含水介质中胞外聚合物的影响因素研究

明确含水介质中微生物胞外聚合物(EPS)生成量的影响因素,是解决含水层生物堵塞的关键问题.本文在现场样品采集和微生物培养的基础上,通过砂柱试验模拟人工回灌过程,系统研究了进水碳、氮、磷浓度、盐度和温度对含水介质中EPS组成和含量的影响.结果表明,砂柱中EPS最主要的成分为多糖和蛋白质,其中多糖占总量的72%~99%;砂柱生物堵塞程度与介质上附着的EPS含量呈正相关关系,当回灌水碳、氮、磷浓度、盐度和温度分别为50 mg·L-1、5 mg·L-1、1 mg·L-1、0.5%和30℃时,微生物EPS生成量最高,砂柱渗透系数降低最显著,堵塞程度最严重.此外,碳、磷浓度、盐度和温度是影响EPS生成量的主要因素,而氮浓度对其影响不大;碳浓度和盐度对EPS中多糖、蛋白质的组成影响较大,而氮、磷以及温度则影响不明显.     

生物沥浸处理中微生物菌群和胞外聚合物对城市污泥脱水性能的影响

探讨城市污泥生物沥浸过程中微生物菌群和胞外聚合物(EPS)变化对污泥脱水性能的影响,对进一步揭示生物沥浸法提高污泥脱水性能机理具有重要意义.本研究通过摇瓶试验探讨了硫杆菌和异养微生物菌群数量的变化及EPS在生物沥浸法提高城市污泥脱水性能中的作用.试验结果表明,在生物沥浸处理的前2 d内,由于硫杆菌A.ferrooxidans LX5和A.thiooxidans TS6的大量生长,导致生物沥浸污泥的pH从初始的4.62显著下降至2.47,进而导致污泥中异养菌数量从初始的2.65×108CFU·mL-1下降至8.20×106CFU·mL-1,污泥中EPS含量从初始的28.18 mg·g-1(以VSS计,下同)显著下降为13.53 mg·g-1.A.ferrooxidans LX5和A.thiooxidans TS6的大量生长、异养微生物细胞的死亡破裂及EPS含量的下降共同促使污泥的结合水含量从初始的37.28%下降至21.10%,最终导致污泥比阻从初始的5.14×1012m·kg-1显著下降至6.92×1011m·kg-1.通过验证试验发现,原始污泥在剥离EPS后其比阻仅为原来的11.23%,其脱水性能与生物沥浸2 d后的污泥在0.05水平上没有显著性差异.因此,污泥中A.ferrooxidans LX5、A.thiooxidans TS6和异养微生物菌群数量的改变及EPS含量的减少是生物沥浸法提高污泥脱水性能的两个重要因素.     

磁性分子印迹材料对双酚A的识别与选择性吸附

通过简单的溶胶-凝胶法制备了以Fe3O4@SiO2为载体的磁性分子印迹材料(MMIPs),通过TG、FT-IR、VSM和TEM等方法对其物理化学性质进行了表征,并研究了其对双酚A(BPA)的识别与选择性吸附性能.研究发现印迹材料对BPA有特殊的吸附能力,即能够与BPA上的酚羟基发生键合形成氢键,其对BPA的吸附符合Langmuir吸附模型和拟二级吸附动力学;且在pH=6时,其对BPA的吸附能力达到最强,为18.37 mg·g-1(温度为25℃,时间为60 min).与其它结构相似的酚类化合物相比,MMIPs对BPA的吸附最强,具有选择识别性;可利用良好的磁性(15.4 emu·g-1)使BPA从溶液中分离去除;并且MMIPs可以循环使用6次;此材料在微量BPA的提取、分离与吸附等领域具有应用价值.     

对苯二胺印迹聚合材料的合成及在色谱固定相中的应用

以对苯二胺为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,在甲醇水体系中制备了分子印迹聚合物,通过高效液相色谱评价,该聚合物固定相表现出良好的分离选择性,能够对苯二胺与其结构类似物—对氨基苯甲酸,有较好的分离效果。通过对流动相中水含量与色谱分离效果关系的探讨,结果表明,溶质与印迹固定相的疏水作用是分子识别中的主要作用力。     

分子印迹电化学传感器检测环境中特丁津研究

除草剂在水体、土壤、大气等环境介质中的残留广受关注。在弱酸条件下,于铂电极表面电化学聚合邻氨基苯酚(oAP)制备了除草剂特丁津(TB)分子印迹电化学传感器(MIECS)。以K3Fe(CN)6为电化学探针,利用循环伏安法和交流阻抗技术研究了MIECS的识别性能。结果表明:K3Fe(CN)6的峰电流值与TB浓度在2~160μmol/L范围内呈现较好的线性关系(R2=0.991 5),检出限为0.66μmol/L。MIECS达到稳定电流响应时间约为8 min,对TB具有较好的选择性和稳定性。将该印迹膜传感器用于农田环境水样的检测分析,回收率在97.6%~102.2%。     

聚磷菌胞内聚合物的染色条件优化及染色方法比较

聚磷菌在强化生物除磷中起关键作用,与聚磷菌新陈代谢密切相关的胞内聚合物有PHAs、糖原和poly-P。聚磷菌胞内聚合物的定性和定量测定方法有很多。文章采用多种方法对多聚物PHAs和poly-P进行染色,结果显示,对厌氧阶段生成的PHB颗粒的染色,尼罗蓝染色法比苏丹黑染色法特异性高;好氧阶段生成的多聚磷酸盐的染色方法中,DAPI染色法和奈瑟氏新方法效果更好。     

Mechanism and kinetic properties of NO3-initiated atmospheric degradation of DDT

In this article, the NO3 radical-initiated atmospheric oxidation degradation of DDT was theoretically investigated using molecular orbital theory calculations. All the calculations of intermediates, transition states and products were performed at the MPWB1K/6-311+G(3df,2p)//MPWB1K/6-31+G(d,p) level of theory. Several energetically favorable reaction pathways were revealed. The formation mechanisms of secondary pollutants were presented and discussed. The rate constants were deduced over the temperature range of 273–333 K using canonical variational transition-state(CVT) theory with the small curvature tunneling(SCT) method. Our study shows that H abstraction from the alkyl group and NO3 addition to the C3 atom of the benzene ring are the dominant reaction pathways. The rate-temperature formula of the overall rate constants is k(T)(DDT+NO3) =(7.21 × 10.15)exp(–153.81/T) cm3/(mol·sec) over the possible atmospheric temperature range of 273–333 K. The atmospheric lifetime of DDT determined by NO3 radical is about 52.5 days, which indicates that it can be degraded in the gas phase within several months.     

Extraction and characterization of bound extracellular polymeric substances from cultured pure cyanobacterium (Microcystis wesenbergii)

Preliminary characterization of bound extracellular polymeric substances（bEPS） of cyanobacteria is crucial to obtain a better understanding of the formation mechanism of cyanobacterial bloom. However,the characterization of bEPS can be affected by extraction methods. Five sets（including the control） of bEPS from Microcystis extracted by different methods were characterized using three-dimensional excitation and emission matrix（3DEEM） fluorescence spectroscopy combined chemical spectrophotometry; and the characterization results of bEPS samples were further compared. The agents used for extraction were NaOH,pure water and phosphate buffered saline（PBS） containing cationic exchange resins,and hot water. Extraction methods affected the fluorescence signals and intensities in the bEPS. Five fluorescence peaks were observed in the excitation and emission matrix fluorescence spectra of bEPS samples. Two peaks（peaks T1 and T2） present in all extractions were identified as protein-like fluorophores,two（peaks A and C） as humic-like fluorophores,and one（peak E） as a fulvic-like substance.Among these substances,the humic-like and fulvic-like fluorescences were only seen in the bEPS extracted with hot water. Also,NaOH solution extraction could result in strong fluorescence intensities compared to the other extraction methods. It was suggested that NaOH at pH 10.0 was the most appropriate method to extract bEPS from Microcystis. In addition,dialysis could affect the yields and characteristics of extracted bEPS during the determination process. These results will help us to explore the issues of cyanobacterial blooms.     

气相色谱-脉冲氦离子化检测法(GC-PDHID)分析大气中分子氢(H2)浓度

在商用Agilent7890A型气相色谱的基础上,通过自组装、集成及调试,建成了基于气相色谱-脉冲氦离子化检测器(GCPDHID,gas chromatography-pulsed discharge helium ionization detector)观测大气中H2浓度的高精度分析系统.系统采用保留时间定性,峰高定量,最低检测限约为1×10-9(摩尔分数,下同).对浓度约为600×10-9的标气重复进样140次用峰高定量的标准偏差优于0.3×10-9.系统对409.30×10-9~867.74×10-9浓度范围的大气H2具有较好的线性响应.系统使用2瓶标气定量,满足世界气象组织/全球大气观测计划(WMO/GAW)对本底大气H2观测的比对目标.2013年1~11月在广州城区开展大气H2采样观测,采集的样品运回北京实验室利用所建系统进行浓度分析,结果表明该城区大气H2浓度在450×10-9~700×10-9之间波动,观测到最低值出现在每日14:00(北京时,下同),最高值在20:00,其大气H2季节变化趋势与北半球同纬度站点情况类似.     

聚(丙烯酰胺-二乙烯基苯)对水溶液中刚果红的吸附

通过丙烯酰胺(AM)与二乙烯基苯(DVB)交联聚合制备聚(丙烯酰胺-二乙烯基苯)[Poly(AM-co-DVB)],并对其物理化学性质和吸附性能进行了详细研究.通过FT-IR、TG、SEM研究了该聚合物的结构与热稳定性,考察了Poly(AM-co-DVB)对刚果红的吸附性能与吸附规律,探讨了溶液p H、时间、温度对吸附过程的影响以及AM用量对聚合物吸附性能的影响.结果表明,在p H为7.25,时间为3 h,Poly(AM-co-DVB)对刚果红的最大吸附容量可达319.1 mg·g-1.其吸附等温线符合Langmuir模型,吸附动力学过程符合假二阶方程且吸附热力学表明吸附行为是自发的过程.Poly(AM-co-DVB)对刚果红具有优越的吸附性能.