生物技术处理船舶舱底含油污水

采用生物降解技术处理船舶舱底含油污水中的石油烃污染物,从含油污水中分离得到5株高效石油烃降解菌S_1～S_5,选择优势菌株构建复合菌群,其中最佳菌群S_(15)的7 d降解率高达83.12%。16S rDNA鉴定结果显示,菌株S_1为Bacillus toyonensis、S_5为Bacillus albus,S_1与S_5均为可分泌天然脂肽的芽孢杆菌,脂肽对石油烃有乳化、增溶作用。S_(15)优化后的最佳培养温度为35℃、盐的质量浓度为2 g·L~(-1)以内,最佳pH值为7.5。经高效液相色谱(high performance liquid chromatograph,HPLC)分析,S_(15)可产生脂肽类生物表面活性剂,细胞表面疏水性较高,超过50%,对正辛烷、正己烷、十六烷和二甲苯等典型烃类物质具有较强的乳化能力,乳化指数(E_(24))超过80%。采用气相色谱用氢离子火焰检测器(gas chromatography-flame ionization detector,GC-FID)分析S_(15)的烃降解特征,结果表明:S_(15)对柴油中烷烃C_7～C_(28)的降解率均超过80%,对短链烷烃的降解率更高一些。S_(15)对石油污染环境有较强的修复能力。     

填埋场快速稳定的功能菌筛选及复合菌系构建

为加速填埋场的稳定化进程,采用传统的微生物学方法,从环境中经反复筛选及多次传代培养得到性能稳定的功能菌.根据功能菌的功能,组合成不同的功能菌群,通过研究各组功能菌群产酶的能力和对填埋场稳定化指标的影响,构建了加速填埋场稳定化进程的复合菌系.结果表明:在性能稳定的功能菌中,含9株纤维素降解菌,8株渗滤液化学需氧量COD(chemical oxygen demand)降解菌,7株絮凝剂产生菌;由所有菌株共同组成的功能菌群Ⅶ#的产酶能力最强,引入填埋场可有效加速填埋垃圾的生物降解,促进填埋场稳定化,使填埋垃圾有机质生物降解率、胡敏酸的百分含量和沉降率较未添加功能菌群对照组分别高26.23%、9.18%和10.01%.     

船舶溢油后海岸带生物的修复模拟

为减少船舶溢油事故对海岸带生物造成的污染,尽快恢复原有的生态环境,在实验室条件下,以人工制备的石油污染沉积物模拟海上溢油后石油污染的海岸带,以石油降解菌、双齿围沙蚕(Nereis succinea)和翅碱蓬(Suaeda heteroptera)为修复主体,进行生物修复试验。设计石油与沉积物的质量比为1.5 g/kg,设置石油降解菌组、沙蚕-石油降解菌组、翅碱蓬-石油降解菌组和沙蚕-翅碱蓬-石油降解菌组等4种生物修复处理组,并设置空白组进行对照。试验结果表明：进行修复试验60 d,各生物修复组总石油烃的去除率均显著高于空白组(显著性水平P<0.05),其中沙蚕-翅碱蓬-石油降解菌组的修复效果最好,总石油烃的去除率为44.5%;各生物修复组总石油烃去除速率均在修复试验16～30 d内最快,在修复试验31～60 d内总石油烃去除速率明显下降。     

原油降解菌株HC13的降解特性研究及其条件优化

为减少原油污染的危害,各国学者都在研究利用微生物降解环境中的原油污染物.该实验以原油为唯一碳源制备培养基,采用平板菌落分离法,分离获得11株能够利用原油生长的菌株,重量法测得其中HC13菌株的原油降解率最高,为57%.16S rRNA基因序列初步鉴定其为假单胞菌(Pseudomonas sp.).气相与质谱联用(GC-MS)分析发现菌株HC13对短直链烷烃的降解率都在60%以上.结果表明:控制单一变量可得到其生长最适条件为pH值为7,温度为30℃,原油质量分数为1.5%,接种量为2%,转速为140 rpm.     

以稻壳为载体培养高效丙烯腈降解菌

研究了以稻壳为载体培养高效丙烯腈(AN)降解菌及其影响因素,并对丙烯腈的降解性能进行了测定.结果表明:在优化的条件下,培养的降解菌对丙烯腈具有高效降解性能,当初始浓度为403.2mg/L时,平均降解速率为16.9mg·L-1·h-1,去除率达到98.1%,其适宜的pH和温度分别是6.5和20℃.     

推流式曝气池中微生物群落结构演变及其应用

以吉林奇峰腈纶污水处理厂推流式曝气池为对象,采用高通量测序技术,探究了推流式曝气池处理废水过程中微生物群落结构变化,分析了菌落变化折射出的废水中难降解有机物可降解性能的变化过程与关键阶段,提出了强化关键阶段处理能力的对策.结果显示,推流式曝气池第一廊道微生物多样性高于第三廊道,第二廊道内极少数细菌利用最难降解的有机物进行代谢生长;沿曝气池推流方向上,菌群差异明显,副球菌、泛黄杆菌、红细菌、陶厄氏菌是曝气池前端有机物得到高效降解的内在推动力;土地杆菌、粘液杆菌、玫瑰单胞菌、懒小杆菌、产黄杆菌、硫杆菌是曝气池后端最难降解有机物分解的小分子有机物得到进一步降解的主要承担者.故可通过曝气池扩容、降低进水量、在二、三廊道内投加载体等方式,延长生化处理时间,提高曝气池对有机物的降解率.     

以稻壳为载体培养反硝化菌及硝酸盐氮的去除

研究了以稻壳为载体培养固定反硝化菌及其影响因素,并进行了模拟废水硝酸盐氮的去除实验.结果表明:稻壳固定反硝化菌能有效地去除水中的NO-3,降解速率为5.9mg/(L·h),去除率达到91.6%,稻壳培养反硝化菌的最适pH和温度分别是7.6和30℃.     

两株耐铅镉菌株的分离筛选及铅镉去除性能研究

从尾矿土壤中分离筛选到了7株对铅镉具有双耐性的细菌菌株,其中G-1、G-2的耐受性高于其他菌株,G-1可分别耐受4 000 mg·L~(-1)、500 mg·L~(-1)的铅镉,G-2可分别耐受4 000 mg·L~(-1)、400 mg·L~(-1)的铅镉,16S rRNA基因序列初步鉴定G-1为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),G-2为克雷伯菌属(Klebsiella sp.).以G-1、G-2为供试菌株,研究环境条件对其去除液体中铅镉离子的影响,结果显示,菌株G-1去除铅镉的最佳条件是温度32℃、pH为7、 NaCl浓度4%、接种量2%,该条件下铅镉去除率分别为91.32%、80.66%;菌株G-2去除铅镉的最佳条件为32℃、pH为8,NaCl浓度4%、接种量2%,去除率分别达到了99.44%、72.89%.研究结果表明,两株菌株都对铅镉具有较高的耐受性,可期为微生物或微生物联合植物修复重金属污染土壤提供重要的微生物种质资源.     

可降解汽车尾气的环保型路面材料低温试验

为研究环保型材料纳米TiO_2在低温条件下对汽车尾气的降解效果及在寒区道路路面上的适用性,制备密闭的气体反应室,选择合适的观测仪器,在-5℃、-10℃、-15℃温度下,60 min内连续观测HC、CO和NO三种气体的浓度变化,得到观测数据并分析气体的降解规律及降解率。结果表明:在低温条件下,纳米TiO_2对汽车尾气中的有害气体HC、CO及NO具有较大幅度的降解,适合在寒区应用;纳米TiO_2对NO气体的降解作用最显著,在30 min内大部分被降解,40 min后剩余小部分逐渐达到0 ppm,HC气体的降解率在28%～53%之间,降解效果明显,CO气体的降解率最小;不同低温条件下,纳米TiO_2对HC、CO和NO三种气体的降解规律和趋势相同,温度的差别对降解率的影响并不显著。     

海洋中硫酸盐还原细菌抗菌活性研究

研究了严格厌氧的海洋硫酸盐还原细菌类群的抗菌活性,从大连海域的5个不同采样地共采集、分离获得70个纯硫酸盐还原菌菌株,其中10个菌株经抗菌模型筛选具有不同的抗菌活性;活性菌株的比例占到了14%,表明硫酸盐还原菌这一严格厌氧的微生物类群具有重要的药用开发潜力;7个活性菌株鉴定为脱硫弧菌属（genus Desulfovibrio）.     

纤维素高效降解混合菌的筛选及其发酵条件

为了提高纤维素的降解能力,对降解纤维素的混合菌的筛选和发酵条件进行了试验研究．从土壤样品中分离、筛选出一组对纤维素具有高效降解作用的混合菌,初步鉴定为毛霉菌（Mucorsp．）和曲霉菌（Aspergillus sp．）．通过试验确定了该组混合菌发酵产酶的最佳条件：稻草粉与麸皮的质量比为8：1,2．5％的硫酸铵为补充氮源,固液比为1：1．5,pH值自然,种龄为3d的菌丝接种,培养温度为28℃,培养时间为5d．当接种量为20％,接种比例为2：1时,羧甲基纤维素酶活最大为7324．1μmol／（g&#183;h）;当接种量为30％,接种比例为1：1时,滤纸酶活最大为753．4μmol／（g&#183;h）．     

以稻壳为载体培养高效丙烯腈降解菌

研究了以稻壳为载体培养高效丙烯腈(AN)降解菌及其影响因素,并对丙烯腈的降解性能进行了测定。结果表明:在优化的条件下,培养的降解菌对丙烯腈具有高效降解性能,当初始浓度为403.2mg/L时,平均降解速率为16.9mg·L~(-1)·h~(-1),去除率达到98.1％,其适宜的pH和温度分别是6.5和20℃。     

温度对好氧生物反应器填埋场稳定化进程的影响

为研究填埋温度对好氧生物反应器填埋场稳定化进程的影响,通过模拟实验,探讨了渗滤液及填埋垃圾性质随温度变化的趋势.结果表明:在20~40 ℃温度下,随着温度提高,渗滤液化学需氧量和氨氮消减速度越快; 40 ℃条件下,氨氮在56 d达到国家生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889—2008)规定的垃圾填埋场渗滤液氨氮排放浓度限值,比20 ℃时早84 d;温度越高,填埋过程中渗滤液累计产量越少,固相垃圾含水率与总有机碳含量的下降速度越快,垃圾降解越彻底;填埋结束时,填埋场稳定速度较快,垃圾体的沉降性能好,表明较高温度有利于加速填埋场的稳定化进程.      

海洋中硫酸盐还原细菌抗菌活性研究

研究了严格厌氧的海洋硫酸盐还原细菌类群的抗菌活性,从大连海域的5个不同采样地共采集、分离获得70个纯硫酸盐还原菌菌株,其中10个菌株经抗菌模型筛选具有不同的抗菌活性;活性菌株的比例占到了14%,表明硫酸盐还原菌这一严格厌氧的微生物类群具有重要的药用开发潜力;7个活性菌株鉴定为脱硫弧菌属(genus Desulfovibrio).     

生物强化技术加速填埋场稳定化进程实验研究

为解决传统填埋场中垃圾降解缓慢、稳定化时间长、运行管理复杂等问题,提出利用生物强化技术加速填埋场稳定化的新工艺.采用室内模拟实验方法,在填埋场中引入复合菌系,研究了复合菌系对填埋垃圾稳定化的影响.结果表明:复合菌系可加速有机垃圾的生物降解,使填埋体系的温度在填埋前中期升高0.8～5.0℃,填埋场pH值快速升高至8.0以上,比对照组提前208 d进入稳定运行阶段;复合菌系使渗滤液化学需氧量下降更加明显,505 d以后基本维持在3 000 mg/L左右;氨氮消减更加快速,463 d后一直低于对照组,700 d后下降至25 mg/L以下,达到国家标准(GB 16889—2008)规定的氮排放标准;复合菌系提高了垃圾体的沉降性能,使填埋前、中、后期的沉降率分别较对照组增加27.39%、19.23%和14.81%.     

B10餐厨废弃油脂制生物柴油公交车应用性能

以国三和国五公交车为研究对象, 对其燃用柴油与B10餐厨废弃油脂制生物柴油进行了应用研究, 以柴油为参照, 分析了B10餐厨废弃油脂制生物柴油对公交车动力性、燃油经济性、排放性与可靠性的影响。研究结果表明: 国三与国五公交车使用B10餐厨废弃油脂制生物柴油的最高车速、直接挡25~70 km·h-1全油门加速时间、0~70 km·h-1全油门起步加速时间等动力性能与柴油相当; B10餐厨废弃油脂制生物柴油国三、国五公交车HC、CO、PM和固态PM2.5数量排放低于柴油, 其中HC分别降低7.1%、11.1%, CO分别降低9.2%、8.0%, PM分别降低36.8%、8.4%, 固态PM_2.5数量分别降低4.7%、23.5%;B10餐厨废弃油脂制生物柴油对国三、国五柴油公交车NO_x排放影响存在差异, B10国三公交车的NO_x排放比柴油增加7.9%, 但B10国五柴油公交车NO_x排放降低11.2%;在16个月的试验应用期间, 柴油公交车燃用柴油与B10餐厨废弃油脂制生物柴油的月平均百公里油耗随时间变化趋势一致, 受夏季使用空调的影响, 公交车在夏季(7~9月) 的月平均百公里油耗较高; 国三、国五公交车燃用柴油与B10的月平均百公里油耗样本服从正态分布, 其分布均值分别为38.67、38.60、39.06和39.27L, B10公交车的百公里油耗与柴油相当; 与柴油比较, B10公交车油路故障率有所升高, 油水分离器和燃油滤清器是故障率相对较高的零件。应采取措施改善餐厨废弃油脂制生物柴油的氧化安定性, 严格控制其水含量, 改善B10餐厨废弃油脂制生物柴油公交车的可靠性。      

考虑地域差异的柴油汽车排放清单建立方法研究

柴油汽车排放是目前城市大气污染的重要组成部分,如何结合区域差异建立柴油汽车排放清单是制定相关减排政策的基础工作.首先按照使用用途将柴油汽车划分为7种车型,选择国Ⅲ 、国Ⅳ、国Ⅴ共3种排放标准的车辆得到基础排放因子;具体分析不同区域的柴油汽车排放相关影响因素及修正权值,包含环境参数、车速分布、载重系数及劣化系数;结合修正参数建立柴油汽车综合排放因子计算公式及城市柴油汽车排放清单计算模型,以淄博市为例完成了城市柴油汽车排放清单的建立.研究结论表明,本文提出的柴油汽车排放清单建立方法,适用于结合不同城市的环境特征、车辆特征和道路特征定量评价柴油汽车污染排放状况,并为制定具体的柴油汽车污染物排放控制政策奠定基础.     

喷雾特性对生物柴油燃烧和排放特性的影响

在手压泵试验台上进行了生物柴油与柴油的喷雾对比试验,在一台单缸直喷柴油机上进行了生物柴油与柴油燃烧和排放性能对比试验.分析了燃料喷雾特性的液滴粒径尺寸分布和特征参数,研究了燃用生物柴油与柴油燃烧和排放规律的差异及其本质原因.研究结果表明:与柴油相比,生物柴油喷雾锥角小,粒子总数少,小直径粒子比例低,最大粒子直径大;在转速为1 500 r*min-1与平均有效压力为0.531 MPa时,生物柴油最大燃烧压力、最大压力升高率以及最大燃烧放热率分别降低了1.91%、30.10%和29.32%,生物柴油燃烧持续期长于柴油;在转速为1 500 r*min-1时,燃用生物柴油HC、CO和烟度排放平均分别降低17.17%、26.73%和37.85%,NOX排放平均增加21.93%.     

2型糖尿病患者肠道拟类菌属和双歧杆菌属多样性的PCR-DGGE指纹图谱分析

目的 分析2型糖尿病患者肠道拟类菌属和双歧杆菌属的多样性及其与健康个体的差异,探讨糖尿病与肠道优势菌属的相关性.方法 收集2型糖尿病患者和健康志愿者粪样,提取样品中菌群总DNA,利用拟类菌和双歧杆菌16SrRNA种属特异性引物,进行PCR扩增,将产物用变性梯度凝胶电泳分离,获得肠道菌群分子指纹图谱,进行多样性和相似性等特征分析.结果 糖尿病组和健康人组样品DGGE图谱多样性指数范围分别是:拟类菌属0.89(0.75～0.95),0.95(0.89～0.97);双歧杆菌属:0.85(0.75～0.94),0.87(0.73～0.93).组内成对相似性系数累积曲线分析,拟类菌属:小于0.5的Cs值在糖尿病组占到总Cs值个数的85.83%,而健康人组只占到35.71%;双歧杆菌属:小于0.4的Cs值在糖尿病组占到总Cs值个数的90%,健康人组占到总Cs值个数的60.7%.结论 糖尿病患者和健康人肠道拟类菌属和双歧杆菌属指纹图呈现个体特异性,糖尿病患者两种菌属多样性与健康个体无显著差异,而糖尿病患者个体之间的相似性较健康个体之间低.     

高脂饮食诱导的肥胖及肥胖抵抗小鼠肠道菌群元基因组的比较研究

目的比较高脂饮食诱导肥胖(DIO)小鼠及高脂饮食诱导肥胖抵抗(DIO-R)小鼠肠道菌群元基因组的差异。方法将40只C57BL/6J雄性小鼠适应性饲养2周后,随机分为正常组(10只)和高脂饮食造模组(30只),分别给予普通饮食和高脂饮食。造模8周后,按体重增量的不同,将高脂饮食组小鼠又分为肥胖组(DIO组,22只)和肥胖抵抗组(DIO-R组,8只)。搜集并提取3组小鼠粪便样本菌群基因组,采用Illumina公司的Hiseq2000分析样本的肠道宏基因组功能及物种组成。结果 DIO组小鼠肠道菌群在执行多糖代谢、氨基酸代谢、基因信息翻译、信号转导、细胞能动性多种功能的基因数与DIO-R组有差异,其余同DIO-R组无明显差异;两组的多项代谢功能及基因信息处理所对应的基因数均明显低于正常组。DIO组小鼠肠道变形杆菌门的相对含量百分比较正常组及DIO-R组显著增高;厚壁菌门的含量较DIO-R组升高,类杆菌门的含量则显著下降,类杆菌/厚壁菌的比值较DIO-R组明显下降;DIO-R组除变形杆菌门的含量低于正常组外,其余两组无明显差异。结论 DIO及DIO-R小鼠肠道菌群元基因组中的肠道菌群功能存在差异;DIO小鼠肠道菌群门级别与DIO-R小鼠有显著差异,两者与正常组相比,都处于代谢紊乱状态。