Isolation and characterization of a thermophilic Bacillus shackletonii K5 from a biotrickling filter for the production of polyhydroxybutyrate

Polyhydroxyalkanoates（PHAs） are aliphatic polyesters accumulated intracellularly by both Gram-negative and Gram-positive bacteria. However, compared to the PHAs of Gramnegative bacteria, few endotoxins（lipopolysaccharides, LPS）, which would be co-purified with PHAs and cause immunogenic reactions, are found in the PHAs produced by Gram-positive bacteria. A thermophilic Gram-positive bacterium K5, which exhibited good growth and polyhydroxybutyrate（PHB）-accumulating ability, has been isolated and characterized from a biotrickling filter designed for the removal of NOx from flue gas in a coal-fired power plant in China. Based on the biochemical characterization and 16 S rRNA gene sequence（Genbank accession no. JX437933）, the strain K5 has been identified as Bacillus shackletonii, which has rarely been reported in the literature, and this report is the first time that B. shackletonii has been found to accumulate PHB. The strain K5 was able to utilize glucose as carbon source to synthesize PHB at a broad range of temperatures（from 35 to 50 °C）, and the ideal temperature was 45 °C. The strain K5 could effectively yield PHB of up to 69.9% of its cell dry weight（CDW）（2.28 g/L） in flask experiments employing glucose as carbon source at 45 °C, followed by 56.8% and 52.3% of its CDW when using sodium succinate and glycerol as carbon source, respectively. For batch cultivation, the strain K5 was able to produce PHB of up to 72.6% of its cell dry weight（9.76 g/L） employing glucose as carbon source at 45 °C and pH 7.0.     

荒漠蓝藻抗逆性及应用研究进展

蓝藻是荒漠藻类中的主要类群,它能抵御荒漠生境中高低温、干旱、高盐碱、高紫外辐射等极端环境的胁迫,蓝藻胞外多糖及胞内的伪枝藻素、MAAs等在抵抗逆境胁迫过程中起了重要的作用.主要介绍了荒漠蓝藻抗逆性及其培养条件的研究进展,并概述了荒漠蓝藻的应用研究.     

连续流态下以实际低基质生活污水培养好氧颗粒污泥及其脱氮性能

研究了连续流系统污泥颗粒化过程中COD、氨氮和TN的去除效果以及成熟好氧颗粒污泥的物理性质和脱氮动力学.结果表明40 d内连续流系统内能形成好氧颗粒污泥.随着颗粒化程度的提高,系统脱氮除碳性能有所增加;第41~60 d稳定运行期间,系统对COD、氨氮和TN的平均去除率分别到达到85.54%、95.5%和65.56%,且反应过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的积累不高.成熟颗粒污泥有较多的空隙结构,含有大量的胞外聚合物,相比于接种絮状污泥,其含水率、湿密度、沉降速度、机械强度、SVI值等都体现出了明显的优势.成熟好氧颗粒污泥同步硝化反硝化效率为81.69%,硝化速率(以NH+4-N计)和反硝化速率(以NO-x-N计)分别为5.78 mg·(L·h)-1和4.90 mg·(L·h)-1.     

The Dual Model for Tourism Resource Productivity Improvement

Abstract

For natural resource science, resource productivity studying is an important subject. But researches on tourism resource productivity are limited. The most significant influencing factor on tourism resource productivity is the potential market scale of tourist locations, and second most important influencing factor is the resource endowment. Regional urban population is significantly correlated with region tourist numbers, being the decisive factor of region potential tour market scale. In tourism development, the dual model should be adopted: on one hand to enhance tour spot attractiveness, on the other hand to cultivate the potential market by improving urbanization level and other means. In the situation of tourism development fever spreading, the dual model for improving tourism productivity helps to avoid the “Great Leap Forward” which means that too rapid tourism construction divorces from actual market demand.     

自然水体中铁-锰氧化细菌的研究

通过在河流中悬吊自行设计的载玻片架,获取了具有由铁-锰氧化细菌产生的特异的铁锰氧化物结构的生物膜,设计了4种培养基,采用2种不同的细菌分离方法,对生物膜上的铁细菌进行分离,应用荧光X射线分析仪(XRF)分析了分离菌株产物的化学元素组成,并对分离菌株的铁锰氧化形态进行了观察.研究发现,铁细菌2号培养基为合适的分离培养基;采用平板涂布法分离出的2株氧化铁和锰的细菌,经系统发育地位的分析确定为纤发菌属;对运动纤发菌的产物分析确定无定形铁和锰为其主要金属元素;形态观察确定霍氏纤发菌呈树枝状鞘结构,而运动纤发菌呈蛛网状鞘结构.采用原位培养法分离出1株具有独特铁锰氧化物结构的细菌,经基因序列比对,确定为丛毛菌属.该实验获得的3株铁-锰氧化细菌的序列为设计针对于自然水体中的铁-锰氧化细菌FISH探针及PCR引物提供了关键数据.     

长三角农田轮作系统氨排放特征、转化机制和减排潜力

为评估长三角农田轮作系统氨排放特征和减排潜力,通过密闭室间歇通气法对典型农田轮作系统的氨排放水平进行同步对比观测,探讨不同条件下的氨排放影响因素和转化机制;通过整理近10年长三角地区农田氨排放实测系数,建立基于本地因子的长三角农田轮作系统氨排放时空分布清单,并获取了不同氨减排路径下的减排效果.结果 表明,常规稻麦轮作模...     

湖南烟区烤烟钾含量与土壤钾素的分布特点之间的关系

采用野外调查和室内分析相结合的方法,分析了湖南烟区烤烟钾含量与土壤钾含量的分布特点及相互关系,结果表明:湖南烟区土壤全钾质量比偏低,平均为14.92 g·kg-1,有19.90%的土样全钾质量比低于10 g·kg-1;土壤速效钾质量比较低(140.28 mg·kg-1),10.80%土壤样品中速效钾质量比≤80 mg·kg-1,63.04%土壤样品中速效钾质量比在80～160 mg·kg-1之间.不同产地间相比较,全钾质量比由高到低顺序为:凤凰、张家界、龙山、宁乡、常德、怀化、浏阳、永州、桂阳;速效钾质量比的高低顺序与全钾质量比有所不同.湖南烟区烤烟钾质量分数适中,平均为2.28%,不同等级烟叶钾质量分数的变化规律是X2F＞C3F＞B2F.各等级烟叶的钾质量分数在不同产地间差异均达到0.05显著水平.在对土壤速效钾质量比分组后,烟叶钾质量分数随着土壤速效钾质量比的增加而增加,其中在速效钾质量比较低时,烟叶钾质量分数增加速度较快.在相关分析基础上,建立了土壤养分与烤烟钾质量分数的逐步回归方程,所筛选得到的4个土壤因子(水溶性氯、有机质、交换性钙和速效钾)对烤烟钾质量分数的影响均达到极显著水平.     

微藻固定化条件优化及其污水氨氮去除潜力分析

微藻污水处理被视为新概念引领下极具潜力的一项绿色技术,然而,微藻分离与采收一直是限制其大规模应用的瓶颈.本研究立足于固定化技术,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为研究对象,采用响应曲面法(RSM)耦合Box-Behnken设计,以固定剂浓度、交联剂浓度和交联时间为自变量,以藻球的机械强度、传质速率和生长速率为响应值,对固定化的过程参数进行优化,制备性能最优的固定化藻球;并探索和分析藻球对氨氮(NH4+-N)去除的最佳条件及其潜力.结果表明,固定剂浓度、交联剂浓度和交联时间分别为5%、2%和16 h为制备固定化藻球的最优条件,且包埋密度为1×106cells·m L~(-1),有机物(COD)浓度为300 mg·L~(-1)时,藻球混合培养去除NH4+-N的能力最强;此外,固定藻对高浓度NH4+-N的去除潜力显著优于自由藻,当初始浓度约为50和70 mg·L~(-1)时,固定藻混合培养5 d后NH4+-N去除率分别为(96. 6±0. 1)%和(65. 2±4. 5)%,而初始浓度约为30 mg·L~(-1)时,自由藻优势明显,3 d后NH4+-N去除率高达(97. 8±0. 6)%;但异养条件下固定藻对NH4+-N的去除率整体偏低且随浓度增加而降低,当初始浓度约为30 mg·L~(-1)时,去除率仅为(49. 0±3. 1)%.本研究为污水可持续处理提供了新思路,为资源回收提供了新途径,更为该技术推广应用奠定了较好的理论基础.     

好氧颗粒污泥的培养及其微观特性表征

采用厌氧颗粒污泥为接种污泥,在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,并对其微观特征进行了研究。COD负荷为1.5kg/m3·h～1.8kg/m3·h,表面气体流速在0.0052m/s之间,沉淀时间控制在10～8min时,有利于好氧颗粒污泥的形成。20d后完成好氧颗粒污泥的驯化和培养。研究发现培养的好氧颗粒污泥微生物相以杆菌和丝状菌为主,球菌较少。用扫描电子显微镜(SEM)观察好氧颗粒污泥的微观结构,颗粒污泥具有不平整的表面,轮廓清晰,表面有薄层粘液覆盖并有绒毛状结构。颗粒污泥表面和内部有明显的孔洞或孔隙。研究结果表明,好氧颗粒污泥具有良好的有机物降解能力和同步硝化反硝化能力。     

无土栽培植物对农村生活污水的净化特性研究

选取水烛、石菖蒲和黄菖蒲三种挺水植物作为无土栽培系统的培养物,通过动态试验进行农村生活污水处理对比研究。结果表明:相对对照系统,三种植物对农村生活污水均具有较好的适应性,生长量石菖蒲>黄菖蒲>水烛;处理系统对COD、NH+4-N和TN的去除效果依次为石菖蒲>黄菖蒲>水烛>对照;对TP的去除率依次为水烛>黄菖蒲>石菖蒲>对照。同时,通过对处理系统去除氮磷途径的分析,发现植物吸收作用是主要去除方式,沉淀吸附也起着重要的作用。综合三种植物的净化能力,认为石菖蒲更适合无土栽培处理系统。