菌株Dysgonomonas mossii的分离及产电特性

为了获得一株产电菌株,并研究其产电性能。采用厌氧分离法从微生物燃料电池中分离出一株新的产电菌株LY-2,通过菌株形态、生理生化特性及16S rDNA系统发育分析做分类学鉴定,采用循环伏安扫描及菌种在微生物燃料电池中产电情况做产电特性验证。结果表明,该菌与Dysgonomonas mossii最相近,命名为Dysgonomonas mossii LY-2。循环伏安扫描显示,该菌具有电化学活性,接种到微生物燃料电池中,以牛肉膏为燃料产生的最大电压为0.61V,最大功率密度为104.3 mW/m2,具有在微生物燃电池中产电研究和应用的前景。     

rGO/Ag复合修饰电极的微生物燃料电池对五氟磺草胺的降解效果

以纳米银（rGO/Ag）复合修饰/石墨毡（graphite felt，GF）电极作为阳极，研究双室微生物燃料电池（microbial fuel cell，MFC）的产电性能及其对五氟磺草胺降解的影响。结果表明：以 Desulfovibriode sulfuricans为产电菌，初始五氟磺草胺质量浓度为10mg/L时，经rGO/Ag复合修饰MFC的GF阳极后，MFC的产电性能及对五氟磺草胺的降解作用皆有所提高，其中，分别以GF电极和rGO/Ag/GF复合电极为阳极时，MFC的双电层电容量分别为1.46×10^-3和3.85×10^-3mF，电子转移阻抗分别为114 和61 Ω，五氟磺草胺降解率分别为53.6%和67.3%。改变初始五氟磺草胺浓度和酸碱度可以影响MFC产电性能和五氟磺草胺降解作用，初始五氟磺草胺浓度为5 mg/L时，MFC的最大功率密度和五氟磺草胺的降解率分别为140.4 mW/m²和70.5%，但随着初始五氟磺草胺浓度增加，其产电性能和降解作用会受到一定程度的抑制。初始酸碱度为弱碱性和中性条件时，MFC的产电性能及降解作用较高，其功率密度和降解率分别136.54 mW/m²和 64.9%，研究表明，MFC可以利用五氟磺草胺作为燃料，在降解的过程中同时产生电能。研究结果为实现五氟磺草胺高效讲解的同时提高MFC产电性能提供理论依据。     

微生物燃料电池阳极生物膜微生物群落的PCR-DGGE分析

以养殖废水沼气池沼泥为接种物,构建了乙二胺、三氯化铁改性阳极的无介体单室微生物燃料电池（MFC）体系,均成功实现了连续产电,同时对废水中的污染物也具有很好的去除效果。为了更好地研究微生物燃料电池阳极生物膜的微生物多样性,分别采集了两种MFC阳极生物膜样品,采用PCR-DGGE法研究了一个完整产电周期的启动期（S）、葡萄糖产电稳定期（RG）和养殖废水原水稳定期（RS）的MFC阳极生物膜的微生物群落变化。结果表明,不同时期MFC阳极生物膜的微生物多样性存在明显差异,S-RG、S-RS、RG-RS的微生物群落相似性分别为70.1%、42.0%和50.6%。两种不同阳极富集的生物膜微生物群落相似性仅为48%,这表明不同改性方法所得的阳极对微生物具有选择性作用。对DGGE条带测序和比对发现,不同时期阳极生物膜上优势微生物包括Trichococcus sp.、Thauera sp.、Azoarcus sp.、Azospirillum sp.、Zobellella sp.、Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.、Thiobacillus sp.、Desulfovibrio sp.、Thiomonas sp.,其中Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.和Desulfovibrio sp.与已报道的相关产电微生物具有较高的序列相似度,这些菌种可能是本MFC体系中的主要产电菌。     

沼液微生物燃料电池的产电及有机物降解特性研究

为了使发酵沼液得到减量化、无害化处理及能源化利用,该研究构建了以玉米秸秆发酵沼液为阳极底物的双室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)。通过对比不同浓度沼液MFC产电特性、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率及库伦效率等探究MFC对玉米秸秆沼液的降解效果及其能量回收效率。结果表明,玉米秸秆沼液MFC能够正常启动,并且能够长时间运行产生电流。当初始COD质量浓度为(3618.6±55.6)mg/L时,其最大功率密度为203.4 mW/m2,COD去除率可达63%;并随着沼液中有机物浓度降低,MFC运行稳定性下降,最大输出功率密度成线性降低。通过对原料及阳极溶液和阳极生物膜菌群结构分析可知,以玉米秸秆发酵沼液为阳极底物的MFC菌群结构合理,MFC可以利用沼液中的水解细菌分解阳极溶液中的纤维素等大分子物质,主要以Clostridia、Flavobacteria和Bacteroidia菌纲为主;同时阳极生物膜可以富集接种物中的产电细菌,分解小分子有机物产生电能,2类微生物可以互利共生,避免了沼液MFC的高浓度抑制。该研究表明,MFC可以降解较高浓度沼液废水,并产生电能,该研究可为发酵沼液的处理与利用提供参考。     

基于微生物燃料电池供能的无线温度传感系统设计

微生物燃料电池(microbial full cell,MFC)是利用微生物作为生物催化剂将碳水化合物转化为电能的装置。针对MFC输出电压低、功率小、内阻大的特点,该文研制了一种具有最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)功能的能量收集电路和两级升压电路;基于MSP430和CC2500芯片设计了环境温度传感系统。测试结果表明,MFC的输出电压维持在316～390 mV范围内,实现了最大输出功率的跟踪,MPPT电路和升压电路分别输出1.1和3.5 V电压;无线温度传感器以每13ms的周期将环境温度无线传输到远程终端,验证了环境温度传感系统在最大功率点处对无线传感器网络节点供电工作的可行性,可为实现MFC主动式能量收集提供参考。     

C/N比和含固率对牛粪发酵产电性能的影响

为了降低牛粪等农业固体废弃物的污染,并获取新能源,该文以牛粪和小麦秸秆为原料构建了双室型农业固体废弃物发酵产电装置,研究了碳氮比(20、30)和含固率(1%、5%、10%)对牛粪发酵产电和发酵固态剩余物性能的影响,分析了牛粪发酵过程中电压、电流和功率密度的变化规律以及发酵后挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA)和p H值的变化。研究结果表明:当含固率为1%,C/N比为20时,产生的电流最大,峰值达到1.12 m A,最大功率密度达464 m W/m2;当含固率为1%,C/N比为30时,产生的电压最大,峰值达到0.80 V,最大功率密度为422 m W/m2;在不同的C/N比和含固率条件下,发酵产电前后VFA浓度和p H值变化明显,与发酵原液相比,VFA浓度增加了2~4倍,p H值下降了0.4~1.2。产电结束后,发酵固态剩余物中有机质、总养分含量和酸碱度符合农业行业《有机肥料》(NY525-2012)标准,可以作为有机肥料或有机肥原料使用,为开发高效、环保的农业固体废弃物资源化利用方式提供参考。     

厌氧流化床净化畜禽废水与产电性能

为实现从畜禽废水处理中回收能源,先后以厌氧沼液、低浓度畜禽原水及高浓度畜禽原水作为进水,利用厌氧流化床双室微生物燃料电池(anaerobic fluidized bed microbial fuel cell,AFB-MFC)进行微生物产电及有机物去除研究,重点考察氨态氮质量浓度及COD(化学需氧量)容积负荷对系统COD去除率及产电性能的影响。结果表明:以稀释后的沼液作为进水时,当氨态氮质量浓度达到387.6mg/L时,氨态氮对产电微生物产生明显的短期抑制,产电量下降7.0%,但经过5d的适应期后,系统产电恢复到原来的水平。以畜禽原水作为进水时,系统COD容积负荷在12d内由2.3kg/(m3·d)提升至14.9kg/(m3·d)时,COD去除率保持在74.5%～88.1%;随着容积负荷的提升,系统产电量上升,但上升幅度较小,最高输出电压为379.3mV,相应的面积功率密度为74.9mW/m2;由于进水pH值的差异,高浓度畜禽原水最高输出电压较低浓度畜禽原水低21.4mV;AFB-MFC系统内阻较低,仅为48.5Ω,此时功率密度为75.6mW/m2。本装置实现了畜禽废水的高效处理,同时获得电能,为其资源化处理提供新途径。     

钾对小麦茎和叶鞘碳水化合物含量及子粒淀粉积累的影响

田间条件下研究了钾素对冬小麦品种鲁麦22茎和叶鞘中碳水化合物含量变化以及灌浆过程中子粒淀粉积累的影响。结果表明,钾素有利于提高茎中果聚糖、蔗糖、果糖和葡萄糖在灌浆期间的积累,促进了灌浆后期果聚糖的降解及蔗糖、果糖和葡萄糖的输出。其中以K2处理的作用为最大;有利于提高灌浆过程中叶鞘果聚糖、果糖、蔗糖和葡萄糖的积累,但提高幅度小于茎中的提高幅度;同时钾素亦提高了灌浆期间子粒中可溶性总糖和蔗糖的供应,加速了淀粉积累速率,其中以K2处理为最高,最终获得了最高的产量(9411 15kg/hm2)和最大的钾素生产效率。     

钾素对食用型甘薯糖代谢相关酶活性的影响

为了探讨钾素提高甘薯块根可溶性糖含量的生理基础。选用典型的食用型甘薯品种北京553,设置不同施钾处理,于2009～2010年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行试验。采用甘薯块根膨大过程中定期取样的方法,测定块根可溶性糖和淀粉含量及相关酶活性、功能叶蔗糖含量及相关酶活性。结果表明,与对照比较,施用钾肥能显著提高块根产量、可溶性糖及各糖组分含量,其中K2O用量为24 g/m2处理增幅最大,为最适用量。进一步研究发现,适宜供钾处理显著提高了功能叶磷酸蔗糖合成酶活性和蔗糖含量,生育期内平均增幅分别为10.31%和34.13%,同时提高了块根中蔗糖合成酶、不溶性酸性转化酶的活性,生育期内平均增幅为16.47%和3.66%,在提高源端光合产物供应的同时促进蔗糖在库端的卸载,促进块根中淀粉和可溶性糖的积累;适宜供钾处理还提高了块根中-和-淀粉酶的活性,生育期内平均增幅分别为26.06%和14.64%,促进淀粉向可溶性糖转化。此外,适宜供钾处理还显著提高了生长前期和后期块根中可溶性酸性转化酶活性、以及生长后期块根中蔗糖-蔗糖果糖基转移酶活性,促进了葡萄糖、果糖和果聚糖在块根中的积累。在甘薯收获期,块根可溶性糖和淀粉含量分别提高了13.52%和3.02%。即钾肥能够增加块根中蔗糖的供应量、促进块根对蔗糖的吸收、促进淀粉水解,是其提高块根可溶性糖含量的生理原因。     

木质纤维素乙醇发酵研究进展

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇,首先要对原料进行预处理得到可发酵糖,在稀酸水解木质纤维素得到的糖液中,除含有葡萄糖、木糖等六碳糖和五碳糖外,根据水解温度、酸浓度和时间的不同,还含有不同浓度的发酵抑制剂。因此,在研究木质纤维素稀酸水解糖液的乙醇发酵中,对代谢木糖成乙醇的菌种的研究、对代谢发酵抑制剂微生物的研究、对稀酸水解糖液的脱毒方法的研究以及对稀酸水解糖液不同发酵方式的乙醇发酵研究等非常重要。本文重点介绍了以上几个方面近几年研究的进展。     

姬松茸多糖提取工艺的优化

对姬松茸子实体多糖提取的工艺条件中的多糖提取温度、提取时间、浸提液pH值3因子的最优化组合问题进行了定量研究,建立了具有良好预测性能的姬松茸多糖提取条件的模型,并利用回归模型对工艺条件的最优化组合,对各单因子要素的多糖得率及其交互作用进行了探讨。试验表明,当浸提温度为100℃、浸提时间为3h、浸提液pH值为6.3时多糖得率处于较高水平     

植物恢复措施对鸡西矿区废弃地土壤养分的影响

以黑龙江省鸡西市矿区废弃地为研究区,对不同矿区废弃地的土壤养分元素进行含量分析。结果表明：应用植物恢复措施后的基质土壤各养分指标绝大多数要大大高于原废弃地土壤和经过自然恢复的土壤,说明该措施对石墨尾矿、矸石发电厂粉煤灰废弃地和平排矸石山土壤养分改善效果明显;其中石墨尾矿除全磷外,各种养分指标与林地土壤差距较大,而旱柳对石墨尾矿土壤的改善效果最好,其有机质含量为37．28g／kg,是残渣的2．6倍;种植大果沙棘对粉煤灰废弃地土壤养分的积累效果明显,有机质含量为48．25g／kg,是残渣的1．5倍;植物恢复措施使平排矸石山的土壤养分积累速度加快,已接近林地,混交种植兴安落叶松和家榆总体恢复效果最好,有机质含量分别为193．42和151．46g／kg,是自然恢复条件下的8．9和7倍。建议引入优势种群（如松科等）以加快演替速度,使矿区废弃地更快地恢复到原始状态。     

Towards bioremediation of toxic unresolved complex mixtures of hydrocarbons: identification of bacteria capable of rapid degradation of alkyltetralins

Background, aim and scope  Unresolved complex mixtures (UCMs) of aromatic hydrocarbons are widespread, but often overlooked, environmental contaminants. Since UCMs are generally rather resistant to bacterial degradation, bioremediation of UCM-contaminated sites by bacteria is a challenging goal. Branched chain alkyltetralins are amongst the individual classes of components of aromatic UCMs which have been identified in hydrocarbon-contaminated sediments and a number of synthetic alkyltetralins have proved toxic in laboratory studies. Thus, alkyltetralins should perhaps be amongst the targets for UCM bioremediation strategies. The slow degradation of several alkyltetralins by a microbial consortium has been reported previously; however, the bacteria involved remain unidentified and no single strain capable of alkyltetralin biodegradation has been isolated. The present project therefore aimed to enrich and identify bacterial consortia and single strains of bacteria from a naturally hydrocarbon-contaminated site (Whitley Bay, UK), which were capable of the degradation of two synthetic alkyltetralins (6-cyclohexyltetralin (CHT) and 1-(3’-methylbutyl)-7-cyclohexyltetralin (MBCHT)). Materials and methods  Bacteria were enriched from sediment collected from Whitley Bay, UK by culturing with CHT and MBCHT for a period of 4 months. Biodegradation experiments were then established and degradation of model compounds monitored by gas chromatography–mass spectrometry. Internal standards allowed the generation of quantitative data. 16S rRNA gene clone libraries were constructed from individual enrichments to allow assessment of microbial community structure. Selective media containing MBCHT were used to isolate single bacterial strains. These strains were then tested in liquid culture for their ability to degrade MBCHT. Results  The consortia obtained through enrichment culture were able to degrade 87% of CHT and 76% of MBCHT after only 46 days compared with abiotic controls. The 16S ribosomal RNA gene clone libraries of these bacteria were dominated by sequences of Rhodococcus spp. Using selective media, a strain of Rhodococcus was then isolated that was also able to biodegrade 63% of MBCHT in only 21 days. Discussion  The present report describes the isolation of a single bacterial strain able to degrade the resistant MBCHT. Although significant losses of MBCHT were observed, putative metabolites were not detectable. Rhodococcus sp. have been reported previously to be able to biodegrade a range of hydrocarbon compounds. Recommendations and perspectives  Due to their environmental persistence and toxicity, aromatic UCMs require bioremediation. The culturing and identification of such bacteria capable of rapid degradation of alkyltetralins may be an important step toward the development of bioremediation strategies for sites contaminated with toxic UCMs.     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

济南山丘区土壤侵蚀潜在危险度景观格局分析

土壤侵蚀潜在危险度景观格局的形成及其变化是自然的和人为的多种因素相互作用的结果 ,运用景观生态学原理 ,通过分析景观斑块的类型、数量、面积大小和空间组合状况 ,揭示出济南市山丘区的土壤侵蚀潜在危险度分布特征及空间变异规律     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

烘焙对生物质热解产物特性的影响

烘焙可有效地降低生物质中的水分和氧,对其热解过程有显著的影响。该文主要研究了烘焙温度（200,230,260,290℃）对生物质热解过程及产物特性的影响行为及影响机制;研究发现烘焙能改善热解产物的品质,随着烘焙温度的升高,热解合成气中CO含量由48%逐渐减少到34%,CH4和H2增加,其中H2含量最大增加了77.4%,而液体产物中,乙酸和水分含量逐渐减小,水分含量最大减少了42.8%,而酚类产物的含量明显增加,有利于生物油品质的提高。该研究为烘焙技术的发展和生物质高效热化学转化提供科学参考。     

8个油松种源抗旱性的比较研究

为了鉴别8个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)种源的抗旱性,以其3年生幼苗为研究对象,进行了控水条件下的盆栽实验(T_1:土壤含水量为25%～29%;T_2:土壤含水量为19%～22%;T_3:土壤含水量为12%～15%);测定了其净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等生理生化指标,并应用Fuzzy隶属函数对它们的抗旱性进行了综合评价.结果表明,在T_3条件下,8个种源的Pn无显著差异(P＞0.05);种源2的T_r显著高于种源1,3,5(P＜0.05);种源5的水分利用效率(WUE)显著高于种源2,3,4,6,7,8(P＜0.05).与T_2条件相比,在T_3条件下,各种源的SOD活性均有所增高,多数种源的POD活性均有所增高;种源7,8膜脂过氧化程度较小,而种源1,3,4,5膜脂过氧化程度较大.8个种源的抗旱性依次为:种源8＞种源6＞种源1＞种源5＞种源4＞种源3≈种源7＞种源2.     

氟对小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用

为观察氟对成年雄性小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用,通过腹腔注射氟化钠建立氟中毒动物模型及锌保护实验。采用石蜡切片、苏木精-伊红染色(HE染色)、末端原位标记(TUNEL)及琼脂糖凝胶电泳的方法检测小鼠生精细胞的凋亡情况。结果显示:(1)氟感染组无论是低剂量组(NaF10 mg/kg)或是高剂量组(NaF 20 mg/kg)生精细胞都发生了明显的凋亡。生精细胞凋亡主要发生在精母细胞和精原细胞,凋亡指数与对照组差异极显著(P<0.05)。(2)无论是高剂量锌(ZnSO430 mg/kg)和低剂量锌(ZnSO415 mg/kg)都可以使凋亡指数明显降低,高剂量锌组的凋亡指数与对照组差异不显著(P>0.05)。