Tailored Natural Polysaccharides Beads as Green Sorbents for Efficient Lysozyme Adsorption

Herein, we prepared alginate (SA)/carboxymethyl cellulose (CMC) gel beads through Ca²⁺ and glutaraldehyde (GA) crosslinking and investigated their adsorption performance on lysozyme from aqueous solution. Taking advantage of the abundant active carboxyl groups on SA and CMC, the obtained SA/CMC gel beads present an excellent integrated lysozyme adsorption performance with a high capacity of 236.34 mg g^?1, short equilibrium time of 8 h, ease of elution, and good reusability. Furthermore, the resultant SA/CMC gel beads also possess unique selectivity for positively charged proteins, confirmed by the method of sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis. Considering the nature of biopolymers and advantages of favorable physical properties, high efficiency, cost-effectiveness, intriguing adsorption capacity and easier separation from the reaction system, the SA/CMC gel beads may find more potential in protein separation and purification than that of synthetic material.     

弱层台阶边坡可靠度非侵入式随机分析*

为确保复杂结构边坡的安全稳定,针对弱层台阶边坡可靠性开展非侵入式随机分析。以抗剪参数为随机变量,采用局部平均法进行随机场离散,采用随机场和Monte Carlo(SMC)法编制程序进行数值计算,并与Monte Carlo(MC)法结果进行比较。结果表明:利用非侵入式随机分析方法计算可靠度效率更高且易于实现;随机场可以反映岩体力学参数的空间变异性以及参数之间相关特性,更接近于实际情况,弱层对边坡稳定性有重要影响,会导致边坡安全系数降低,且最大位移会显著增大;采用MC法会过度放大边坡的失效概率,而SMC法得到的结果更可靠。该结论可为复杂结构边坡的可靠性分析提供参考。     

太阳能在沼气工程中的应用——北京市延庆县西龙湾村沼气集中供气工程模式

北京市延庆县西龙湾村沼气工程根据光-热转换原理,将可利用的太阳能技术同沼气生物技术有机结合起来,利用太阳能为沼气工程加温,解决了寒冷地区冬季沼气生产的问题.     

控源及改良措施对稻田土壤和水稻镉累积的影响

为研究稻草移除/还田、截断大气沉降、清洁水灌溉和石灰调控等途径对土壤和水稻镉(Cd)累积的影响,于2016年4~10月在湘潭、醴陵和株洲选择典型Cd污染稻田开展田间小区综合试验.结果表明,各处理对土壤Cd总量无显著影响.石灰调控下土壤pH平均提高了0.87个单位,土壤中有效态Cd含量平均降低了33.7%,水稻根、茎叶和糙米Cd积累量分别降低了47.9%、46.7%和54.8%,水稻根、茎叶和糙米Cd富集系数均显著低于对照;清洁水灌溉和截断大气沉降对土壤pH的影响整体略呈上升趋势,分别上升了0.44和0.49个单位,土壤有效Cd含量分别降低了18.2%和14.5%,水稻根、茎叶和糙米Cd积累量比对照分别降低了32.6%、24.2%、18.0%和17.6%、11.3%、25.4%.然而,稻草还田对晚稻土壤pH影响情况不明显,但土壤中有效态Cd含量上升了6.1%,水稻植株Cd积累量也整体呈上升趋势.上述研究结果表明,通过施用灌溉清洁水和截断大气沉降源、稻草移除、石灰等措施可以确保中轻度Cd污染稻田水稻安全利用.     

基于SWAT模型的流域河道硝酸盐δ15N和δ18O模拟

为提升流域地表水硝酸盐溯源方法的可靠性,于2013~2015年在釜溪河流域,对流域水文和水质过程进行了连续监测,同步测定了流域内主要污染源和干支流河道硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O.基于SWAT(soil and water assessment tool)模型模拟了陆面水文和河道水文过程中的氨氮(NH_4~+)和硝酸盐(NO_3~-)迁移转化过程,在此基础上,耦合河道中硝酸盐~(15)N和~(18)O掺混、转化和分馏机制,发展了流域河道硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O模拟方法.结果表明,河道中硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O主要受流域内污染源以及不同水文期径流条件变化的影响,不同污染源同位素掺混过程对于同位素丰度变化的贡献率为82.74%,氮素转化过程中同位素分馏的贡献率为16.26%,SWAT模拟NH_4~+和NO_3~-浓度偏差对δ~(15)N和δ~(18)O模拟误差的影响为10.44%.由于降雨中硝酸盐δ~(18)O的变化范围显著地超过δ~(15)N的变化范围,以及河道硝酸盐18O来源复杂性,δ~(18)O模拟误差平均较δ~(15)N偏大18.72%.所提出的方法模拟河道硝酸盐的δ~(15)N和δ~(18)O结果的系统误差和偏差小于10%和15%.所提出的流域河道硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O模拟方法具有明确的物理意义,为河道氮素正向溯源提供了方法支撑.     

微波强化铁碳-双氧水体系处理填埋场渗滤液膜滤浓缩液研究

为了探讨微波(MW)/铁碳(Fe-C)/H_2O_2类芬顿反应对填埋场渗滤液膜滤浓缩液(简称"渗滤液浓缩液")中难降解有机物,系统研究了双氧水投量、Fe-C投量、初始pH值、微波输出功率和反应时间对浓缩液中有机污染物的去除规律,通过类比实验研究了MW/Fe-C/H_2O_2体系的反应协同作用;此外,采用紫外-可见和三维荧光光谱表征了浓缩液中溶解性有机物的分子结构变化;最后,利用SEM-EDS和XRD等表征对反应前后的Fe-C材料的催化机理进行了解析.结果表明,在双氧水投量为10 mL·L~(-1),Fe-C投量0.8 g·L~(-1),初始pH值为3,微波输出功率为450 W,反应时间为12 min时,其COD、腐殖质和色度的去除率达到了70.06%、94.61%和98.86%.与此同时,控制实验表明MW/Fe-C/H_2O_2具有较强的协同作用,且对有机物的降解效果远好于其他体系.经过MW/Fe-C/H_2O_2体系处理后,浓缩液中溶解性有机物的芳香性程度和腐殖质缩合度逐渐降低,并且腐殖质等大分子难降解有机物大幅去除,可生化性(BOD/COD值)也大幅提升.一方面,Fe-C材料包含了多种铁基氧化物等活性物质可与H_2O_2形成非均相芬顿反应;另一方面,在酸性条件下铁缓释淋滤产生的铁离子会与H_2O_2形成芬顿反应.并且,微波辐射作用可一定程度上强化上述过程,从而加速了有机物的去除.因此,MW/Fe-C/H_2O_2体系能够快速高效的对渗滤液浓缩液进行预处理,研究为高浓度有机废水的处理提供了借鉴.     

室温下不同活化和氧化的干酪根对菲和壬基酚的吸附

对干酪根样品(OS)进行了活化和氧化处理(ZnCl_2(Z)和KOH(K)活化,H_2O_2(H)和NaClO(N)氧化),利用元素分析、傅里叶红外光谱(FTIR)及CO_2气体吸附法对其进行表征,并对比研究其对非极性和极性有机污染物菲(Phen)和壬基酚(NP)的吸附行为.结果表明,样品的比表面积(SSA)和纳米孔体积(Vo)分别为76.57~104.00 m2·g~(-1)和30.68~41.67μL·g~(-1),与有机碳含量呈显著正相关关系.吸附实验表明,所有样品对菲和壬基酚的吸附均为典型的非线性吸附,对菲的吸附非线性因子n值(0.678~0.797)都大于对壬基酚吸附的n值(0.530~0.748),且对壬基酚的吸附容量(K'F为1358~3750μg·g~(-1))都大于对菲的吸附容量(K'F为435~1297μg·g~(-1)).此外,样品对菲和壬基酚的吸附容量与O/C和(N+O)/C呈显著负相关关系.纳米孔填充模型拟合表明,菲的吸附机理主要是纳米孔填充机制,但对壬基酚的吸附超过对菲的吸附这一现象与氢键作用有关.在KH(KOH活化+H_2O_2氧化,其余类同)、ON、KN处理组合上NP的纳米孔填充体积都有明显的提高,这一方面与纳米孔径大小的变化有关,另一方面与NP与表面—OH、—COOH、—NH_2等基团形成氢键有关.     

改性碳纳米管对Fe~(3+)的吸附研究

采用硝酸浸泡氧化方法改性碳纳米管,用于吸附水溶液中Fe3+的实验研究,用分光光度法进行测定。结果表明,改性碳纳米管吸附去除Fe3+效能较未改性的碳纳米管有显著的提高。通过对吸附数据的拟和,发现在所研究的温度范围内吸附等温线符合弗仑德利希(Freundlich)吸附等温式。     

融冰期与非融冰期水库CO2逸出昼夜变化及CO2分压影响因素研究

以位于黄土高原北洛河流域的南沟水库为研究对象，采用Li-850静态箱法，于融冰期（3月）、非融冰期（5月）对水体CO₂分压（p（CO₂））和水-气界面CO₂逸出（F（CO₂））分别进行了5 d 40次昼夜监测，同时测定了各种水体理化指标，着重对比了水体p（CO₂）在两个时期间的差异和两时期内的昼夜变化特征，系统分析了水体p（CO₂）的影响因素.结果表明：融冰期p（CO₂）（（324.8±59.4）Pa）比非融冰期（（124.9±14.1）Pa）高出近3倍，差异性显著（p<0.05），但两个时期内昼夜p（CO₂）值并无显著性差异（p>0.05）；水体p（CO₂）与水温、pH、叶绿素（Chla）、溶解氧（DO）呈显著负相关，与溶解无机碳（DIC）、溶解有机碳（DOC）呈显著正相关，水体p（CO₂）受流域碳酸盐体系和水温影响最大，相关系数分别达0.92和-0.91，光合呼吸作用的影响其次；研究区小水库F（CO₂）范围为101~1589 g·m^-2·a^-1，是大气持续碳"源"，其平均排放量与个别温带、亚热带小型水库接近，但低于热带水库.     

挤压变形力的实验研究及理论分析

此文对轴对称杯杆形零件进行了复合挤压的实验研究,根据其变形规律及金属流动特点,提出了金属流动模型,并用上限法理论进行了分析、计算。理论计算值与实验测定值能较好地符合。