耐镉菌株的分离及其对Cd2+的吸附富集

采用梯度浓度驯化的方法,筛选分离出一株能高度耐镉和富集镉的菌株,初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株在含Cd2+浓度4500mg/L的液体细菌培养基中能够生存,当Cd2+浓度为100mg/L时,pH值为6～8有利于提高菌株耐镉能力.Cd2+为低浓度时菌株积累Cd2+,菌体对Cd2+浓度为100mg/L的积累率达99.1%,冻干菌体对Cd2+的吸附量为8.786mg/g干菌体;当Cd2+浓度大于909mg/L时,菌体表现出外排Cd2+现象.红外分析和电镜观察表明,菌株细胞壁在吸附Cd2+中起重要作用,67.4%的Cd2+吸附在细胞壁上.     

电子束辐照降解水体中的金霉素

应用电子加速器辐照研究了去除水体中金霉素（30mg/L）的过程,初步探索了剂量、不同气氛条件下叔丁醇的存在、pH值、无机阴离子等对去除效率的影响.然后根据实验结果推测了降解机理和降解产物毒性.结果表明：电子束辐照能高效去除水体中的金霉素,且还原性粒子占主导作用;pH值为碱性时利于金霉素的去除;0.005mol/LCO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-或Cl^-的存在能促进其去除.根据超高效液相色谱-质谱（UHPLC-MS）对降解产物的分析,并结合理论计算推测出10种降解产物和相应的降解途径.之后的费氏弧菌毒理实验数据显示：降解后水样的生物毒性随着吸收剂量先增高后缓慢降低,但辐照5.0kGy后毒性依然较大.     

水溶性有机物电子转移能力与荧光峰强度的关系研究

以不同来源的水溶性有机物（DOM）为供试材料,采用电化学方法和荧光光谱法研究了DOM电子转移能力及其与荧光峰强度的关系.采用库仑安培法测定DOM电子转移能力,其中测得的电子接受能力为635.6～1 049.3μmol.（g.C）-1,电子供给能力为27.3～42.3μmol.（g.C）-1.利用循环伏安法研究DOM电化学活性,发现其氧化还原电位在-731～-996 mV（vs.Ag/AgCl）之间.经过电位跃阶法三次氧化还原循环后电子转移能力仍可维持在232.1～897.2μmol.（g.C）-1之间,电子循环率为36.7%～78.2%,说明DOM具有重复利用、反复转移电子的特性.采用荧光激发发射光谱法（EEMS）测定DOM的类富里酸荧光峰强度并比较其与DOM电子转移能力的关系,发现DOM的类富里酸荧光峰强度与DOM的电子循环率具有显著相关（r2=0.92）.实验结果为理解DOM在元素循环、污染物降解以及生物地球化学循环中的作用提供科学依据.     

DBD降解CF2ClBr过程中自由基与电子能量

利用介质阻挡放电方法对环境污染物ＣＦ₂ＣｌＢｒ进行了等离子体降解的研究．在前人对该体系的降解产物分析及活性粒子推测的基础上,采用动态反应装置得到了等离子体的发射光谱,进一步确证了等离子体系中出现的ＣＦ₂、ＣＦＣｌ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ等主要自由基,并从中推出了等离子态气体可能发生的自由基反应．同时通过发射光谱的分析,近似得到该体系的平均电子能量约为２．４２ｅＶ     

微氧条件下自养-异养联合反硝化工艺的电子平衡分析

自养-异养联合反硝化(integrated autotrophic and heterotrophic denitrification,IAHD)工艺可以同时进行硫化物,硝酸盐和有机物的降解,作为工业废水处理的关键单元近年来受到广泛关注.引入微量氧气作为电子受体的微氧技术已被证明是强化IAHD运行效能的有效策略.本研究关注于IAHD工艺的电子平衡计算并发现了IAHD生物反应器在微氧条件下运行时利用有限的硝酸盐可将硫化物和乙酸盐完全转化去除.在IAHD序批实验中,当电子缺失率达到峰值55. 1%时,硫化物、硝酸盐和乙酸盐去除效率和去除速率均最高.进一步的硫化物氧化间歇实验表明,电子得失不平衡现象发生在生物硫化物氧化过程中,当氧气含量为5 m L和10 m L时,电子缺失率分别为18. 7%和38. 2%. Illumina微生物群落测序结果表明,Thiobacillus、Thauera、Mangroviflexus和Erysipelothrix为硫氧化过程的主要占优属,其中Thiobacillus的相对丰度随着电子缺失率的增加而增加.本研究揭示了微氧条件下电子受体缺失现象与强化的IAHD运行效能之间的潜在联系,并为深入探讨硫、氮和有机碳的代谢机制提供了新的研究视角.     

Integrated energy view of wastewater treatment: A potential of electrochemical biodegradation

• Energy is needed to accelerate the biological wastewater treatment. • Electrical energy input in traditional technology is indirect and inefficient. • Direct injection of electricity can be a game changer to maximize energy efficiency. • Microbial electrochemical unit for decentralized wastewater treatment is proposed. It has been more than one century since the activated sludge process was invented. Despite its proven stability and reliability, the energy (especially the electrical energy) use in wastewater treatment should evolve to meet the increasingly urgent demand of energy efficiency. This paper discusses how the energy utilized in conventional biological wastewater treatment can be altered by switching the indirect energy input to a direct electricity injection, which is achieved by the electrode integration providing extra thermodynamic driving force to biodegradation. By using electrodes instead of oxygen as terminal electron acceptors, the electrical energy can be utilized more efficiently, and the key of direct use of electrical energy in biodegradation is the development of highly active electroactive biofilm and the increase of electron transfer between microbes and the electrode. Furthermore, the synergy of different microbial electrochemical units has additional benefit in energy and resource recovery, making wastewater treatment more sustainable.     

厦门近海沉积物中高分子有机质的来源初探

采用多步连续-湿法-化学方法,分离提纯了于2010年7月和12月在厦门近海采集的沉积物样品,获得3类高分子有机质,即腐殖酸（HA）、干酪根和碳黑（KB）和碳黑（BC）。以扫描电镜（SEM）作为有效的辅助手段,观察沉积物原样及高分子有机质的形貌特征,结合稳定碳同位素（δ13C）的分析,初步探讨了厦门近海沉积物中高分子有机质的来源。扫描电镜观察发现,在原样沉积物中存在多种海源物质（如钙质硅藻和圆筛藻/冠盘藻）;而在KB样品中同时发现类似于陆地植物的木质碎片以及来自海洋的藻胶鞘,暗示了其来源是海源与陆源共同作用的结果。稳定碳同位素研究表明厦门湾近海海域沉积物中有机质以陆源影响占优势,其比例在58.32%至84.45%之间;δ13C值整体上显示为夏季的贫于冬季的,这与研究区域的生态系统中陆源C3植被和海源水生植物的繁殖生长有关,同时还有排海污水及化石燃料煤燃烧后或者运煤船只洒落的碎屑的贡献。     

铜氰溶液的电子束辐照降解

研究了铜氰溶液中总氰初始浓度、pH、铜浓度等对总氰降解效率的影响,比较了KCN溶液和铜氰溶液的总氰降解率,初步推断了铜氰溶液在辐照过程中的降解机制.实验结果表明,在同样的辐照剂量下,随着总氰初始浓度的增加,总氰降解率降低,相应的总氰降解G值增大;铜浓度越低,总氰降解率越高;pH越小的铜氰溶液总氰降解率越高.电子束辐照KCN溶液和铜氰溶液的总氰降解反应属于表观一级反应.在相同的辐照剂量下,KCN溶液的总氰降解率比铜氰溶液要高得多.铜氰溶液的电子束辐照降解过程非常复杂,主要是铜氰络合离子逐步离解出的CN-与·OH的反应.     

土壤胡敏素对铜离子的吸附作用及其机理研究

以暗棕壤为供试土壤,研究了不同溶液pH值、离子强度、接触时间、反应温度和初始铜离子(Cu~(2+))浓度条件下,胡敏素对Cu~(2+)的吸附作用;利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能量色散谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS),对胡敏素/胡敏素-Cu~(2+)复合物的表面形貌、元素分布和官能团组成进行了分析;应用延展X-射线吸收精细结构谱(EXAFS),对吸附态Cu~(2+)的局域配位结构进行了表征.结果表明:胡敏素对Cu~(2+)的吸附量随pH值、接触时间、反应温度和Cu~(2+)浓度的增加而增加,但随离子强度的增加而下降;吸附动力学符合准二级动力学方程,而吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果较好;吸附过程需要能量,是自发、吸热和自由度增加的缔合反应;吸附Cu~(2+)之后,胡敏素表面产生了团聚现象,表面羧基、羟基、吡啶氮和N—O基团参与了Cu~(2+)的吸附作用,同时吸附态Cu~(2+)是以内层配位形式与胡敏素表面的O/N和C原子结合.     

典型可燃物燃烧烟尘物化特性差异性研究

开展对典型可燃物燃烧烟尘的物化特性差异性研究,是全面了解烟尘信息的基础.基于可控条件下的燃烧试验,对典型可燃物燃烧烟尘物理特性和化学组分进行了分析.通过对比分析汽油燃烧烟尘、聚苯乙烯燃烧烟尘、ABS燃烧烟尘及柴油烟尘和正庚烷烟尘的透射电镜图片,对透射电镜图的紧凑性、复杂性及灰度值进行了深入分析,探讨了燃烧烟尘的物理差异性.利用固相微萃取-气质联用技术(SPME-GC-MS),对汽油燃烧烟尘、聚苯乙烯燃烧烟尘、ABS燃烧烟尘化学组分进行了分析和对比.通过燃烧烟尘的特征物质组分的分析,得到3种燃烧烟尘在特征物质的分布和出峰时间等方面的差异性.这些差异性可作为对烟尘来源及燃烧条件等因素判别的依据.