发挥电子信箱系统(E-mail)在环境信息传输中的作用

本文对目前环境信息的传播现状作了回顾,指出了实现办公自动化,利用电子信箱进行环境信息传输的必要性和紧迫性,进而对电子信箱的强大功能及在环境保护的有关领域的信息传输方面所能起到的较大作用进行了阐述,最后对电子信箱传输系统的建立即如何实现电子信箱的信息传输以及软、硬件的配置等作了介绍。     

微生物胞外电子传递过程强化机制及污染物高效转化

微生物水处理技术因运行成本低、处理量大、环境影响小等优点,被广泛的用于市政污水和工业废水的处理.微生物水处理的本质过程是生物催化氧化,涉及不同微生物种群间物质、能量和电子传输过程,而微生物胞外电子传递过程是影响其处理效率的关键因素之一.本研究立足于微生物氧化的原理,从介体材料强化、光电磁强化及微生物电化学强化等角度,系统论述了铁基材料、碳基材料、光、电、磁等对微生物电子传递过程的影响与机制.在此基础上,本论文总结了微生物电化学系统原理,分析了该系统中各类强化材料、强化技术对微生物胞外电子传递的影响,揭示了强化条件下污染物高效转化的作用机制,介绍了基于各种强化原理的系统构建因素及应用现状,并展望了该技术的发展趋势及存在的挑战.     

飞行时间二次离子质谱法在一次污染过程中PM2.5表面组分分析中的应用

团簇离子源的发明和使用,使飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）法成为材料表面化学分析越来越重要的手段,TOF-SIMS法的主要测试功能包括表层质谱、化学成像及深度剖析3种。采用TOF-SIMS法对一次污染过程中的大气细颗粒物（PM_2.5）的表层进行检测,得到了PM_2.5表面成分的质谱及成像信息。结果表明：PM_2.5表层存在多种金属离子,通过扫描电子显微镜能谱仪的形貌与飞行时间二次离子质谱仪的成像亮度分析可知,K⁺、Na⁺、Mg²⁺响应强度相对较强,含量较高;通过原子吸收光谱仪进行金属离子定量可知,2018年11月4日和12月24日的K⁺、Na⁺、Mg²⁺的平均质量分别为1.809 5、0.443 8、1.526 2 mg;从形态分布上看,PM_2.5表面烟尘集合体含量较多,其次为燃煤飞灰、矿物颗粒和超细未知颗粒;PM_2.5表层的有机物离子C_xH_y片段也较多,经过m/z的测试数据进一步确定,表明颗粒物表层含有大量的脂肪烃和芳香烃;除此之外,还存在含N、O、S等的有机物和无机物。     

SBBR工艺反硝化过程中N_2O和NO的产生情况

利用序批式生物膜反应器(SBBR),以葡萄糖为碳源(COD为500 mg/L),考察了不同碳氮比(COD与TN之比)、不同电子受体(NO_2~-或NO_3~-)、不同投加方式(碳源与氮源同步投加或投加碳源60 min后再投加氮源的异步投加)对N_2O产生情况的影响,以及碳氮比为2时NO的产生情况。实验结果表明:不论同步投加还是异步投加,两种电子受体的N_2O-N生成率均随着碳氮比的增大而下降;不同碳氮比下,投加NO2-时的N_2O-N生成率均高于投加NO3-时,异步投加时的N_2O-N生成率均大于同步投加时。说明低碳氮比、高浓度NO2-和胞内贮存物作碳源是反硝化过程中N_2O产生和大量积累的关键因素。此外,NO2-为电子受体时的NO-N生成率高于NO3-为电子受体时。     

碘普罗胺降解菌Pseudomonas sp. I-24共代谢降解性能研究

菌株Pseudomonas sp.I-24(I-24)难以利用碘普罗胺(IOP)作为唯一的碳源和能源进行生长和代谢,因此本研究选用淀粉、麦芽糖、葡萄糖和甘油作为I-24共代谢IOP的外加碳源,考察了在摇瓶实验中,不同外加碳源对I-24生长及降解IOP的影响.结果表明,I-24共代谢IOP符合一级反应动力学特征,淀粉对共代谢过程的促进作用最为显著,IOP的五日降解率可达到92.7%,I-24的IOP降解酶活力在培养第3 d达到最高0.182 mU,淀粉投加的最佳浓度为1 g·L-1,然而葡萄糖和麦芽糖分别对I-24的生长和电子传递系统活性(ETSA)有着最佳促进作用,表明降解菌生长过快将导致竞争性抑制,降低IOP降解率,同时ETSA与共代谢作用无直接关联.此外,从空白样表现出的酶活力得出IOP降解酶即使在低基质条件下同样可被诱导产生.     

Humic acid-enhanced electron transfer of in vivo cytochrome c as revealed by electrochemical and spectroscopic approaches

Out-membrane cytochrome c （Cyt c） plays an important role carrying electrons from the inside of microbes to outside electron acceptors. However, the active sites of Cyt c are wrapped by non- conductive peptide chains, hindering direct extracellular electron transfer （EET）. Humic acids （HA） have been previously proven to efficiently facilitate EET. However, the inherent mechanism of HA- stimulated EET has not been well interpreted. Here, to probe the mechanism behind HA-stimulated EET, we studied the interaction between Cyt c and HA. The attachment of active in vivo Cyt c on a graphite electrode was achieved when MR-1 cells were self-assembled on the electrode surface. Pure horse-heart Cyt c was covalently immobilized on an electrode via 4-aminobenzoic acid to create an active in vitro Cyt c-enriched surface. Cyclic voltammetric measurements and scanning electron microscopy confirmed the immobilization of bacterial cells and pure Cyt c protein. Electrochemical methods revealed that HA could enhance the electrocatalytic current of both in vitro and in vivo Cyt c towards oxygen and thiosulfate, suggesting enhanced EET. The blue-shifted soret band in the UV-Vis spectra and changes in the excitation/emission matrix fluorescence spectra demonstrated that Cyt c interacted with HA to form organic complexes via electrostatic or hydrogen-bonding interactions. The results will help understand electron shuttle-stimulated EET and develop bacteria- based bioremediation and bioenergy technologies.     

高效反硝化菌和包埋填料性能及微生物群落分析

为考察高效反硝化细菌及其包埋填料对低温、低底物浓度的适应性和恢复性,实验采用2个条件(适宜、不利)、3个阶段(D_1、D_2、D_3),探究二者的反硝化能力,即:将初始适宜条件下培养的高效反硝化细菌[300 mg·(L·h)~(-1)]置于不利条件下运行(D_1),反硝化性能稳定后将其包埋,仍置于不利条件下运行(D_2),90 d后恢复到适宜条件(D_3).结果表明分别经过17d和16 d的运行,反硝化细菌和包埋填料在D_1、D_2阶段的速率最终稳定在5.4 mg·(L·h)~(-1)、4.8 mg·(L·h)~(-1),说明细菌及其包埋填料能够适应低温、低底物的不利条件;在D_3阶段发现,经过12 d运行填料的反硝化速率就可达到300mg·(L·h)~(-1),表明其具有快速的自我恢复能力.利用扫描电镜分析包埋填料的内外结构,发现其内外结构均利于细菌生长代谢和传质.高通量测序分析结果表明,D_2阶段的优势菌属仍为具有反硝化功能的Pseudomonas、Thauera、Gelidibacter,因而证明了细菌在不利条件的适应性;D_3阶段包埋填料的优势菌属Thauera、Petrimonas、Pseudomonas,与初始适宜条件下培养的高效反硝化细菌的优势菌属完全相同,这也充分证明了细菌包埋填料具有良好的恢复能力.     

基于EPR技术的5种纳米金属氧化物光生活性物种的形成研究

纳米金属氧化物的光化学性质使其成为新的催化剂和杀菌剂,而活性氧化物种(Reactive Oxygen Species,ROS)作为其具有催化杀菌性能的主要原因受到广泛关注.本研究通过电子顺磁共振(EPR)自旋捕捉和自旋标记技术,研究了5种纳米金属氧化物(n Al_2O_3、n CuO、n Ti O_2、n Fe_2O_3和n ZnO)在不同光照条件下形成光生电子、羟基自由基(·OH)、超氧阴离子(O_2~-·)和单线态氧(~1O_2)的能力.结果表明,在光照过程中,n Al_2O_3、n CuO、n Ti O_2和n ZnO能够生成·OH和~1O_2,n Fe_2O_3只生成了~1O_2.其中,n Ti O_2生成的光生电子和·OH最多,n CuO仅次于n Ti O_2,n Al_2O_3和n ZnO能够生成·OH,但生成量很少.本实验结果可为预测和评价纳米金属氧化物的光催化性能及环境风险提供一定的理论支持.     

电子辐照下聚酰亚胺材料表面充电特性研究

目的研究多因素条件下航天用典型介质材料聚酰亚胺表面充电特性。方法利用空间介质材料表面带电地面模拟实验系统,以电子枪辐照材料模拟空间带电环境中航天器材料表面带电过程,以航天器上常用的介质材料聚酰亚胺为研究对象,研究不同电子能量、不同束流密度和不同厚度下聚酰亚胺表面充电特性。结果聚酰亚胺表面电位随着电子能量、束流密度和厚度的增大而增大,电子能量越高,束流密度越大,聚酰亚胺表面充电平衡时间越短。结论航天器介质材料表面带电程度与空间带电环境的电子能量、束流密度和介质材料本身结构紧密相连,研究多因素作用下航天用典型介质材料表面充电特性,将为航天器带电防护设计提供数据支持。     

电子束辐射对铜绿微囊藻藻毒素产生和释放的抑制作用研究

铜绿微囊藻及其所产生的藻毒素严重威胁人类健康和生命安全,给水处理带来很大困难.利用直线加速器产生的电子束对铜绿微囊藻分别进行1、2、3、4和5 kGy的辐射,通过胞内毒素和胞外毒素的变化,分析了电子束辐射对藻细胞毒素产生和释放过程的影响.结果表明,2～5 kGy的辐射使藻细胞叶绿素a含量迅速大幅下降,对胞外毒素的去除率分别为76.9%、76.2%、76.2%和97.7%,表明电子束辐射对微囊藻毒素的降解作用.胞内毒素、胞外毒素与叶绿素a浓度之间的相关性拟合进一步证实电子束辐射抑制了胞内毒素的产生.