海洋石油降解酵母的分离鉴定与降解特性

以原油为唯一碳源,采用富集培养、平板涂布分离、平板划线纯化及摇瓶复筛等方法,从表层海水或海泥中分离得到2株具有较强石油降解能力的菌株SYB-5和SYB-2. 根据菌落及菌体形态、生理生化特征和分子生物学分析、鉴定显示,SYB-5为季也蒙毕赤酵母(Meyerozyma guilliermondii/Pichia guilliermondii),SYB-2为长孢洛德酵母(Lodderomyces elongisporus). 对2株酵母菌的石油降解性能的研究结果表明,SYB-5和SYB-2以原油组分作为碳源,以(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₃PO₄作为氮源,在ρ(NaCl)为30g/L、氧气充足的条件下,生长的最适温度分别为36和32℃,pH均为7.0. 在最适生长条件下,培养5d后的原油降解率分别达到45.8%和34.4%. 当2株菌混合培养时,培养5d的原油降解率可提高到53.9%,培养8d时达到56.4%,说明2株菌利用原油作碳源生长时具有协同作用.      

电絮凝法同步去除氨氮和磷的模拟试验

采用电絮凝法去除废水中的氨氮和磷,电极板采用铝板或不锈钢板,研究了电絮凝除磷热力学与动力学过程,考察了不同工艺参数对氨氮和磷去除效果的影响. 结果表明:相对于铝电极而言,不锈钢电极更适宜于电絮凝去除氨氮和磷;Redlich-Peterson方程能较好地描述电絮凝产生的絮凝体对磷的吸附行为,得到的Gibbs自由能变都在-20～0kJ/mol范围内,并且吸附是自发进行的吸热过程,升高温度有利于吸附;由于假二级动力学方程拟合时其相关系数(R2)均大于0.98,故假二级动力学方程更适宜描述电絮凝产生的絮凝体对磷的吸附动力学过程;随着电流密度的增加,氨氮和磷的去除率呈逐渐上升趋势;在强碱性条件下,氨氮的去除率相对降低,酸性条件下水中磷的去除率较高,随着溶液pH的增高,磷的去除率呈逐渐降低趋势. 去除氨氮和磷的能耗分别为0.15~0.50和0.02~0.04kW·h/g.      

营养盐浓度对中肋骨条藻优势种群富集多溴联苯醚的影响

以中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）组成中肋骨条藻优势种群的海洋微藻为研究对象,以我国近海水体中存在的3种丰度较高的多溴联苯醚同系物为代表,包括2,4,4＇-三溴联苯醚（BDE-28）、2,2’,4,4’-四溴联苯醚（BDE-47）和2,2＇,4,4＇,5-五溴联苯醚（BDE-99）,研究了硝酸盐浓度（0、128、512μmol·L-1）和磷酸盐浓度（0、8、32μmol·L-1）对中肋骨条藻优势种群生化成分和富集3种多溴联苯醚的影响,分析了中肋骨条藻优势种群对多溴联苯醚的富集量与生化成分的关系。结果表明,随着营养盐浓度的升高,单位藻细胞的富集量呈现降低趋势,硝酸盐浓度为0μmol·L-1时,3种多溴联苯醚同系物每106cells的富集量为3.93-5.01 ng,而硝酸盐浓度为512μmol·L-1时,每106cells富集量为3.53-3.94 ng,降低了10%-23%;不同硝酸盐浓度下单位体积藻液富集量差异较小,随硝酸盐浓度的升高,BDE-99和47富集量分别从0.180和0.179 ng·mL^-1降低到0.167和0.150 ng·mL^-1,BDE-28没有出现明显差异。与硝酸盐相似,多溴联苯醚单位藻细胞富集量也随着磷酸盐浓度的升高而呈现出降低的趋势,每106cells的富集量从磷为0μmol·L-1的3.04-3.28 ng降低到32μmol·L-1时的2.27-2.73 ng;不同磷酸盐浓度下单位体积藻液的富集量差异不显著,其中BDE-99富集量范围在0.188-0.190 ng·mL^-1,随磷酸盐浓度的升高,BDE-47和28富集量略有降低,从0.20 ng·mL^-1降低到约0.16 ng·mL^-1。中肋骨条藻优势种群单位细胞对多溴联苯醚富集随着营养盐浓度的增加而降低,其原因是营养盐浓度影响了其细胞生化成分,其中脂类含量与富集量存在正相关关系。对3种同系物富集量的比较发现,随多溴联苯醚同系物的Kow降低,富集量总体上呈现降低的趋势。     

冀东铁矿2种恢复模式植被演替过程中群落结构及生物多样性比较研究

油松（Pinus tabulaeformis）耐低温、干旱和贫瘠,是我国北方温性针叶林中分布最广的森林群落,也是我国北方广大地区最主要的本土造林树种之一,火炬（Rhus typhina Linn.）根萌蘖力强,耐寒、耐旱、耐盐碱,是一种适应周围环境能力极强的外来引入种树种。采用空间代替时间的方法,以冀东铁矿不同年份种植的人工火炬林和人工油松林群落为研究对象,采用样方法进行调查取样,分析了2种恢复模式不同演替阶段群落结构的变化,群落动态,同时采用Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数分析了物种多样性在群落演替过程中的动态变化,在此基础上,对比分析了2种恢复模式在生态效益方面的优劣。主要结果如下：1）短期来看,火炬可以迅速提高植被盖度,增加生物量,但是,长期来看,随着火炬的快速萌集繁殖和林分的郁闭,林下草本急剧减少,形成火炬单优群落,而不能形成稳定的顶级群落。2）短期来看,油松生长缓慢,其生态效益远小于火炬群落,但是油松群落经过11年的演替形成了乔-灌-草3层结构,群落结构逐渐完善。3）演替初期火炬群落优势种以猪毛蒿（Artemisia scoparia）、狗尾草（Setaria viridis）等耐干旱的植物为主,演替后期林下物种迅速减少以至大量消失;油松群落经过11年的恢复,群落草本层植物种数逐渐增大,从一年生先锋植物占优势过渡到以白羊草（Bothriochloa ischaemun）和硬质早熟禾（Poa sphondylodes）为建群种,并出现了黄刺玫（Rosa xanthina）和胡枝子（Lespedeza bicolor）等多年生灌木。4）演替初期Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener指数表现为：火炬群落﹥油松群落,演替后期则相反,这主要是由群落内种间竞争关系和水热环境的差异造成。4）综合植物群落盖度、物种多样性和群落未来的演替趋势,火炬长期的生态效益远不及油松树种。     

新型生物电Fenton法降解偶氮染料：铁复合碳毡阴极研究

传统电Fenton反应通过电化学方法产生H2O2,需外加电源,能耗大,成本高。基于MFC持续产电并可驱动阴极电Fenton系统运行的特点,本研究以铁复合碳毡为阴极电极,构建了微生物燃料电池驱动的生物电Fenton系统,探讨了铁复合碳毡及阴极pH对偶氮染料(金橙I号)脱色的影响。结果发现,铁复合碳毡脱色效果均好于普通碳毡。当pH为3时,4 h后Fe@Fe2O3/CF阴极脱色率达91.7%,明显高于α-FeOOH/CF和FeAlSi/CF的83.4%和69.9%。扫描电镜发现,Fe@Fe2O3以微粒状结构附着于碳毡表面,比表面积增大,可能是Fe@Fe2O3/CF脱色性能改善的主要原因。研究表明,低pH有利于生物电Fenton反应的进行。当pH由3.0提高至5.0时,Fe@Fe2O3/CF阴极脱色率降低至47.1%。阴极室染料脱色与阳极室废水TOC削减呈线性相关,说明阳极生物氧化是驱动阴极生物电Fenton反应的原动力。本研究提供了一种能自我维持、无需外源电力的生物电Fenton系统,为印染废水脱色提供了崭新的途径。     

Factors controlling N-nitrosodimethylamine (NDMA) formation from dissolved organic matter

The formation of cancinogenic nitrosamines, esp. N-nitrosodimethylamine (NDMA) in water and wastewater treatment plants has drawn much attention in recent years. Dissolved organic matter from the transported Luan River water as water source of Tianjin was fractionated with different XAD resins and a series of ultra-filtration membranes with molecular weight (MW) cut-offs of 5k Da, 3k Da, and 1k Da, respectively. The NDMA yields from the raw water and each fraction were measured to investigate their role in NDMAyield. Results indicated that the hydrophilic fraction had a higher NDMA yield than those of hydrophobic fraction and transphilic fraction. The fraction with MW below 1k Da had a higher NDMAyield than that with larger MW. NDMA formation increased as the dissolved organic carbon (DOC) to dissolved organic nitrogen (DON) ratio decreased, which indicated that DON might serve as the real important precursor for NDMA. The correlation between NDMA yield and specific ultraviolet absorbance at 254 nm (SUVA₂₅₄) suggested that the latter might not represent the specific precursors for NDMA in the water. Besides the water quality, the influences of pH, disinfectant dosage, and disinfection contact time on the formation of NDMA were also examined. These results will help water treatment plants establish measures to control this harmful disinfection by-product.     

碳酸盐岩山地土壤施用有机肥的溶蚀作用探讨

选择碳酸盐岩山地常见耕植、未耕植土层,通过概化制作为系列模拟柱试验土层,按当地正常施肥方法,向土层定量施入有机肥并浇灌及控制其它相关条件变化,再定期观测预埋土层不同深度碳酸岩石片的溶蚀量和土层其它指标的变化,作了施用有机肥的土中碳酸岩石溶蚀变化研究。结果揭示,在未耕植红黏土表层施用有机肥,大大减弱了土中碳酸岩石的溶蚀作用,且减弱程度随土深加大而降低。但对其下伏碱性岩粉层而言,施肥又引起了溶蚀量的微小增加变化;另在耕植土表层施用有机肥,对其土中碳酸岩石的溶蚀作用改变不大,且无论施肥与否溶蚀作用随土深加大又略显增大变化。而其下部红黏土中碳酸岩石的溶蚀量要远大于耕植土中的溶蚀量,并受施肥的影响较小。表明,农业施肥对未耕植土土中包被、包裹的碳酸岩石溶蚀影响较大,对下伏碱性岩粉层的层中、层下碳酸岩石的溶蚀影响较小。同时,施肥对耕植土土中、土下碳酸岩石的溶蚀影响不大。人类可采取禁令开垦较薄土层措施,来有效规避耕作施肥对土中碳酸岩石溶蚀作用的抑制,减少反石漠化的不利因素。此将为丰富碳酸盐岩山地成土演化理论和石漠化灾害的防治提供依据。     

缓释氮肥对菊芋生长季土壤CH4和N2O排放的影响

设置尿素+硝化抑制剂(U+DCD)、尿素+脲酶抑制剂(U+HQ)、脲甲醛(UF)、钙镁磷肥包膜尿素(CM-CU)、树脂包膜尿素(PCU)、硫包尿素(SCU)6种缓释氮肥处理以及普通尿素(U)处理,在江苏大丰进行小区试验,采用静态箱-气相色谱法同步观测沿海滩涂能源植物——菊芋(Helianthus tuberosus)生长季土壤的CH4和N2O排放通量及其减排潜力。结果表明,在2010年整个菊芋生长季,U、PCU、UF、SCU、CMCU、U+HQ和U+DCD处理土壤CH4排放总量依次为1.25、0.59、0.43、0.27、0.25、0.26和-0.21 kg.hm-2。与普通尿素处理相比,除U+DCD处理外,其余施用缓释氮肥处理可使CH4排放量减少53%～80%。生长季PCU、SCU、CMCU、U、UF、U+HQ和U+DCD处理的N2O排放总量分别为2.94、2.44、2.27、2.24、1.77、1.47和1.34 kg.hm-2。与普通尿素处理相比,施用化学型缓释氮肥(U+DCD、U+HQ和UF处理)使N2O排放量减少21%～40%,而施用物理型缓释氮肥(CM-CU、PCU和SCU处理)则使N2O排放量增加1%～31%。从全球增温潜势看,各化学型缓释氮肥处理均表现出显著的减排效果。     

共培养条件下菖蒲和铜绿微囊藻之间的化感作用

采用共生培养方法研究菖蒲(Acorus calamus)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)之间的化感作用.结果表明,初始密度为1.0×107ind mL-1的铜绿微囊藻与20 g L-1菖蒲共生培养时,菖蒲对铜绿微囊藻在一定程度上产生了化感抑制,但是铜绿微囊藻的生长作用占优势,d 20抑制率仅为16%.而在培养过程中,菖蒲叶绿素a含量逐渐减少,d20叶绿素a含量仅为对照组的27%;超氧化物歧化酶(SOD)活性在d 12开始明显降低,d 20仅为对照组的46%;丙二醛(MDA)含量呈现逐渐增加趋势,d 20为对照组的172%;而生物量仅为对照组的62%.研究表明高密度铜绿微囊藻可以诱导菖蒲产生氧化胁迫,引起细胞结构严重损伤,从而强烈抑制菖蒲的生长.     

非常规突发事件应急决策方法研究

为深入研究非常规突发事件应急决策方法,提高对非常规突发事件的应对能力,调查研究基于应急预案、范例推理和智能规划等3种非常规突发事件的应急决策方法,对比分析这3种方法的特点。研究发现:这3种方法都可以在一定程度上为非常规突发事件提供辅助决策,但是基于智能规划的应急决策方法更适于非常规突发事件复杂的决策环境,有较大发展潜力。然后针对该方法,提出一些需要深入研究的开放性课题。