耐冷好氧反硝化菌脱氮技术研究进展

耐冷好氧反硝化菌因其独特的生长特性与同步异养硝化好氧反硝化的功能,为解决天然水体中氮素的去除提供了新的技术思路。综述了好氧反硝化作用机理研究进展,包括耐冷好氧反硝化菌的富集-驯化-筛选方法,已分离的耐冷好氧反硝化菌的类群及其生长特性,耐冷好氧反硝化菌的生物脱氮影响因素及其应用领域。耐冷好氧反硝化菌在低温环境生物脱氮方面具有明显的优势。因此,对耐冷好氧反硝化菌的脱氮作用机理和实际工程应用进行展望。     

一株厌氧反硝化细菌的分离鉴定与砷耐受功能研究

稻米和蔬菜是人体摄入的主要食物来源,由于人的活动造成了稻米和蔬菜中砷与硝酸盐超标。摄入的砷污染稻米与硝酸盐超标蔬菜会经过人体消化系统被胃肠道吸收并释放部分砷与硝酸盐产物,人体肠道对砷与硝酸盐具有一定的解毒作用,其中肠道微生物发挥着重要作用。从人类新鲜粪样中富集与分离出一株厌氧反硝化菌株CD14-2,通过比对与分析其16S rRNA序列,确定该菌株属于肠杆菌科埃希氏菌属(Escherichia),并对其硝酸盐还原酶基因(nitrate reductase, Nar)进行了同源性分析,进一步探究了菌株CD14-2在乳酸钠作为碳源下的反硝化速率和对不同碳源的利用情况以及菌株CD14-2与砷的相互作用。结果表明:反硝化菌株CD14-2能够在48 h内将10 mM硝酸盐氮还原为近9 mM亚硝酸盐氮,并能够利用多种碳源,在高砷浓度中生长且具有反硝化功能;当砷浓度不超过1 mM时,该菌株的反硝化功能基本未受影响,当砷浓度超过1 mM时,会对该菌株的反硝化能力起到抑制作用,且其抑制效果与砷浓度呈正相关关系。     

新一批环境试验相关标准即将实施

正新一批环境试验相关标准即将实施,其中包含GB/T2423系列标准、GB/T 5169系列标准,以及船舶行业、机械行业等标准。(如表1)     

碱矿渣材料协同耐盐植物强化人工湿地净化高盐水体的效果

为深入探讨人工湿地中耐盐植物协同基质材料在高盐条件下净化水体的作用机理,以美人蕉(Canna indica L.)、互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)三种植物为研究对象,探讨了植物协同单一填料、复合填料,在不同碳氮比、盐度条件下,各装置对受损高盐水水质的净化效果,在对系统内植物的酶活性、植物根际与填料表面微生物多样性与群落结构分析基础上探讨其净化机理. 结果表明:①当碳氮比为4∶1、盐度为15时,含碱矿渣材料的海三棱藨草装置(CW-Sc)对TN、TP、COD的净化效果最佳,净化率分别为45.38%、78.89%、50.32%. ②CW-Sc装置中植物叶片酶活性、可溶性糖、蛋白及过氧化氢酶(CAT)含量较高,丙二醛(MDA)含量较低,表明植物受损坏程度低. 碱矿渣材料协同植物可提升可溶性糖、蛋白含量及保护酶的活性,增强湿地植物修复受损水体的效果. ③碱矿渣材料电镜扫描(SEM)结果表明,海三棱藨草装置中碱矿渣材料对微生物的挂膜效果与其他装置差异显著. ④CW-Sc装置中植物根系微生物和填料表面微生物群落的丰度、多样性和结构分布状况较佳,碱矿渣材料可有序优化装置内微生物结构分布,协同发挥菌群优势;植物根际革兰氏阴性菌、杆菌比例显著提高,使系统在运行过程中逐渐适应盐胁迫,提升微生物蛋白质直系同源基因簇(clusters of orthologous groups of proteins, COG)功能的丰富度,强化湿地中污染物的降解效果. 研究显示,在高盐条件下耐盐植物海三棱藨草协同碱矿渣材料能够提高湿地系统对污染水体的净化效果,可为近海、滨海高盐水生态修复提供一定参考依据与理论技术支撑.      

阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对磷钨酸(PW12)光催化还原降解偶氮染料直接耐晒黑G的影响

以磷钨酸H3PW12O4（PW12）为光催化剂,异丙醇（IS）作为电子给体,研究阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对PW12光催化还原降解直接耐晒黑G（DB19）的影响.考察了CTAB浓度、pH值、DB19初始浓度等因素对反应的影响,并采用一级反应动力学对反应过程进行分析.结果表明CTAB增强了PW12对直接耐晒黑G的还原脱色作用,CTAB浓度增加,DB19的光催化脱色速率提高.PW12用量对DB19还原脱色的影响程度和趋势与溶液中CTAB浓度有关,当CTAB浓度为0.10 mmol.L-1时,DB19的脱色速率随PW12用量的增加而增加;CTAB浓度为0.05 mmol.L-1,PW12用量为200 mg.L-1时DB19的脱色速率最快,继续增加反而降低.DB19还原脱色速率随其初始浓度升高而降低.另外,通过循环伏安法和暗反应明确还原态杂多蓝对染料的还原脱色作用,并借助UV-Vis光谱研究DB19、PW12、CTAB之间的相互作用,探索CTAB对PW12/IS光催化还原降解DB19的作用机理.该研究结果表明阳离子表面活性剂CTAB能够增强偶氮染料废水的PW12催化还原脱色处理.     

分泌吲哚乙酸的蒌蒿内生耐镉细菌的筛选与鉴定

从蒌蒿（Artemisia selengensis）体中分离分泌吲哚乙酸（IAA）的内生耐镉（Cd）细菌将有助于构建有效的植物-微生物联合修复体系。本研究以分泌IAA和Cd耐性为筛选指标,采用研磨法从蒌蒿的根、茎、叶中分离能产生IAA的内生耐Cd细菌,并对其铅（Pb）、铜（Cu）、锑（Sb）的耐受性及对蒌蒿生长特性的影响进行研究,根据形态特性、生理生化测定和16S rDNA序列分析对目标菌株进行分类鉴定。结果表明,从蒌蒿体内分离获得2株分泌IAA能力较强的内生耐Cd细菌J2和Y5,J2和Y5菌对Cd的耐受质量浓度均为90 mg·L-1,IAA的分泌量分别为23.108、15.192 mg·L-1;J2菌能明显增加蒌蒿的株高、最长根长、平均根长、鲜质量和干质量,Y5菌可显著提高蒌蒿的株高、鲜质量和干质量;J2和 Y5菌对 Pb 的耐受质量浓度均为1200 mg·L-1,对Cu的耐受质量浓度分别为120和160 mg·L-1,对Sb的耐受质量浓度分别为50和150 mg·L-1;J2菌在LB平板上菌落为黄色、近圆形、粘稠,Y5菌在LB平板上菌落为白色、近圆形、湿润;J2和Y5菌的16S rDNA序列经扩增,分别获得1条大小约为1500 bp的条带,经比对分别与GenBank中Pantoea agglomerans STY29（HQ220151）、Pseudomonas fluorescens V7c10（KC195905）的相似性最高,结合形态特征与生理生化特性可分别鉴定为成团泛菌（Pantoea agglomerans）和荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）。研究表明,从蒌蒿体中分离获得分泌IAA能力较强的内生耐Cd成团泛菌和荧光假单胞菌,为进一步研究其在蒌蒿修复Cd污染土壤中的作用奠定了基础。     

滨海围垦区几种耐盐乔灌木的光合特性比较

为探讨几种耐盐乔木和灌木对滨海围垦区盐碱化土壤的适应能力,采用LI-6400光合作用测定仪在植物生长旺季对崇明东滩围垦区同期栽种的9种耐盐碱陆生植物物种的叶片光合特性进行测定。结果表明,在刺槐(Robinia pseudoacacia)、石楠(Photinia serrulata var.serrulata)、女贞(Ligustrum lucidum)和蜀桧柏(Sabina komarovii)4种乔木物种中,刺槐的最大光合速率、表观量子效率和光饱和点最高,分别为21.28μmol·m-2·s-1、0.049μmol·μmol-1和2 031μmol·m-2·s-1,但光补偿点却较低(13.60μmol·m-2·s-1)。在紫穗槐(Amorpha fruticosa)、伞房决明(Cassia sophera)、木芙蓉(Hibiscus mutabilis)、海滨木槿(Hibiscus syriacus)和慈孝竹(Bambusa multiplex)5种灌木物种中,紫穗槐的最大光合速率、表观量子效率和光饱和点最高,分别为20.92μmol·m-2·s-1、0.048μmol·μmol-1和1 980.67μmol·m-2·s-1,但光补偿点却最低(2.95μmol·m-2·s-1)。在这些灌木物种中,紫穗槐具有最高的水分利用率(10.58μmol·mol-1)和较低的蒸腾速率(1.86 mmol·m-2·s-1)。因此,就叶片光合特性而言,刺槐和紫穗槐分别是对滨海围垦区盐碱化土壤具有良好适应性的乔木和灌木树种。     

含盐废水中优势耐盐菌的筛选及生长条件优化

文章从经驯化的耐盐活性污泥中分离筛选出优势耐盐菌,并研究其生长所需的环境条件。根据生长曲线和单因素试验结果,选定优势耐盐菌,经生理生化和16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定并构建系统发育树,采用响应面法优化生长条件。经分离筛选共得到4株耐盐菌,其中NY1菌株在不同盐度下的延滞期最短约2 h,生长量和耐受性良好,且在盐度0～7%,温度20～35℃,pH 5～10的条件下生长未受到明显的抑制作用,从而确定NY1为优势耐盐菌,对其鉴定结果进行分析,该菌株属于变种棒杆菌(Corynebacterium variabile strain),NY1菌株经优化后的最佳生长条件为:盐度2.7%,温度37.1℃,pH 7.1。结果表明,变种棒杆菌NY1可以作为一株优势耐盐菌,用于高盐有机废水的处理。     

热固性形状记忆PI实现闭环回收利用

近日,中国科学院兰州化学物理研究所聚合物自润滑复合材料课题组成功设计合成了基于动态烯胺键的热固性形状记忆聚酰亚胺(PI),实现了全闭环回收利用。形状记忆聚酰亚胺具有出色的形状记忆性能、机械性能、热稳定性、耐化学、抗辐射、耐高低温等特点,在柔性电子器件、高温驱动器以及航空航天等领域具有广泛的应用前景。与热塑性形状记忆聚酰亚胺相比,热固性形状记忆聚酰亚胺具有更为优异的尺寸稳定性和耐蠕变性能。然而,热固性聚酰亚胺由于化学交联网络的存在,难以熔融和溶解,无法再加工和循环利用,并且很难通过绿色方法快速降解回收,造成严重的资源浪费和环境污染。