地杆菌中基因Gmet＿1513对其产电及生物膜形成的影响

Geobacter metallireducens GS-15中存在Gmet＿1513基因可编码具有自动诱导结合域的LuxR家族转录调控因子，使GS-15借助N-酰基高丝氨酸内酯促进产电及生物膜形成成为可能.而目前有关地杆菌群感效应的相关研究大多基于投加化学信号分子或信号分子淬灭剂的手段，缺乏靶向性与精确性.本研究构建了Geobacter metallireducens GS-15的Gmet＿1513基因缺失突变株（Δgmet＿1513），研究Gmet＿1513在GS-15菌株发挥电活性过程中的功能.实验结果表明，Δgmet＿1513与野生型菌株相比产生群感效应信号分子的能力减弱，Δgmet＿1513外膜蛋白种类减少，生物电化学系统的启动时间延长且电流输出减弱.与此同时，激光共聚焦图像对比结果表明Δgmet＿1513无法形成成熟致密电活性生物膜，EPS成分显示Δgmet＿1513的蛋白质含量低，多糖、脂质含量高，使其电子产量低且转移困难，无法进行AHLs的识别及结合导致电子传递相关蛋白无法表达，电子传递多重受阻.本研究为今后以Gmet＿1513基因为靶标，利用群感效应相关蛋白表达调控地...     

广东省药物活性化合物的污染特征及生态风险评价

随着药物活性化合物(PhACs)的大量生产和使用,PhACs已成为环境中的一类新污染物.为了调查PhACs在广东省的污染特征,采集了全广东省21个城市,包括178个乡镇及行政区,共186个污水厂的原始污水.采用全自动固相萃取仪和高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪,分析了污水厂进水中10种典型PhACs的污染水平,全面揭示了PhACs在广东省的空间分布特征,并对PhACs的潜在生态风险进行评价.调查结果表明,全部污水厂均有PhACs检出,各污水厂进水中∑PhACs质量浓度范围为21.00～9 558.25 ng·L^-1,其中美托洛尔、对乙酰氨基酚、苯扎贝特和咖啡因是广东省污水厂进水中的主要污染物.在空间分布上,广东省各区域∑PhACs质量浓度平均值呈现出珠三角>粤北>粤东≈粤西的分布特征.根据污水厂的处理工艺,对∑PhACs质量浓度超过2 500 ng·L^-1的污水厂的出水质量浓度进行估算,并根据估算的出水进行PhACs的生态风险评价.结果表明,广东省PhACs的生态风险较低,苯扎贝特在韶关、江门和深圳呈现出中风险,∑PhACs生态...     

生物炭施用5 a后对桂北桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮的影响

研究施用不同量生物炭5 a后桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮特征,探讨土壤有机氮组分和活性氮之间的关系,明确生物炭不同施用量下土壤的供氮潜力,为桉树林业废弃物生物炭的实践应用提供科学依据.利用开始于2017年的桉树人工林生物炭中长期定位试验,选取CK(0%)、 T1(0.5%)、 T2(1.0%)、 T3(2%)、 T4(4%)和T5(6%)这6个处理,一次性施用生物炭5 a后测定不同处理下有机氮组分、微生物生物量氮和溶解性有机氮含量.结果表明：(1)与对照相比,随着生物炭施用量的增加,不同土层全氮、酸解总氮、酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮、微生物生物量氮、溶解性有机氮和氮储量含量均呈递增趋势,增幅分别为45.48%～156.32%、 44.31%～171.31%、 38.06%～223.37%、 39.42%～163.32%、 36.72%～109%、 23.27%～113.51%和29.45%～62.37%,在T5处理最大;未知态氮和非酸解态氮含量总体亦呈增加的趋势,增幅分别为88.41%～158.71%和50.24%～139.01%;酸解氨基糖态氮含量趋于降低,降幅为7.72%～32...     

采用移动电极法提高机械脱水污泥电动脱水能效的试验研究

采用一种能移动阳极的电动脱水模型试验装置,对机械脱水污泥开展了固定间距电极和移动电极的电动脱水试验,比较分析了这2种方法的脱水效果及对应的能耗.试验结果表明:固定间距电极法脱水处理过程中,阳极附近已脱水污泥的阻抗增加,消耗的电压和电能上升;而后面未脱水污泥分得的电压下降,导致其脱水效果从阳极至阴极衰减.移动电极法通过移动阳极逐步越过已脱水污泥部分,将电压作用在未脱水的污泥,避免了电能消耗在高阻抗的脱水污泥,显著提高了能效,脱水过程中电渗流量稳定,脱水效果均匀.采用移动电极法进行脱水处理时能耗随加载电压梯度的增加而上升,随试样长度的缩短而降低.当采用8 V·cm-1电压梯度的移动电极处理5 cm长度的污泥时,污泥含水率可由初始的82.1％降至62.2％,所需要的能耗约为89.8 kW·h·m-3.     

低温脱硝催化剂的研究现状

低温SCR脱硝处理可避免中温SCR催化的堵塞、磨损等问题,减轻K、Na、Ca、As等元素对催化剂的污染和中毒,建设成本低。通过介绍各种低温脱硝催化剂体系及研究进展,全面论述形成的不同氧化物相、不同制备方法、载体改性和催化剂内部结构特征对催化剂低温活性的影响;着重分析催化剂的中毒机理和抗中毒性能提高的方法。一方面,SO2浓度对催化剂的双重影响归结为催化剂表面形成的硫酸盐数量,H2O和催化剂表面反应物的竞争吸附;另一方面,催化剂活性组分改性和制备方法改进可以提高催化剂的抗硫和抗H2O性能;最后指出低温SCR脱硝技术的未来研究方向和应用重点。     

土壤氟化物(全量)的分析与测定

离子选择电极法测定氟化物作为一种成熟的测定方法被广泛应用环境监测等领域.本实验采用离子选择电极法测定土壤中氟含量.但样品前处理过程较复杂,极易造成测定结果的偏离.通过反复实验和比较我们对实验条件进行了优化,同时通过对该方法的准确度和精密度的测试,得到了较好的结果,适合且能满足土壤调查等样品量较大的测定工作要求.     

Pt/生物炭电极反应器处理水中腐殖酸的研究

构建Pt/生物炭电极反应器,研究其对水中腐殖酸的去除效率和去除特性.结果表明,在电流密度为20 m A·cm~(-2)下反应300 min,Pt/生物炭电极反应器对水中腐殖酸的去除率为74.58%,较Pt/石墨电极反应器47.10%去除率提高58.3%.Pt/生物炭电极反应器对水中腐殖酸的去除主要通过电化学氧化和气浮作用.生物炭阴极比石墨阴极能产生更多的H_2O_2,是提高Pt/生物炭电极反应器对腐殖酸去除率的重要原因.三维荧光光谱和凝胶色谱法分析表明,Pt/生物炭电极反应器具有较强的氧化能力,可将较小分子量的腐殖酸直接矿化.研究结果显示生物炭可以作为一种新型电化学反应器的阴极材料用于对水中有机污染物处理.     

重水标记-单细胞拉曼光谱表征反硝化菌代谢活性与电子传递

细菌内部电子传递快慢及其代谢水平是其外在活性的决定因素之一.然而,目前对于细菌活性、电子传递及代谢水平三者之间的关系鲜有报道.本研究针对氮循环的经典过程—反硝化过程,以施氏假单胞菌为模式反硝化菌,系统探究了不同电子供体条件(不同C/N比)下电子传递对反硝化脱氮效率的影响,并通过重水标记(DIP)-拉曼光谱在单细胞水平上分析了代谢活性与电子传递、脱氮相关因素的潜在联系.结果表明,在反硝化前期(0～9 h),NADH脱氢酶活力均处于较高水平,导致电子传递系统活性(ETSA)迅速升高,加速了反硝化脱氮效率,NADH脱氢酶平均活力相对于C/N为5时分别增加50.97%(C/N=10)和83.40%(C/N=20),同时NADH/NAD+比率分别增加43.98%(C/N=10)和65.27%(C/N=20).在反硝化后期(9～24 h),碳源的消耗降低了ETSA,导致脱氮活性降低.同时,在反硝化过程中,C—D键的拉曼特征峰变化表明微生物代谢活性与NO₃^--N还原量呈负向的线性关系,揭示了反硝化菌代谢和脱氮活动的不同步性.     

广东省夏秋季光化学反应活性空间分布表征

于夏末秋初在深圳市城市和郊区开展了大气OH自由基观测,结果显示OH自由基日间峰值平均浓度分别为6.0×10⁶cm^-3和5.9×10⁶cm^-3,与国内外其他地区相比处于中等水平.基于实测数据构建了拟合效果较好的本地化OH自由基参数化公式,应用于广东省OH自由基空间分布的表征,并进一步利用日间OH和NO₂浓度之积反映光化学反应活性(AP).结果发现,2018年夏秋季广东省大气光化学反应活性总体上呈现珠江三角洲较高,AP达10.1×10⁷μg/(m³·cm³),粤东、粤西、粤北地区较低的分布态势,AP分别为5.4×10⁷, 5.9×10⁷和7.7×10⁷μg/(m³·cm³);同期的PM_2.5和O₃高值区域也集中在珠江三角洲,说明了调控光化学反应活性对珠江三角洲协同控...     

钝化土壤根际pH值和O2精细变化特征研究

采用自主构建的平面光极技术(PO),以凹凸棒石黏土钝化土壤-根系微界面为研究对象,精细刻画土壤-根系微界面p H值和O₂的同步变化特征.研究结果首次直观和定量证实,不同钝化土壤剖面p H值和O₂在毫米尺度呈高度的空间异质性并具有显著的差异(P<0.01).添加凹凸棒石黏土使土壤p H值升高但对O₂微环境影响不显著,钝化土壤-根系2～5mm范围内p H值降低0.31～0.87个单位,而O₂含量增加至58.56～82.01μmol/L,靠近根基部位为根系分泌有机酸和O₂的热点区域,与CK相比,中、高Cd污染钝化土壤-根系微界面酸化和释氧能力较强,在一定程度上会促进钝化Cd的再活化和水稻根系的吸收.