应用藻类进行重金属污染水体生物修复的研究进展

藻类能吸附重金属,富集并去除水体中重金属,是修复水生态环境的研究热点之一。文中详细概述了重金属对藻类的毒性效应、藻类对重金属胁迫的生理响应及解毒机制,探讨了藻类去除重金属的作用机理及影响因素,归纳了藻类种类及生物量、重金属的起始浓度、p H、温度、光照等对藻类修复水生态环境的影响等最新研究成果,展望了藻类在重金属污染水体生物修复中的应用前景。     

1种食用菌细菌隐性污染栽培种的菌种分离研究

研究1种以木屑为主要配方的食用菌细菌隐性污染栽培种的菌种分离。稀释涂布平板法分析细菌总数。栽培种捣碎后悬于无菌水,分别以短时(5 min)涡漩振荡、摇床振荡(180 r/min)、低温静置(4℃) 3种方式处理;灭菌纱布过滤收集、无菌水淋洗木屑接种至PDA斜面,培养使其生长。以未经处理木屑为接种物作为对照。结果显示栽培种细菌数为15500 cfu/g;对照（30支）以及采用短时涡漩振荡处理所接30支斜面全部细菌污染;摇床振荡1、2、3、4天纯化率分别为20%、30%、46.67%及63.3%;低温静置1、2、3、4天纯化率分别为3.3%、10%、46.67%和60%。以木屑为主要配方的细菌隐性污染栽培种悬于无菌水经1~4天振荡或浸湿再分离的基内菌丝分离法可有效分离纯化菌种。     

燃料组分和分子结构对NO_x生成的影响

生物柴油的主要组分含有不饱和双键,分子碳链较长,含氧量在10%左右,这些特殊的燃料组分和分子结构对NOx的形成有重要影响。为了探讨燃料组分和结构对NOx排放的影响规律,运用Chemkin软件中的闭式均相反应器模型,模拟了元素组成相同或相近、分子结构类似的若干组物质NOx的生成,考察了饱和程度、碳链长度、含氧量对NO,NO2生成和燃烧温度的影响。研究结果表明,双键数量越多,燃烧温度升高,NOx的生成速率越快,NOx的生成量越大;较长的碳链在一定程度上能抑制NOx的生成;较高的含氧量能促进燃烧温度的升高,导致NOx生成量增大。     

快速检测禽流感病毒的生物阻抗测试仪

在生物芯片上通过测量微(纳)电极阻抗值以诊断溶液中禽流感病毒,是目前禽流感病毒快速检测的方向之一.以AD5933高精度阻抗转换芯片为核心测量芯片,以ATmega16单片机为控制器,通过外围电路设计和调试,研制激励频率范围1～100 kHz、测量阻抗范围1～1 000 kΩ的阻抗测试仪,通过液晶实时显示扫频和定点测量结果.为保证测试仪的准确性,设计了带有35组不同阻抗组合的校正网络,用以实时校正.经精度为0.2％的商品化阻抗测试仪标定,所研制的原理性装置容抗测量精度达3％,通过进一步改进后可以满足使用要求.     

菌种添加量对生物预处理小麦秸秆厌氧发酵的影响

对小麦秸秆进行了氨-生物联合预处理,在实验室自制的小型厌氧发酵装置上,对预处理后的小麦秸秆进行了厌氧发酵制取沼气试验,探讨了氨-生物联合预处理中,菌种的添加量对小麦秸秆厌氧发酵产沼气的影响.结果表明,在氨预处理尿素溶液质量浓度为35 g/L,生物预处理pH值为4,黄孢原毛平革菌和里氏木霉的添加比例为1∶1(数量级为109)的条件下,小麦秸秆厌氧发酵过程中沼气总产气量最大,为7 968 mL,较空白组提高了23.11％.发酵过程终了pH值、VFA和甲烷的变化均在正常的范围内,甲烷最高体积分数为51.33％,较空白组提高了6.01％,整个发酵过程历时23 d.     

棉籽油制备生物柴油的生物降解性能

以棉籽油甲酯、乙酯生物柴油及其与石化柴油形成的调和油为研究对象,采用改进的Sturm试验方法,考察了生物柴油及其调和油的生物降解特点。研究表明：在有氧的水环境中生物降解28 d,棉籽乙酯生物柴油与甲酯生物柴油生物降解率分别达99.7%和99.1%;对甲酯生物柴油而言,生物柴油体积分数为50%和20%的调和油的28 d生物降解率分别为93.8%和80.8%,而乙酯生物柴油体积分数为50%和20%的调和油的28 d生物降解率分别95.7%和81.9%,但在相同条件下,0#柴油生物降解率仅49.9%;生物柴油在调和油中体积比越大,调和油的生物降解速度越快,生物柴油对石化柴油的生物降解具有促进作用。该文对认识棉籽油生物柴油在环境中的消解规律,控制环境污染具有一定的意义。     

柴油机掺烧生物柴油NOx和碳烟排放数值模拟

利用CFD软件FIRE v2008对186FA型柴油机燃用纯柴油和B20燃油时的燃烧过程进行NOx和碳烟的三维数值模拟,描述了两种燃油的NOx和碳烟生成规律和分布.通过实测示功图对比,验证了氮氧化物模型和碳烟生成模型的准确性.根据数值模拟结果对原柴油机燃用B20时的涡流比和喷油提前角进行了优化,并提出了能同时降低两种排放物的技术方案,涡流比2.7、供油提前角352.5°时,NOx和碳烟排放最优.     

酸碱预处理对三球悬铃木落叶同步糖化发酵产氢的影响

对三球悬铃木(俗称法国梧桐)落叶酸碱预处理及其同步糖化发酵产氢工艺进行实验研究,利用修正的冈珀茨模型(Gompertz model)对产氢曲线加以拟合,以累积产氢量和产氢速率为考察指标,研究不同酸碱预处理方法(添加质量分数为2%、4%、6%、8%的H2SO4和Ca(OH)2)对三球悬铃木落叶光合生物产氢性能的影响规律,优化出最佳酸碱预处理工艺条件为:稀酸预处理后的落叶试样的产氢性能优于氢氧化钙预处理后的落叶试样,其中H2SO4质量分数为4%时处理效果最佳,发酵产气中的氢气最大体积分数达66.34%,累积产氢量为369 m L,最高产氢速率11.03 m L/h。稀酸处理液可以实现3次有效回收利用。     

热解温度对生物质炭性质及其在土壤中矿化的影响

以苹果树修剪的枝条为原料,分别在300、400、500、600℃条件下热解制备生物质炭,在采用扫描电镜、红外光谱、物理化学吸附仪等手段研究其性质、结构差异的基础上,通过培养试验研究不同温度制备生物质炭的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响。结果表明,随着热解温度的升高,生物质炭的碳含量、比表面积及碱性官能团的含量增加,O、H及H/C、O/C和酸性官能团、总官能团的含量则降低,生物质炭的芳香族结构加强,稳定性升高。添加生物质炭可以增加土壤呼吸速率、微生物量碳(MBC)及可溶性有机碳(DOC)的含量,且随着添加比例的增加而增加,但随着热解温度的升高而降低。生物质炭的矿化率随着热解温度升高和添加比例增加而降低。利用双库模型揭示了生物质炭对土壤活性碳库、惰性碳库及其分解速率的影响。施用生物质炭后土壤有机碳的半衰期在24.09~44.76 a之间,且随生物质炭制备温度升高而增大。考虑到生物质炭制备过程中有机碳的损失,且从提升土壤有机碳含量方面考虑,500℃为制备苹果枝条生物质炭的最佳温度。     

基于PLC的养殖场氨气生物氧化装置设计与试验

随着畜禽养殖业生产规模化、集约化不断提高,养殖场氨气排放控制日益受到关注。养殖场氨气不经处理直接排放到大气中,一方面与SO_2和NO_x结合生成大气二次颗粒物,降低大气能见度。另一方面铵的沉降还可造成土壤酸化及水体富营养化等环境问题。针对上述问题,根据生物法原理,设计了基于PLC控制的养殖场氨气生物氧化装置,实现了p H值控制、风机的启停控制、生物反应器中各环境参数的实时测量、环境参数曲线的实时显示和监测数据的自动存储等功能。设计后在北京某猪场进行了中试装置的示范搭建,运行结果表明:该装置对氨气去除率达到90%,具有运行稳定可靠、运行成本低等特点。