环境中抗药基因水平转移研究进展

抗药基因是一种新型环境污染物,一旦被致病菌获得,将导致抗生素的临床使用失效,从而危害公共健康。抗药基因可通过转移因子在细菌间传播,加剧抗药基因的扩散效应,提升了环境健康风险性,因此抗药基因水平转移受到了越来越多的关注。本文介绍了抗药基因水平转移的分子机制,总结了不同环境中各种抗药基因水平转移途径的研究现状,并对该领域将来的研究方向提出了展望,以期为环境中抗药基因的调查评估、污染控制及合理管理提供理论参考。     

水平潜流人工湿地对畜禽养殖废水中特征污染物的去除

为了探究水平潜流人工湿地去除畜禽养殖废水污染物的性能,选择养殖废水中常见的特征污染物抗生素——四环素(tetracycline,TC)和重金属Cu2+,构建模拟水平潜流人工湿地,设置空白处理(CK)、进水中外加1 mg·L-1四环素(TC)、进水中外加5 mg·L-1 Cu2+(Cu)、进水中外加1 mg·L-1四环素和5 mg·L-1 Cu2+(TC+Cu)这4组潜流人工湿地,考察人工湿地对畜禽养殖废水中污染物的去除效果.结果表明,CK组湿地对养殖废水中总有机碳(total organic carbon,TOC)、总氮(total nitrogen,TN)、NH:-N和 PO43-P 的去除率分别为(84.3±7.2)％、(78.6±7.0)％、(82.1±4.4)％和(88.0±6.0)％,与 CK 组相比,TC、Cu和TC+Cu组湿地对TN的去除率分别下降了 0.4％～21.7％、2.8％～25.5％和4.3％～27.0％,对NH4+-N的去除率分别下降了 1.6％～15.7％、2.5％～17.8％和8.4％～23.0％,进水中添加TC或Cu2+对湿地TN和NH4+-N的去除有明显抑制作用.TOC、TN、NH4+-N和P043--P等污染物的去除主要发生在湿地前端.TC、Cu和TC+Cu组人工湿地对TC和Cu2+的去除率均分别在99.9％和91.4％以上.4组湿地出水中11种四环素抗性基因(tetracycline resistance genes,TRGs)绝对丰度均显著低于进水(低约2～3个数量级).CK组湿地出水tetA、tetC、tetE、tetO、tetQ、tetT和tetBp基因相对丰度均显著低于进水,这7种TRGs的去除率为43.3％(tetC)～96.3％(tetA).与CK组相比,进水中添加TC或Cu2+使湿地出水中TRGs相对丰度有所升高,TC、Cu和TC+Cu组湿地出水中TRGs相对丰度分别比CK组高12％～52％、6.7％～51％和24％～82％.人工湿地对抗生素、重金属和抗生素抗性基因有好的去除率,是一种适宜净化畜禽养殖废水的深度处理技术.     

Recovery and reuse of floc sludge for high-performance capacitors

• The feasibility of facile fabrication of capacitor from floc sludge is discussed. • The porous carbon composites are obtained by acidification and KOH activation. • The as-prepared 3D structure has large surface area and optimal pore size. • Admirable specific capacitance and outstanding cycling stability are obtained. In this paper, floc sludge was transformed into porous carbon matrix composites by acidification and KOH activation at high temperature and used as an electrode material for application in capacitors. The effects of different treatment processes on the electrochemical properties of sludge materials were compared. The results of electrochemical tests showed that the sludge electrode exhibited excellent energy storage performance after HNO₃ acidification and KOH activation with a mass ratio of 3:1 (KOH/C). The specific capacitance of the sludge electrode reached 287 F/g at a current density of 1 A/g. In addition, the sludge electrode material showed excellent cycle stability (specific capacity retained at 93.4% after 5000 cycles at 5 A/g). Based on XRD, FTIR, SEM, TEM, and BET surface analysis, the morphology of sludge electrode materials can be effectively regulated by chemical pretreatment. The best-performing material showed a 3D porous morphology with a large specific surface area (2588 m²/g) and optimal pore size distribution, improving ion channels and charge conductivity. According to the life cycle assessment of floc sludge utilization, it reduced the resource consumption and toxicity risk by more than 90% compared with ordinary sludge disposal processes. This work provided a cost-effective and eco-friendly sludge reuse method and demonstrated the application potential of sludge-based materials in high-performance supercapacitors.     

水平管道泄爆面开启压力对甲烷爆燃压力的影响*

为了研究泄爆面不同开启压力对甲烷爆燃压力的影响,针对受限空间内甲烷/空气混合物爆燃传播过程,建立由水平管道构成的数值模型。研究结果表明:水平管道内存在爆燃压力积聚和泄放的双重效应,随着泄爆面开启压力的增加,测点爆燃压力峰值增大而且测点间爆燃压力峰值差异逐渐减小;在泄爆面不同开启压力条件下,泄压效应造成泄爆面及外部空气域爆燃压力衰减,随着泄爆面开启压力的增加,泄爆面开启时间近似呈线性增大;与水平管道内和泄爆面附近测点相比,水平管道外侧测点的爆燃压力峰值和振荡幅值均显著衰减,而且随着泄爆面开启压力的增加,测点爆燃压力峰值及测点间爆燃压力峰值差异均逐渐增大。     

含甲醛毒性废水电-Fenton试剂氧化技术研究

研究了以活性炭粒子为填充电极的填充床式电-Fenton反应装置处理自配甲醛毒性有机废水时各影响因子的作用机制,通过正交实验和单因素实验确定了各影响因子的最佳操作条件为:反应时间90min,反应体系pH值＜3.5,涂膜炭填充比例40%,电压25V,Fe²⁺+浓度300mg/L,反应温度30℃～40℃结合氧化产物的紫外光谱分析,提出甲醛电-Fenton氧化反应机理利用电-Fenton试剂氧化法对实际洗胶废水进行连续处理,甲醛及COD_Cr的去除率分别在90%及30%左右,运行费用较Fenton试剂法降低42.3%.     

农业生物质废弃物转化功能材料的研究进展

农业生物质废弃物的数量正在迅速增加,导致许多环境和治理问题. 因此,将农业生物质废弃物回收利用并增值应用越来越受到关注. 近些年农业生物质废弃物利用和衍生功能材料的研究进展主要包括以下两个方面：①提取天然聚合物并增值应用;②直接制备新型碳基材料,包括吸附、催化、储能电极和复合功能材料等. 农业生物质废弃物转化功能材料已逐步实现且应用范围广泛;未来的研究需要评估农业生物质废弃物衍生产品的质量和安全性,并开发高度可行且具有成本效益的生物质废弃物转化方法,以期实现规模化工业生产.