南极洲赖特谷万达盐湖中铬的垂直迁移

南极洲万达湖湖水上部为氧化环境,铬浓度较低,Cr~(6+)占主导地位,主要以CrO_4~(2-)形式存在;下部为还原环境,铬浓度高,Cr~(3+)为主,以Cr(OH)_2~+和Cr(OH)~(2+)形式存在。湖水中锰、铁的氧化物及氢氧化物颗粒对铬离子的吸附和释放过程,控制了湖水铬浓度的变化。     

槐糖脂生物表面活性剂和石油烃降解菌增效含油污泥生物修复研究

生物修复是含油污泥无害化处理的重要技术之一;然而,具有强疏水性的油污染物在土壤基质上的吸附,导致在修复过程中传质速率低,以及石油降解菌的缺乏,可能是油污染场地修复效率低的关键因素。本文通过户外修复实验,在选育混合石油烃降解菌的基础上,考察了土著微生物、接种混合石油烃降解菌和同时添加槐糖脂生物表面活性剂对含油污泥的油污降解作用,结合同步监测温度、pH、异养菌总数等参数,探讨槐糖脂生物表面活性剂和接种石油烃降解菌强化含油污泥修复作用的机制。以原油为唯一碳源,从活性污泥中所选育的混合石油烃降解菌对原油的降解率显著高于从其中分离出的单菌株,可作为外接菌剂以强化油污场地的修复。在24d的修复周期内,仅有土著微生物修复体系原油降解率达到29.7%;而接种混合石油烃降解菌,可有效提高修复体系的初始菌密度,并与土著微生物协同降解油污染物,该体系的油污染物降解率较土著微生物修复体系提高18.5%;而添加槐糖脂可以加快油污染物从土壤基质上解吸附速率,并与同时接种的混合石油烃降解菌协同增效油污场地的修复效率,该体系油污染物降解率较土著微生物修复体系提高35.0%。这表明,同时添加槐糖脂和接种混合石油烃降解菌是强化含油污泥修复的有效措施。     

七种重金属离子及其相互作用下对等鞭藻(Isochrysis galbana Parke)3011生长的影响

本文主要就七种重金属离子对等鞭藻3011生长的影响进行了探讨。实验中分别用1,3,5,7 ppm四种浓度实验发现重金属离子对藻生长的毒害作用顺序是Cu>Cr、Cd>Zn>Ni>Pb。Pb~(2+)对等鞭藻3011生长有利而Cu~(2+)却有致命的毒性。双因子作用下,Pb~(2+)、Ni~(2+)可降低其他重金属离子的毒性,例如Cr~(2+)、Cd~(2+)。总的来说,无论是单因子还是双因子联合作用下,对等鞭藻3011的生长都有抑制作用。     

海洋解木糖赖氨酸芽孢杆菌JZ008对重金属Cd2+、Cr3+和Cu2+的吸附作用

利用单因素实验对海洋解木糖赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus xylanilyticus sp.JZ008)培养条件进行了优化.优化后的培养条件:温度为35℃、pH值为7.5、接种量为3%(V/V)、装液量为50cm3/250 cm3时,菌量达到2.01×108CFU/cm3,比优化之前提高了40.6%.添加海藻寡糖可以促进菌株生长,添加量为5.0 g/dm3时发酵液中活菌数是对照组的2.51倍.研究了菌株JZ008对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)3种重金属离子的吸附特性,结果表明菌株JZ008对3种重金属离子污染的水溶液吸附率效果明显,20 d吸附率分别达到95.6%、96.4%、87.0%.土壤重金属吸附实验结果表明,海藻寡糖复配菌株JZ008组对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)吸附效果明显,60 d吸附率分别达到82.5%、82.0%、86.9%.菌株JZ008对重金属的优良吸附作用为进一步开发解木糖赖氨酸芽孢杆菌在重金属修复方面的应用奠定了基础.     

外源植物生长素对鳗草植株促生长作用的研究

实验室条件下,研究了5个不同吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)浓度处理(0(对照)、1、10、50、100μmol·L~(-1))对鳗草(Zostera marina)存活、生长、光合色素含量、过氧化物酶(POD)活力、超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量的影响,分析了外源IAA对鳗草植株的促生长作用。研究显示,经25d培育实验,鳗草地上组织环境海水添加IAA(1~100μmol·L~(-1))显著提高了植株存活率(66%~69%),且植株的单株叶面积、地上组织绝对生长率、地上生产力和总生产力均在100μmol·L~(-1)处理组达到最大值,显著高于其他处理组(P0.05);鳗草地下组织环境海水添加IAA对植株生长的促进作用不显著,仅50μmol·L~(-1)处理组植株的根长高于对照组植株根长2倍左右;鳗草地上组织环境海水的IAA浓度为100μmol·L~(-1)或地下组织环境海水的IAA浓度为50μmol·L~(-1)时,植株的各光合色素含量达到最大值;IAA对植株POD和SOD活力无显著影响(P0.05),但高浓度IAA处理条件下植株的MDA含量显著降低。研究结果表明,IAA是一种有效促进鳗草植株生长的生长调节剂,叶片可能是鳗草吸收外源生长素的主要部位,在设定的4个IAA处理中,100μmol·L~(-1)IAA浓度对鳗草植株的促生长作用最显著。     

鼠李糖脂生物表面活性剂胶束性质研究

在考察鼠李糖脂生物表面活性剂所形成胶束的临界胶束浓度(CMC)及其表面吸附行为的基础上,研究鼠李糖脂胶束直径随溶液浓度、pH、盐度的变化特征以及重金属Cd2+和Pb2+共存时对其胶束直径的影响。结果表明,鼠李糖脂的CMC为0.13mmol·L-1。由于鼠李糖脂分子具有较大的空间体积,在表面吸附层中占据较大的吸附面积,吸附量较小,在CMC时的表面最大吸附量(Γmax)为2.48×10-6 mol·m-2,单个分子占有的最小面积(Amin)较大,达到66.92。在0.2~0.8mmol·L-1的浓度范围内,鼠李糖脂形成尺寸较大的囊泡状胶束,其胶束直径分布在50~300nm范围内,集中于100~180nm,且随鼠李糖脂浓度、溶液盐度的增大和重金属离子的加入而增大;溶液pH对胶束尺寸具有显著影响,最大胶束直径出现在pH为5.5~6.0时。     

南海神狐海域亚硝酸盐垂直分布特征及影响因素

对南海神狐海域亚硝酸盐垂直分布进行了调查研究,探讨了亚硝酸盐分布规律的影响因素,结果表明,亚硝酸盐含量在水深75~100m处出现最大值,含量范围为0.136~0.260μmol·L~(-1),其他水层含量均0.005μmol·L~(-1)。与之相关的铵盐和硝酸盐却没有相似的分布规律,铵盐含量在整个水层中没有明显的分布规律,硝酸盐的含量随水深增加而增大。鉴于此,又对和其相关的物理、化学参数做了分析,发现亚硝酸盐独特的分布规律受铵盐浓度、温度、酸度、溶解氧含量、有机物含量等多种因素影响。     

Fenton试剂对久效磷的降解实验研究

初步研究了Fenton试剂对久效磷的降解,分析了H2O2浓度、温度、反应时间、pH值和Fe2 浓度这5个因素对COD去除率的影响。实验结果表明,250 mL水样中3.75×10-4mol的久效磷在Fe2 浓度为0.5 mmol/L,pH=3,H2O2浓度为0.19 mol/L,T=70℃的条件下,Fenton试剂在1 h内COD去除率为60%,3 h内COD去除率为90%,8 h内COD去除率为100%。GC-MS测试结果表明,Fenton试剂对250 mL水样中3.75×10-4mol的久效磷5 min可降解81%,30 min降解100%。根据反应速率常数拟合得出该反应符合准一级反应,反应速率常数k=0.655 6 h-1。实验还发现了Cu2 对Fenton试剂有很强的协同催化作用,体系中Cu2 浓度为1.0×10-5mol/L时,Fenton试剂在5 h内对相同水样中COD去除率为101%。     

泥蚶(Tegillarca granosa)重组铁蛋白富集重金属离子的特性及化学传感器的研究

利用泥蚶(Tegillarca granosa)铁蛋白原核表达工程菌获得的重组铁蛋白,通过圆二色光谱分析蛋白二级结构,扫描电镜和电感耦合等离子质谱研究重组铁蛋白富集Fe~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)、Hg~(2+)、Pb~(2+)和As~(3+)等7种重金属离子的特性,同时探索利用重组铁蛋白修饰丝网印刷电极,设计和制备重组铁蛋白检测Pb~(2+)和Cd~(2+)浓度的电化学生物传感器。结果表明复性成功的铁蛋白多为完整的?-螺旋结构,而复性不成功的蛋白聚集体则多为无规卷曲。重组铁蛋白的直径和形态与富集的离子种类有关。泥蚶铁蛋白对单一金属离子Fe~(2+)和Mn~(2+)的富集凸显优势。对两种混合金属离子的富集大多表现为竞争关系。但重组铁蛋白对Hg~(2+)和As~(3+)混合组的富集量明显高于单一金属离子组的富集量,对Hg~(2+)和As~(3+)混合组的富集表现出协同促进作用。重组铁蛋白传感器对Pb~(2+)和Cd~(2+)溶液的最低检测限为10μg/L。     

甲壳素对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用正交实验法 ,使用甲壳素 (粗制壳聚糖 ) ,研究温度、时间、吸附剂用量、酸度、盐效应对甲壳素吸附水中溶解的 Cr( )离子的吸附过程的影响 ,将实验结果进行极差分析 ,得到较优的吸附条件。实验结果表明 :在 p H =2、30℃、离子强度 5 mmol/ L的条件下 ,甲壳素对 Cr( )的最大吸附量为 13.1mg/ g。根据化学平衡及红外光谱分析结果表明 :甲壳素对 Cr( )的吸附主要是游离氨基静电吸附 Cr2 O2 -7,吸附符合 L angmuir吸附等温式     

改进的离子液体/水界面聚合法制备聚苯胺微/纳米纤维

改进了离子液体/水界面聚合方法,将苯胺和掺杂剂溶解在离子液体相中,成功合成了对甲苯磺酸聚苯胺(PANI-TSA)微/纳米纤维和盐酸掺杂聚苯胺(PANI-HCl)微/纳米纤维,其平均直径分别为488和183nm。考察了掺杂剂的浓度对聚苯胺微/纳米纤维的形貌及电导率的影响。实验发现离子液体相中掺杂剂的浓度越高,合成出的聚苯胺微纳米纤维直径越小,以PANI-TSA为例,当p-TSA的浓度由0.005mol·L~(-1)增加到0.05mol·L~(-1)时,PANI-TSA的平均直径从488nm逐渐减小到183nm,相应其室温电导率由1.6×10~(-3)S/cm增加到4.9×10~(-3)S/cm,表现出尺寸效应。     

固定化小球藻去除Cr6+的研究

对固定化小球藻去除Cr进行了研究,结果表明,当褐藻酸钠浓度为3%、CaCl2浓度为0.4mol/L、小球藻用量为12%(VV)时,包埋法制得的固定化小球藻具有较好的机械性能和较高的Cr去除率有营养源条件下与无营养源条件下相比,固定化小球藻对Cr的去除率可提高4～8倍;在pH 6～7范围内,当Cr浓度低于15 mg/L时,可达到较好的去除效果;当营养源组成为葡萄糖9 g/L、KNO30.4g/L、MgSO4@7H2O0.9 g/L、微量元素(100倍浓缩液)9 mL/L时,对Cr的去除效果最好.     

天然水的主要离子与水合氧化铁表面相互作用的实验研究

本文应用微电泳法研究天然水体的Na~+、K~+、Cl~-、Mg~(2+)、Ca~(2+)和SO_4~(2-)等主要离子与水合氧化铁表面的相互作用,分析了各离子浓度对水合氧化铁电泳淌度的影响和体系pH值的变化。结果表明,Na~+、K~+和Cl~-离子几乎不与水合氧化铁表面相互作用;Mg~(2+)、Ca~(2+)和SO_4~(2-)离子与水合氧化铁表面发生吸附作用,在pH为7.5左右的介质中,吸附能力的次序为Mg~(2+)>Ca~(2+)>SO_4~(2-)。     

Ni2+和金霉素共存对序批式反应器性能、微生物活性及其微生物群落的影响

本文研究了10 mg/L的Ni~(2+)和5 mg/L的金霉素(CTC)对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。结果表明,COD去除率在反应器整个运行过程中始终保持在90%以上。10 mg/L Ni~(2+)单独存在及其与5 mg/L CTC共存均能导致氮去除率的下降,且在二者共存时下降程度最大,表明Ni~(2+)和CTC共存对氮的去除呈现协同抑制作用。随着进水中Ni~(2+)和CTC的加入,活性污泥的耗氧速率、硝化和反硝化速率均有所降低。脱氢酶活性以及与脱氮相关的微生物酶活性的变化趋势与耗氧速率和相应的硝化反硝化速率的变化趋势保持一致,均出现了一定程度的降低。Ni~(2+)和CTC共存对硝化反硝化活性呈现协同抑制作用,协同抑制作用主要依赖于Ni~(2+)的含量。Ni~(2+)和CTC共存对活性污泥中活性氧(ROS)的产生和乳酸脱氢酶(LDH)的释放呈现协同促进作用,可以诱导活性污泥细胞内氧化应激以及细胞损伤。长期暴露条件下添加10 mg/L Ni~(2+)和5 mg/L CTC会降低微生物群落的丰富度和多样性。Ni~(2+)和CTC的存在显著抑制了活性污泥中硝化菌(Nitrosomonas、Nitrospira)和反硝化菌(Thauera、Longilinea、Denitratisoma和Anaerolinea)的相对丰度,从而抑制了SBR的脱氮性能。     

天然水体中悬浮颗粒物电泳性质的研究——Ⅰ.离子强度及pH对悬浮颗粒物电泳淌度的影响

本文采用天然悬浮物力最常见的粘土(包括高岭石、伊利石、蒙脱石)和水合氧化物(包括α-FeOOH、γ-AlOOH)为模拟颗粒物,系统地研究了介质的离子强度,得到了比较完整的关系曲线.实验结果表明,不管颗粒物带何种电荷,当介质的离子强度介于10-4-4×10-2mol/l之间时,随着离子强度的增大,悬浮颗粒物电泳淌度的绝对值也随着增大,这基本上可用Zukoski等的Stern层动力学模型来解释.当介质离子强度大于4×102mol/l时,电泳淌度的绝对值反之随着离子强度的增大而减少,这可用双电层厚度变薄来解释.在电泳淌度与介质pH关系研究中,测得一种新型的M-pH曲线,这可解释对界面羟基的两性变化和离子强度效应“反常”之故.     

白令海东陆架区 生源硫化合物的时空特征变化

基于2012年和2014年中国北极科学考察航次白令海现场调查数据,分析白令海东陆架区二甲基硫(DMS)及其前体物质β-二甲基硫巯基丙酸内盐(DMSP)的空间分布特征和年际变化。结果显示,白令海东部陆架区DMS浓度呈自西向东递减的趋势,浓度平均值由2012年0.80 nmol·L~(-1)(范围为0.11～2.27 nmol·L~(-1))增加至2014年1.33 nmol·L~(-1)(范围为0.07～4.49 nmol·L~(-1))。DMSP浓度的空间变化与DMS不一致,高值区位于断面东部,主要受近岸阿拉斯加沿岸流以及育空河淡水输入的影响。2012—2014年,溶解态DMSP(DMSPd)和颗粒态DMSP(DMSPp)浓度平均值分别从4.21 nmol·L~(-1)、16.83 nmol·L~(-1)提高至14.94 nmol·L~(-1)、49.77 nmol·L~(-1),应是冷水团范围缩减以及浮游植物群落变化所引起的。DMS浓度同温度、c_(PO~(3-)_4)、c_(SiO~(2-)_3)显著相关,而DMS和DMSP浓度同无机氮浓度、盐度均存在显著相关性。表层海水DMS和DMSPd的生物生产速率均高于消费速率,且呈现出东高西低的趋势,原因是温度影响了微生物代谢活动。2014年的生产和消费速率均高于2012年的,主要由于表层海水DMS和DMSPd浓度升高和水团的年际变化。2012年和2014年表层海水中DMS微生物消耗速率平均值分别为13.66 nmol·L~(-1)·d~(-1)和33.87 nmol·L~(-1)·d~(-1),海-气通量平均值分别为3.66μmol·m~(-2)·d~(-1)和5.33μmol·m~(-2)·d~(-1),表层海水DMS通过海气扩散去除的周转时间分别是微生物消费的7.4和5.7倍。白令海东部陆架区表层水体中微生物消费是比海气释放更重要的DMS去除途径。     

温度、氮浓度和氮磷比对长心卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)吸收氮速率的影响

分别在室内培养箱、海滨室外跑道池和不同自然海区,通过一次性和半连续添加营养、以及检测海区水质和藻体生长的方法,研究了不同氮浓度、温度和氮磷比条件下,长心卡帕藻氮吸收速率的变化和氮吸收速率随时间变化,以及栽培该藻的环境生态贡献。小型实验、中试放大和海区规模栽培结果表明:(1)在10—50μmol/L范围内,该藻吸收氮速率随氮浓度增加而增大;(2)当氮浓度一定时,氮磷比在1—50范围内对该藻吸收氮速率没有产生显著影响(P>0.05);(3)温度对该藻吸收氮速率有显著影响(P<0.05),其中温度在28℃时氮的吸收速率最高;(4)尽管一次性添加营养实验中长心卡帕藻吸收氮速率随时间变化表现出先快后慢的趋势,但是进一步的半连续添加营养实验证实,导致吸收速率下降系底物氮浓度限制,而不是藻本身吸收能力下降,结果还显示卡帕藻具有连续吸收同化无机氮能力;在自然光温度变化和不受底物浓度限制条件下,该藻藻体去除无机氮效率最大维持在0.3μmol/(gFW·h);(5)海南陵水黎安海湾水质数据显示,栽培该藻去除海水富营养化和净化水质作用显著,其去除海水富营养化的年贡献为33t氮素。     

栉孔扇贝对镉的富集及释放规律的研究

通过暴露染毒方法研究了栉孔扇贝对镉离子(Cd2+)的35d富集与30d释放规律。结果表明:栉孔扇贝对镉有很强的富集性,体内的镉含量与暴露溶液里的Cd2+浓度呈正相关;栉孔扇贝对镉的释放速率随着暴露水体中镉浓度的增加而减慢。应用双箱动力学模型,通过非线性拟合得到了栉孔扇贝对Cd2+的吸收速率常数k1随着外部水体中镉浓度的增大而减小,生物富集系数BCF则随着外部水体中镉浓度的增大而减少。当镉浓度为0.05mg/L时BCF仅为3 730,而当镉浓度为0.000 5mg/L时BCF达到1.79×1011。平衡状态下栉孔扇贝体内镉含量(CAmax)随着水体中镉浓度增加急剧下降,与水体中镉浓度呈负相关;排出速率常数k2、生物学半衰期B1/2与低浓度镉无明显相关性,随着镉浓度的增大k2显著降低而B1/2显著增大。验证了双箱动力学模型适用于栉孔扇贝对Cd2+的生物富集与释放规律研究。     

几种鱼皮胶原蛋白的理化特性及其影响因素

利用水产加工废弃物研究了鳙鱼、鲈鱼、鲫鱼鱼皮胶原蛋白的氨基酸组成、粘度、凝胶强度、热变性温度(Td)等理化特性及其影响因素。结果表明,在0．1mol／L的乙酸溶液中鱼皮胶原蛋白溶液的粘度随着胶原蛋白浓度的增大而增大,随着温度的升高而下降。热水法提取鳙鱼、鲈鱼、鲫鱼鱼皮胶原蛋白的热变性温度分别为30℃,25℃,27℃。鱼皮胶原蛋白的凝胶强度则随着粘度、温度、pH值、外加介质等的变化而变化。     

基于空气阴极的微生物燃料电池处理含铬(Ⅵ)废水

本文构造碳布阳极、光谱纯(SPG)石墨板阴极的双室微生物燃料电池(MFC),向阴极曝气建立空气阴极体系,在此基础上考察其对含铬(Ⅵ)废水的去除效率及其产电性能。结果表明,铬(Ⅵ)初始浓度一定时,铬(Ⅵ)的去除效率和电池的最大输出功率都随着pH值的降低而升高,在pH=2时获得最佳的处理效果和产电性能,初始浓度为50mg/L的铬(Ⅵ)经过50h的处理后,去除率达到100%,同时获得的最大功率密度达568.43mW/m2;保持最佳的pH条件(pH=2),铬(Ⅵ)的初始浓度由10mg/L增加到100mg/L时,铬(Ⅵ)转化去除所需要的时间由10h上升到90h,最大功率密度也由156.06mW/m2增加到705.33mW/m2;通过氮气阴极与空气阴极的对比,空气阴极不仅能加快铬(Ⅵ)的去除效率(提高约20%)而且能增大系统的最大功率密度,从而提高MFC的产电性能。