单分子荧光技术与聚合物单链物理性质的研究

对以荧光关联光谱、荧光光子计数直方图技术、单分子荧光成像、单分子荧光散焦成像等单分子荧光技术为主要研究手段开展的关于聚合物单分子链物理化学性质的研究工作进行了总结与介绍,重点介绍了本实验室在聚电解质单链构象转变及抗衡离子分布、表界面聚合物单链动态性质、空间受限状态下聚合物单分子链及单分子链段的平动扩散、转动运动的研究工作。研究结果表明,单分子荧光技术在研究高分子单链物理化学方面具有很大的潜力,发展新的技术与方法能够大力促进我们对于高分子体系微观结构与性质的理解与认识。     

微生物利用食品废物合成聚羟基烷酸酯

为了降低聚羟基烷酸酯(PHAs)的生产成本,以麦芽、豆类、糖果、冰激凌、牛奶、芝麻油和食醋废物为底物,研究了产碱弧菌(Alcaligenes latus)、表皮匍萄球菌(Staphylococcus epidermidis)和活性污泥合成PHAs的工艺可行性和产物的物化性质.结果表明,通过两段式间歇补料发酵.3类微生物利用麦芽废物合成的聚羟基丁酸酯(PHB)产量最大,分别达细胞内含量的70.1%、16.0%和43.3%.A.latus适应食品废物开始细胞生长和PHAs合成的延迟短,在缺氮阶段合成PHB的产量、产率高.微好氧时,从芝麻油提取出的S.epidermidis可以合成分子量超过1×106的PHB.活性污泥可利用豆类废物合成聚羟基丁酸-羟基戊酸酯(PHBV)共聚物,其中羟基戊酸比例(HV%)占21%.多数食品废物适合合成具有不同物化性质的PHAs.PHAs产物的组分及物化性质受微生物种类、底物类型、发酵条件的影响.     

膜基材对连续流动态膜厌氧混合发酵系统的影响

采用动态膜生物反应器(DMBR)成功启动并稳定运行了玉米秸秆与餐厨垃圾中温厌氧混合发酵系统,重点探究了膜基材性质(膜面积、膜孔径和膜材质)对连续流动态膜混合发酵系统运行性能和动态膜性能的影响.结果表明,膜面积、膜孔径和膜材质对动态膜的形成、膜通量的改变和有机质的截留能力均有影响显著.其中,适当增大膜面积以降低膜通量能够显著降低膜反洗频率;与200目尼龙网膜基材相比,相同膜面积的300目不锈钢膜基材的有机质截留率更高(95%),稳定状态出料浊度低于50 NTU,相应的DMBR系统甲烷产率由(111.1±7.9) mL·g~(-1) COD增至(217.1±18.6) mL·g~(-1) COD.比对分析可知,300目不锈钢膜基材能够较好地实现混合发酵系统水力停留时间(HRT)和固体停留时间(SRT)的稳定分离,有利于最大限度地提升混合发酵系统的甲烷产率.此外,在选定动态膜组件较优膜面积、膜孔径(300目)和膜材质(不锈钢网)的基础上,设定有机负荷、HRT和SRT分别为(3.91±0.55) g·L~(-1)·d~(-1)、30 d和46 d,连续流动态膜混合发酵系统能够实现长时间高效稳定运行,反应器内辅酶F_(420)浓度(1.65μmol·g~(-1) VS)较高,且纤维素类生物质降解显著.     

淮河流域粮食生产与化肥消费时空变化及对水环境影响

以淮河流域172 个县为研究单元,基于1990、1995、2000、2005 和2010 年分县粮食、化肥及2010 年水环境数据,采用ESDA模型、重力模型、回归分析和GIS 空间技术方法,分别对流域粮食生产与化肥消费的空间集聚程度及重心进行测定,在此基础上分析了流域粮食生产与化肥消费的动态时空变化规律、耦合关系及其对流域水环境影响。结果表明：①粮食生产与化肥消费的“高-高”和“低-低”集聚区存在显著空间正相关,空间聚集特征明显,“高-高”类型区主要集中分布在流域下游的苏北平原和皖北平原,“低-低”类型区主要集中分布在流域上游的伏牛山、桐柏山和沂蒙等山区;②重心分析表明,20 a 来粮食生产和化肥消费的重心逐步由流域东北向西南方向移动,分别移动了29.51 km和34.97 km,两者重心之间距离呈现近似“W”的“先减后增再减再增”徘徊特点;③流域粮食生产与化肥消费的“高-高”和“低-低”集聚区在流域空间位置上高度耦合,呈现增减协同的时空演进格局,且两者重心时空演变轨迹具有同向性,空间耦合特征显著;④回归分析表明化肥消费是流域水环境污染的主要贡献因子和污染来源,也表明流域粮食生产过程中环境成本较大,呈外部不经济效应。     

北京市食物消费虚拟水含量研究

虚拟水是指在生产商品和服务过程中消耗的水资源数量。人们在消费商品或服务的过程中,即在消费隐含其中的虚拟水。我国是水资源比较匮乏的国家,且水资源在时间和空间上分布不均匀。随着人口和经济的不断增长,我国对水资源的需求也逐渐增加,缺水问题日益严重。水资源短缺已经成为制约我国社会经济发展的关键因素。虚拟水理论为解决水资源危机提供了新的思路。在居民的虚拟水消费中,食物消费中隐含的虚拟水占很大比例,且食物消费与居民生活息息相关。本文以北京市为例,计算了2009年北京市居民食物消费中隐含的虚拟水含量,并对城乡居民和不同收阶层居民的食物虚拟水消费总量及结构进行了对比分析。结果显示,北京市居民食物消费的虚拟水含量在城乡间及城乡各收入阶层间都存在差异,且城乡间及农村各收入阶层间虚拟水消费结构也存在差异。造成这种差异的原因是消费水平及消费结构的不同。     

水体富营养化的预防及治理办法

今年中国大片的水域爆发蓝藻,不仅影响了视觉,嗅觉,更影响了人民的生活。笔者在这里以无锡梅粱湾为例,从地理位置,水文气候,地质等方面,分析蓝藻的爆发原因,影响因素。总结目前中国处理蓝藻的方法。从湖体自身的特征进行分析,阐述关于湖泊治理的个人观点,建议研究人员通过计算湖体的自净能力和承载力来控制污染物排入水体的量。     

复合式Carrousel氧化沟处理城市污水研究

在Carrousel氧化沟中悬挂半软性填料而组件的复合式氧化沟处理人工合成的城市污水,通过小试研究,考察了复合式氧化沟在不同的HRT时运行效能和特性,分析了复合式氧化沟工艺在污染物去除方面的优势。试验表明,当HRT从55h减少到10h,COD去除率从99.1%减少到86.6%,BOD5去除率从99.4%下降到92.8%,氨氮去除率从98%减少到83.0%;当复合式氧化沟在HRT=20h的条件下运行,进水COD、BOD5和氨氮分别为125.3~492mg/L,56.26~249.44mg/L,20~32.91mg/L,去除率分别为90.2%~97.0%,94.4%~99.3%,90.1%~98.7%。复合式Carrousel氧化沟耐冲击负荷能力强,各类污染物的去除效率很强。     

城市餐饮食物浪费的磷足迹及其环境排放——以北京市为例

除了威胁食物安全,食物浪费不仅造成了资源的巨大浪费,还给环境带来了沉重的压力。食物中的磷元素是人类所必需的基本元素,其代谢过程也是生态系统循环重要的组成部分。磷肥一方面能够增加粮食产量,另一方面也会造成土壤磷积累和水体富营养化。论文根据对北京市136家餐饮机构,2 704桌消费者餐饮食物浪费调查数据,研究了北京市餐饮食物浪费的磷足迹及其环境排放。研究表明：北京市餐饮食物浪费量为39.97×10⁴ t/a ,其含磷量为1.21×10³ t/a;北京餐饮食物浪费的磷足迹为40.56 g P/kg,这意味着每浪费1 kg的食物,将向环境排放40.56 g 磷。因此,合理地进行餐饮消费,减少餐饮食物浪费,对于保证食物安全和环境保护都具有重要的作用。     

生态产业链的概念与应用

提出生态产业链的原创性概念与建立生态产业链的一般性方法,并将这一概念与方法应用于麻产品的生态产业链系统的设计与开发中,通过在辽宁省的朝阳、台安等地2年多的实际应用,证明该理论是有效的.     

Effects of fungicides triadimefon and propiconazole on soil bacterial communities

The impact of fungicides triadimefon and propiconazole on soil bacterial populations from a strawberry field was investigated. Two fungicides were applied to the soil at concentrations of 10 mg/kg or 100 mg/kg with soil water contents 20.2% (fresh soil water content) or 26.0% (field capacity). Changes in bacterial communities were assessed using DNA extraction, polymerase chain reaction (PCR) amplification of the 16S rDNA and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). High performance liquid chromatography (HPLC) was utilized to detect the residue of fungicides in soils. The results showed that propiconazole was more persistent than triadimefon in soils, and the two soil water contents did not cause significant differences in dissipation rates between the two fungicides. A high concentration of propiconazole could inhibit the existence of soil microbes while one of triadimefon might induce the microbial population in the first stage. From unweighted pair-group method using arithmetic averages (UPGMA) dendrograms, the effect of triadimefon and propiconazole at the two applied concentrations on a soil bacterial community could be long term. After triadimefon was applied for 60 days and propiconazole for 75 days, the compositions of microbial communities were not recovered. From the viewpoint of environmental protection, it was of significant importance to pay more attention not only to the residues of pesticide but also to the change in soil microbial communities.