光生物反应器的组建

于１９９７年４月在借鉴国外资料基础上,组建成了一种适用于实验室培养光自养生物（如光合细菌,微藻和单克隆无性繁殖系）的气升式螺旋管道串联的光生物反应器,该装置内可插入ｐＨ值电极,溶解氧电极,温度电极,细胞密度电极,粘度电极等,通过传感器获得的电信号,进一步传导入微机,实现按程序化自动记录和控制有关参数,进行一次性,间歇和连续浮培养,以红球藻为材料进行培养和初步结果表明,培养时间较常规方法缩短了一半,     

光生物反应器及其研究进展

简述了光生物的反应器的发展史,总结了各种光生物反应器的主要类型及其特点,对密封式光生物反应器和开放式光生物反应的优缺点进行了比较,并展了望了光物反应器的应用前景。     

气升式藻类光生物反应器的应用研究

藻类是光合生物,在适当的光照条件下才能进行高效的光合作用和加快生长。同时,光合作用产生氧气,如造成溶解氧过饱和,又会降低光合产率。因此,在藻类光生物反应器的设计中,必需重视两个问题。其一是提高反应器的光照表面积与体积比,以提高光能利用效率;其二是气升式反应器要通过气流传动,提高藻类的光能利用效率和传质效率,同时防止培养液中溶解氧过饱和。近年来国内外研制的藻类光生物反应器多为管式［１,５］和板式反应器［４］。作者认为气升式反应器不仅占地面积小,而且有可能较好地兼顾上述藻类培养的基本要求。因此研制了１００Ｌ外照…     

气升式光生物反应器培养裙带菜配子体的初步研究

在升气式光生物反应器中培养裙带菜配子体无性系。比生长速率最高为0.262d^－1，在快速生长期，日平均增重达到30％。通过在线测定DO和pH值变化实时了解配子体光合、呼吸作用的情况，通过测定碱度分析 子体对无机碳的利用情况，表明HCO3一直处于较高浓度，为配子体所利用的主要碳源。测定培养液的盐度、NO3^-和PO4^3-的浓度，其中NO3^-的利用量与配子体的生长相对应，而盐度变化可反映配子体对营养盐的作用。     

纤细角毛藻的光生物反应器培养

采用正交实验的方法,在光生物反应器中对纤细角毛藻 Chaetoceros gracilis的生长进行了研究,结果表明:光照强度、通气率对藻体细胞的生长具有显著的影响,在通气培养条件下,当培养密度较高时,纤细角毛藻细胞不仅能耐受超高光照强度的照射,而且还可以获得很高的生长速度。本实验条件下, -1 7经过 5 d的培养,细胞的比生长速率﹑生物量产量和细胞密度分别达到了 0.74 d ﹑1.13 g/L和 8.1×10 /mL的较高水平。     

光生物反应器中光衰减特征与螺旋藻生长动力学研究

分析了光照强度在光生物反应器中的分布特征，结果表明，当光波长及光传播的路径确定时，光生物反应器中光衰减特征主要受培养物生物量浓度的影响，由回归的模型对实验数据的拟合可分析光衰减特征与培养物生物量浓度的相关性，为光生物反应器中平均光照强度的确定奠定基础。在光生物反应器中，当营养底物和环境温度不是螺旋藻生长限制因子时，通过平均光照强度对螺旋藻比生长速率的影响分析，结果表明，在实验条件下，螺旋藻比生长速率与平均光照强度的动力学模型可用Aiba光生长抑制方程描述，光亲和系数Ks为238.29umol/(m^2.s)，光抑制系数Ki为0．00493s.m^2/umol，光生物反应器中螺旋藻生长的饱和光照强度出现在190－272umol/(m^2.s)的范围内。     

膜生物反应器技术与市场的发展

膜生物反应器(MBR)作为一项新型的水处理技术,具有处理效率高、出水水质好、运行管理简单等特点,在水处理领域包括自来水供给保障和污水处理回用中得到了迅速发展。文中从技术发展和市场开发两方面对MBR的现状作了扼要评论,通过历史进展的回顾,着重分析了影响MBR发展的一些关键因数,展望了MBR在市政污水和工业废水处理回用中的发展前景。     

利用臭氧氧化实现复合生物反应器污泥减量

采用复合生物反应器,对应用臭氧氧化实现污泥减量进行了研究。2个相同的复合生物反应器平行运行,1个作为对照系统,1个作为氧化系统。反应器内装有半软性填料,投加量为10%。曝气池中悬浮污泥浓度为1 500 mg/L左右,生物膜浓度为2 000 mg/L左右。试验结果表明,随着臭氧氧化污泥比例的增加,污泥表观产率系数也随之降低,当臭氧投量为0.05 g O3/gSS,每天氧化的污泥分别为反应器内污泥的10%,20%,30%时,污泥表观产率系数分别减少28.2%,44.9%,75.8%。虽然随着污泥氧化比例的增大,氧化系统出水CODcr略有增加,但氧化系统仍能保持其生物处理能力,CODcr去除率在92%以上;2个系统之间氨氮的去除率相差不大,氧化系统的硝化能力基本没有受到臭氧氧化的影响。     

钝顶螺旋藻在LED光电板式光生物反应器中的培养研究

分析研究了ＬＥＤ集成光电板光辐射强度对螺旋藻生物量浓度、螺旋藻比生长速率、藻光合放氧量及藻光合色素等螺旋藻生长特性的影响，并分析了ＬＥＤ集成光电板辐射红光及红、蓝组合双波长光质与冷白荧光灯光质对藻类各有效组成部分的影响。结果表明，在光辐射强度尚未达到饱和光辐射强度之前，光辐射强度决定螺旋藻的比生长速度；超过饱和光辐射强度，光合作用产氧量趋向恒定，说明螺旋藻光合器官具有光合稳定性；与冷白荧光日光灯组相比，ＬＥＤ集成光电板射红光及红，蓝组合双波长光质非常适合螺旋藻的生长并促进细胞干重、叶绿素、藻胆蛋白的增加，在相同的光辐射强度[275.9μmol/(m^2.s)]下，采用ＬＥＤ集成光辐射板辐射单色红光与冷白荧光日光灯组相比，藻胆蛋白、藻细胞干重吸绿素a分别增加４３．３９％、９８．４０％，５１．５６３％。     

利用多层薄层贴壁光生物反应器室外培养螺旋藻的研究

设计开发一套新型多层薄层贴壁光生物反应器装置,利用其在室外进行螺旋藻(Spirulina sp.)的高密度培养,对适合螺旋藻的工业贴壁介质材料及光稀释倍数进行初步考察和评价。实验结果表明:附着在超细纤维毛巾上的螺旋藻生物量产率(30~60 g/(m~2·d))要高于附着在植绒材料上的螺旋藻生物量产率(10~40 g/(m~2·d));在实验期间,当光稀释倍数达到10×时,螺旋藻的生物量产率可达到45~60 g/(m~2·d),明显高于2.5×及5×光稀释倍数下的生物量产率;连续培养8 d的螺旋藻平均生物量产率达到30.3 g/(m~2·d),且其营养成分与传统液体培养的螺旋藻营养成分一致。上述结果为该反应器的规模化应用提供支持。     

2种辐照方法对红花生粉灭菌的影响

目的：以红花生药粉为研究对象,深入探讨2种辐照灭菌技术应用于中药生药粉的适宜范围及其优缺点,以期为后期红花生药粉在实际生产应用中选择合适的灭菌方法提供参考。方法：研究不同辐照剂量（0、2、4、6、8、10 kGy）的⁶⁰Co-γ辐照和电子束辐照对其性状、微生物限度、指标成分含量及指纹图谱的影响。根据不同辐照剂量,优化红花生药粉的2种辐照灭菌加工工艺。结果：对比不同辐射源、剂量下红花原生药粉的性状、含菌量、药典成分含量和指纹图谱,在10 kGy剂量内,在⁶⁰Co-γ辐照灭菌和电子束辐照灭菌后,红花的性状变化无显著性差异。低剂量（2 kGy）辐照条件下即能达到国家药品卫生标准细菌总数,贮藏3个月后发现,辐照剂量越大检出微生物总数越少,说明辐照剂量的增加有利于红花原生药粉的贮藏,且相同剂量条件下⁶⁰Co-γ辐照灭菌效果较电子束辐照灭菌效果好。红花生药粉经2、6、8、10 kGy ⁶⁰Co-γ辐照和电子束辐照后,在10 kGy剂量下红花电子束辐照在10 kGy内变化差异不显著,红花经10 kGy ⁶⁰Co-γ辐照后其成分羟基红花黄色素A含量发生一定变化,因此建议红花⁶⁰Co-γ辐照剂量应控制在0~8kGy内。     

厦门东屿白骨壤林土壤甲烷的产生量、氧化量、传输率与库量

测定了厦门东屿白骨壤（Avicennia marina）林土壤的甲烷产生量及其在土壤中的氧化、传输与库量．土壤甲烷产生量基本上呈内滩>中滩>外滩的滩面变化趋势，季节变化趋势为秋、冬季低于春、夏季，与甲烷氧化量的时空变化模式一致，与甲烷库量的时空变化模式也基本相同．所有季节所有滩面土壤甲烷产生量、氧化量、库量的平均值分别为9.11mg/(m     

中性环境中微生物介导下的厌氧铁氧化及生物矿化效应

铁是地球上最丰富也是生物圈利用最频繁的过渡金属元素。它是许多细胞化合物的组成成分,参与了众多的生理功能。在自然界中,随着水体pH和化学组分(如氧浓度)的不同,铁的存在形式和循环途径也大不相同(图1),它既能形成稳定的二价铁化学组分,也能形成稳定的三价铁化学组分。在有氧情况     

Photochemical oxidation of dimethylsulfide in seawater

Dimethylsulfide(DMS) is generally thought to be lost from the surface oceans by evasion into the atmosphere as well as consumption by microbe.However,photochemical process might be important in the removal of DMS in the oceanic photic zone.A kinetic investigation into the photochemical oxidation of DMS in seawater was performed.The photo-oxidation rates of DMS were influenced by various factors including the medium,dissolved oxygen,photosensitizers,and heavy metal ions.The photo-oxidation rates of DMS were higher in seawater than in distilled water,presumably due to the effect of salinity existing in seawater.Three usual photosensitizers(humic acid,fulvic acid and anthroquinone),especially in the presence of oxygen,were able to enhance the photo-oxidation rate of DMS,with the fastest rate observed with anthroquinone.Photo-oxidation of DMS followed first order reaction kinetics with the rate constant ranging from 2.5×10-5 to 34.3×10-5 s-1.Quantitative analysis showed that approximately 32% of the photochemically removed DMS was converted to dimethylsulfoxide.One of the important findings was that the presence of Hg2 could markedly accelerate the photo-oxidation rate of DMS in seawater.The mechanism of mercuric catalysis for DMS photolysis was suggested according to the way of CTTM(charge transfer to metal) of DMS-Hg2 complex.     

Sulfate reduction and anaerobic methane oxidation in Black Sea sediments

Beyond the shelf break at ca. 150 m water depth, sulfate reduction is the only important process of organic matter oxidation in Black Sea sediments from the surface down to the sulfate–methane transition at 2–4 m depth. Sulfate reduction rates were measured experimentally with ³⁵SO₄²⁻, and the rates were compared with results of two diffusion-reaction models. The results showed that, even in these non-bioirrigated sediments without sulfide reoxidation, modeling strongly underestimated the high reduction rates near the sediment surface. A hybrid modeling approach, in which experimentally measured rates in the upper sediment layers force a model that includes also the deeper layers, probably provides the most realistic estimate of sulfate reduction rates. Areal rates of sulfate reduction were 0.65–1.43 mmol SO₄²⁻ m⁻² d⁻¹, highest in sediments just below the chemocline. Anaerobic methane oxidation accounted for 7–11% of the total sulfate reduction in slope and deep-sea sediments. Although this methane-driven sulfate reduction shaped the entire sulfate gradient, it was only equivalent to the sulfate reduction in the uppermost 1.5 cm of surface sediment. Methane oxidation was complete, yet the process was very sluggish with turnover times of methane within the sulfate–methane transition zone of 20 yr or more.     

Light and substrate concentration relationships with marine ammonium assimilation and oxidation rates

Relationships between light intensity and substrate concentration and rates of assimilation and oxidation of ammonium by microorganisms were investigated at four stations off the Washington coast and three stations in the Southern California Bight. Ammonium oxidation rates were negatively correlated with light in the photic zone at all stations; light inhibition of nitrifying bacteria forms an important control over the depth distribution of ammonium oxidation activity. Both assimilation and oxidation were positively correlated with ammonium concentration at the Washington coast stations, where ambient ammonium concentrations were high. Light and ammonium assimilation rate were positively correlated at the Southern California Bight stations (within the photic zone; i.e., excluding depths greater than 150m), but unrelated at the Washington coast stations. Assimilation and oxidation have nearly opposite distribution patterns with depth in the water column, but phytoplankton and nitrifying bacteria probably compete for ammonium at depths near the bottom of the photic zone.     

The oxidation state diagram: Additional comments

The oxidation state diagram provides additional information that cannot be readily discerned from an activity ratio—pE diagram. A theoretical framework for explaining the existence of thermodynamically unstable species becomes available.     

大力推进海洋科技工作

今天,我们在这里隆重举行全国海洋科学技术大会。首先,我代表国土资源部党组,向大会表示热烈的祝贺!向长期奋斗在海洋科技战线上的广大干部职工,向为我国海洋科技事业做出突出贡献的同志们,向即将受到表彰的海洋科技工作先进集体及先进个人,表示热烈的祝贺和崇高的敬意!党中央、国务院高度重视海洋工作。胡锦涛总书记明确指出:“开发海洋是推动我国经济社会发展的一项战略任务”。温家宝总理说,随着国力增强,海洋资源、环境,领海、近海开发管理和科研任务将愈来愈繁重。曾培炎副总理就海洋工作多次作出重要指示,并专门给这次会议来信,提出了…     

海洋沉积物中金属依赖型甲烷厌氧氧化作用研究进展及展望

海洋沉积物中大部分甲烷会通过甲烷厌氧氧化作用（anaerobic oxidation of methane, AOM）而被消耗。早期研究表明,AOM可与硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐的还原作用相耦合,从而有效减少甲烷向大气的排放。最近,金属依赖型AOM（metal-AOM,活性金属氧化物还原反应驱动的AOM）被证实存在于自然界沉积物和富集培养的样品中。但是,目前仍未从自然海洋环境中分离获得能够介导metal-AOM的微生物。对海洋沉积物中metal-AOM的研究大多聚焦于热液或冷泉等海洋特殊生境,一系列研究表明地质流体在这些海底化能自养生态系统的维持和演化方面起到了重要作用,并深刻影响全球地球化学循环,因此,该科学问题研究吸引了越来越多的注意力。本文讨论了可能参与海洋沉积物中metal-AOM的微生物类群及其地球化学证据,并在前人工作基础上,以冲绳海槽冷泉-热液共生区为例,提出一种新的metal-AOM作用机制。认为在全球冷泉-热液系统相互作用地区的调查有助于更好地探讨metal-AOM的发生机制及微生物在深海生境中分布的连通性问题。