城市物质代谢及其调控

对比研究了城市系统与自然生态系统物质代谢的主要差别。从现代控制论原理出发,对城市物质代谢涉及的主要因素及其相互关系进行了结构性分类研究,建立了城市物质代谢的控制论理论模型。      

亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化微生物特性研究进展

亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,N-DAMO)是新近发现的生物反应,是偶联碳氮循环的关键环节,是环境领域和微生物领域的重大发现.N-DAMO的发现对于完善碳氮生物地球化学循环、丰富微生物学内容和研发新型生物脱氮除碳工艺均具有巨大的推动作用.催化N-DAMO反应的微生物为Candidatus Methylomirabilis oxyfera(M.oxyfera),其隶属于一新发现的细菌门——NC10门.近年来,M.oxyfera的生物学研究取得了许多突破性进展,如初步探明了其个体形态特征、细胞化学组分特征、富集培养特征、生理生化特征及生态学特征,最突出的例子包括发现了M.oxyfera独特的细胞(星状)形态及特殊的脂肪酸(10Me C16∶1Δ7)组分等.最近,N-DAMO的机制研究方面也有了突破性进展:发现了地球上第4种生物产氧途径.目前认为,M.oxyfera具有内产氧功能,其首先将NO-2还原为NO,然后将2分子NO进行歧化反应生成N2和O2,最后利用生成的O2对甲烷进行氧化.本文系统地介绍了M.oxyfera各方面的微生物特性.     

石油烃厌氧生物降解研究进展

烃是由碳和氢两种元素组成的稳定化合物,长期以来人们普遍认为烃的生物降解只能在好氧条件下进行.近年来国外的研究表明,厌氧微生物能以硝酸盐、硫酸盐、三价铁或二氧化碳等为电子受体代谢烃,烃厌氧代谢的初始反应机理主要有延胡索酸盐结合反应、羧化反应、羟基化反应和甲基化反应,但国内还未见相关报道.本文综述了烃厌氧降解微生物及其代谢机理,并以甲苯为例概述了烃厌氧生物降解过程中的起始反应酶和作用机制.结合国外烃厌氧降解的研究进展和本实验室的工作,作者也提出了自己的思考和看法.     

汞分析仪直接测定土壤中总汞的方法研究

建立了利用RP91C-RA915M汞分析仪直接测定土壤中总汞的方法。该方法直接固体进样,省去了常规方法加酸消解、赶酸、定容等繁琐的前处理步骤;利用标准土壤绘制工作曲线,无需反复稀释标准储备液配制标准溶液,测定了方法检出限、精密度及准确度。结果表明此方法准确、可靠,是一个比较理想的分析方法。本方法的检出限为0.25μg/kg,相对标准偏差为1.98%~4.92%,标准样品测定准确,加标回收率为92.8%~106%。     

铁阳极电解脱色直接黄11染料模拟废水

研究采用铁为阳极电化学法处理直接黄11染料模拟废水脱色性能的影响进行研究。影响因素包括:电流密度、pH值、染料浓度和电解质浓度。研究结果表明,电流密度大有利于染料废水脱色,但能耗消耗大;初始溶液在中性条件下不仅取得很好的处理效果,而且脱色能耗较低;随着染料初始浓度增加脱色率和脱色能耗降低的趋势;随着电解质浓度升高染料脱色率下降的趋势,脱色能耗先减少,然后缓慢增大。在染料初始浓度50 mg/L、pH值为7.11、电流密度2.083 mA/cm2、电解质Na2SO4浓度0.01 mol/L、温度20℃、搅拌速度600 r/min、电解时间60min条件下,脱色率达到92.2%,脱色能耗1.709 kW.h/kg染料。     

学术界共谋驱散亚洲棕色云

1995～1999年间，参与大型国际合作科研计划Indian Oeean Experiment(INDOEX)的科学家在印度洋上空发现厚约3km、面积约900万km^2的棕色污染尘霾笼罩在印度洋、南亚、东南亚和中国南部上空，形象地称为亚洲棕色云。监测发现霾层是由高浓度的细颗粒物组成，成分主要是碳黑、硫酸盐、硝酸盐、有机颗粒、飞灰和矿物颗粒，霾层中还含有浓度较高的SO2、CO和各种有机气体化合物等。后来的研究表明，棕色云现象是一个世界范围内的现象。初步的评估研究表明，大气棕色云将对大气辐射通量产生显著影响，从而直接和间接地影响气候、水循环等，进而对农业、生态系统和经济产生重大影响。而笼罩在亚洲上空的棕色阴霾表明，亚洲地区的大气污染已成为全球迫切需要解决的问题。     

微絮凝——直接过滤在水处理中的应用

论述了徽絮凝——直接过滤技术的基本概念、絮凝剂的使用方法，根据国内外的研究和应用实例，总结出该技术在水处理中应用的优缺点及其发展方向。     

“无废城市”驱动下的城市代谢系统优化潜力评估:以盘锦市为例

“无废城市”建设试点的提出标志着中国“无废社会”战略的实施和落实。采用物质流分析法量化了盘锦市2005—2018年的城市物质代谢;采用层次分析法和熵权法综合评价城市经济、资源、环境子系统的发展水平;借助系统动力学探究“无废城市”综合管理相较于其他发展模式对城市代谢系统优化的多方面潜力。结果表明:盘锦市物质投入产出具有“高投入、高排放、高隐藏流”特点;资源效益发展受限影响着整体城市代谢水平;在“无废城市”综合管理模式下,预计2025年资源产出率将在2018年基础上提高20.29%,环境效率提升4倍,极大地促进城市代谢系统资源、环境、经济层面的优化。     

直接投菌法在城市重污染河流治理中的应用研究

在无截污和清除内源的情况下,对深圳市甘坑河采用梅花式接种法将本源微生物菌剂分两次直接接入河流水体及底泥中。结果表明,第1次接种后的4 d内各项水质指标都不稳定,4 d后,悬浮物、COD、TP和NH3-N等浓度下降,水质明显改善;但从第8天开始,COD、NH3-N和TP的去除率同时下降,本源微生物的处理效率开始降低,需进行第2次接种;第2次接种后,DO浓度提升至2.0 mg/L以上,COD、TP和NH3-N的去除率分别保持在40%、30%和40%以上。结果表明,直接投菌法在城市重污染河道治理中可以初步消除河道的黑臭现象,修复水质。     

近红外长余辉纳米颗粒经小鼠眼部暴露后体内分布和代谢情况

为了研究纳米颗粒通过眼部暴露后进入体内的路径及在体内的分布和代谢情况,实验采用近红外长余辉纳米探针作为示踪剂,对小鼠进行眼部暴露,随后利用活体成像技术观察其进入小鼠体内的过程及分布情况,于暴露第4天收集代谢产物,第7天取重要脏器和血液,并检测纳米探针的存在情况.结果显示纳米探针可由眼经口腔进入胃肠道中,并且纳米颗粒暴露4天后在小鼠的粪便中检测到强荧光信号,而尿液中的荧光信号较弱,暴露7 d后在小鼠的眼睑结膜、胃及眼球中检测到强荧光信号,而其余器官的荧光信号较弱.这表明通过眼部暴露后,纳米颗粒主要分布在眼和消化系统中,最后大部分经消化系统代谢.