响应面法优化厌氧上清液除磷的研究

在用铁盐对厌氧段富磷上清液进行化学磷沉淀以实现磷的回收和达标排放的SBR系统中,为了减少铁盐化学除磷残余物可能对生物处理系统的影响,采用Box-Benhnken中心组合试验原理和响应面分析法,选择Fe:P、混凝搅拌强度、絮凝搅拌强度、搅拌时间等为自变量,残余铁离子为响应值,研究自变量之间的交互作用,以期优化化学除磷条件.通过Design-Expert 8.0软件得到1个二次响应曲面模型.得出最佳除磷条件:Fe:P比为1.40:1,搅拌强度为275r/min,快速搅拌时间为30s,絮凝搅拌强度为60r/min,絮凝时间为18min,沉淀时间为20min.在此条件下,化学混凝后残余铁离子浓度为0.37mg/L,化学除磷率大于97.66%.     

一株苯酚降解菌的分离鉴定及响应面法优化其固定化

从太原市焦化厂废水活性污泥中分离、筛选出一株苯酚降解细菌,经生理生化反应和16S rRNA鉴定,该菌株为Diaphorobacter属细菌,命名为PD-07.代谢机制研究表明,苯酚可诱导该菌合成邻苯二酚2,3-加氧酶降解苯酚.为了提高该菌株对苯酚的降解率,以海藻酸钙为材料,对该菌株进行包埋固定化研究.首先采用Plackett–Burman实验设计筛选出影响固定化菌株苯酚降解率的关键因素,然后采用最陡爬坡实验逼近最大苯酚降解率响应区域.最后用Box–Behnken实验设计及响应面回归分析,应用二次方程对实验数据进行拟合得,拟合曲线与实验实测值相关性良好,最佳条件为海藻酸钠浓度3.83%(m/V)、CaCl20.3mol/L、菌胶比1:26.73、固定化时间2h、摇床转速180r/min、培养温度30℃、初始pH值7.2、液固比4.86:1,在此条件下苯酚降解率可达96.89%.     

生计多样性对农户参与农田生态补偿政策响应状态的影响——以上海闵行区、苏州张家港市发达地区为例

农田生态补偿政策是采用经济手段激励农户对农田生态系统服务功能进行保育和维护,解决因市场失灵造成生态效益外溢的一种有效方式,对于改善农田生态环境、提升农地开敞空间、增加农户收益具有积极作用。论文从发达地区农户生计多样性角度入手,利用结构方程模型分析农户生计多样性对农户参与补偿政策的支持意愿、政策实施效果响应的影响。结果表明:①农户基本特征、家庭特征、生计多样性特征、村庄发展特征在5%的水平下对农户在农田生态补偿政策上的支持意愿具有正向影响;②农户基本特征、家庭特征、生计多样性特征在5%的水平下对农户在补偿政策实施效果上的响应具有正向影响,农户村庄发展特征在5%的水平下对其具有负向影响;③农户生计多样性特征是影响农户补偿政策支持意愿最主要的因素,是影响补偿政策实施效果响应的次要因素。这表明补偿政策实施后,农户生计多样性特征对于提高农户对补偿政策支持意愿与政策实施效果响应方面具有积极的作用。把握三者之间的关系有利于政府制定和完善现有农田生态补偿政策,为引导农户生计多样性发展提供参考。     

典型喀斯特小流域水文水化学过程对旱季暴雨的响应

通过定位监测和样品跟踪采集,在旱季对喀斯特小流域连续20天无前期降雨的一场暴雨(累计降雨量64mm)水文水化学过程进行了动态监测,并分析了相关的影响因素。结果表明,小降雨事件(8.5mm)未能引起溪流水位、电导率及温度的明显变化,而当累计降雨量达到35.5mm后溪流水开始响应。此后,溪流水文水化学参数对降雨快速响应,除硝态氮外,电导率(EC)、δ18 O、Ca2+迅速降至最低值,雨水稀释作用对其水化学变化起主要作用。通过对溪流新旧水比例进行划分发现,降雨前期和后期,溪流以旧水补给为主,而在水位快速上涨阶段,新水比例达到34%左右。两次降雨过程中,在溪流水水位升高的情况下,水体中硝态氮浓度仍然表现出高于雨前浓度的趋势。该研究为该区旱季小流域水资源利用和污染物防治方面提供了一定理论依据。     

鸟粪石沉淀法处理鸡粪发酵沼液的试验研究

鉴于北京某养鸡场鸡粪发酵沼液氨氮浓度高的特点,采用了鸟粪石沉淀法对其进行处理。采用单因素和响应面实验的方式优化反应条件。通过单因素实验确定p H=10.0~10.5,n(Mg2+)∶n(NH+4)∶n(PO3-4)=1.3∶1∶1.1,反应时间为20 min,转速为300 r/min时,氨氮去除率最高,达到75.79%,通过响应面实验对所得最佳反应条件进一步优化,得出当p H=10.57,n(Mg2+)∶n(NH+4)∶n(PO3-4)=1.27∶1∶1.12时,氨氮去除率为75.81%。SEM及XRD分析表明沉淀主要成分为磷酸铵镁。     

一株异养硝化菌胞内羟胺氧化酶提取条件的优化

采用超声波细胞破碎法从一株异养硝化菌胞内提取硝化过程的关键酶羟胺氧化酶(HAO)。利用响应面分析法对影响超声波破碎效果的工作条件进行优化,然后采用硫酸铵分级沉淀法对HAO进行部分纯化,得到目标酶HAO提取的最佳超声波工作条件为:超声功率310 W、总辐射时间400 s、单次辐射时间5 s、菌液浓度OD600=1.930,硫酸铵分级沉淀的最佳饱和度为50%~65%。在最佳工作条件下所得粗酶液中HAO活性为28 m U/mg,粗酶液经过2次硫酸铵分级沉淀处理后,HAO的纯化倍数达1.907,比活力达到53 m U/mg。     

脂肽类生物表面活性剂液体发酵条件的响应面优化

通过Plackett-Burman和Box-Behnken实验对解淀粉芽孢杆菌XZ-173液体发酵生产表面活性素进行了响应面优化研究。首先使用Plackett-Burman实验对影响表面活性素产量的17个因素进行显著性筛选,结果表明,MnSO4、CuSO4、温度和转速为显著性因素。再运用Box-Behnken实验对这4个显著因素的取值进一步优化,得到各因素优化后的数值分别为4.4 mg/L(MnSO4)、0.18 mg/L(CuSO4)、29℃(温度)和163 r/min(转速)。响应面分析结果表明:该菌株产生表面活性素的最佳培养基为:葡萄糖15 g/L,蛋白胨5 g/L,L-谷氨酸钠6 g/L,KH2PO40.8 g/L,MgSO40.4 g/L,KCl 0.4 g/L,酵母提取物3 g/L,L-苯丙氨酸2.5 mg/L,MnSO44.4 mg/L,CuSO40.18 mg/L,FeSO40.12 mg/L;最适培养条件:pH 7.5,温度29℃,转速163 r/min,接种量5%,装液量50 mL/250 mL,摇床培养36 h。在优化后的条件下,表面活性素实际产量为336 mg/L,实际实验结果与模型预测结果相一致。表面活性素采用HPLC技术分离,发现其在浓度仅为50 mg/L时EI24就可达到70%以上,反映了表面活性素优异的乳化活性以及广阔的应用前景。     

响应面法优化超临界水氧化处理农药废水

在间歇式超临界水氧化系统中对草甘膦农药废水进行降解实验。选取温度、反应时间、过氧量3个量为因素量,总有机碳(TOC)去除率为响应量进行中心组合设计（CCD）。在实验的基础上,利用响应面分析法（RSM）对实验结果进行分析及参数优化：建立了TOC去除率与各个因素关系的二次多项式数学模型;分析了各个因素单独的及相互作用对TOC去除率的影响;优化结果表明,在温度483℃、反应时间29.2 min、过氧量148.4%的条件下,达到了最佳效果,此时TOC的去除率为100%。     

2种除草剂联合胁迫下日本青鳉的逐级行为响应(The Stepwise Behavioral Responses of the Japanese Medaka under the Joint Stress of Two Herbicides)

探讨了日本青鳉在两种除草剂阿特拉津和百草枯联合暴露下的逐级行为响应,采用水质安全在线生物预警系统(BEWs)记录行为强度数据,分析不同暴露浓度、不同暴露时间日本青鳉的行为响应.10、5、1和0.1TU的暴露浓度下行为反应时间分别为:0.74、7.7、29.4和42.2h,而每个浓度不同配比之间行为反应时间差异明显.结果表明:在两种除草剂的暴露下,日本青鳉的逐级行为响应既受化合物浓度高低的影响,又受暴露时间的影响,而且每个浓度两种药物不同配比暴露下的青鳉鱼的逐级行为响应基本一致,每个浓度不同配比之间行为反应时间差异明显,即两种作用机制不同的除草剂对日本青鳉的行为毒性是协同作用.     

镉对花生苗期的毒害效应及其品种间差异

重金属在籽粒中的积累与植物对镉的生物学耐性和吸收特性有一定的内在联系。本研究通过比较不同花生（Arachis hypogaea L.）品种对镉胁迫的生物学耐性,旨在为进一步揭示花生籽粒镉积累的种内差异形成机制提供实验参数。在人工气候箱控制环境下的含镉的营养液砂培试验中,花生苗期对镉胁迫的反应具有显著的品种间遗传差异。基于植株生物量变化,可将花生的镉胁迫反应分为3种类型,即镉钝感型,品种有平度01、花育23和莱农13;敏感型,品种有中花4号、花育20、丰花3号、莱农29、豫花15和祁阳小籽;普通型,品种有湘农3010-w、湘农312、湘农55、丰花2号和湘农小果w2-7等。钝感型品种在5个加Cd水平下的茎叶干物量比对照平均降低22.8%,全株生物量平均降低11.7%;敏感型品种茎叶干物量平均降低38.0%,全株生物量降低29.2%;普通型品种茎叶干物量平均降低33.2%,全株生物量降低25.1%。随着Cd质量浓度提高和暴露时间延长,花生叶片的叶绿素质量分数显著降低,叶片和根系丙二醛质量分数及细胞膜透性显著提高,与钝感型品种相比,敏感型品种的上述生理指标变化速率较高,而且随着镉暴露时间延长,两者之间的差异性持续扩大。