The fate of recombinant plasmids during composting of organic wastes

Composting was investigated as a means for safe disposal of organic waste containing bacteria that carry transgenes in recombinant plasmids. To generate model recombinant plasmids, a mobile IncQ plasmid, RSF1010, and a non-mobile plasmid, pGFP, were genetically modified to carry a DNA segment encoding both green fluorescent protein and kanamycin resistance and were designated as RSF1010-GFPK and pGFPK. Escherichia coli (E. coli) C600 harboring these plasmids were inoculated into chicken manure specimens that were placed in compost at 20 and 60 cm from the bottom of a 1.0-m high compost bin. Control specimens were held at ambient temperature. By day 10, compost temperatures at the lower and upper levels of the bin had reached 45.3 and 61.5°C, respectively, and at both levels the target E. coli had been inactivated and the plasmids had lost their capacity to be transformed or mobilized. Furthermore, based on real time Polymerase chain reaction (PCR), the transgene fragments along with the host chromosomal DNA fragment from specimens at the upper level had been degraded beyond the detection limit. However, at the lower level where temperatures remained below 48°C these fragment persisted to day 21. At ambient temperatures (0–8°C), the E. coli, plasmids and the transgene fragments persisted in manure specimens throughout the 21 day test period. The study showed the potential for composting as a safe procedure for disposal of bacteria carrying transgenes in recombinant plasmids.     

Photocatalytic activity of TiO2 films grown on different substrates

Titanium dioxide films were prepared on glass, indium-tin oxide (ITO) glass and p-type monocrystalline silicon and studied for the photocatalytic degradation of rhodamine B in an aqueous medium. Raman, AFM, and XPS spectroscopic investigations of these films indicated that microstructure of titanium oxide films were greatly affected by the substrate materials. Rutile was confirmed to be easily formed on the surface of ITO glass, and TiO2 tended to grow as closely packed particles that were elongated strips with an average size of 20 nm, and had lovely contrast with the perfectly round particles grown on p-type monocrystalline silicon. Charge transfer between the film and silicon substrate was verified by surface photovoltage spectra. This may be the real reason why the films grown on ITO glass and silicon substrates exhibit higher photocatalytic reactivity than the film on glass substrate. Moreover, the different surface properties also seem to be responsible for the different activity.     

基于CA-Markov模型的艾比湖流域平原区景观格局动态模拟预测

利用“3S”技术及CA-Markov模型,按照是否实施跨流域调水工程2种预案情况,以2005年为起始时刻,对新疆艾比湖流域平原区2020年景观格局进行模拟预测。结果显示：在调水工程未实施的情况下,2020年研究区的生态环境将进一步恶化,其突出表现为艾比湖湖泊水面将持续萎缩、裸露湖底盐漠面积进一步扩大,水资源短缺及生态环境恶化的结果将严重制约研究区社会经济的发展;在调水工程实施的情况下,2020年研究区内艾比湖湖泊水面将稳定增加至800 km^2以上、裸露湖底盐漠面积相应有所减少,生态环境恶化趋势得到改善,区域水资源短缺问题将有所缓解,可有效地促进研究区内社会经济的发展。     

生物表面活性剂产生菌犁头霉菌(Absidia orchidis)的筛选及发酵条件优化

采用植物油为唯一碳源,设计选择培养基,从饭店下水道污泥中筛选出生物表面活性剂产生菌.结果分离到12株菌,其中一株能使发酵液的表面张力值从68 mN·m-1降低到34.5 mN·m-1,具有开发潜力,被选出作进一步的研究.该菌株经鉴定为犁头霉菌(Absidia orchidis).通过正交试验对犁头霉菌的培养条件进行优化,其优化培养条件为:植物油3.6 g·L-1,KH2PO412.1 g·L-1,Na2HPO45 g·L-1,(NH4)2SO4 1 g·L-1,NaNO32 g·L-1,酵母浸膏0.1 g·L-1,MgSO4·7H2O 0.15 g·L-1,NaCl 5 g·L-1,CaCl2 0.1 g·L-1,EDTA 1 g·L-1,KI 0.83μg·L-1,H3PO4 0.01μg·L-1,CoCl2·6H2O 0.048μg·L-1,MnSO4·H2O 0.312μg·L-1,Na2 MoO4·2H2O 0.048μg·L-1,ZnCl2 0.287μg·L-1,CuSO4·5H2O 0.125μg·L-1,初始pH值8,接种量6%.发酵70h时可获得生物表面活性剂的最大收获量,此时发酵液中生物表面活性剂的相对浓度达402倍.     

木质素降解酶及其调控机理研究的进展

近年来有关木质素降解微生物和木质素降解酶的产与调控机理的研究表明，腐霉和细菌在木质自然降解中起着重要作用，腐霉的降解作用发生在次级代谢阶段，而细菌发生在初级代谢阶段，影响木质素降解酶的产生酶活力高低的因素有碳氮的选择与限制；诱导物的添加；表面活性剂的使用；某些金属离子浓度水平的改变；菌丝的固定化，温度和摇床转速的变换等。     

工业园区低碳发展模式评估与规划分析

通过对工业园区低碳发展模式的评估,分析其低碳发展的能源特征、经济特征与人力特征,并确定工业园区二氧化碳减排的潜力能源。基于能源-碳减排(EC)、经济-能源-碳减排(EEC)和人力-经济-能源-碳减排(HEEC)三种不同情景,在未来发展的一定规划期内,对工业园区具有二氧化碳减排潜力的能源进行规划分析,确定其年递减率,从而实现工业园区不同情景下的二氧化碳减排。通过实际案例研究,证明了评估与规划分析模型的可行性。     

高加速应力试验装置技术参数的测量

气锤驱动的高加速应力试验装置,能产生温度和非高斯随机振动应力,其中振动应力是由多个气锤作六自由度运动产生的。一般用来进行高温步进、低温步进、快速温度变化、振动、快速温变和振动复合试验。目前国家标准和校准规程中均无关于该试验装置的技术参数的校准方法。本文结合试验装置的技术特点,提出了几个关于温度和振动技术参数的测量方法,如:温度偏差、温度波动度、温度均匀度、温度过冲量、温度变化速率、均方根加速度、横向振动比、功率谱密度等。     

区域人均基本农田需求面积测算模型及应用——以江苏省为例

为估计一定区域内基本农田保护面积,论文在探讨基本农田涵义的基础上,提出了区域人均基本农田需求面积的计算模型。该模型综合考虑了城乡居民对农产品的消费、复种指数、粮食作物播种面积比例、单产水平以及城市化水平等因素。以江苏省为例,计算1985-2004年江苏省城乡居民人均粮食消耗总当量。在此基础上,计算1985-2004年江苏省人均基本农田需求面积以及估计2005-2020年江苏省人均基本农田需求面积。结果表明,1985-2004年之间,江苏省人均基本农田需求面积平均值为0.054hm₂,考虑在外饮食情况时,该值为0.059hm₂;2005-2020年之间江苏省人均基本农田需求面积平均值为0.057hm₂。     

不同磷源及浓度对利玛原甲藻生长和产毒的影响研究

探讨了不同磷源条件下利玛原甲藻的生长情况,分析了碱性磷酸酶在营养盐利用方面的作用,对不同营养盐条件下腹泻性贝毒(diarrhetic shellfish poison,DSP)的合成情况进行了比较和分析.结果显示,以NaH2 PO4、β-甘油磷酸钠和ATP分别作为唯一磷源时,NaH2PO4组和ATP组最大生长速率(βms)差异不大,β-甘油磷酸钠组稍低;ATP组最大生物量(X)明显高于NaH2PO4组和β-甘油磷酸钠组.实验浓度范围内,β-甘油磷酸钠组碱性磷酸酶活性均比较低,而ATP组活性较高.NaH2PO4组因其浓度的变化而有较大的差异.浓度>2μmol/L时,活性比较低,<2 μmol/L时,活性明显增高.μ-甘油磷酸钠组大田软海绵酸(okadaic acid,OA)总含量和单位藻细胞OA含量最高,NaH2O4组次之,ATP组最低.这些结果表明,利玛原甲藻町吸收利用无机磷NaH2PO4和有机磷β-甘油磷酸钠及ATP.其中,NaH2PO4和ATP的营养价值基本等效,而β-甘油磷酸钠的营养价值较低.ATP较NaH2PO4和β-甘油磷酸钠更有利于维持利玛原甲藻的生长.利玛原甲藻可以直接利用β-甘油磷酸钠;而ATP则需要碱性磷酸酶水解后才能利用.利玛原甲藻毒素的合成与营养盐的形态有关,不同营养盐条件下DSP的合成不同.β-甘油磷酸钠为磷源时,DSP合成量最多.磷盐对DSP合成的影响与该磷盐条件下利玛原甲藻的生理状态有关.     

燃煤污染源排放颗粒物采样方法实验室比对研究

为研究适用于我国燃煤污染源排放颗粒物的分级采样标准测试方法,采用民用小煤炉排放装置结合烟气采集系统,对比研究了直接采样法(双级虚拟撞击PM₁₀/PM_2.5采样器、旋风采样器、总烟尘采样器)和稀释采样法(低压荷电撞击器ELPI配备稀释系统)对烟气中不同粒径颗粒物测试结果的稳定性、相关性、仪器可操作性等特点,并分析了煤质对颗粒物分级测试结果的影响. 结果表明:①从决定系数和残差平方和角度分析,稀释采样法测试结果自身拟合性相对直接采样法差,实测数据点相对分散,95%置信带较宽. 直接采样法中,基于本文确定的清洗和收集方式,旋风采样器测试得到的PM₁₀和PM_2.5浓度拟合度高达0.999;双级虚拟撞击PM₁₀/PM_2.5采样器测试结果稳定性也较高,其测试得到的PM₁₀和PM_2.5浓度拟合度也为0.999. ②不同颗粒物采样器对烟气中PM_2.5、PM₁₀、TSP的浓度测试结果均表明,稀释采样法与直接采样法测试结果相关性较低;而各直接采样法之间呈高度相关,Pearson相关系数在0.993~0.999之间. ③稀释采样法分级测试结果显示,当颗粒物排放浓度较低时,各级滤膜称量误差叠加可导致PM₁₀、PM_2.5浓度测试结果误差较大. 因此,针对常温且颗粒物浓度较低的烟气,建议采用直接采样法;针对高温烟气,稀释采样法可捕集稀释降温过程中形成的可凝结颗粒物. ④各采样方法测试结果表明,相对于燃用无烟煤(如蜂窝煤),燃用烟煤产生的烟气中颗粒物浓度相对较高,且PM_2.5占比较高. 研究显示:稀释采样法能模拟燃煤污染源高温烟气排入大气环境中可凝结颗粒物的形成过程,测试结果更接近真实排放情况;对于常温颗粒物浓度较低的烟气,更适宜采用直接采样法.