高效液相色谱法测定蓝藻发酵液及堆肥中微囊藻毒素含量

建立了高效液相色谱测定蓝藻发酵液和蓝藻堆肥中微囊藻毒素(MC-RR、MC-LR)含量的方法.样品中的MC-RR和MC-LR用5%乙酸溶液提取,离心分离后经过SPE小柱净化、富集,在C18柱上采用梯度洗脱,流动相为甲醇+0.05 mol/L磷酸二氢钾,利用二极管阵列检测器在238 nm进行检测.MC-RR、MC-LR的检测限为0.03 μg/ml,定量限为0.10 μg/ml.在50～200 μg/kg的添加范围内,MC-RR的回收率为78.0%～90.5%,MC-LR的回收率为82.0%～92.8%.     

水分含量对蓝藻堆肥腐熟及藻毒素含量的影响

为探索和优化开放环境中蓝藻堆肥的腐熟化、无害化处理工艺参数,以蓝藻为原料,菌渣和稻壳为调理剂进行好氧堆肥,研究了初始含水率为50%(W50%)、55%(W55%)和60%(W60%)的处理对堆肥腐殖化进程及微囊藻毒素(M C)降解速率的影响。结果表明:堆肥48d后,各处理成品均已满足有机肥标准,种子发芽指数高于85%;3种含水量条件下,腐殖质含量分别下降23.16%、21.71%和19.50%;胡敏酸含量分别提高69.40%、60.58%和43.89%;富里酸含量分别下降50.30%、50.09%和40.36%;腐质化系数(胡敏酸/富里酸)分别为2.85、2.94和2.23,增幅为141.27%~240.81%。堆制48d,MC-LR和MC-RR含量均低于1μg kg-1,降解率高于95%;各处理组中,MC-LR和MC-RR降解速率变化趋势相似,且MC-RR的降解速率高于MC-LR。研究表明,W 50%和W55%处理有利于形成腐殖类物质,提高堆体腐熟度,W 55%处理MC的降解效果最好。     

光催化氧化法降解微囊藻毒素研究进展

近年来蓝藻水华现象日益严重,甚至威胁了人类饮用水的安全。传统水处理技术对微囊藻毒素去除效果不明显,新型降解技术亟待研究。概述了光Fenton氧化法、二氧化钛系列光催化氧化法的特点和类型,研究其应用进展,并提出未来光催化氧化法降解微囊藻毒素的主要研究方向。     

微生物菌群JSM004对微囊藻毒素的生物降解

以太湖水华蓝藻中提取纯化的微囊藻毒素(microcystins,MCs)作为微生物生长的碳源和氮源,从富营养化的太湖水体中分离筛选到MCs高效降解菌群JSM004,24 h内可以将初始浓度分别为3.64和2.62 mg·L-1的MC-RR和MC-LR完全降解.在研究关于环境因子对JSM004降解效率的影响中,发现菌群JSM004的生长受温度和pH值影响较大,而且其对MCs的降解效率也随之变化.结果表明,在接近实际水体的中性和弱碱性环境中,JSM004对MCs的降解活性最强,加入不同含碳和含氮化合物能够促进混合微生物菌群的生长,但是对MCs的降解却有明显的延滞作用.与对照组相比,MCs被完全降解的时间至少推迟24 h.在实验室条件下,JSM004可在72 h内完全降解太湖水中高浓度的MCs.研究结果表明微囊藻毒素降解菌群JSM004具有良好的MCs降解效果,有实际应用前景.     

悬浮载体对蓝藻厌氧发酵产沼气过程的影响

针对蓝藻厌氧发酵过程中极易上浮分层影响产沼气效率的问题,采用批量发酵工艺,研究悬浮载体对蓝藻厌氧发酵产沼气过程的影响.结果表明,添加聚乙烯(PE)载体,使累积产气量提高13.7%(P<0.01),蛋白酶活性分别提高8.6%(P<0.05),叶绿素a消减率从21.4%提高到29.8%(P<0.05),COD消减率从41.2%提高到46.2%,挥发性脂肪酸含量也有明显提升.说明使用悬浮载体可显著提高蓝藻的厌氧发酵效率.     

蓝藻堆肥中养分及微囊藻毒素含量变化

为探索和优化开放环境中脱水藻泥堆肥化处理工艺,以滇池打捞的蓝藻藻泥为原料,采用室外堆肥方法,研究米糠、麦麸、酒糟作为填充剂对蓝藻堆体的养分含量、发芽指数和微囊藻毒素(MCs)含量的影响,并对这些因子之间的相关性进行了分析。结果表明:堆肥结束后,碳素损失率为23.2%～36.2%,氮素损失率为40.7%～56.9%,总磷、总钾和灰分含量均增加;堆肥结束后,各处理的总养分含量(N+P2O5+K2O)均能满足有机肥料标准,堆肥50 d后各处理发芽指数都超过80%,MC-RR低于检测底限10μg/kg,MC-LR的降解率也达到90%以上。综合各类指标,麦麸作为填充剂的效果最好。堆肥过程中MC-RR含量和MC-LR含量间有极显著的相关性,微囊藻毒素含量与堆体有机碳和总氮含量呈显著正相关,而与总磷、总钾、总养分含量以及灰分呈显著负相关。     

微囊藻毒素-LR降解菌的筛选

[目的]为生物降解微囊藻毒素-LR（Microcystins,MC—LR）选择生物除污的方法。[方法]对长春南湖表层和深层水体中的微生物菌群降解MC—LR的能力进行初步比较,并对具有较强MC—LR降解能力的微生物进行分离纯化及降解能力的比较。[结果]无论是深层水体还是表层水体中都存在能够降解MC-LR的微生物菌群,但表层水体中的微生物菌群降解MC—LR的延迟期较长,约为3．5d;而深层水体中微生物菌群降解MC—LR的延迟期较短,约为1．5d,降解速率更大,说明其能够降解MC—LR的微生物菌种活性较强。成功筛选出了4种降解MC—LR能力不同的单克隆菌落,其中菌种A和菌种B降解能力比较强。[结论]为纯菌种的定性研究、环境污染治理及生态环境的保护奠定了良好的基础。     

一种新型生态制剂对蓝藻细胞的絮凝及藻毒素的降解

[目的]考察生态制剂蓝藻净对蓝藻的絮凝作用、对微囊藻毒素的降解效果及其对水质的影响。[方法]向含有蓝藻的湖水中加入不同比例的生态制剂蓝藻净,检测蓝藻的沉淀量、微囊藻毒素的降解效果及影响水质的各项指标。[结果]湖水中加入1%~10%的蓝藻净后,24 h内80%以上的蓝藻沉淀,其中加入5%的效果最好。加入5%与10%的蓝藻净都能降解微囊藻毒素,其中加入10%蓝藻净的3d内可降解完水中和蓝藻细胞中的微囊藻毒素。加入1%葡萄糖的处理,3 d内可降解完水中和蓝藻细胞中的微囊藻毒素。加入5%蓝藻净后,水的色度、浊度、铵态氮、亚硝酸态氮、硝酸态氮、COD、凯氏N、总N都有了明显的改善。[结论]蓝藻净可以用于清除暴发的蓝藻,降解微囊藻毒素及净化水质。     

营养元素对微囊藻毒素好氧生物降解的影响

通过室内模拟实验,研究了好氧条件下MCLR在太湖沉积物-水体系中的生物降解过程,着重探讨了外加碳源、不同形态的氮源和磷源对该过程的影响.结果表明,好氧条件下沉积物中MCLR经过8 d明显的迟滞期,于第16 d降解到检测限以下,说明太湖沉积物中的土著微牛物具有降解MCLR的能力.外加氨氮、硝氮和碳源对MCLR的降解速率均没有显著影响(P≥0.05),而外加溶解性磷源可显著促进MCLR的降解(P<0.01),说明在天然水体沉积物中,磷可能是MCLR好氧降解过程的限制性营养元素.这一结果对于正确评价水体中MC的微生物降解能力以及准确预测MC的浓度变化趋势具有指导意义.     

稀碱法预处理对秸秆厌氧发酵产气的影响研究

[目的]为获得产气效果较好的秸秆预处理方法。[方法]通过稀碱法预处理的单因素分析,研究了稀碱法预处理中NaOH浓度、水浴加热时间和温度对水稻秸秆厌氧发酵产沼气的影响。[结果]当NaOH浓度为6%时,秸秆厌氧发酵产气效果最佳,产气量比未处理的对照组提高了110%。水浴加热时间以3 h为最佳,产气量比对照组提高了107.9%。水浴加热温度以100℃为最佳,产气量比对照组提高了115.8%。[结论]稀碱法预处理对秸秆厌氧发酵产气效果有明显的促进作用。     

碱预处理提高香蕉茎秆厌氧消化产气性能的研究

为有效利用香蕉茎秆资源,提高其厌氧消化效率,采用碱法对香蕉茎秆固体剩余物进行预处理,探讨不同预处理条件下香蕉茎秆厌氧消化产气性能的影响。结果表明:当Na OH浓度为8%时,对香蕉茎秆原料半纤维素、纤维素、木质素降解率达最高,分别为22.5%、9.1%、13.7%;6%Na OH处理组30 d累积产气量最高可达3 775 m L,比对照组提高24.2%,单位干物质产气量达377.5 m L/g TS。碱预处理可有效提高香蕉茎秆产气潜力。     

利用白腐真菌对柑橘皮渣进行预处理及厌氧发酵产甲烷研究

从柑橘果园的堆积土中筛选出一株丝状白腐真菌,通过正交试验确定其最佳的生长环境并粗略测定其酶活力,利用该菌株对柑橘皮渣进行分解,并对分解后的柑橘皮渣进行厌氧发酵产甲烷试验.研究表明:在该菌株单因素下,25天内,该菌株对柑橘皮渣的分解率平均达到30%.正交实验结果显示,对柑橘皮渣分解最好的处理组合条件是麸皮2 g、柑桔皮渣含水量60%、初期pH 3、硫酸铵0.2 g.产生还原糖量平均达到517 μg/g,木糖120.8 μg/g,纤维素+纤维素分解量0.96 g,均失重达到67%,能够有效提高柑橘皮渣的pH从pH 1提高到pH 4.酶活力测定表明,菌丝覆盖柑桔皮渣的第8天到第26天之间,AVI的活力均要远高于CMC和FPA.AVI在培养的第13天酶活力达到最大,第17天后酶活性直激下降.其中CMC在整个培养期间几乎没有变化,一直保持平稳.对柑橘皮渣预处理后进行厌氧产甲烷发酵,试验表明,处理后的柑橘皮渣产沼气总产量较不处理前提高20%,甲烷含量提高26%,COD值都能有效地降低达到27%,发酵前后还原糖量降低20%.     

蒸汽爆破预处理提高香蕉茎秆厌氧消化产气性能研究

为有效利用香蕉茎秆资源,提高厌氧消化效率,采用蒸汽爆破法对香蕉茎秆固体剩余物进行预处理,探讨不同预处理条件对香蕉茎秆厌氧消化产气性能的影响。试验结果表明:当汽爆压力为3.0 MPa时,30 d累积产气量、甲烷产量达最高,为4 130、2 350 m L,分别比对照组(累积产气量3 040 m L,甲烷量1 371 m L)提高35.8%和71.4%;单位干物质产气量达413 m L/g TS,单位干物质产甲烷量235 m L/g TS;蒸汽爆破预处理可有效提高香蕉茎秆产气潜力。     

沼液预处理对蔬菜秸秆厌氧消化性能的影响

为探究不同沼液预处理时间对蔬菜秸秆厌氧消化产甲烷特性的影响，以黄瓜、番茄、茄子和辣椒4种蔬菜秸秆为原料，用猪粪沼液在（35.0±0.5） ℃分别处理3、5、7和9 d后进行中温批式厌氧消化试验。结果表明，预处理时间对蔬菜秸秆木质纤维素降解效果及其厌氧消化性能均有较大影响。随着预处理时间的延长，各蔬菜秸秆中纤维素和半纤维素的降解率逐渐提高（1.53%～24.47%和2.11%～52.48%），但木质素难以降解。不同蔬菜秸秆的最佳预处理时间不同，番茄秸秆和辣椒秸秆的最佳预处理时间均为5 d，最大累积甲烷产量分别为147.95和99.17 mL·g^-1，较未处理分别提升36.52%和26.33%；黄瓜和茄子秸秆的最佳预处理时间均为7 d，最大累积甲烷产量分别为152.42和129.84 mL·g^-1，较未处理分别提升38.00%和27.42%。同时，沼液预处理能够缩短蔬菜秸秆的厌氧消化周期（T₉₀缩短了3～8 d）。整体上，沼液处理后4种蔬菜秸秆的产甲烷性能从大到小依次为：黄瓜秸秆>番茄秸秆>茄子秸秆>辣椒秸秆。综上所述，猪粪沼液作为预处理剂可以有效提高蔬菜秸秆的厌氧消化性能，且最佳预处理时间为5～7 d。     

堆肥预处理对生物质厌氧消化特性的影响

[目的]探索通过生物预处理提高富含纤维素、木质素等难降解成分原料厌氧消化的产气率的最佳工艺和生物学特性。[方法]利用好氧堆肥的方式对生物质进行预处理,研究预处理对厌氧消化过程中产气率、甲烷含量、pH值、水解酶活性和COD去除率等特性的影响。[结果]经过3～6d的堆肥预处理,厌氧消化产期率明显提高,气体中甲烷含量达到70%,对提高COD去除率和原料中各种水解酶活性等均有明显促进作用。[结论]生物质堆肥预处理的最佳时间为4～5d。堆肥预处理可通过提高厌氧消化原料的初始温度和各种水解酶的活性,明显提高生物质厌氧消化过程中沼气产气率。     

NaOH预处理对青稞秸秆厌氧发酵特性的影响

为提高青稞秸秆的综合利用率,采用NaOH对青稞秸秆进行预处理,研究不同水平NaOH和预处理时间对青稞秸秆厌氧发酵性能的影响,探讨NaOH在青稞秸秆厌氧发酵中应用的可行性。结果表明,与未经处理的青稞秸秆相比,NaOH预处理可以显著提高青稞秸秆产甲烷性能（P<0.05）,且产气速率快、发酵周期短。其中,5% NaOH处理12 h青稞秸秆的累积甲烷产量高于多数木质纤维素类废弃物,为250.03 mL·g^-1,是优良的发酵原料。NaOH预处理增加了青稞秸秆中纤维素含量（13.37%~39.31%）,并有效降解了木质素（12.89%~64.34%）和半纤维素（0.96%~30.30%）含量。表明NaOH预处理是提高青稞秸秆厌氧发酵产甲烷性能的有效方法。     

强化污泥厌氧消化预处理技术的研究进展

污泥的厌氧消化技术能够有效实现污泥的减量化、无害化与资源化,在当今许多国家得到了广泛的应用。为了提高厌氧消化过程的效率,各种化学、物理以及生物技术被用于厌氧消化的预处理。介绍了碱解处理、热处理、超声波处理、微波处理的基本原理、特点及应用前景,并对近几年研究者们所关注的一些联合预处理技术做了介绍。     

利用白腐菌生物预处理强化秸秆发酵产甲烷研究

白腐菌对农业固体废物秸秆中的木质素具有较强的降解能力。采用秸秆生物预处理强化产甲烷试验装置进行了白腐菌对秸杆生物预处理后发酵产甲烷试验。结果表明,经白腐菌预处理后,秸秆的结构受到破坏,木质素含量降低,从而大大缩短了厌氧发酵周期,提高了甲烷转化效率。室温下用白腐菌预处理20d、厌氧发酵15d,甲烷转化率为47.63%,继续发酵至30d,甲烷转化率高达58.74%;39℃的温度下预处理10d、发酵5d就可以达到53.3%的甲烷转化率。采用秸秆预处理液作为连续序批式预处理的菌源时,甲烷产量显著下降,预处理液一次转接甲烷转化率为22.6%,二次转接仅为12%,检测分析显示白腐菌难以在后续的批处理中保持优势。     

不同温度对畜禽粪便厌氧发酵的影响

针对猪、鸡、牛3种粪便以及35℃、25℃和常温3种温度条件,研究了不同温度对不同粪便厌氧发酵过程的pH值、产沼气性能、上清液COD及NH+4-N的影响.通过以上试验,确定了各种粪便厌氧发酵的适宜温度及各温度下的沼气产气潜力,为提高猪粪、鸡粪和牛粪便厌氧发酵性能及沼气产量提供了重要参数,对畜禽粪便的有效处理具有一定的指导意义.     

棘孢木霉1285对麦秸的降解及厌氧发酵的影响

为了提高秸秆厌氧发酵产气效率,本研究以1株新分离的秸秆降解菌棘孢木霉(Trichoderma asperellum1285)对麦秸木质纤维进行生物预处理,研究T.asperellum 1285对麦秸木质纤维的降解效果,并确定最佳的生物预处理时间;随后将生物预处理的秸秆原料用于中温[(37±1)℃]厌氧发酵产沼气研究。结果显示:T.asperellum1285对麦秸的木质纤维具有较好的降解能力,可有效降解木质素,保留纤维素并降低干物质损失率,降解预处理8d时,木质素损失率比对照组提高了53.09%,而干物质损失率、半纤维素损失率、纤维素损失率分别比对照组降低了55.89%、16.08%、50.91%;扫描电镜、红外光谱结果进一步证明麦秸经T.asperellum 1285预处理,木质素可被有效降解而纤维素保留并暴露在外。将经过T.asperellum1285生物预处理8 d后的麦秸用于中温厌氧消化产沼气,总产气量和总产甲烷量分别为(14 774.30±216.56)ml、(7 638.90±165.36)ml,较未经过生物预处理的对照组分别提高14.05%、16.01%。表明麦秸经T.asperellum 1285预处理可有效提高麦秸厌氧发酵产气效率。