C/N对SBR生物脱氮硝化过程微生物结构的动态影响

为揭示碳氮比（C/N）对硝化过程影响的机理本质,试验以人工模拟废水为研究对象,采用4组平行的SBR（R₀、R₅、R₁₀、R₁₅）反应器,基于16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术,考察了4种C/N（0、5、10、15）对硝化过程功能微生物组成和结构特征的影响.结果表明：4种C/N条件下,系统均获得了较好的去除氨氮（去除率>95%）和COD（去除率>90%）效果,TN也有不同程度的降低.此外,C/N会显著影响系统内微生物的多样性、种群结构和功能.R₀系统Chao1指数（922）、ACE指数（1232.4）、Shannon指数（6.76）和Simpson指数（0.96）均最大,故微生物多样性最丰富,而R₅的物种丰富度最低.在微生物门水平上,变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌门（Cyanobacteria）等9个相对丰度较高的门是重要的微生物门,其中变形菌门（Proteobacteria）约全部微生物的40.7%~65.2%,是4个系统中最优势的菌门.硝化过程的关键菌群亚硝化单胞菌科（Nitrosomonadaceae）及硝化螺旋菌属（Nitrospira）的相对丰度表现出随着C/N升高而急剧降低的趋势.基于LEfSe分析共获得了34组具有显著差异的微生物,从而得到了每种C/N条件下在微生物学分类水平上的菌群关键生物标记物.     

煤氧化特性与影响因素实验研究

为分析自热临界温度和采空区漏风风速对煤自燃的影响,在常温(30℃)、中温(60℃)、不同通气量等条件下对滕东煤矿3下煤层煤样进行了煤炭自燃氧化规律实验。结果表明:煤样在60℃氧化所放出的CO量较30℃时高3.4~4.1倍,煤炭氧化速率上升梯度约1.35 ppm/℃;在恒温变通气量条件下,CO气体浓度呈现先减小后稳定的趋势,CO的释放量随通气量的增大而减小;在通气量为50 mL/min(采空区漏风为0.1 m/min)的条件下,煤氧化释放的CO量最大且煤氧化能力最强,应加强最易发生自燃漏风区域的密封防护。     

宏组学方法及在污水生物处理系统研究中的应用

近年来随着测序、质谱等技术的高速发展,基于核酸分子信息为基础的包含宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白组学与代谢组学等核心内容的生物分子宏组学方法逐渐成熟,成为揭示污水生物处理系统中的关键微生物菌群结构和功能特征的有力工具,也在检测污水系统中多种ARGs以及探究其传播机制上发挥出无法替代的巨大优势,在污水生物处理研究中应用宏组学,对于深化认知污水处理系统本质、提高污水处理效率以及控制ARGs在环境中的传播具有重要指导意义.本文对宏组学方法进行了简单的介绍,着重综述了其在污水生物脱氮、强化生物除磷及探究抗生素抗性基因等方面的进展,并展望了其在污水生物处理系统中的广泛应用前景.     

利用GC/MS代谢组学技术检测纳米TiO2对多头绒泡菌代谢途径的扰动作用

纳米TiO_2(n TiO_2)具有广泛的应用价值.但n TiO_2在阳光或紫外线下具有很强的氧化作用,可对细胞产生强烈的毒害作用,因此其对生态环境的可能破坏作用值得关注.有关n TiO_2在暗环境中对生物的毒性作用报道还不多,还不能全面揭示n TiO_2的毒性作用机理.代谢组学分析是发现代谢差异、识别被干扰的代谢途径、了解n TiO_2毒性作用机理、评估n TiO_2细胞毒性的重要手段.本文采用GC/MS(气相色谱/质谱)技术检测了n TiO_2在暗环境下对多头绒泡菌原质团(单细胞)代谢组的影响,根据多变量识别模式分析发现了60余个被n TiO_2显著干扰的代谢物.这些代谢物涉及糖代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、多胺生物合成、次生代谢途径等,为全面了解n TiO_2对细胞的毒性作用机理提供了有益补充.     

温度对奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂敏感性的影响

通过不同温度条件下的慢应变速率拉伸试验,研究了煤制氢装置黑水介质条件下应力腐蚀开裂敏感性随温度的变化规律,结果表明随着温度升高应力腐蚀敏感性增加,在130℃附近应力腐蚀敏感性发生急剧变化。     

“大数据”预测分析与三丁基锡暴露有关疾病

通过毒理学“大数据”,挖掘三丁基锡（TBT）潜在的生物影响信息,预测分析TBT暴露与人类相关疾病的关系.通过比较毒理组学数据库（CTD）搜集到488个和TBT具有相互作用的基因.基因相互作用网络图显示TP53拥有相关联基因最多,处于中心地位;其次是ESR1和FN1.CTD分析与TBT相关的疾病,发现前10类疾病分别是癌症、神经系统疾病、心血管疾病、泌尿生殖系统疾病（女）、消化系统疾病、代谢疾病、泌尿生殖系统疾病（男）、内分泌系统疾病、免疫系统疾病、呼吸道疾病.KEGG通路和DAVID基因功能注释分析,发现TBT不仅和代谢性疾病有较高的关联性,其相互作用基因在糖代谢途径上亦有较密集的基因功能注释.PASS的活性预测也发现TBT可能影响多种与糖代谢相关的酶生物活性.这提示TBT对糖代谢相关疾病的影响应引起人们的注意.     

吸水性还原性材料对煤自燃影响的实验研究

为了解决吸水性盐和还原性材料仅依靠其单一特性抑制煤自燃而抑制效果并不理想的问题,提出了利用羟甲基磺酸钠的吸水性和还原性来抑制煤自燃。将原煤-20%羟甲基磺酸钠通过对比原煤、原煤-20%MgCl2和原煤-20%VC,利用程序升温实验和FTIR测试来研究其抑制煤自燃的效果。研究结果表明:3种溶液处理煤均在一定程度上抑制了煤自燃,其中,20%羟甲基磺酸钠溶液对抑制煤低温氧化的效果最好,经过其处理的煤样表观活化能最大,同时,依靠其还原性很好地保护了煤中的亚甲基和羟基不被破坏,抑制煤自燃效果明显优于20%MgCl2溶液和20%VC溶液。     

基于能量理论的煤与瓦斯突出机理探讨

为研究煤与瓦斯突出的力学机理和能量来源,根据理想气体状态方程,推导了采场围岩瓦斯突出过程中的瓦斯压力、瓦斯含量与对外做功的关系,基于弹塑性力学,阐明了岩体弹塑性状态转化前后应变能释放机理。研究结果表明:煤与瓦斯突出是瓦斯势能与煤岩体弹性能共同作用并转化为煤岩体动能的结果;瓦斯势能释放值与释放路径无关,而与瓦斯压力和瓦斯含量相关,与煤壁前方塑性区扩展规模相关;将其应用至1次特大型煤与瓦斯突出事故中,核算的突出煤量、瓦斯含量和煤体抛出速度基本吻合于实际结果;基于理论分析提出了煤与瓦斯突出的3项防治措施,一是通过钻孔卸压或瓦斯抽放减小瓦斯压力,二是增加极限平衡区距离或减小截深,三是避免高瓦斯巷道或工作面出现蝶形塑性破坏。     

煤的低温氧化及指标气体实验研究

本文主要利用自制研发的煤自燃特性测试系统,通过程序升温加热的方法,分析了桃园煤矿10煤和8煤在不同温度环境下氧化的气体组分及其浓度分布,以此来分析煤在低温条件下的氧化规律,并综合分析判定煤自然发火标志气体。实验结果表明,随着煤温的升高,煤的氧化速度越来越快,煤氧化速度的拐点温度为100℃~120℃;10煤出现C_2H_4和C_2H_6的温度均在80℃~100℃,而8煤在35℃~40℃下就有C_2H_6生成,但出现C_2H_4的温度高达150℃;10煤以CO为主标志气体,以C_2H_4、C_2H_6、C_3H_8作为辅助指标气体;8煤以CO、C_2H_6为主标志气体,以C_2H_4、C_3H_8作为辅助指标气体。