钯基催化剂电催化氢解处理氯代有机物的研究进展

氯代有机物(COPs)是一类重要的化工生产原料和中间体,但其高持久性、高生物累积性、致癌性及遗传毒性将对生态环境和人体健康造成巨大危害. 开发消除COPs毒性的新型技术,实现人与自然和谐共生,成为国际学术界和工业界共同关注的焦点. 电催化氢解技术(ECH)因具有高反应活性、结构简单、二次污染风险小等优势而备受青睐. 本文系统综述了钯(Pd)基催化剂上的ECH反应机制,探究强还原性氢自由基(H*)的定量分析方法,揭示脱氯反应与析氢副反应间的竞争关系. 通过分析H*产量、污染物脱附、电场等因素对脱氯速率的影响规律,建立晶面与效能间构效关系,识别不同反应条件下制约ECH速率的因素. 聚焦阴极催化活性低、易受脱氯产物毒化的关键问题,通过暴露Pd活性中心位点、强化水裂解、调控电子效应和配体效应及几何效应等策略增强催化剂产H*量和抗毒化性能. 开展ECH脱氯反应路径识别、脱氯性能影响因素探讨以及生物安全性评价,并基于当前存在的关键科学问题,展望ECH技术的发展趋势,为设计和发展实用型环境催化新技术和新型催化材料指明方向.      

基于酸催化的生物质制乙醇工艺条件优化

纤维素乙醇被认为是最佳的替代燃料之一,但依然存在纤维素水解效率低和水解糖液中有害物质影响酵母菌活性等问题,从而导致其生产成本过高,无法实现工业化生产。选取水稻秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、毛竹等4种典型生物质,进行了基于酸催化法与同步酶解发酵法制取纤维素乙醇工艺条件的优选研究,采用DNS还原糖测定法测定原料还原糖转化量以表征预处理效果,并使用气相色谱法测定乙醇转化率。结果表明:水稻以5%固体装载量在125℃下经0.5%稀硫酸处理10 min后,产糖率达28.74%,处理效果在4种生物质中最优;发酵2 d后的水稻和小麦的乙醇转化率分别为51%和54%,显著高于高粱与毛竹;发酵5 d后高粱和毛竹的乙醇转化率达到了61%和65%,高于水稻和小麦。以上结果对改善传统生物质生产纤维素乙醇产率低的问题,具有一定的实际指导意义。     

漆酶在环境保护中的应用研究进展

在有氧条件下,漆酶能降解很多难降解的化合物,在环境治理中起到重要的作用。介绍了漆酶的来源和特性,综述了漆酶在造纸废水、废纸脱墨、食品工业废水及染料脱色等领域中的应用,并对漆酶的应用前景进行展望。     

壳聚糖/聚多巴胺复合颗粒染料吸附性能研究

文章以壳聚糖为原料，盐酸多巴胺为交联剂，采用乳化交联法制备壳聚糖/聚多巴胺复合颗粒。以甲基蓝为模型染料，考察溶液pH对染料吸附、解吸附的影响，并通过吸附动力学研究分析吸附机理，探讨壳聚糖/聚多巴胺复合颗粒作为染液废水吸附剂的可行性。吸附行为研究结果表明，甲基蓝溶液pH值为6时，复合颗粒的吸附性能最佳；调节交联剂的用量，壳聚糖和盐酸多巴胺的投料比为5∶1时，复合颗粒对甲基蓝的吸附量最高，可达到71.02 mg/g。复合颗粒对甲基蓝的吸附过程符合准二级动力学模型，该吸附为化学吸附过程。解吸实验结果表明，p H值为9的碱性溶液可高效地实现甲基蓝的解吸附，且复合颗粒具有良好的循环再生能力。     

热水解污泥酸化液碳氮磷对PHA合成的影响

基于热水解污泥酸化液定向驯化得到了稳定的PHA合成混合菌体系,分析了菌群特征与结构,研究了限制氮、磷、非挥发性脂肪酸(non-VFAs)物质和补料方式对PHA合成率以及相关组分对菌群活性的影响.结果表明,利用热水解污泥酸化液合成PHA的特有混合菌体系中优势菌属短枝单胞菌属(Brachymonas)占45%.限制酸化液中NH₄⁺-N浓度PHA合成率从22wt%提高至25wt%,限制non-VFAs不仅PHA合成率可提升27%同时合成速率也提升了25%.酸化液中的NH₄⁺-N、PC₄^3--P和non-VFAs未对PHA合成菌群活性造成显著影响,但是高浓度挥发性脂肪酸(VFAs)会对菌群活性造成抑制.为降低高浓度VFAs的抑制采取分批补料策略可提高PHA合成率,分批补料(5次)PHA最大合成率较一次补料的28wt%提升至34wt%.因此,通过提高酸化液中VFAs占比及优化补料方式均可提升PHA合成率,热水解污泥酸化液生物合成PHA在未来工业化生产时具有很大发展前...     

预处理条件对高含固污泥热水解有机物组分转化的影响

以城市污水处理厂含固率为10%的剩余污泥为研究对象,探讨了不同热水解预处理条件对水解效率及有机物组分的影响。结果表明,热水解温度和时间对剩余污泥水解有显著影响,COD及VSS水解率在热水解温度为160℃、时间为120 min时达到44.1%及46.9%。剩余污泥水解液的主要基团为COO—、NH_3~+、NH_2~+、O—H、CH_3、CH_2,芳香族物质可随着热水解温度和时间的进一步增加逐渐被水解。在160~180℃、60~90 min的热水解条件下,污泥中蛋白质、碳水化合物基团吸收峰峰面积最小且有机物水解效率最高。     

基于土壤酶活性变化的铅污染土壤修复基准

近年来,污染土壤修复技术发展很快,而污染土壤修复标准的建立则相对迟缓。为了推进我国该领域的工作,对铅胁迫下土壤酶活性（如过氧化氢酶,磷酸酶,脲酶）随时间的变化进行了研究,以确定棕壤土中铅的土壤修复基准。结果表明：土壤中的铅能够刺激土壤中过氧化氢酶活性的增加,但随着土壤铅浓度的增加,这种刺激作用逐渐减小。土壤过氧化氢酶活性不宜作为铅污染土壤的生物标记物。土壤磷酸酶活性没有一致的变化规律,土壤磷酸酶活性不能作为铅污染土壤的生物标记物。在整个实验时间范围内,土壤脲酶活性与土壤中铅的浓度具有明显的剂量-效应关系（P〈0.01）,土壤脲酶活性可以作为铅污染土壤生物标记物。以土壤脲酶抑制率降低25%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为94mg·kg-1,以土壤脲酶抑制率降低45%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为178mg·kg-1。     

铝胁迫下不同耐铝小麦品种活性氧代谢差异及与小麦耐铝性的关系

逆境条件下植物体内产生并累积活性氧从而破坏植物组织结构与功能,同时植物也可以通过改变活性氧代谢相关酶活性清除活性氧而减轻活性氧伤害以适应环境胁迫。为研究铝胁迫下不同耐铝小麦品种（TriticumaestivumL．）在活性氧代谢上的差异及与小麦耐铝性的关系,本试验选用小麦品种ET8（耐铝型）、ES8（铝敏感型）为试验材料研究了不同耐铝小麦品种活性氧代谢变化上的差异。结果表明,50μmol·L-1铝处理24h,ET8和ES8活性氧含量显著升高,O2产生速率增幅分别为10．5％和20．4％,H202含量增幅分别为3．3％和7．6％。ET8和ES8超氧化物歧化酶（SOD）活性增幅分别为11．9％和41．6％,过氧化物酶（POD）活性增幅为51．8％和77．8％,抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性增幅为54．4％和29．1％,过氧化氢酶（CAT）活性增幅为32．9％和38．4％,谷胱甘肽还原酶（GR）活性增幅为83．1％和85．5％。虽然抗氧化酶活性增加后会清除一部分活性氧,但活性氧的累积仍然造成了膜脂的过氧化,ET8和ES8丙二醛（MDA）含量分别增加18．2％和50．0％,质膜透性也随着MDA含量的升高而增加,增幅分别为1．25倍和1．36倍。综上所述,不同耐铝品种间活性氧代谢的差异是小麦品种耐铝性差异显著的原因之一。     

脱硫渣废弃物对盐碱地油葵根际微生物数量及土壤酶活性的影响

通过大田实验,研究了不同脱硫渣废弃物对油葵（Helianthus annuus）根际微生物数量和酶活性的影响。结果表明：随着生育期的进行,微生物总量在苗期和花期数量较少,成熟期是数量较多。脱硫渣施用量对油葵根际微生物数量及酶活性均产生影响,微生物总量和油葵根际土壤酶活性均随着脱硫渣施用量的增加呈现出先升高后下降的趋势,同一生育期内,微生物总量以C（1.5 t/hm2）或D（2.25 t.hm-2）处理的微生物数量较高,B（0.75 t.hm-2）处理时的微生物数量较少;表明施用适量的脱硫渣有益于油葵根际微生物数量和酶活性的提高,过高则导致微生物数量和酶活性下降。     

微囊藻毒素-LR对罗非鱼鳃组织活性氧自由基含量及相关抗氧化酶活性的影响

应用腹腔注射的方式,研究了微囊藻毒素MC-LR对罗非鱼（Oreochromis niloticus）鳃组织活性氧自由基含量（ROS）及过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响。结果表明：在MC-LR的胁迫下,罗非鱼鳃组织产生了大量的ROS,并引起了SOD和CAT 2种抗氧化酶活性的变化。SOD和CAT在清除过量的ROS时表现出的动态变化过程不同,SOD的变化曲线是多阶段的,而CAT则表现为先诱导后恢复的趋势。SOD和CAT在变化趋势上有所不同,但均表现为明显的时间与效应的正相关关系和剂量与效应的正相关关系。这也为将鳃组织中SOD和CAT作为抗氧化生物标志物来监测微囊藻毒素对罗非鱼胁迫作用提供了一定的参考。试验为研究微囊藻毒素对罗非鱼的生态毒理学作用提供相应的资料,并为罗非鱼质量安全问题的研究打下一定的基础。