湿地生态系统基质重金属积累与酶活性的研究现状

湿地生态系统具有净化污水的功能,因其具有高效低耗等优点,在污水处理方面极具开发应用前景,而基质作为湿地生态系统重要组成部分,已成为众多学者的研究热点。本文综合分析了湿地生态系统基质中重金属积累和酶活性的时空分布及影响因素的研究现状,并对相关研究提出了新的认识与展望,以期为湿地生态系统基质去除废水中重金属的深入研究和应用提供综合分析资料。     

Ecotoxicity and biodegradability of antielectrostatic dicephalic cationic surfactants

Four series of dicephalic cationic surfactants, considered as new antielectrostatic agents have been investigated in order to establish their toxicity and biodegradability. Among them N,N-bis[3,3′-(dimethylamine)propyl]alkylamides, N,N-bis[3,3′-(dimethylamine)propyl]alkylamide dihydrochlorides, N,N-bis[3,3′-(trimethylammonio)propyl]alkylamide dibromides and N,N-bis[3,3′-(trimethylammonio)propyl]alkylamide dimethylsulphates with different hydrophobic chain length (n-C₉H₁₉ to n-C₁₅H₃₁) and type of counterion (chloride, bromide and methylsulfate) have been studied. The inhibitory effect against microorganisms has been examined using model gram-positive and gram-negative bacteria, and yeasts. None of the tested surfactants have shown antimicrobial activity against gram-negative bacteria (Escherichia coli, Pseudomonas putida) and yeasts (Saccharomyces cerevisiae, Rhodotorula glutinis) at a concentration below 1000 μg mL⁻¹, however some of them were moderately active against gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis). The Microtox® test was successfully applied to measure EC₅₀ values of the studied dicephalic cationic surfactants. Their toxicity to Vibrio fischeri depended upon the alkanoyl chain length with the EC₅₀ values in a range of 2.6-980 mg L⁻¹. N,N-bis[3,3′-(dimethylamine)propyl]alkylamide dihydrochlorides 2a-b and N,N-bis[3,3′-(trimethylammonio)propyl]alkylamide dibromides 3a-b comprising n-decanoyl and n-dodecanoyl hydrophobic tails appeared to be the least toxic. Furthermore, the biodegradability under aerobic conditions of 2a-b, 3a-b was evaluated using OECD Method 301F. According to the obtained results 2a, 3a-3b can be considered as almost readily biodegradable and they are not expected to be persistent in the environment. Additionally, partial biodegradation was observed for 2b, indicating its possible biodegradation in wastewater treatment systems.     

壬基酚降解菌产酶条件的优化

通过单因素试验和正交试验确定了实验室保藏的壬基酚降解菌株沙雷氏菌(Serratiasp.LJ)的最佳产酶条件:以壬基酚、硫酸铵为碳源、氮源,培养基初始pH为6.8,培养温度为30℃,种子活化时间为24h,接种量为3%(体积分数)。在此条件下培养72h后,最高酶活力为1.314IU/mL,是优化前的1.77倍。     

纤维素降解细菌筛选及降解特性分析

基于获得高效纤维素降解细菌的目的,通过LB培养基的培养以及刚果红培养基的筛选,从牛粪堆肥中筛选获得2株高效纤维素降解细菌。经鉴定,分别为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)。所筛选得到的菌种具有很高的滤纸降解能力,可在6d内使滤纸剧烈崩溃,振摇成均匀糊状;其中,地衣芽胞杆菌的羧甲基纤维素钠酶活峰值在发酵第4天达到峰值(237U/g)。     

超声辐射浸渍法制备Fe-Ni-Mn/Al_2O_3催化剂及性能研究

以Al2O3为载体,分别采用超声辐射浸渍法和普通浸渍方法制备Fe-Ni-Mn/Al2O3催化剂。采用BET、XRD和SEM对催化剂的理化性质和孔结构进行了分析,以模拟酸性绿B废水为研究对象考察催化剂的催化性能。实验结果表明,浸渍溶液pH值和焙烧温度显著影响催化剂的性能。与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的Fe-Ni-Mn/Al2O3催化剂对酸性绿B脱色反应表现出较高的催化活性。     

铁及铁铜氧化物对臭氧氧化酸性红B的催化效能

采用自蔓延溶胶凝胶法分别制备了铁氧化物和铁铜复合氧化物催化剂,以酸性红B为降解对象,对比了单独臭氧氧化、铁氧化物和铁铜复合氧化物催化臭氧氧化对酸性红B的降解效果,考察了磁力搅拌速度(500～1 640 r/min)、溶液pH(3～11)、臭氧投加速率(3.55～28.4 mg/min)对铁铜复合氧化物催化性能的影响。结果表明,与单独臭氧氧化比较,铁氧化物和铁铜复合氧化物均能加速酸性红B的降解,促进色度和COD的去除,结合催化剂的表征结果,推断催化剂表面羟基促进臭氧分解产生.OH是其氧化性能较好的主要原因,另外,催化剂的吸附能力对催化性能也有一定影响。随着磁力搅拌速度、溶液pH、臭氧投加速率的增大,铁铜复合氧化物催化臭氧氧化酸性红B的效果越好。     

菱镁矿尾矿制备高活性MgO的性能表征

菱镁矿尾矿经预处理后,在一定条件下制备高活性MgO。使用热重-差热分析仪,分析菱镁矿尾矿的分解温度,应用X射线衍射、SEM分析不同煅烧温度、保温时间对MgO晶体结构的影响,并根据Scherrer公式计算MgO晶粒的尺寸。通过电导率仪测定MgO水化电导率,分析不同条件下的MgO活性,探讨煅烧温度、保温时间、颗粒细度与MgO活性之间的关系。结果发现:煅烧温度在1 050℃,保温时间60 min时,菱镁尾矿完全分解,MgO活性最佳;煅烧温度越高,保温时间越长,MgO的活性越差;MgO颗粒细度越小,活性越高。     

外源Cd对不同利用方式红壤脲酶活性的影响

采用室内培养实验,通过将外源Cd添加到同一母质、全镉含量相近的不同利用方式的红壤中(林地、水稻土和菜园土),研究了外源Cd污染对不同利用方式红壤脲酶活性的影响。结果表明:整个培养过程中,Cd污染对3种红壤脲酶活性都有抑制作用,且随重金属浓度的增强而增强。同剂量Cd污染对3种红壤脲酶活性的抑制效应不同,大小为林地>水稻土>菜园土。实验设定的Cd处理水平下,对林地、水稻土和菜园土脲酶活性产生显著抑制作用(p<0.05)的Cd浓度分别为5、30和50 mg/kg土。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

MnxCe1-xO2／γ-Al2O3催化剂的制备及其催化甲苯的燃烧性能

以γ-Al2O3为载体,以MnxCe1-xO2为催化活性组分,采用浸渍法制备了一系列负载型MnxCe1-xO2／γ-Al2O3催化剂（x=0、0．2、0．4、0．6、0．8、0．9、1）,在固定床反应器中评价了催化剂对甲苯的催化燃烧性能。结果表明,MnxCe1-xO2／γ-Al2O3催化剂的催化活性与催化剂的焙烧温度、活性组分MnxCe1-xO2的负载量以及Mn、Ce摩尔比有显著关系,其中焙烧温度550℃、负载量为20％、Mn、Ce摩尔比为4：1时,即MnxCe1-xO2／γ-Al2O3催化剂对甲苯的催化性能最佳,反应温度为180℃时,甲苯的转化率达到95％。并在连续100h的稳定性操作后,催化剂的活性基本无变化。采用XRD、BET以及SEM等分析测试手段对催化剂的结构以及表面进行了表征。