钝顶螺旋藻藻胆蛋白性质的研究

采用羟基磷灰石柱层析法对钝顶螺旋藻藻胆蛋白粗提液进行纯化,得到藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC）纯化液。用紫外-可见分光光度计测得PC和APC的最大可见吸收峰分别在620　nm和650　nm处;用荧光分光光度计测得它们的室温荧光发射峰分别在645　nm和656　nm处。经12% SDS-PAGE法分析,PC由α和β两个亚基组成,其分子量分别为16.3　kD和18.9　kD;APC也由α和β两个亚基组成,其分子量分别为15.0　kD和16.9　kD。用高效液相色谱仪(HPLC)对PC和APC的氨基酸组成作了测定,发现二者的氨基酸组成比较相似。     

解磷真菌驱动磷灰石固定重金属铅的地球化学模拟研究

结合磷灰石和解磷菌进行农业土壤铅修复是环境修复领域的新兴技术。然而仅靠实验很难全面解析修复过程中的详细反应过程和铅的成矿机制，特别是难以解释目标稳定矿物氟基磷酸铅为何不是主要产物。本文主要利用GWB软件中的React和Act2两个程序模块，基于前人实验数据设置模拟参数，对这一科学问题进行探究。首先用React程序模块的滴定模式（Titration）来研究黑曲霉复合氟基磷灰石的除铅过程，即通过向反应体系中逐步滴加草酸来模拟黑曲霉分泌草酸的过程。反应体系中Pb²⁺初始浓度为8.4 mmol·L^-1，草酸总添加量为2.0 g·L^-1，氟基磷灰石总添加量为8.3 g，其中草酸和氟基磷灰石分为100步添加到体系中。React模拟过程终止后，可得到体系pH值、主要离子浓度（Pb²⁺、Ca²⁺、H₂PO₄^-、F^-和C₂O₄^2-）以及生成产物随着草酸和氟基磷灰石添加的变化曲线。然后将黑曲霉与氟基磷灰石培养后的浸出液与Pb（NO₃）₂溶液混合后，用Act2模块模拟其草酸和F^-浓度变化对铅矿物形态的影响。模拟结果表明：草酸引起的pH值变化是影响铅矿化结果的最重要参数，体系中的Pb²⁺主要以草酸铅形式沉淀，和原实验结果吻合。此外，只有在弱酸或碱性环境下，且溶液中氟离子浓度大于27 mmol·L^-1时，体系中才会生成氟基磷酸铅。该结果为利用磷酸盐矿物材料进行土壤铅修复提供了理论指导。     

不同光质条件及NH4+-N、Cu2+浓度对栅藻处理沼液的影响

将筛选所得耐污能力强的栅藻作为研究对象,研究不同光质条件对栅藻处理沼液的影响,并且以实际沼液废水中NH₄⁺-N、Cu²⁺浓度为参照设置不同浓度,分别考察NH₄⁺-N、Cu²⁺对栅藻生长的影响。结果表明：在白光、蓝光、红光3种光质下,栅藻生物产率分别是0.21、0.04、0.03 g ·L^-1·d^-1,白光条件下栅藻生长相对较好。50 mg·L^-1低浓度NH₄⁺-N下栅藻生长较好,其生物产率优于BG 11培养基,分别为0.20、0.18 g·L^-1·d^-1;500、2000 mg·L^-1高浓度NH₄⁺-N下,藻细胞生长缓慢,生物产率仅为0.12、0.11 g·L^-1·d^-1。在Cu²⁺浓度分别为0.5、1.0、2.0 mg·L^-1的培养液中,藻细胞生物产率分别为0.18、0.15、0.13 g·L^-1·d^-1。一定浓度NH₄⁺-N存在下,栅藻能耐受较高的Cu²⁺浓度。     

碱法热处理对蓝藻厌氧发酵生物转化及微囊藻毒素降解效果的影响

以蓝藻为原料的厌氧发酵生物转化效率差,产气量低,恰当的预处理工艺可以调整蓝藻特性,提升厌氧发酵的产气效率。本文研究碱法热处理耦联的预处理工艺对蓝藻降解效果的影响,采用旋转组合设计法,以蓝藻藻浆SCODcr为响应值,研究预处理3个主要参数变化对蓝藻细胞的分解效果。结果表明,三次多项式数学模型可以很好的拟合联合预处理工艺参数对蓝藻藻浆SCODcr的影响,模型的R²为0.983 9。验证试验表明：当NaOH处理浓度为3%、78℃处理5.6 h时,蓝藻藻浆SCODcr为5 446 mg·L^-1,是采用1% NaOH、40℃处理3 h,蓝藻藻浆SCODcr值（2 570 mg·L^-1）的2.12倍。厌氧发酵结果表明,经优化处理后的蓝藻藻浆产气率较对照提高了4.72倍,达425.4 mL·g^-1 VS。同时,研究发现经预处理的蓝藻厌氧发酵后,烘干的藻粉中不含MC-RR,MC-YR含量仅为0.58×10^-2 μg·kg^-1,可安全地用于制备复合有机肥。     

电动技术去除剩余污泥中重金属

电动技术去除污泥中重金属受到多种因素的影响，因此非常有必要探讨适宜的修复参数。本论文系统研究了电解时间、介质pH、强化剂种类、电压和超声振荡时间等因素对电动力学去除剩余污泥中重金属Cu、Zn、Ni、Cr的影响。结果表明，最适宜的电解时间为12 h，最佳介质pH为2，最适电压为1.5 V·cm^-1，最适宜的超声振荡时间为1.0 h。添加EDTA对剩余污泥中Ni的去除效果最佳，最佳添加浓度为0.20 mol·L^-1；添加柠檬酸对剩余污泥中Zn的去除效果最佳，最佳添加浓度为0.25 mol·L^-1；酒石酸对剩余污泥中Cu的去除效果最佳，最佳添加浓度为0.25 mol·L^-1。研究为电动技术去除剩余污泥中重金属的实践提供了理论参考。     

微波辅助高压法提取金针菇黄酮的纯化及活性测定

为了确定微波辅助高压法所制备的金针菇黄酮的生物活性，及其经H103型大孔树脂纯化的最优工艺条件，对此纯化工艺进行了优化，并检测了黄酮的抗菌性，以及它清除2 ,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐自由基（ABTS·）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH·）和羟基自由基（OH·）的活性。结果显示，此纯化工艺的最优条件是吸附时，样品液pH值为5，浓度为1.45 mg·mL^-1，流速为0.30 mL·min^-1；洗脱时，溶剂乙醇的浓度为70%，流速为2 mL·min^-1，用量为60 mL，纯化后黄酮纯度可达纯化前的3.27倍。金针菇黄酮对四种菌株皆表现出抗菌性，其中对大肠杆菌（Escherichia coli）的抗菌活性最强，其次是沙门氏菌（Salmonella enteritidis），金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）第三，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）最弱。该黄酮可清除三种自由基，但清除率都低于VC。可见微波辅助高压法所制备的金针菇黄酮兼具抗菌和抗氧化能力，H103型大孔树脂可以用作纯化金针菇黄酮的介质。     

白果壳遗态HAP/C复合材料对水中氨氮的吸附

为综合利用农林废弃物，以白果壳为植物模板、羟基磷灰石（HAP）为改性材料，制备了白果壳遗态HAP/C复合材料（PBGC-HAP/C-G），并通过X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等对其进行了表征，同时研究了溶液pH、初始浓度、吸附剂投加量等对其去除水中氨氮的影响。结果表明，PBGC-HAP/C-G是一种大孔材料，孔径主要介于35~200 μm之间。在溶液pH=5时，吸附效果最佳；吸附剂投加量的增加有利于氨氮的去除；粒径大小不是影响吸附效果的主要因素。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能很好地描述该吸附过程，吸附过程以化学吸附为主。在氨氮初始浓度为20、50、100 mg·L^-1时，拟合计算得到的理论平衡吸附量分别为0.45、1.10、2.15 mg·g^-1，与实验测定值0.46、1.15、2.18 mg·g^-1相近，可见PBGC-HAP/C-G可用作去除氨氮的吸附剂。     

氨胁迫对猪粪厌氧消化性能的影响

以猪粪为原料,采用批式试验方法,研究不同氨氮添加量(0、400、800、1600、2400、3200、4000 mg·L^-1)对厌氧消化产气效果的影响.结果表明:随着氨氮添加量的增加,总产气量和CH₄产率均呈现先升高后降低的变化趋势,氨氮添加量 ≥2400 mg·L^-1时,厌氧消化过程受到显著抑制;不同处理中猪粪挥发性固体(VS)的CH₄产率分别为328.5、338.1、323.2、304.9、276.2、124.9、56.1 mL·g^-1.氨氮添加量为0~800 mg·L^-1时,最大VS产CH₄速率分别为18.3、18.4、17.1 mL·g^-1·d^-1;氨氮添加量为2400 mg·L^-1时,产气高峰推迟,产CH₄速率明显降低;氨氮添加量 ≥400 mg·L^-1时,厌氧消化30 d底物的生物转化产CH₄效率随氨氮添加量的增加逐渐降低,分别为56.7%、54.5%、52.4%、30.6%、1.6%和1.3%;氨氮添加量为400~2400 mg·L^-1时,乙酸利用型产甲烷菌Methanosaeta的相对丰度总体随氨氮质量浓度的增加而降低,而氢利用型产甲烷菌Methanosarcina和Methanococcus具有相反的变化规律.     

平板式光生物反应器中光照强度对极大螺旋藻生长和生理生化的影响

以极大螺旋藻(Spirulina maxima)为材料,采用平板式光生物反应器在不同光照强度下(278、327、373、420和463 μmol·m^-2·s^-1)对其进行培养。通过测定藻生物量、生长速率、叶绿素a、类胡萝卜素、藻蓝素、可溶性蛋白和可溶性糖的含量探讨光照强度对极大螺旋藻生长和生理生化特征的影响。结果表明,在光照强度为373 μmol·m^-2·s^-1时螺旋藻生长最快,生长速率为0.203,培养10 d后生物量达0.298 g·L^-1,是初始生物量的6.2倍。极端光强463 μmol·m^-2·s^-1时藻细胞出现死亡。单位质量藻体中叶绿素a、胞内多糖和胞外多糖积累最大值的光强与生长最佳光强相同,即在373 μmol·m^-2·s^-1时产量均最高。类胡萝卜素在高光强420 μmol·m^-2·s^-1时产量最高,而藻蓝素和可溶性蛋白在较低光强278 μmol·m^-2·s^-1时含量显著高于其他各处理组。该研究结果可为平板式光生物反应器在螺旋藻规模化培养中的推广提供理论基础。     

不同植物组合人工湿地中磷去向特征研究

人工湿地技术是农业面源污染治理的重要技术措施，而磷的去除是污水治理的主要难点。以亚热带丘陵区为研究区域，以农村养殖废水、生活污水及农田排水混合形成复合污水为治理对象，通过野外小区试验，研究了浮水植物绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）与挺水植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）、水生美人蕉（Canna glauca）、梭鱼草（Pontederia cordata）所构建的浮水植物+不同挺水植物种植模式人工湿地，以探讨不同植物组合模式对人工湿地磷的处理效果与去除途径的影响特征。3—9月结果表明：植物组合湿地对于农村污水中磷素具有显著的处理效果，以无机磷的去除为主。湿地进水总磷（TP）浓度为2.16~5.93 mg·L^-1，各植物组合出水TP浓度为0.34~0.48 mg·L^-1，低于城镇污水排放一级A标准（0.5 mg·L^-1），以绿狐尾藻+梭鱼草湿地的除磷效果最好；不同组合模式人工湿地总磷负荷变化范围为45.50~47.13 g·m^-2·a^-1，绿狐尾藻+梭鱼草组合湿地达47.13 g·m^-2·a^-1，显著高于对照湿地中的39.62 g·m^-2·a^-1；底泥吸附与沉淀是植物组合湿地磷素去除的主要途径，其占湿地除磷总量的72.44%~75.62%。水生植物TP积累量9.65~12.51 g·m^-2·a^-1，占湿地除磷总量的21.00%~26.54%；试验中，植物组合人工湿地比绿狐尾藻湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少1.71%~4.89%，增加植物吸收比例0.97%~6.28%。较对照湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少18.11%~21.29%。植物组合有利于延缓底泥吸附饱和时间和提高植物对磷的吸收率。     

微波辐照紫茎泽兰秆制取活性炭

以紫茎泽兰秆为原料,采用微波辐照氯化锌法制取活性炭,探讨了浸渍时间、微波功率、辐照时间、活化剂含量对产品活性炭吸附性能和得率的影响.通过正交试验确定了最佳工艺条件:微波功率800 W,辐照时间12 min,氯化锌质量分数50%.在最佳工艺条件下制备的活性炭的得率为33.8%,碘吸附值961 mg.g-1,亚甲基蓝脱色力180 mL.g-1.其性能达到国家木质净水用活性炭一级品的要求.     

生物炭对北京郊区砂土持水力和氮淋溶特性影响的土柱模拟研究

为探讨生物炭对北京郊区砂土持水力和氮素淋溶特性的影响,通过分层采集不同深度(0~90 cm)北京郊区沙化地土壤(砂土),模拟田间容重和含水量填装土柱,将生物炭分别按照炭土质量比0%、0.5%、1%、2%和4%施入0~20 cm土层,依据常规施氮肥量(0.56 t N·hm-2)和年平均降雨量(616.6 mm)施肥和滴灌,开展土柱淋溶试验。结果表明:在9次淋溶后,水和总氮的累积淋失量均随着生物炭添加量的增加而减小,与不加炭处理相比最高分别减小41.3%和22.7%。添加生物炭增加了0~20 cm土层总氮含量,最高显著增加158%(P0.05)。淋溶结束后加炭处理土柱土壤中的无机氮总量比不加炭处理高19.5%~91.9%。添加生物炭有利于减小可溶性有机碳的淋失,比不加炭处理最高减小22.8%。淋溶液pH值和电导率随生物炭添加量增加而增大。在9次淋溶过程中,生物炭添加量越大,0~20 cm土层土壤持水量越高。相关性分析表明,总氮淋失量与淋溶液淋失体积显著正相关(r=0.978,P0.01),而与淋溶液中的总氮浓度无正相关关系。生物炭主要通过提高京郊砂土的持水能力,减缓水和氮素向下淋溶的速度,从而减小水和氮素的淋溶损失,提高水肥利用率,降低污染地下水的风险。     

基于CPT的家电涂装VOCs污染控制与治理

工业涂装VOCs防治普遍以末端治理技术为主，削减VOCs排放量作为控制大气污染的重中之重，以合肥河钢新材料科技有限公司为试验对象，采用CPT对家电涂装VOCs治理技术进行改造，将VOCs回用于生产系统内，一方面从源头上削减VOCs，另一方面增加RTO中废气浓度以减少能耗。方案实施后产生的环境效益和经济效益主要包括：VOCs产生量减少289.44 t·a^-1，无组织VOCs排放量削减408 t·a^-1，有组织VOCs排放量削减40.69 t·a^-1，天然气消耗量减少105万m³·a^-1（折算后，烟尘、SO₂、NO_x年排放削减量分别为0.147 t、0.189 t、1.848 t），减少废活性炭产生量8 t·a^-1；年净利润为175.23万元。研究结果可为削减涂装VOCs的产生量与排放量及其在环境污染控制领域的应用提供参考。     

初沉单元中净化材料的筛选及运行参数研究

为了对养殖尾水处理系统中沉淀单元净化能力进行优化，以净化前后养殖尾水总氮（TN）、总磷（TP）和高锰酸钾指数（COD_Mn）为检测指标，对除磷型改性凹凸棒土（Al@TCAP-P）、除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）、陶粒砂、细菌屋、火山石、吸氨石和活性炭等7种净化材料进行筛选，以研究其最佳添加量和最佳分布方式。结果表明：从整体上看，Al@TCAP-N对TN去除，火山石对TP、COD_Mn去除效果较好。Al@TCAP-N可在正常沉淀基础上提升36% TN去除率，平铺时去除效果最佳；火山石可提升34%的TP去除率和15%的COD_Mn去除率，堆积时净化效果最佳。Al@TCAP-N和火山石有利于提升沉淀单元净化效能，最佳添加量分别为5.24 g·L^-1和5.02 g·L^-1。     

鱼腥藻藻蓝蛋白的提取·分离纯化和抑菌研究

[目的]对鱼腥藻藻蓝蛋白的提取进行优化,并对藻蓝蛋白粗品进行分离纯化、凝胶电泳以及抑菌作用研究。[方法]采用反复冻融法提取藻蓝蛋白,液相色谱分离纯化藻蓝蛋白,SDS-PAGE电泳分析蛋白质成分,并利用96孔板法培养、酶标仪浓度检测,进行抑菌作用研究。[结果]藻蓝蛋白提取的最佳条件为固液比1∶1 g/ml,冷冻时间60 min,硫酸铵饱和度为60%。藻蓝蛋白的最大吸收光是620nm。高效液相色谱分离得到3种蛋白质,标记为PC-1、PC-2、PC-3。SDS-PAGE电泳可知,PC-1和PC-2的分子量在14～18 kD。PC-2对苏云金芽孢杆菌和藤黄叠球菌有较弱的抑菌作用。[结论]为鱼腥藻藻蓝蛋白的提取、纯化和性质研究提供了试验依据。     

施用高量有机物料对新垦耕地红壤有机碳积累及性态的影响

为了解新垦红壤培肥过程中有机物料用量对土壤有机碳积累、培肥效率及土壤性态的影响,选择一新垦耕地红壤,设置秸秆、秸秆加氮和猪粪等3种添加物各7个施用水平共19个处理,每种有机物料用量设0(对照)、25、50、100、150、200和250 g·kg-1等7个级别,进行了为期24个月的模拟培养试验,观察了有机物料分解率、土壤C/N、活性有机碳和养分的动态变化.结果表明,随有机物料用量的增加,土壤中活性有机碳、总有机碳含量均增加,C/N比下降,土壤有效磷、速效钾和水溶性盐分含量增加,有机物料在土壤中的分解率也随之增加.猪粪碳的矿化速率低于水稻秸秆,加氮可增加秸秆的腐殖化系数.研究发现,有机物料添加越多,培肥效率(腐殖化系数)越低.同时,高量施用猪粪容易引起土壤盐害.猪粪用量为50g·kg-1(相当于7.5t·亩-1)时土壤盐分含量超过了 2g·kg-1;高量施用水稻秸秆可引起土壤有效氮的下降,秸秆用量超过100 g·kg-1(相当于15 t·亩-1)时土壤碱解氮明显下降;秸秆加氮处理会引起土壤酸化.结果显示,为减免有机物质的过度分解,有机物料的施用量控制在50g·kg-1以下为宜.     

碳纳米管与菲暴露对水稻发芽及幼苗生长的影响

为探讨碳纳米材料与持久性有机污染物共存时的生态风险,通过水培的方式,研究了多壁碳纳米管或/和菲对水稻分别暴露及同时暴露下,种子发芽和其幼苗根与冠的生长及生理生化的响应。研究发现,60 mg·L~(-1)碳纳米管对水稻种子发芽及幼苗根生物量无明显影响,但使幼苗冠生物量增加了约29%,并同时激活了水稻幼苗中抗氧化系统酶。1.2 mg·L~(-1)菲使水稻发芽率降低了约22%,使幼苗根与冠生物量分别下降了约33%和44%,并抑制抗氧化系统酶活性,对水稻产生显著氧化损伤。同时暴露时,碳纳米管对菲的吸附作用(2 h内吸附量约50%)降低了菲的生物有效性。因此,同时暴露与菲单独暴露比,发芽率与空白无显著差异而冠生物量比空白增加了约19%,虽酶活受抑并发生了过氧化,但过氧化产物累积量显著低于菲单独暴露的情况。因此,碳纳米材料与有机污染物同时存在可缓和有机污染物对植物的毒害,碳纳米材料进入环境可能改变环境中污染物的生态风险。     

应用探针分子研究骨炭和木炭吸附诺氟沙星的机理

分别以猪骨和木材为原料热解制备骨炭和木炭,研究其对抗生素诺氟沙星(NOR)的吸附规律。采用元素分析、BET-N_2、红外、XRD等方法对生物炭进行了表征,发现骨炭以羟基磷酸钙成分为主,含少量元素碳,其孔隙大、比表面积小(142.37 m~2·g~(-1));而木炭主要成分为元素碳,以微孔结构为主,比表面积大(460.64 m~2·g~(-1))。在pH=2~12的范围内,骨炭对NOR的吸附能力强于木炭。鉴于纯羟基磷酸钙(HAP)对NOR的吸附可忽略,因此可以认为,在骨炭吸附中,元素碳反而发挥了主导作用。进一步以氟甲喹(FLU)和1-苯基哌嗪(PHP)为探针化合物,探索了吸附机理。PHP含有和NOR相似的哌嗪基,而FLU含有和NOR相似的氧代喹啉羧酸。研究发现,PHP探针在骨炭上的吸附小于NOR,更小于FLU,表明NOR分子上的氧代喹啉羧基在吸附中扮演着重要角色。而木炭对大分子NOR的吸附要小于小分子的PHP和FLU,这可能归结为NOR有着更强的空间位阻。动力学实验表明,木炭吸附NOR达到平衡的时间要长于骨炭,也从侧面佐证了这一观点。     

星云湖种植空心菜生长量及净化湖水效果分析

针对当前星云湖中度富营养化(劣V类)水质的实际问题,采用漂浮种植设施直接在星云湖湖面种植空心菜(Ipomoea aquatica),开展适应性生长试验和湖水养分吸收净化试验的研究。结果表明:空心菜能够很好地适应生长于低浓度养分的星云湖水体环境(全N 2.41 mg·L^-1、水溶性N 2.00 mg·L^-1、水溶性P 0.46 mg·L^-1),并且前期表现为较短的缓苗期(7 d),后期则枝叶生长旺盛;在空心菜的6次茎叶收割周期中,其生长量呈现出"先增后降"的趋势,且茎叶生长量较高,空心菜的茎叶鲜重达75555 kg·hm^-2·a^-1,生长量为1260 kg·hm^-2·d-1;空心菜的养分含量主要分配在茎叶,茎叶中总N、总P、总K含量分别为3.43%、0.74%、6.25%;空心菜对星云湖湖水养分具有较强的吸收净化能力,吸收星云湖湖水中的N、P、K量分别为259.05、55.21、469.84 kg·hm^-2·a^-1,净化星云湖湖水的量以水溶性N、水溶性P、水溶性K计,分别为129525、120022、34220 m³·hm^-2·a^-1;空心菜的生长量与茎叶养分吸收量和湖水养分量之间存在一定的相关性。利用空心菜漂浮种植于星云湖水面,产生了明显的经济效益及显著的生态效益。     

高锰酸钾与粉末活性炭联用处理微囊藻毒素

研究了高锰酸钾与粉末活性炭联用处理技术对水中微囊藻毒素的去除效果。试验结果表明:针对初始浓度为0.25 mg.L-1的微囊藻毒素粗提液,当投加高锰酸钾1.6 mg.L-1进行预氧化后,再采用10 mg.L-1的粉末活性炭进行吸附时,可以取得高达97%的去除率,这说明两者联用具有协同作用和互补性。