生物质能源干式厌氧发酵预处理的研究进展

秸秆干式厌氧发酵以农作物秸秆为原料,在较小的规模和较少资本投入的条件下,产生可以循环使用的生物质能。通过物理法、化学法、物理化学法、生物法等预处理方法,可使后续发酵效率大大提高。本文论述了国内外生物质秸秆预处理技术的研究现状,对各种预处理方法的优缺点进行了分析与讨论．并对生物质秸秆预处理技术用于厌氧发酵的前景进行了展望。     

Effects of overlying water aeration on phosphorus fractions and alkaline phosphatase activity in surface sediment

Microbial activity may influence phosphorus (P) deposit and release at the water sediment interface. The properties of DO (dissolved oxygen), pH, P fractions (TP, Ca-P, Fe-P, OP, IP), and APA (alkaline phosphatase activity) at the water sediment interface were measured to investigate microbial activity variations in surface sediment under conditions of two-month intermittent aeration in overlying water. Results showed that DO and TP of overlying water increased rapidly in the first week and then decreased gradually after 15 day of intermittent aeration. Microorganism metabolism in surface sediment increased pH and decreased DO and TP in the overlying water. After two-month intermittent aeration, APA and OP from surface sediment (0–2 cm) were both significantly higher than those from bottom sediment (6–8 cm) (p < 0.05), and surface sediment Fe-P was transferred to OP during the course of microorganism reproduction on the surface sediment. These results suggest that microbial activity and microorganism biomass from the surface sediment were higher than those from bottom sediment after two-month intermittent aeration in the overlying water.     

Characterization of the e ective cellulose degrading strain CTL-6

An e cient cellulose degrading bacteria exists in the thermophilic wheat straw-degrading community, WDC2. However, this strain cannot be isolated and cultured using conventional separation techniques under strict anaerobic conditions. We successfully isolated a strain of e ective cellulose degrading bacteria CTL-6 using a wash, heat shock, and solid-liquid alternating process. Analysis of its properties revealed that, although the community containing the strain CTL-6 grew under aerobic conditions, the purified strain CTL-6 only grew under anaerobic culture conditions. The strain CTL-6 had a striking capability of degrading cellulose (80.9% weight loss after 9 days of culture). The highest e ciency value of the endocellulase (CMCase activity) was 0.404 mol/(min mL), cellulose degradation e ciency by CTL-6 was remarkably high at 50–65°C with the highest degradation e ciency observed at 60°C. The 16S rRNA gene sequence analysis indicated that the closest relative to strain CTL-6 belonged to the genus Clostridium thermocellum. Strain CTL-6 was capable of utilizing cellulose, cellobiose, and glucose. Strain CTL-6 also grew with Sorbitol as the sole carbon source, whereas C. thermocellum is unable to do so.     

安徽铜陵矿区不同功能区域土壤中重金属对微生物及酶活性的影响

为揭示土壤微生物及酶活性与重金属污染的内在关系,并建立土壤重金属污染水平的酶活性及生物学参数表征体系,以安徽铜陵狮子山矿区周边土壤为研究对象,测定矿区内不同功能区域（采矿区、选矿区、堆矿区、尾矿库以及菜园）土壤中w（Cu）、w（Zn）、w（Cd）、w（Pb）和基础呼吸、微生物量碳含量、代谢熵等理化性质以及6种土壤酶（脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶）的活性.结果表明,所选矿区不同功能区域的内梅罗综合污染指数（P_N）依次为堆矿区（10.77）>采矿区（4.38）>选矿区（4.06）>尾矿库（2.55）>菜园（1.35）;4种重金属（Cu、Zn、Cd和Pb）的单因子指数（P_i）依次为Cd > Cu > Zn > Pb.不同功能区域内6种土壤酶活性之间有显著差异并呈不同程度变化,且均以菜园土壤酶活性为最大,其中,过氧化氢酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性均可以有效地表征w（Cu）、w（Zn）、w（Cd）和w（Pb）的水平.与基础呼吸或者微生物量碳含量指标相比,代谢熵能更好地表征土壤环境污染状况.研究显示,土壤酶活性、代谢熵与Cu、Zn、Cd、Pb这4种重金属含量均呈极显著相关,因此可通过测定土壤酶活性和代谢熵等生物学参数为矿区土壤环境质量评价及生态修复提供参考依据.      

典型家用消毒剂对稀有鮈鲫毒性及酶活性影响

家用消毒剂在日常生活中使用广泛,随生活污水进入水环境后会对水生态系统产生潜在危害。选取2种典型家用消毒剂(有效成分分别为对氯间二甲苯酚和次氯酸钠,前者命名为消毒剂A、后者为消毒剂B)为研究对象,在实验室模拟条件下,开展了其对中国本土实验生物稀有鮈鲫的急性毒性、流水式慢性毒性和酶活性影响研究。结果表明,消毒剂A和B对稀有鮈鲫急性毒性的半数效应浓度96 h-LC_(50)分别为80.12和25.26 mg/L;对稀有鮈鲫幼体生长抑制效应浓度28 d-EC_(10)分别为13.60和15.72 mg/L;消毒剂A和B暴露浓度分别为40和5.6～18 mg/L时,其超氧化物歧化酶(SOD)活性被显著抑制;消毒剂A和B暴露浓度分别为16～40和18 mg/L时,丙二醛(MDA)含量显著升高;与对照组相比,2种消毒剂各浓度组对过氧化氢酶活性均无显著抑制或诱导,表明SOD活性和MDA含量可在一定程度上反映出典型家用消毒剂带来的氧化胁迫影响。研究结果为典型家用消毒剂的水生态风险评价及中国水质基准制定提供数据支持。     

林地类型和城市化梯度对土壤酶活性的影响

为考察人类活动对哈尔滨市城区土壤生态系统的影响,文章在中心城区、近郊区和远郊区,选取城市公园、道路绿化带、大学校园和生态公益林等4种类型的林地土壤,分析了其中过氧化氢酶、转化酶、脲酶和磷酸酶的活性,并对其相关影响因子进行探讨。结果表明,林地类型和城市化梯度对土壤酶活性的影响很大,但对不同土壤酶活性的影响具有一定的差异,使土壤过氧化氢酶、转化酶和脲酶表现出高度的空间异质性。土壤理化性质与过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性存在不同程度的相关性,且影响过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性的主要理化性质不同。     

木质纤维素废渣对赤泥的脱碱及改良研究

赤泥是铝土矿提炼氧化铝后排放的强碱性废渣,数量巨大且环境风险大,如何无害化及土壤化处置是赤泥生态修复与治理的关键。该研究通过掺拌不同比例的木质纤维素酸性废渣,并进行复合微生物菌剂添加和覆叶排碱处理,对赤泥的pH、有机质含量及有效水容量进行了比较研究。发现掺拌木质纤维素废渣、添加复合微生物菌剂均能显著降低赤泥pH、增加有机质含量与有效水容量。其中添加复合微生物菌剂且赤泥与木质纤维素废渣质量比为7∶3时,赤泥pH可由11.08降至8.35,有机质含量由6.13 g/kg增至24.92 g/kg,有效水容量由8.80%增至19.17%,已达到一些耐盐碱植物的生长要求。覆叶排碱措施尽管对赤泥pH、有机质含量及有效水容量均无显著影响,但减少了可溶盐碱在赤泥表层的析出。故此,掺拌一定量的木质纤维素废渣并辅之以复合微生物菌剂添加及松叶覆盖等,是一种有效的"以废治废"的赤泥脱碱及改良方法。     

微生物菌剂堆肥中草药渣中试研究北大核心CSCD

木质纤维素降解是中草药渣堆肥的主要难点.在前期小试的基础上,接种纤维素降解菌剂,将1 t新鲜药渣直接进行好氧堆肥.腐熟度指标T值和种子发芽指数(GI)显示,堆肥19 d左右就已经腐熟.堆肥过程中接种组(JZ)和对照组(CK)的纤维素平均降解速率分别为0.73 kg/d和0.64 kg/d,JZ比CK纤维素降解总量提高了13.39%,木质素降解量提高118.18%.第30天时,堆肥的含水率、p H、总养分、重金属等指标都达到有机肥料标准(NY 525-2012).接种菌剂提高了堆肥温度,加速了水分散失,促进了纤维素和木质的转化,有利于堆肥腐熟和提高肥料品质.因此,在中试规模上堆肥中草药渣生产有机肥是可行的.     

水体中3种磺胺类药物对斑马鱼的生态毒性效应

采用斑马鱼作为模式动物,针对斑马鱼的代谢能力,进行3种磺胺类药物(磺胺甲恶唑,磺胺嘧啶,磺胺二甲嘧啶)的暴露实验。实验选取谷胱甘肽s-转移酶(GST)和丙二醛(MDA)含量作为评判斑马鱼代谢能力的指标。在实验过程中,随着暴露时间的改变,GST活性和MDA含量都呈现出不同的变化。在实验前3 d,GST酶活性在不同浓度下都呈现出显著增长。但是MDA的含量在第1天达到顶峰,随后都呈现出下降趋势。由结果可得,MDA含量指标对磺胺类药物的毒性更加敏感,其指示作用更优于GST活性指标。同时,实验结果中可以看出,在磺胺嘧啶作用下的GST酶活性和MDA含量都呈现更加明显的变化,因此实验推断磺胺嘧啶会对水环境具有更潜在的危害。     

镉、苯并(a)芘胁迫对双齿围沙蚕SOD、CAT活性及MDA含量的影响

为评估重金属、多环芳烃单一及复合污染对海洋多毛类抗氧化酶活性及膜脂过氧化水平的影响,分别以镉(Cd)、苯并(a)芘(B[a]P)作为重金属和多环芳烃的代表,研究了Cd、B[a]P及二者复合污染胁迫下双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的响应特征。结果显示:Cd污染胁迫下,双齿围沙蚕体内SOD、CAT活性与Cd没有明显的"剂量-效应"关系,MDA含量则随其浓度升高而升高;B[a]P污染胁迫下,SOD、CAT活性及MDA含量均表现出明显的"剂量-效应"关系;Cd和B[a]P复合污染胁迫下,双齿围沙蚕体内SOD活性低浓度下被诱导,高浓度下被抑制,而CAT活性则随暴露浓度升高先降低然后恢复至对照水平,MDA含量仅在高浓度下被显著诱导(P0.05)。本研究表明,Cd能够干扰B[a]P对沙蚕抗氧化系统的影响,二者复合污染胁迫表现为拮抗效应。