响应面法和神经网络优化Acinetobacter sp. DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobacter sp.DNS32的产量,分别采用响应曲面法和基于人工神经网络的遗传算法对阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基中3个重要基质成分(玉米粉、豆饼粉、K2HPO4)进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39.494 g/L,豆饼粉25.638 g/L和K2HPO43.265 g/L时,预测发酵活菌最大生物量为7.079×108CFU/mL,实测量为7.194×108CFU/mL;人工神经网络结合遗传算法优化确定3种主要成分含量为玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L时,预测最大值为7.199×108CFU/mL,实测量为7.244×108CFU/mL;最终确定培养基配方:玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L,CaCO3为3.000 g/L,MgSO4.7H2O和NaCl均为0.200 g/L;优化后阿特拉津降解菌DNS32发酵生物量比优化前提高了36.6%。结果表明,在阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基组分优化方面,响应面法和基于人工神经网络的遗传算法都是可行的,基于人工神经网络的遗传算法具有更好的拟合度和预测准确度。     

高效阿特拉津降解菌株DNS10降解条件优化

从长期施用阿特拉津的寒地黑土耕层(0～10 cm)土壤中筛选到一株能以除草剂阿特拉津为氮源生长的降解菌株,结合16S rRNA序列分析结果,将该菌株命名为Arthrobacter sp.DNS10。在接种量为108CFU/mL的条件下,菌株DNS10在24 h内对100 mg/L阿特拉津的降解率为99.41%。单因子实验结果表明,菌株DNS10适宜生长和降解的条件范围是:温度25～35℃,pH值5.0～8.0,培养液盐度0.1%～2%,对阿特拉津最大耐受浓度可达1 200 mg/L。正交实验法进一步表明,该菌株保持较好生长及降解能力的最优方案是温度30℃,pH值7.5,培养液盐度0.5%。影响其降解能力的环境因素的主次顺序依次是:温度>盐度>pH值。     

固定化微生物修复石油污染土壤影响因素研究

针对石油污染土壤修复,利用实验室已筛选的高效石油降解单菌SM-3,以天然有机材料为载体,吸附法制备固定化微生物。将游离与固定化微生物应用于室内花盆模拟修复石油污染土壤,对C/N/P、微生物投加量、石油含量、氧化剂和表面活性剂设计5因素4水平正交实验,探讨不同修复时期各影响因素的重要性顺序,最佳条件下各菌株的修复效果。结果表明,不同微生物在不同降解时期,各影响因素的重要性会发生变化;经过21 d的修复,固定化单菌SM-3石油降解率为22.77%,修复过程中,接种量是最重要的影响因素,营养元素N、P投加影响较大,表面活性剂和氧化剂影响次之。     

ABR处理硫酸盐有机废水的BP神经网络建模

通过厌氧折流板反应器(ABR)处理硫酸盐有机废水的实验数据对BP神经网络进行训练,建立了ABR处理硫酸盐有机废水的BPNN模型,通过测试对比,找出了较优训练函数为traingda,较优训练次数为1 900.利用分割连接权值法(PCW)对影响出水SO42-和COD的主要因素进行分析,结果显示进水COD、SO42-、pH、COD/SO42-和HRT对出水SO42-和COD均产生一定影响,其中进水pH对出水SO42-和COD的影响最大,相对重要性(RI)指数分别为30.79％和23.44％;并通过样本试验数据分别建立了对SO42-和COD去除率的限制因子仿真模型,为预测硫酸盐有机废水的厌氧处理过程提供指导.     

间歇运行式生物滴滤池处理油漆废气中试研究

为研究间歇运行式生物滴滤池对油漆生产厂废气净化能力,建立一座中试规模生物滴滤池（BTF）,接种降解菌群,采用8 h/d运行方式净化某油漆厂包装车间废气,并用PCR-DGGE技术揭示BTF细菌群落结构与工艺运行条件间的联系。油漆厂包装车间废气中挥发性有机物（VOCs）主要为甲苯、乙苯、混合二甲苯（间、对和邻二甲苯）,BTF对甲苯、乙苯、混合二甲苯最大去除率分别为88.8%、83.7%和86.3%。DGGE分析显示,BTF稳定运行时,主要优势菌相对丰度较为稳定（F,P>0.05）,其细菌多样性显著低于启动期（F,P>0.05）;同时,下层填料细菌多样性高于上层填料,其细菌结构变化也较上层明显;另外,提升培养液浓度至2倍和4倍对菌群结构亦无显著影响。     

Chlorination of chlortoluron: kinetics, pathways and chloroform formation

Chlortoluron chlorination is studied in the pH range of 3-10 at 25 ± 1 °C. The chlorination kinetics can be well described by a second-order kinetics model, first-order in chlorine and first-order in chlortoluron. The apparent rate constants were determined and found to be minimum at pH 6, maximum at pH 3 and medium at alkaline conditions. The rate constant of each predominant elementary reactions (i.e., the acid-catalyzed reaction of chlortoluron with HOCl, the reaction of chlortoluron with HOCl and the reaction of chlortoluron with OCl⁻) was calculated as 3.12 (± 0.10) × 10⁷ M⁻² h⁻¹, 3.11 (±0.39) × 10² M⁻¹ h⁻¹ and 3.06 (±0.47) × 10³ M⁻¹ h⁻¹, respectively. The main chlortoluron chlorination by-products were identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) with purge-and-trap pretreatment, ultra-performance liquid chromatography-electrospray ionization-MS and GC-electron capture detector. Six volatile disinfection by-products were identified including chloroform (CF), dichloroacetonitrile, 1,1-dichloropropanone, 1,1,1-trichloropropanone, dichloronitromethane and trichloronitromethane. Degradation pathways of chlortoluron chlorination were then proposed. High concentrations of CF were generated during chlortoluron chlorination, with maximum CF yield at circumneutral pH range in solution.     

极化区功能识别与评价指标研究

城市密集化地区中具有国家战略和拥有重要国际竞争力功能的区域被称之为极化区。在经济全球化、国家之间经济合作与竞争越来越加剧的背景下,各国都把加强极化区建设作为提高本国国际竞争力的重要途径。首先,介绍并评述了德国评价极化区功能的指标体系,包括决策和控制功能、创新和竞争力功能,以及门户功能;其次,针对我国发展阶段和特色,构建了识别我国极化区功能的指标体系;并以极化区理论为指导,分别对长江三角洲、珠江三角洲和京津冀区域规划的功能定位进行比较和评述。当前,为提高我国城市化水平、区域协调发展能力与国际竞争力,国务院批准了多个具有国家战略意义的区域规划,是从我国东中西和各省之间经济协调发展或作为新经济增长点、生态保护与建设的角度有国家意义的区域。通过比照极化区的功能含义,认为其中有的战略区功能定位与极化区的功能相一致,有的可作为新极化区培育,有可能发展为具有较强国际竞争力的极化区,这两种是今后我国极化区研究的主要区域     

Use of reporter-gene based bacteria to quantify phenanthrene biodegradation and toxicity in soil

A phenanthrene-degrading bacterium, Sphingomonas paucimobilis EPA505 was used to construct two fluorescence-based reporter strains. Strain D harboring gfp gene was constructed to generate green fluorescence when the strain started to biodegrade phenanthrene. Strain S possessing gef gene was designed to die once phenanthrene biodegradation was initiated and thus to lose green fluorescence when visualized by a live/dead cell staining. Confocal laser scanning microscopic observation followed by image analysis demonstrates that the fluorescence intensity generated by strain D increased and the intensity by strain S decreased linearly at the phenanthrene concentration of up to 200 mg/L. Such quantitative increase and decrease of fluorescence intensity in strain D (i.e., from 1 to 11.90 ± 0.72) and strain S (from 1 to 0.40 ± 0.07) were also evident in the presence of Ottawa sand spiked with the phenanthrene up to 1000 mg/kg. The potential use of the reporter strains in quantitatively determining biodegradable or toxic phenanthrene was discussed.     

PVA降解混合菌系生长和产酶的营养条件分析

研究碳源、氮源以及不同金属离子对PVA降解混合菌系生长和产酶的影响。结果表明,混合菌系生长过程中无机氮源优于有机氮源;补充碳源可促进混合菌系的生长,但酶活比不添加时稍有降低。金属离子对酶活影响的正交实验表明Mg2＋浓度影响最大,其次是Fe2＋和K＋浓度,Ca2＋、Mn2＋、Zn2＋和Cu2＋浓度影响较小;最佳浓度分别为Mg2＋0.05 g/L、Fe2＋0.04 g/L、K＋2 g/L和Ca2＋0.05 g/L。     

油田回注水中优势硫酸盐还原菌的分离鉴定与生理特性研究

从胜利油田回注水中筛选得到一株硫酸盐还原菌,命名为zsz1209。经过16SrDNA序列分析,鉴定zsz1209为梭菌属（Clostridium）。实验研究了zsz109的生理特性,并对通过调节环境pH来抑制菌株zsz1209生长繁殖的可行性进行了探讨。实验结果表明：菌株zsz1209的理想碳源为乙酸钠,在30～60℃之间可较好地生长;SOi浓度低至50mg／L时,生长未受到明显抑制。当培养环境pH高至8．5～9．0或低至3．5～4．0时,检测菌株zsz1209对SO4^2-和碳源（COD）的利用情况,发现zsz1209的生长受到明显抑制,结果表明利用改变环境pH来抑制微生物对油田的腐蚀具有可行性。