Soil resource availability impacts microbial response to organic carbon and inorganic nitrogen inputs

Impacts of newly added organic carbon （C） and inorganic nitrogen （N） on the microbial utilization of soil organic matter are important in determining the future C balance of terrestrial ecosystems. We examined microbial responses to cellulose and ammonium nitrate additions in three soils with very different C and N availability. These soils included an organic soil（ 14.2% total organic C, with extremely high extractable N and low labile C）, a forest soi1（4.7% total organic C, with high labile C and extremely low extractable N）, and a grassland soil（1.6% total organic C, with low extractable N and labile C）. While cellulose addition alone significantly enhanced microbial respiration and biomass C and N in the organic and grassland soils, it accelerated only the microbial respiration in the highly-N limited forest soil. These results indicated that when N was not limited, C addition enhanced soil respiration by stimulating both microbial growth and their metabolic activity, New C inputs lead to elevated C release in all three soils, and the magnitude of the enhancement was higher in the organic and grassland soils than the forest soil. The addition of cellulose plus N to the forest and grassland soils initially increased the microbial biomass and respiration rates, but decreased the rates as time progressed. Compared to cellulose addition alone, cellulose plus N additions increased the total C-released in the grassland soil, but not in the forest soil. The enhancement of total C- released induced by C and N addition was less than 50% of the added-C in the forest soil after 96 d of incubation, in contrast to 87.5% and 89.0% in the organic and grassland soils. These results indicate that indigenous soil C and N availability substantially impacts the allocation of organic C for microbial biomass growth and/or respiration, potentially regulating the turnover rates of the new organic C inputs.     

纤维素热裂解的二次反应研究

在热重红外联用分析仪上开展了纤维素的热裂解失重研究,通过对纤维素热裂解的TG和DTG曲线以及热解产物的红外析出图谱的分析研究,探讨了纤维素热裂解的二次反应过程及机理,并在经典Broido—Shafizdeh模型的基础上．提出了改进的纤维素热裂解模型。     

氨基改性木屑对水中Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附研究

将木屑用NaClO预处理并进行氨基化改性,制备改性木屑,探讨了直接吸附Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附及木屑改性前后对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附的效果,并研究了pH、实际废水等对吸附的影响。结果表明,吸附Cu(Ⅱ)后再吸附Cr(Ⅵ)比直接吸附Cr(Ⅵ)的效果更好。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附能力比原木屑分别提高78.32%和122.90%。30℃下改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量分别为195.70、555.56mg/g,吸附等温线可用Langmuir模型拟合。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附过程均符合准二级动力学方程。     

稻草经超声波辅助预处理后酶解过程的动力学研究

在功率为120 W、处理时间为30 min的条件下,分别对稻草进行超声波辅助酸碱预处理,与传统化学预处理(碱-预处理、酸-预处理)后稻草的主要化学组成相比较,结果表明超声波技术辅助酸碱预处理可以更为有效地去除半纤维素和木质素,从而提高了稻草基质中纤维素的相对含量,有利于缩短稻草水解时间。在一系列实验研究的基础上,建立了稻草酶水解动力学模型。结果表明,分别经碱、超声波-碱、酸、超声波-酸预处理的稻草在糖化过程中的模型参数(米氏常数KM,速率常数k和抑制常数KI)均不相同,KM分别为17.55、14.14、15.29和15.08 g/L;k分别为15.30、21.32、13.40和15.42 h-1;抑制常数KI变化不明显分别为2.31、2.08、1.81和1.85 g/L。模型及实验方法简便可靠,有较好的拟合性,对稻草酶水解过程工程放大及过程控制都具有一定的参考价值。     

纤维素季铵盐处理活性染料废水

研究了纤维素通过季铵化反应制备的纤维素季铵盐(quaternized celluloses,QCs)高分子混凝剂对染料废水的脱色效果及机理,实验了它和无机助凝剂的联合使用分别对不同pH值条件下的活性染料废水脱色效果的影响。结果表明,在pH值为8至12范围内,QCs的投加对活性染料废水的脱色作用非常显著,无机助凝剂的投加对其脱色率的影响相对较小,但可以提高其脱色反应速度和脱色率。活性染料废水的脱色率可达98.53%,色度可达4倍以下。     

包覆型纳米零价铁的制备及其去除水中的活性艳蓝

采用流变相法,以FeSO4.7H2O∶KBH4=1∶2(摩尔比)为固相介质,0.06 g/mL CMC(羧甲基纤维素)水溶液为液相介质,固液比1∶2,反应2 h制备出包覆型纳米零价铁;采用XRD、TEM等手段对合成的纳米零价铁进行表征。探讨不同反应条件对包覆型纳米铁去除活性艳蓝的影响。实验结果表明,初始活性艳蓝(浓度100 mg/L)pH为5,包覆型纳米铁的投加量为6 g/L,反应时间为30 min时,活性艳蓝的去除率可达96%。通过研究机理,其吸附过程符合二级吸附动力学,降解过程符合一级反应动力学。     

用于地表水反硝化的纤维素碳源选择研究

为了选取合适的天然有机物作为反硝化细菌碳源用于解决地表水中NO3--N污染问题,以江南大学校内湖水为接种物,选取8种天然纤维素碳源在缺氧状态不同的处理方式下对60 mg/L NO3--N的降解特性进行研究。结果表明,以碱处理作为预处理可明显提高反硝化速率,碳源脱氮率均在96%以上（树皮除外）。2种处理方式中均有NO2--N累积,部分碳源释放NH4＋-N并发生DNRA反应,树叶在2种处理中脱氮效果均较好。结合各碳源脱氮率、耗碳源量以及处理成本,选取基本处理的香樟叶作为最佳纤维素碳源。     

木质纤维素预处理方法的最新研究进展

木质纤维素组分结构复杂,未处理的木质纤维素很难直接被微生物和酶降解。解决了木质素的降解问题,就能在很大程度上提高木质纤维素的降解性能,因此研究开发有效的预处理技术是一种合理利用木质纤维素的重要方法。经过预处理使木质纤维素首先降解成结构简单的组分,有利于进一步发酵生产乙醇或甲醇。预处理木质纤维素是提高原料利用率,缩短生产时间的有效手段。     

不同预处理条件对小麦秸秆厌氧消化的影响

通过改善实验条件,如pH值、C/N、清水预处理等.研究对小麦秸秆生物产气量和纤维素降解的影响.实验结果表明,pH值的调节对生物产气量和纤维素降解影响不大;清水预处理可以使TS迅速降低,降解率达到了46.71%;C/N调节下产气高峰时间提前,最高时达到529 mL/d,累积产气量也达到了6 359 mL,纤维素降解率达到了68.35%.