红球菌LSJ-6介导的金纳米颗粒的合成及其对亚甲基蓝的吸附去除

从湖南省冷水江市的土样中分离筛选到一株对重金属具有高抗性的菌株.16S rRNA基因序列分析可知,该菌株属于红球菌属(Rhodococcus),命名为Rhodococcus sp.LSJ-6.最适生长条件为30℃,pH为7,好氧.研究发现该菌株可以介导金纳米颗粒的合成,且纳米颗粒的大小随体系pH升高(pH 5~9)而减小(15~3 nm).当温度升高时(20~40℃),颗粒大小无显著性差异,但形貌的多样性减小.进一步研究了不同条件下合成的纳米颗粒对亚甲基蓝的吸附去除,发现在pH为9,30℃时合成的金纳米颗粒对亚甲基蓝的吸附去除率最高,可达96%.本研究为生物合成金纳米颗粒的环境应用奠定了基础.     

铅锌尾矿污染区3种菊科植物体内重金属的亚细胞分布和化学形态特征

通过实地调查分析广西阳朔某铅锌尾矿污染农田自然生长的3种常见菊科植物野艾蒿、胜红蓟和野茼蒿体内的重金属含量,并采用差速离心与化学试剂提取法分析重金属在植物中的亚细胞分布及其存在的化学形态,探究菊科植物对重金属的积累、耐性特征和机制.结果表明,污染区土壤受Cd、Pb、Zn这3种重金属污染严重,其含量分别比国家土壤环境二级标准(GB 15618-1995)超标37.7、5.7和8.9倍,植物体内Cd、Pb和Zn含量都超过正常范围.野茼蒿和胜红蓟对Cd具有较强的迁移能力和富集能力,适用于Cd污染土壤的生态修复.此外,野茼蒿的茎和叶中Cd的含量分别为159.6 mg·kg~(-1)和219.5mg·kg~(-1),超过Cd超富集植物的临界标准,可见野茼蒿完全具有Cd超富集植物的基本特征,是Cd超富集植物.3种菊科植物地下部和地上部的Cd、Pb和Zn主要分布在液泡可溶组分和细胞壁中,而在细胞器中的分布较少.植株中大部分的重金属以迁移性较低的氯化钠提取态、醋酸提取态和盐酸提取态存在.因此,液泡区隔化、细胞壁固持和重金属以低活性的化学形态为主可能是3种菊科植物应对重金属胁迫的重要耐性机制.与野艾蒿相比,胜红蓟和野茼蒿茎叶中的Cd更多地贮存在液泡中,且地上部"活性态"Cd的积累比例低于根系,这些很可能是胜红蓟和野茼蒿忍耐和富集镉的重要途径.     

耐砷芽孢杆菌对As3+的吸附性能与机制研究

为了给砷污染水体的微生物修复提供理想材料和必要的理论依据,从湖南某矿区筛选分离得到一株高耐砷菌株,利用16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定.同时,采用单因素试验研究了耐性菌吸附As³⁺的影响因素及规律,通过研究等温吸附属性、吸附动力学和热力学属性,分析亚细胞赋存特性,并结合扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等技术手段,初步探讨了吸附发生的可能机理.结果表明,通过形态学、生理生化及分子鉴定,初步鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）,命名为Bacillus sp. strain AsT4.该菌株固体平板培养对砷的耐受阈值为40 mmol·L^-1;菌株最适生长条件为温度35℃、pH=7.0、NaCl浓度5 g·L^-1、转速180 r·min^-1;芽孢杆菌湿菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃,溶液pH=6.0,培养时间36 h,As³⁺初始浓度10 mg·L^-1,菌量1.5 mL,此条件下的去除率为69.3%.干菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃,pH=7.0,吸附时间90 min,As³⁺初始浓度10 mg·L^-1,投加量0.5 g·L^-1,此条件下的吸附率为72.8%.无论是湿菌体还是干菌体,Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学方程能更好地描述耐砷芽孢杆菌AsT4对As³⁺的吸附过程,并且是自发、墒增的吸热过程.耐性菌对As³⁺的生物吸附和累积以胞内累积和细胞壁富集为主,菌粉表面的羧基、羟基、胺基等活性基团可能在吸附过程中起主要作用.     

适用于低氨污水的高效氨氧化菌的分离筛选及其氨氧化特性

文章从生活污水中富集得到了一种培养物,其中的唯一自养氨氧化菌被命名为Nitrosomonas europaea SH-3。研究了亚硝氮浓度、盐度、温度和pH对其生长的影响,并探究了其在低氨污水中的脱氨效果及最大比增长速率。结果表明,该培养物的半数抑制亚硝氮浓度<500 mg/L,半数抑制盐度为0.5%～1%(以NaCl计);最适生长温度为32.2℃,最适pH为7.7。该培养物在低氨污水中的氨氮去除率能达到92.64%～100%,最大比增长速率为(2.34±0.35) d~(-1),最短代时为(7.28±1.07) h。该培养物生长迅速,对氨的亲和力高,在低氨污水中具有较高的应用价值。     

BaP和Cd单一复合对BaP蚯蚓亚细胞分配的影响

选用钙离子通道阻断剂氯化镧（LaCl₃）和巯基蛋白阻断剂N-乙马来酰亚胺（NEM）对赤子爱胜蚓进行预暴露,然后构建BaP单一或Cd-BaP复合污染,研究不同阻断剂对BaP在蚯蚓不同亚细胞组分（Fraction C：细胞溶质组分;Fraction D：固体颗粒组分;Fraction E：细胞碎片组分）中分配积累特征的影响.结果表明,无论单一或复合污染,BaP主要分布于细胞碎片组分中（占55.42%~69.96%）,其次为固体颗粒组分（占27.91%~32.90%）,在细胞溶质组分中的浓度最低（占2.13%~11.67%）.单一BaP污染下,两种阻断剂对BaP的作用相近,即LaCl₃和NEM的加入均能不同程度地促进3个亚细胞组分中BaP的积累.而在Cd和BaP复合污染下,两种阻断剂对BaP的分布积累的影响略有不同,LaCl₃能够促进复合污染下BaP在3个亚细胞组分中的积累,而NEM促进了复合污染下BaP在固体颗粒组分和细胞碎片组分中的积累,但抑制了BaP在细胞溶质组分中的积累,浓度从原来的0.99mg/kg降低至0.59mg/kg.因此,钙离子通道和巯基蛋白可能参与BaP在蚯蚓亚细胞的分配积累,相比单一污染,Cd的复合污会进一步改变BaP的积累分配特征.     

二氧化钛悬浮体系中几种不同结构染料的光催化降解实验

以钛酸丁酯为原料,乙醇为溶剂,利用溶胶凝胶法制备纳米TiO2微粒。以紫外灯为光源,以橙黄Ⅱ、酸性品红和亚甲基蓝溶液为降解对象,实验考察了纳米TiO2微粒的光催化活性,同时比较了不同结构的染料的降解效果。结果表明:自制的纳米TiO2对染料废水具有明显的降解,不同结构的染料中,具有单偶氮结构的染料橙黄Ⅱ的降解效果最好。     

两种油菜不同铅富集能力差异机理

通过水培试验和大田试验研究了秦油1号（QY-1）和三月黄（SYH）2种油菜对Pb的吸收富集能力,并从叶片的亚细胞结构和抗氧化酶活性等角度探究二者对Pb的耐性和解毒机制.结果表明,在水培条件下,2种油菜的生长均未受到明显的抑制,随着Pb胁迫的增加,油菜吸收的Pb更倾向于分配在根部,减弱向地上部的转运.同时,在高Pb处理浓度（20mg/L）下,SYH的地上部和根部的Pb含量分别比QY-1提高了17.03%和77.07%.油菜叶片中Pb亚细胞区隔化研究结果表明,将Pb区隔在生物解毒组分（金属富集颗粒组分和热稳定蛋白组分）中是油菜富集Pb的重要耐性机制,其中SYH在该组分中Pb的分布显著高于QY-1.此外,抗氧化系统是这2种油菜应对Pb胁迫的重要解毒机制,Pb胁迫下SYH体内过氧化物酶和过氧化氢酶活性显著高于QY-1,可更有效地应对Pb胁迫对其的毒害效应.大田试验表明,田间条件下2种油菜吸收的Pb更倾向于转运到地上,且SYH的富集系数、地上部和根部Pb含量均显著高于QY-1.综上,SYH具有更高的Pb富集能力,具有修复中轻度Pb污染土壤的应用潜力.     

硅基载铁材料催化H_2O_2降解染料废水

采用浸渍-高温煅烧的方法制备了负载型Fe/Si O2催化材料,并利用该催化材料催化H_2O_2降解亚甲基蓝废水,同时考查了不同因素对亚甲基蓝降解效果的影响。结果表明,催化材料催化H_2O_2对亚甲基蓝废水具有较好的去除效果,受到催化材料投加量、H_2O_2浓度、pH、反应时间等因素影响。正交试验结果表明,影响因素的主次关系依次为H_2O_2浓度、pH值、反应时间及催化材料的投加量。为了考查该催化材料稳定性,经4次循环利用后,发现亚甲基蓝脱色率仍在97%以上。此外,该催化材料催化H_2O_2降解工业染料废水,色度去除率达到近100%,并且其COD去除率达到84.3%,符合染料废水达标排放要求。     

低C/N餐厨废水半短程硝化试验研究

餐厨废水具有高NH_4~+-N、低C/N的特性,采用传统生物脱氮工艺需要消耗大量碳源,而采用短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺可以较好地处理此类废水,通过控制DO浓度来实现废水半短程硝化可为组合工艺提供进水条件。采用自制SBR反应器,控制ρ(DO)在0.5~0.6 mg/L,温度为(30±1)℃,可实现废水的半短程硝化,NO_2~--N累积率可达90%以上,出水n(NO_2~--N)∶n(NH_4~+-N)约为1,系统COD去除率维持在65%左右。系统稳定后对1个周期内的系统进行观察,发现0~1 h内系统中COD得到迅速降解,1~8 h内COD降解速率放缓,出水NO_2~--N累积,较低的DO浓度可有效地限制NOB的活性,反应周期内NO_3~--N浓度基本处于较低水平。当DO浓度过低时,系统中AOB和NOB同时受到抑制,氧化一定量的NH_4~+-N所需时间更长;ρ(DO)浓度高于1.5 mg/L时,NOB活性逐步恢复,系统中NO_3~--N浓度增加。因此,通过控制DO浓度实现低C/N餐厨废水半短程硝化是可行的,可为后续试验创造条件。     

基于竖流式一体化反应器实现自养生物脱氮研究

为了更好地实现亚硝化和厌氧氨氧化工艺联合,根据亚硝化和厌氧氨氧化微生物的生长特性设计了一种新型的自养生物脱氮反应器.通过接种亚硝化和厌氧氨氧化微生物,研究了实现该反应器自养生物脱氮的可行性和运行特性.实验结果表明,该单一反应器能够实现亚硝化与厌氧氨氧化菌的分区培养.经过104d的运行,反应器脱氮效能从0.25kg/(m3·d)上升到1.46kg/(m3·d).利用亚硝化曝气尾气和厌氧区产生的氮气实现了亚硝化液的气升回流,进气量(X)与回流量(Y)呈现出Y＝2.8X－37.1的线性关系.回流比由最初的4上升到14,未对厌氧区环境产生影响,厌氧区ORP始终保持在-500mV左右.同时回流液稀释了进水氨氮浓度,缓和了基质对厌氧氨氧化菌的影响.