文章对三七渣固态发酵生产生防菌康宁木霉的培养基制备条件进行了研究,考察了硫酸铵添加量、磷酸盐添加量、基质粒径、含水量、初始pH、麸皮比例对产孢量的影响,并采用正交试验优化了培养基制备条件。研究结果表明,以三七渣为原料固态发酵生产生防菌康宁木霉是可行的。以产孢量为评价指标,优化后的培养基制备条件为:采用过100目筛的三七渣,麸皮比例为25%,硫酸铵添加量为3%,含水量为65%,磷酸盐添加量为0.90%,pH自然。在此条件下发酵,康宁木霉产孢量可达到1.579×1010个/g。     

漆酶改性玉米秸秆髓的制备及其吸油特性

采用绿色生物酶技术改性玉米秸秆髓(CSP),在CSP表面由漆酶催化接枝十八胺,以提高材料的亲油疏水性能,制得高效吸油剂LCSP.研究了改性温度、改性时间、TEMPO浓度、漆酶用量及十八胺浓度等因素对LCSP亲油疏水性能的影响,同时采用SEM、BET、XRD、接触角、FTIR、XPS等分析技术对改性前后CSP理化特性进行表征,并进行了吸油研究.结果表明,在35℃下,投加100U/g的漆酶、4.48mmol/LTEMPO、8.91mmol/L十八胺,改性CSP6h,制得的材料吸油量最大、吸水量最小,油吸附量从13.24g/g提升至40.82g/g,水吸附量从13.76g/g降至3.83g/g.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附剂的重复利用实验表明本方法制备的材料具有良好回收再利用能力.     

柠檬酸改性木薯秸秆阳离子吸附剂的制备及其对Cu~(2+)的吸附

以柠檬酸为改性剂对木薯秸秆进行改性制备阳离子吸附剂。以铜离子去除率作为评价吸附剂吸附性能指标,对制备最佳条件进行了优化,利用FT-IR、SEM、Zeta电位和X衍射技术对制备的吸附剂进行了结构表征,考察了对铜离子吸附过程动力学和等温吸附规律。实验结果表明:最佳的改性反应物(木薯秸秆∶柠檬酸)剂量比为1 g∶7.2×10~(-3)mol,反应温度为120℃,反应时间30 min;表征结果证明了改性吸附剂中羧基的存在;柠檬酸改性木薯秸秆吸附剂能够快速吸附重金属铜离子,吸附过程符合准二级动力学模型;吸附等温线符合Langmuir模式,饱和吸附量达到2.19 mmol/g。证明柠檬酸改性木薯秸秆吸附剂是一种潜在的重金属废水处理剂。     

NaOH改性玉米秸秆对石油类污染物的吸附研究

采用正交试验设计,对农业废弃物玉米秸秆进行NaOH化学改性,制得吸附剂,并分别考察其对原油、0#柴油、97#汽油的吸附性能。结果表明,在温度为80℃、NaOH质量分数为1%、固液比为1∶20、时间为12 h的条件下,玉米秸秆经NaOH改性后对3种油类的最大吸附量分别比改性前提高了22.62%、37.57%和38.50%。对改性前后秸秆主要组成成分和FTIR的分析发现,改性后秸秆中木质素和半纤维素的相对含量减少了,纤维素的相对含量增加了;主要存在于木质素和半纤维素中的羧基在改性后显著减少,代表纤维素的醇峰峰值却得到了提升,与改性前后组分变化一致。通过对比分析改性前后玉米秸秆的SEM图像表明,NaOH破坏了玉米秸秆的原始表面结构,使其变得疏松多孔,从而更加有利于秸秆对油的吸附。     

水稻秸秆阴离子吸附剂的制备及其性能的研究

为了合理利用我国过剩的水稻秸秆,同时解决水体富营养化问题,将水稻秸秆通过化学修饰合成得到阴离子吸附剂,探究其对磷的去除效果.通过测定带电情况、比表面积、扫描电镜、红外光谱,分析该阴离子吸附剂的性能;同时考察了吸附剂投加量、磷酸根溶液初始pH值、温度等因素对吸附效果的影响,并分析了修饰后的水稻秸秆对磷酸根的吸附机理.结果表明:吸附剂投加量为5g/L,pH值为4~10时,对磷酸根的吸附效果最好,去除率达90%以上,而温度对吸附效果影响不大;Langmuir模型适用于修饰后的水稻秸秆对磷酸根的吸附,最大的吸附量达1.96mmol/g.     

泥炭复配玉米秸秆活性炭的制备及其吸附性能

采用泥炭为原料,氢氧化钾为活化剂制备了粉末活性炭,并研究其对水中亚甲基蓝的吸附性能。选取泥炭秸秆比、活化时间、活化温度和碱炭比为因素,通过正交试验确定了最佳工艺条件,即泥炭秸秆比为2∶1,活化时间为1 h,活化温度700℃,碱炭比为1∶3。吸附实验结果表明,该泥炭复配玉米秸秆为原料制备的粉末活性炭对水中亚甲基蓝的吸附效率高,最大吸附量为898.2 mg/g,Freundlich吸附等温式的拟合效果优于Langmuir吸附等温式,表明主要吸附为多层吸附。准二级动力学模型比准一级动力学模型能更好地拟合活性炭吸附亚甲基蓝的动力学规律。     

绿色木霉AS3.3711的葡聚糖内切酶Ⅲ基因的克隆与表达

为研究构建可降解纤维类固体废弃物的工程菌,采用RT-PCR方法克隆到绿色木霉(Trichoderma viride)AS3.3711的葡聚糖内切酶Ⅲ(EGⅢ)的cDNA 基因,测序后构建到酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)诱导型表达载体pYES2 上,用正交实验对超声波辅助酵母转化系统进行了优化.转化获得的EGⅢ转化子用2%的β-D-半乳糖诱导,用Northern 杂交、刚果红染色法和CMC糖化力法分别对目的基因的转录和表达产物的葡聚糖内切酶活性进行检测.结果表明, EGⅢ的cDNA 基因开放阅读框长度为1254bp,编码418个氨基酸,推测蛋白质分子量为44.1×103.正交实验中较优组合为第5组(超声波处理60s,温育40min,单链DNA 150μg,热激5min); 刚果红染色显示,转化子可产生明显的水解圈;CMC酶活检测显示该基因能在酿酒酵母中表达有生物活性的EGⅢ并分泌到胞外,发酵液中的酶活在培养60h达到最高0.041 U/mL;最适酶解温度为50℃;最适pH 值为5.8.     

海水中原油对双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)的急性毒性效应及其体内抗氧化酶活性的影响

近年来海洋溢油事故频发,增加了溢油污染对海洋生物及海洋生态系统的暴露风险.为阐明海洋溢油事故对海洋生物的毒性效应,以双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）为受试生物,研究了不同质量浓度的海水原油溶液对双齿围沙蚕的急性毒性效应及抗氧化酶活性的影响.结果表明:双齿围沙蚕的死亡率与海水中原油暴露浓度呈正相关,暴露24、48及72 h的LC₅₀（半致死浓度）分别为13.08、9.80和8.37 g/L;暴露72 h后,双齿围沙蚕组织液中MDA（丙二醛）的含量均高于对照组,其中1.0 g/L暴露组显著高于对照组（P < 0.05）,且随暴露浓度的增大而升高;GST（谷胱甘肽巯基转移酶）的活性被显著诱导,且随暴露浓度的增大而升高;0.1 g/L原油暴露下,CAT（过氧化氢酶）和SOD（超氧化物歧化酶）的活性被显著诱导,当暴露浓度达到0.5 g/L时,CAT的诱导程度减弱,而SOD则受到抑制.研究显示,海水中的原油对双齿围沙蚕具有显著急性毒性效应,且0.1 g/L的原油暴露即可导致双齿围沙蚕产生脂质过氧化,脂质过氧化程度随暴露浓度的升高而增强;0.1 g/L原油暴露能显著诱导双齿围沙蚕体内抗氧化酶的活性,且随着海水中原油暴露浓度的增加,GST的诱导程度增强,CAT的诱导程度减弱,SOD的活性则受到抑制.      

水合肼中混入尿素后的非催化还原脱硝研究

在对比了尿素和水合肼(N2H4·H2O)选择性非催化还原(SNCR)脱除烟气中NOx温度特性的基础上,尝试将两者混合以降低SNCR脱硝反应的温度窗口.实验结果显示,水合肼有一中温区温度窗口(550～650℃),最佳温度在600℃左右,远低于尿素SNCR脱硝的温度窗口和最佳温度.对比尿素和水合肼在不同条件下混合后的脱硝规律发现,将部分水合肼用尿素替代后虽然脱硝效率有所下降,但维持了水合肼的中温脱硝特征,某些条件下甚至出现脱硝效率上升的现象;并且反应过程中无氨分解产生和逸出;而尿素单独使用时在此温区内则有氨逸出.研究还表明,将水合肼加入到尿素中并无有益效果.而当还原剂/NO的化学计量比(Normalized stoichiometric ratio,NSR)为2.0时,在水合肼中加入尿素,以16.7％的尿素N替代水合肼N,混合还原剂的峰值脱硝效率出现在530℃左右,并维持在单独使用水合肼时峰值的93.3％的水平;温度在503 ～ 567℃范围变化时,混合还原剂维持了可观的中温脱硝效率.研究表明,有望通过在水合肼中添加适量尿素以降低水合肼SNCR中温脱硝的成本.     

基于综合生物标志物响应指数评价0~#柴油和平湖原油胁迫下的缢蛏(Sinonovacula constricta)毒性效应

选择0#柴油和平湖原油乳化液对缢蛏(Sinonovacula constricta)进行氧化胁迫实验,选取典型的抗氧化酶-超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷光甘肽硫转移酶(GST)及过氧化物酶(POD)用于衡量油类污染物对生物体造成的氧化压力大小.此外,结合综合生物标志物响应(Integrated Biomarker Responses,IBR)指标,对2种石油污染物对缢蛏的毒性响应进行定量化评价.结果表明,不同浓度的0#柴油和平湖原油对缢蛏消化腺中的4种酶表现出不同程度的诱导效应,各试验组在暴露前期均表现出诱导或抑制,但对4种酶的影响存在时间顺序性,SOD、CAT和GST的酶活性表现为升高-降低的过程,POD表现为降低-升高的过程,活性达到峰值的时间SOD和CAT要早于GST和POD.结合计算出的IBR数值来看,高浓度0#柴油能够引起最为显著的生物效应变化,显示该石油污染物高毒性的特征,0#柴油生物毒性大于平湖原油生物毒性.     

加油站油类污染物自然衰减现场试验研究

利用自行设计制作的一套土壤气体取样监测装置,在北京地区某加油站开展了包气带内石油类污染物自然衰减的现场试验研究.在现场对包气带内的土壤气体样本进行采集,并对样本中的VOC含量及O2、CO2含量进行了检测分析.2个阶段的检测结果表明,经过381 d的自然衰减,污染点位的TVOC浓度减少了99.2%,BTEX的气相浓度占TVOC的比例由17.0%降至12.1%;O2和CO2含量在G3点位呈现出随着土壤深度的增加,O2含量逐渐减少、CO2含量逐渐增加的变化趋势.通过对试验结果的分析得出以下结论:①第一次检测结果表明G3点位附近存在一定的土壤污染,经过381 d的自然衰减,G3点位土壤中的BTEX含量已降至保护环境的标准以下,该污染现场的环境监控措施可以解除;②对造成该点污染的原因进行推断,可以判定污染为短期污染源导致,不存在持续的泄漏源;③自然衰减能够有效清除土壤中污染物,可以作为北京市同类污染场地有效的治理手段加以考虑;④检测污染土壤中O2和CO2含量的变化是判断有机污染物需氧降解的有效手段.     

利用巨藻发酵联产氢气与挥发性有机酸的研究

通过批式实验探讨了巨藻生物质厌氧发酵过程中巨藻的预处理方法、接种比、初始p H值等条件对累积产氢和挥发性脂肪酸(VFA)的影响,结果发现,巨藻可以用来发酵联产氢气与VFA;热碱预处理比较适于巨藻发酵产氢与产酸,在4 g·L-1的Na OH和100℃处理后,接种比为0.3,初始p H值为6时,单位挥发性固体(VS)最大累积产氢量可达到36.21 m L·g-1,比未经处理巨藻提高了77.82%;同时,巨藻在最佳的预处理条件下单位VS的总挥发性脂肪酸TVFA的产率为0.15 g·g-1,且以乙酸和丁酸为主.     

未开发油气田地表烃氧化菌空间定量分布

利用Real-time PCR技术,分别对非油气田对照区域、未开发油田、未开发气田地表30、60、100、150、200 cm深度的甲烷氧化菌、C5～C16烃氧化菌进行定量研究,目的在于加深对该类型区域烃氧化菌空间分布特征的了解,为微生物油气勘探技术的发展提供基础资料.结果表明,气田区域甲烷氧化菌(pmoA)含量为1.34E+04～3.90E+05 copies.g-1,并随深度的加深逐渐减少;油田仅为3.14E+02～4.32E+03 copies.g-1.100～200 cm深度,油田C5～C16烃氧化菌(alkB)含量为1.38E+07～3.61E+07 copies.g-1,高于等深度对照(4.24E+06～2.14E+07 copies.g-1)和气田区域(5.82E+06～3.52E+07copies.g-1).甲烷氧化菌分布受全氮、有机碳、pH影响显著,相关系数分别为0.859、0.631、-0.549,而C5～C16烃氧化菌分布受环境因素影响相对较小.100～200 cm深度范围内,该区域全氮、有机碳、pH等理化因素相对稳定,烃氧化菌含量在不同深度间差异较小.因此,本研究表明,气田区域具有明显的甲烷氧化菌异常,油田在100 cm以下深度具有一定的C5～C16烃氧化菌异常;100～200 cm更适于作为统一取样深度进行大范围定量调查,但仍需要进一步的验证.     

Chemical composition and properties of ashes from combustion plants using Miscanthus as fuel

Miscanthus giganteus is one of the energy crops considered to show potential for a substantial contribution to sustainable energy production. In the literature there is little data available about the chemical composition of ashes from the combustion of Miscanthus and practically no data about their physical properties. However, for handling, treatment and utilization of the ashes this information is important. In this study ashes from two biomass combustion plants using Miscanthus as fuel were investigated. The density of the ashes was 2230 ± 35 kg/m~3, which was similar to the density of ashes from straw combustion. Also the bulk densities were close to those reported for straw ashes. The flowability of the ashes was a little worse than the flowability of ashes from wood combustion. The measured heavy metal concentrations were below the usual limits for utilization of the ashes as soil conditioner. The concentrations in the bottom ash were similar to those reported for ash from forest residue combustion plants. In comparison with cyclone fly ashes from forest residue combustion the measured heavy metal concentrations in the cyclone fly ash were considerably lower. Cl-, S and Zn were enriched in the cyclone fly ash which is also known for ashes from wood combustion. In comparison with literature data obtained from Miscanthus plant material the concentrations of K, Cl-and S were lower.This can be attributed to the fact that the finest fly ash is not collected by the cyclone de-dusting system of the Miscanthus combustion plants.     

燃料油和原油乳化液在缢蛏（Sinonovacula constricta）体内的富集动力学研究

应用半静态双箱动力学模型在室内模拟了缢蛏(Sinonovacula constricta)对燃料油(0#柴油)和东海平湖原油乳化液的生物富集实验,通过对富集与释放过程中缢蛏体内石油烃的动态检测以及对检测结果的非线性曲线拟合,获得缢蛏对0#柴油、原油乳化液的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、平衡状态下缢蛏体内石油烃含量C Amax、生物学半衰期B1/2等动力学参数.拟合结果得到的各动力学参数平均值分别为:缢蛏对0#柴油乳化液的吸收速率常数k1为10.67、k2为0.0795、BCF为122.56、C Amax为129.07 mg·kg-1、B1/2为9.61 d;缢蛏对原油乳化液的吸收速率常数k1为7.79、k2为0.0948、BCF为89.38、C Amax为110.68 mg·kg-1、B1/2为7.88 d.缢蛏对0#柴油、原油乳化液的吸收速率常数k1、BCF均随外部水体中石油烃浓度的增大而减少,对0#柴油、原油乳化液的释放速率常数k2与外部水体中石油烃浓度无明显相关性,C Amax随外部水体中石油烃浓度的增大而增大.对模型的拟合优度检验结果显示,模型的拟合优度良好.0#柴油在缢蛏体内的富集量高于原油乳化液、释放量低于原油乳化液,其原因与不同种类石油的烃类组分有关.     

Aeromonas veronii N8不同类型胞外聚合物的性质及其Zn2+吸附特征

以Aeromonas veronii N8为研究对象,对其松散型胞外聚合物(LB-EPS)和紧密型胞外聚合物(TB-EPS)的性质及其吸Zn~(2+)特征进行了研究.结果表明,LB-EPS和TB-EPS具有不同的多糖及蛋白组成比例;与TB-EPS相比,LB-EPS的分子量分布范围较窄,但其平均分子量较大,TBEPS中含有一些LB-EPS不具有的富含芳香族氨基酸的蛋白质,而LB-EPS则含有少量TB-EPS不具有的腐殖酸类物质;1H NMR与XPS分析发现,两种EPS具有相似的结构与元素组成,但各元素在两者中的组成比例并不相同;LB-EPS和TB-EPS具有相似的Zn~(2+)吸附规律,经90 min后二者均能达到吸附平衡,但LB-EPS的吸附率一直大于TB-EPS,二者的吸附率则随着EPS浓度的增加而变大,并随着Zn~(2+)浓度的增加而变小;对比Zn~(2+)吸附前后,两种EPS中属于核酸、多糖与蛋白质在内的一些特征官能团的强度或位置则发生了一定的变化,表明这些特征峰在吸附过程具有不同的功能作用;而LB-EPS和TB-EPS的Zn~(2+)吸附过程则可分别采用Freundlich和Temkin模型进行描述.     

一株石油降解赤红球菌(Rhodococcus rubber)特性及处理含油废水研究

从石油污染土壤筛选出一株高效石油降解菌JC-106,经细菌形态学、生理生化及16S r DNA序列分析鉴定为赤红球菌(Rhodococcus rubber).在温度15~40℃、初始p H 6~8、盐度0~4%条件下培养生长良好.该菌能利用十二烷、二十四烷、正辛烷、邻苯二酚、蒽、萘为唯一碳源生长.在较低温度下能有效降解原油,在15和35℃培养15 d对原油降解率分别为41.61%和58.18%,GC-MS分析发现原油组分中正构烷烃(C14~C44)降解率达到96.13%.在含1000 mg·L~(-1)原油的人工废水中加入2%(V/V)赤红球菌JC-106菌悬液,采用SBR间歇式活性污泥法处理含油废水,15 d后出水COD、NH_4+-N、TP平均去除率分别为96.49%、96.88%、99.15%,原油去除率为92.43%,对照组原油去除率仅为53.80%.JC-106在含油废水中稳定生长,数量维持在4.8×1010~1.0×1011cfu·mL~(-1)左右.