硝酸盐浓度对微生物燃料电池阳极产电性能的影响

采用以假单胞菌Pseudomonas sp.C27为阳极优势菌属的微生物燃料电池(MFC)为研究对象,重点考察了进水中的硝酸盐浓度对于MFC系统产电及污染物去除的影响.实验结果表明,硝酸盐对于MFC的库仑效率(CE)影响较大,当硝酸盐浓度为250 mg·L~(-1)时,其电压下降段库仑效率仅为0.17%,而阳极未加入硝酸盐时,库仑效率为9.3%.当阳极初始硝酸盐浓度由0 mg·L~(-1)增加到250 mg·L~(-1)时,系统的传荷内阻由16.3Ω下降至11.2Ω,输出电压经短暂的电压下降后迅速回升至稳定,其稳定阶段输出电压与未受抑制阶段基本持平,最大输出功率可达到120 m W·m~(-2)左右.当硝酸盐浓度大于300 mg·L~(-1)时,硝酸盐对阳极微生物产电活性造成不可逆的抑制作用,系统产电能力大幅度下降且无法恢复至未受抑制阶段.可见,阳极生物反硝化过程对阳极生物产电具有电子竞争作用,过高的硝酸盐浓度会造成阳极生物膜产电性能降低甚至完全丧失.     

北京大气PM_(2.5)对A549细胞炎性因子及DNA损伤的毒性

为探讨大气PM_(2.5)及其不同组分对人肺上皮细胞A549的毒性作用及其剂量-反应关系,将前期采集的PM_(2.5)颗粒物用不同方法进一步制备PM_(2.5)水溶性组分、PM_(2.5)脂溶性组分和PM_(2.5)单纯颗粒物,将制备的PM_(2.5)颗粒物及其组分以不同浓度(10,50,100,200,400μg/m L)对A549细胞染毒,用MTS法分别在染毒6,10,24,48,72h后测定细胞活力,染毒24h后用ELISA及RT-QPCR法测定炎性因子IL-6和TNF-α表达量,AP位点计数法测定细胞DNA损伤情况.结果表明:除PM_(2.5)水溶性组分外,其余染毒样本高浓度染毒时始终对细胞生长表现出抑制作用,其中低浓度染毒时可在较短时间对细胞生长表现出抑制作用,染毒时间较长时抑制作用减弱或消失,PM_(2.5)水溶性组分对细胞生长抑制作用并不显著;除PM_(2.5)水溶性组分外,其余染毒样本都显著升高了IL-6m RNA的相对表达量和IL-6蛋白的分泌,除PM_(2.5)脂溶性组分外,其余染毒样本都显著升高了TNF-αm RNA的相对表达量;除PM_(2.5)水溶性组分外,其余染毒样本都显著提高了DNA碱基缺失程度.总的来说,PM_(2.5)水溶性组分在抑制细胞活力、造成炎性损伤及DNA损伤方面作用相对较小,而PM_(2.5)所产生的毒性作用并不仅限于其所吸附的复杂成分,其中作为载体的固体核心颗粒对机体可能造成的毒性作用也不容忽视.     

湖泊沉积多指标记录的长寿湖近60年来营养化过程

长寿湖位于重庆市长寿区境内,是重庆市最大的湖泊旅游风景区和淡水鱼养殖基地之一。近年来,其营养化日趋严重。本文通过对有机质碳、氮含量、碳氮比值、有机质碳同位素等有机质指标的分析,结合~(137)Cs放射性核素定年,探讨了长寿湖近60年来有机质转化及营养演化过程。结果表明:长寿湖有机质主要来源于水生植物藻类,受陆源影响较小;湖泊环境演化分为两个截然不同的阶段:1980年以前,有机质碳、氮含量较低,C/N比值较小,有机质碳同位素值较大,暗示湖泊营养环境为贫营养化。1980年以后,有机质碳、氮含量较高,C/N比值较大,有机质碳同位素值偏负,说明湖泊已经处于营养化阶段,人为活动的增强及养殖业的发展是导致湖泊生产力增大的主要因素。长寿湖沉积物多指标忠实记录了湖泊环境的演化过程。     

石墨烯修饰电极微生物燃料电池及其抗菌性研究进展

基于石墨烯具有优异的物理化学特性,石墨烯修饰电极能有效提升微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,简称MFC)产电性能并降低制备成本,而成为MFC研究发展的重要方向.本文系统介绍了石墨烯及石墨烯复合材料修饰阳极和阴极MFC、石墨烯材料的抗菌性等方面的研究进展,提出深入探讨石墨烯修饰电极与MFC微生物的相互作用关系,协调MFC石墨烯修饰电极抗菌性及强化产电是今后石墨烯电极MFC研究的重要内容.     

基于流体分离污泥的异质性:微生物活性和群落结构

生物流化床处理系统中的剩余污泥如果能够被识别为老化的污泥和高活性的污泥,并通过某一种物理方法加以原位分离,则有可能提高生物处理的效率.本文以构造流体力场实现基于比重分布不同污泥组分的分离,得到聚结型污泥与离散型污泥,考察了两种污泥在胞外聚合物、微生物活性和微生物群落结构方面的差异,并与降解活性相关联,以证明异质性的存在.研究发现:活性污泥这种异质性的存在归因于离散型污泥中的胞外聚合物含量高,亲水性更强,比重更小;聚结型污泥在基质利用效率、比耗氧速率方面优于离散型污泥;在废水生物处理系统的污泥中,聚结型污泥较离散型污泥具有微生物群落结构分布上的优势,种群丰度更高.研究结果证明了聚结型污泥和离散型污泥内部菌胶团存在着功能上的差异,前者是应该被保留的活性组分,后者应该作为剩余污泥加以分离排出.     

碱/超声预处理对头孢菌素菌渣破壁效果的影响

为提高头孢菌素菌渣的厌氧消化利用率,采用碱解与超声波破碎联合处理方法对头孢菌素菌渣进行细胞破壁,并通过正交实验和单因素实验研究pH值、含水率、声能密度和反应时间对破壁效果的影响。结果表明,最佳处理条件为:pH值为11.5、含水率为94%、声能密度为2 W/mL、反应时间为30 min,处理后SCOD溶解率为265.26%,总氮溶解率为155.28%,破壁效果明显。     

武汉地区人类世的湖泊沉积指示

"人类世"(Anthropocene)概念是在人类活动引起的全球性环境问题日益突出的背景下提出的.人类世问题近年来已逐步成为环境、地球科学及其相关学科领域的一个研究热点.武汉位于长江中游,汉水与长江交汇之处,是中国中部地区的中心城市,也是全国重要的工业基地和综合交通枢纽,因此开展武汉地区的人类世界限研究对于指示人类活动...     

玉米对铅胁迫的响应及体内铅化学形态研究

通过砂培试验,研究了铅(Pb)胁迫下不同品种玉米根、茎叶中Pb的化学形态变化,进一步探讨玉米耐Pb机制.结果表明,本试验中对Pb胁迫耐性最强的玉米品种为郑单958和隆平206,耐性最差的为联创5号.不同浓度Pb胁迫下玉米根、茎叶中Pb主要以无毒的醋酸提取态和盐酸提取态为主,比例高达60%~87%,这一比例根部略高于茎叶;而活性较强的乙醇提取态和水提取态Pb含量两者合计所占比例为6%~20%.100 mg·L-1Pb胁迫下隆平206茎叶中Pb的乙醇和水提取态合计值最低(0.52 mg·kg-1),其次是郑单958(0.93 mg·kg-1),最高的为联创5号(2.78 mg·kg-1);800 mg·L-1Pb胁迫下,郑单958茎叶中Pb的乙醇提取态和水提取态合计值最低,为2.41 mg·kg-1,因此郑单958耐Pb,可能与体内有毒形态Pb向无毒形态Pb的转换有关.     

降解剩余污泥中纤维素/半纤维素微生物富集培养实验研究

为促进剩余污泥中木质纤维素能源转化,首先需要探知污泥中是否存在可以降解纤维素/半纤维素的微生物.以木聚糖作为单一碳源分别从剩余污泥和厌氧消化污泥中富集培养可降解纤维素/半纤维素的微生物.实验结果显示,两种污泥源中均存在可降解纤维素/半纤维素的微生物,并可成功富集培养获得该类微生物.FISH与LIVE/DEAD实验证实,富集微生物为梭状芽孢杆菌属和芽孢杆菌属的混合物,并以梭状芽孢杆菌为主;富集微生物均具有很高活性.     

The effects of exogenous salicylic acid on growth and H2O2-metabolizing enzymes in rice seedlings under lead stress

Salicylic acid （SA） was an essential component of the plant resistance to pathogens and also plays an important role in mediating plant response to some abiotic stress. The possible effects of SA on the growth and H2O2-metabolizing enzymes in rice seedlings under lead stress were studied. When rice seedlings grown in nutrient solution containing Pb^2＋ （0, 0.05, 0.15, 0.25 mmol/L） for 18 d, the plant biomass as well as the chlorophyll content of leaves decreased with increasing Pb concentration. The pre-treatment with SA （treated with 0.1 mmol/L SA for 48 h before Pb stress） partially protected seedlings from Pb toxicity. The chlorophyll contents were significant higher in leaves of Pb-exposed with SA pre-treatment seedlings than in Pb-exposed plants at the same Pb intensity. SA pre-treated alone could significantly increase the length of shoot and root of seedlings but the vigour difference was not marked under long-term exposure to Pb toxicity. SA pre-treated influence the H2O2 level in leaves of seedlings by up-regulating the activity of superoxide dismutase （SOD）, repressing the activity of catalase （CAT） and ascorbate peroxidase （APX） depending on the concentrations of Pb^2＋ in the growth medium. The results supported the conclusion that SA played a positive role in rice seedlings against Pb toxicity.