固定化铜绿假单胞菌GF31对氯氰菊酯降解的强化作用

研究了沸石固定化铜绿假单胞菌GF31的氯氰菊酯降解特性及强化修复效果。综合考虑氯氰菊酯特性及其传质等因素,选择沸石为载体进行固定化,电镜扫描结果显示,菌株GF31能较好地生长于沸石载体孔隙中。固定化后菌株GF31的去除率和比降解速率提高,6 d对100 mg·L^-1氯氰菊酯的去除率由37%提高至61.4%,游离细胞和固定化细胞对于300 mg·L^-1的氯氰菊酯的平均比降解速率分别为487和917 mg·[L·d·(g细胞干重)]^-1。固定化细胞对pH和高浓度氯氰菊酯的耐受性显著增强,在pH 10或者菊酯浓度为800 mg·L^-1时仍能保持一定的降解活力。投加固定化细胞对实际土壤进行生物强化修复,其降解过程可用一级动力学方程来描述。与自然降解相比,氯氰菊酯的半衰期t_1/2由34.3 d缩短至8.02 d,显示出固定化细胞良好的强化修复效果。     

耐低温对硝基苯酚降解菌的降解动力学研究

以对硝基苯酚在10℃条件下的微生物降解过程为研究对象,融合单因素实验、细胞疏水性实验、细胞膜通透性实验与降解动力学实验探究菌株Pseudomonas sp. ZL对对硝基苯酚的低温降解特性。实验结果表明,在10℃条件下菌株Pseudomonas sp. ZL能够耐受并降解303.71 mg·L^-1的对硝基苯酚,最佳降解条件为pH=8.0,0.5% NaCl,1 g·L^-1 NH₄NO₃,该条件能够显著促进对硝基苯酚的降解速率并大大缩短降解的延迟时间。在10℃、单因素最佳条件下,对硝基苯酚降解菌的抑制降解动力学拟合符合Aiba模型,其中μ_max（最大比生长速率）为0.205 h^-1,K_s（半饱和系数）为3.40 mg·L^-1,K_i（底物抑制系数）为166.86 mg·L^-1,因此166.86 mg·L^-1即为该条件下菌株的低温降解抑制浓度。与其他降解菌株相比,菌株Pseudomonas sp. ZL的K_i和μ_max/K_s较大、K_s/K_i值较小,说明对硝基苯酚对该菌株的抑制作用较小,菌株的有效利用率更高,在原位修复低温地下水及土壤污染方面具有较高的应用潜力。     

苯酚降解菌的固定化及其降解特性的研究

以海藻酸钠为载体,对苯酚降解菌进行细胞固定化,并对其降解特性进行了研究。通过单因素实验确定较佳的固定化条件为:海藻酸钠质量浓度3.0%、CaCl2质量浓度4.0%、湿菌体量0.4 g/10 mL海藻酸钠溶液;固定化细胞降解苯酚的最适条件为:温度30℃、pH值7.0、NaCl质量浓度低于2.5%,该菌株固定化细胞的降解苯酚能力和耐受苯酚能力均大于游离细胞,800 mg.L-1苯酚降解48 h,降解率可达99%以上。     

固定化降解菌处理模拟苯系物污染地下水的最佳参数研究

聚氨酯泡沫对微生物、水环境友好,且成本相对低廉,来源广泛,适用于大规模的应用,是一种国内外普遍应用的微生物固定化载体材料.将优势菌株使用聚乙烯醇(PVA)固定化处理后,模拟大庆地区浅层地下水环境,耦合聚氨酯泡沫分析BTEX降解反应的量效关系,得到最佳工艺参数.初始苯系物质量浓度为400 mg·L-1,pH值为6.5,最适温度为10℃,Fe离子质量浓度为16 mg·L-1、Mn离子质量浓度为12 mg·L-1,最适接种量为3块,所占体积比为40.5％,该固定化体系培养48 h后,对苯系物的降解率达91.86％.模拟低温地下水苯系物的去除实验表明,在苯系物初始质量浓度为400 mg·L-1的模拟水样中,48 h苯系物的去除率最高,达98.92％,苯系物最终质量浓度为4.19 mg·L-1.固定化体系前期聚氨酯泡沫的吸附作用对苯系物的去除贡献较大,吸附达到饱和时,生物降解才是更为重要的去除机理.通过扫描电镜观察载体内部的微生物,聚氨酯泡沫上纵横交错分布的孔隙为菌胶团的生长提供了支撑骨架;并利用分光光度计测定不同苯系物初始质量浓度的载体内的生物量的变化,苯系物质量浓度为400 mg·L-1时,聚氨酯泡沫载体附着生物量可达6734.41μg·g-1.在不固定条件下的菌液中蛋白质质量浓度为71.48μg·mL-1,固定化菌能够较好适应低温条件下地下水中苯系物的污染环境,生物载体填料为工业化应用提供了基础.     

微生物燃料电池耦合光催化技术降解葡萄酒清洗废水研究

光催化耦合微生物降解技术,在微生物代谢后期,污水中COD下降到光催化剂反应的范围,利用光能激发催化反应,将有机物质氧化成活性基团,可以将水体中难降解的有机物分解。以碳棒作为阳极,以碳布材料作为阴极,以负载Ti O₂的活性炭作为生物载体,构建微生物燃料电池体系。葡萄酒废水酸性环境下微生物的生长缓慢,当阳极底物质量浓度由1 000 mg·L^-1增大到3 000 mg·L^-1时,COD去除率由较低水平的67%增大到较高水平的92%。在一定范围内,随着阳极底物质量浓度的增加,COD的去除率也有所增加。当阳极底物质量浓度由3 000 mg·L^-1增大到4 500 m·L^-1时,COD去除率由92%减小到81%,光催化的引入对处理低浓度的氨氮、总磷和COD效果均高于90%。     

CuCe氧化物催化剂的制备及CWPO降解双酚A废水研究

为解决Fenton法存在活性组分流失及通常在pH 2～3条件下运行的局限性,采用柠檬酸络合法制备了CuCe氧化物催化剂,建立了双酚A非均相催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）反应体系。考察了焙烧温度、Cu/Ce摩尔比、H₂O₂用量、双酚A初始浓度和pH对催化剂物化结构和CWPO性能的影响。并分析了可能的降解路径。结果表明：催化剂具有良好的高温稳定性和pH适应性,在pH 1.6～7.9范围内对双酚A都具有较高的降解性能,不需要调节pH。在焙烧温度450℃、Cu/Ce摩尔比1.0、催化剂用量1 g·L^-1、H₂O₂用量196 mmol·L^-1、BPA浓度152 mg·L^-1、pH 6.6、反应温度75℃、反应95 min后,BPA和TOC去除率分别为91.8%和84.5%,Cu²⁺析出浓度为19.3 mg·L^-1。推测了双酚A可能的降解路径。     

改性酵母载纳米铁对水中甲基橙的吸附性能研究

以改性酵母为载体、烟叶提取液为还原剂,制备了改性酵母载纳米铁(Fe NPs/SC_M),并将其用于去除水中甲基橙,通过考察初始pH值、Fe NPs/SC_M投加量、甲基橙初始浓度、温度、无机阴离子等对甲基橙去除率的影响,研究其对甲基橙的吸附性能,同时对其吸附动力学、等温吸附模型及吸附热力学进行了探究。结果表明：初始pH值为4.0～9.0时对甲基橙去除率的影响较小,甲基橙去除率随Fe NPs/SC_M投加量的增加而升高,随甲基橙初始浓度的增加和温度的升高而降低;无机阴离子会降低甲基橙去除率,其影响大小为：HCO^-₃>SO■>HPO■>NO^-₃>Cl^-;在30℃、pH值为6.3的条件下,5.0 g·L^-1 Fe NPs/SC_M对50 mg·L^-1甲基橙的去除率和去除量(以纯铁计)分别为93.50%±0.38%和523 mg·g     

生物基吸附材料在金堤河水体生态污染治理中的应用

针对金堤河水体存在较为严重的重金属离子污染的现象，以玉米秸秆为原料，通过添加氯甲烷、环氧氯丙烷、四乙烯五胺、三丙胺和叔丁醇钾等处理剂，制备了一种新型生物基吸附材料SXF-1，并评价了其对重金属离子Cr⁶⁺和Pb²⁺的吸附效果。实验结果表明，当生物基吸附材料SXF-1的加量为0.5%、水样pH值为5、水样中重金属离子的浓度为50mg·L^-1、吸附时间为12h、实验温度为20℃、干扰离子浓度为5000mg·L^-1时，Cr⁶⁺和Pb²⁺的去除率分别能够达到96.15%和90.04%。研究结果认为，生物基吸附材料SXF-1对重金属离子Cr⁶⁺和Pb²⁺的吸附处理效果较好，能够满足金堤河水体生态污染治理的要求。     

CTAB改性铁柱撑膨润土对苯酚的吸附

为了研究膨润土对含酚废水的吸附性能,采用羟基铁柱撑剂对钠基膨润土进行预改性,随后用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性,制备CTAB改性铁柱撑膨润土。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)对改性膨润土的结构和性能进行表征。考察了吸附剂用量、吸附时间、吸附温度、苯酚初始浓度和pH值对吸附性能的影响,研究了吸附热力学和吸附动力学规律。结果表明,CTAB进入铁柱撑膨润土的层间和表面。当吸附剂用量为3 g·L^-1、吸附时间为60 min、吸附温度为25 ℃、苯酚初始浓度为300 mg·L^-1、苯酚初始pH值为7时,改性膨润土吸附量达到29.7 mg·g^-1,吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich热力学模型。     

铜抗性菌株的筛选及其对Cu2+的吸附性能

利用选择性培养基分离出铜抗性细菌BX,经鉴定该菌为产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)。考察了细菌BX对环境的适应性,讨论了pH、初始Cu²⁺浓度等对其吸附铜离子的影响,分析了吸附过程的动力学及等温吸附特性,并以多孔陶瓷为载体对其进行固定化。结果表明,该菌对Cu²⁺和NaCl的抗性浓度分别为7 mmol·L^-1和7.5%,可生长于pH4.0～11.0、15～50℃的环境中;其最佳吸附条件为pH5.5、温度30℃、起始Cu²⁺浓度100 mg·L^-1,在该条件下,Cu²⁺吸附率达85.84%,吸附量为128.74 mg·g^-1;其对Cu²⁺的吸附符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型;采用曝气挂膜法将细菌固定于多孔陶瓷上,形成的菌膜对50 mg·L^-1铜离子的吸附率达92.53%。表明细菌BX对Cu²⁺有较强的吸附能力,对含Cu²⁺废水的处理具有良好的应用前景。     

Cu2(NO3)(OH)3催化过硫酸盐降解苯酚

基于过硫酸盐的高级氧化工艺在高浓度含酚废水处理中引起了越来越多的关注。我们研究了Cu₂（NO₃）（OH）₃和过硫酸盐对于废水中苯酚的降解效果和机理。结果表明,Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系在较广泛的pH条件下（pH值为5.0~10.0）对苯酚的降解效率均较高。溶液中的总有机碳（TOC）分析表明,在pH值为8.0,1 g·L^-1过硫酸盐和1 g·L^-1 Cu₂（NO₃）（OH）₃条件下,该体系可在4 h内将初始浓度为100 mg·L^-1的苯酚完全矿化而没有产生二次污染。猝灭剂实验和电子顺磁共振（EPR）分析进一步证实Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系中的主要氧化物种是O₂^·-、SO₄^·-和¹O₂。     

Biosorption of mercury and lead by aqueous Streptomyces VITSVK9 sp. isolated from marine sediments from the bay of Bengal,India

Toxic heavy metals are increasingly accumulating in the environment worldwide and are considered to be life threatening contaminants. The biosorption of mercury and lead by marine actinomycetes isolated from marine sediment collected from the Bay of Bengal coast of Puducherry, India, was evaluated. The maximum tolerance concentration (MTC) of Streptomyces sp. was determined by a well diffusion method and a broth dilution method. The effects of the initial metal ion concentration, the pH and the biomass dosage on the biosorption of mercury and lead ions were investigated. The MTC of the isolate to metals was 200 mg·L^-1 for mercury and 1800 mg·L^-1 for lead. At neutral pH, the isolate had a maximum biosorption of metal ions of 200 mg·L^-1 and 150 mg·L^-1 for mercury and lead respectively. Fourier transform infrared (FTIR) absorption spectra showed the chemical interactions between the functional groups in the biomass such as hydroxyl (-OH), amine (-NH₂), carboxyl (-COOH) and the metal ions. The isolate was further characterized by molecular taxonomy and identified as a member of the genus Streptomyces. Based on the phenotypic and phylogenetic analysis, the strain was classified as a new species of the genus Streptomyces and designated as Streptomyces VITSVK9 sp. (HM137310). A blast search of the 16S rDNA sequence of the strain showed the most similarity (95%) with Streptomyces sp. A515 Ydz-FQ (EU384279). Based on the results, it can be concluded that this marine Streptomyces could be used as a biosorbent for the removal of heavy metal ions from aqueous environments.     

A study on rapid acid chrome black (MB 7) spectrophotometric determination of ClO2 and catalytic degradation of 2,6-dinitro-p-cresol (DNPC) by ClO2

Experiments were conducted to investigate the degradation of 2,6-dinitro-p-cresol (DNPC) in the chlorine dioxide (ClO₂) catalytic oxidation process. Pure aluminum oxide was used as the catalyst in this process. The degradation of DNPC by ClO₂ using aluminum oxide as catalyst was systematically studied by varying the experimental parameters, such as pH values, catalyst dosage, the initial concentration of DNPC and ClO₂, reaction time, etc. Under optimal condition (DNPC concentration 39 mg·L^-1, ClO₂ concentration 0.234 g·L^-1, reaction time 15 min, catalyst dosage 4.7 g·L^-1 and pH 4.32), almost complete degradation of DNPC can be achieved. The kinetic studies revealed that the ClO₂ catalytic oxidation degradation of DNPC followed pseudo-first-order kinetics with respect to both ClO₂ and DNPC concentration. The repetitive use of the catalyst was investigated along sequential feed-batch trials. The catalyst performed efficiently after five runs. In addition, a simple and convenient method for the determination of ClO₂ in water was developed by using acid chrome black 7 (MB 7) spectrophotometry in this paper.     

超声雾化/表面活性剂强化吸收耦合生物洗涤净化甲苯废气

为提高生物法净化疏水性VOCs的效率,构建了以微米级雾滴结合表面活性剂为特色的超声雾化/表面活性剂耦合生物洗涤器（ultrasonic atomization/surfactants-biological washing reactor,USBWR）。考察了USBWR对甲苯废气的去除能力及停运恢复性能,探讨USBWR最佳工艺条件及雾滴粒径分布,并分析系统中微生物群落结构,对比其与传统生物洗涤器（traditional biological washing reactor,TBWR）净化性能差异。结果表明：USBWR较TBWR系统有较高的甲苯去除能力和去除负荷,更适应企业非连续工况条件;在进气浓度2000 mg·m^-3、雾化量450 ml·h^-1条件下,响应曲面法优化USBWR最佳工艺条件为洗涤液pH 7.07、停留时间54.60 s、液气比0.23,USBWR去除率达97.26%;将实验室前期筛选得到的复配表面活性剂溶液（50 mg·L^-1皂角苷+500 mg·L^-1柠檬酸钠+200 mg·L^-1柠檬酸+50 mg·L^-1氯化钠）应用到超声雾化装置中,雾滴粒径均在15 μm以下,中位径为（6.911±0.326）μm,比表面积为（359.60±50.02）m²·kg^-1,雾滴小而均匀,更有利于气液充分接触;USBWR系统中主要微生物细菌门为变形杆菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）和绿弯菌门（Chloroflexi）,与TBWR系统相比,USBWR系统促进了优势菌种变形杆菌门（Proteobacteria）的富集生长,更有利于降解甲苯废气。     

铈掺杂强化碳纳米管活化过一硫酸盐实验研究

采用浸渍-煅烧法制备了高效稳定的CeO₂/CNT复合材料。利用X射线衍射、X射线光电子能谱和Raman光谱等手段对材料结构进行表征,并研究了复合材料活化过一硫酸盐（PMS）对磺胺异唑的降解性能。结果表明,在材料投加量为75 mg·L^-1、PMS投加量为0.3 mmol·L^-1、初始pH为5.36时,30 min降解率可达90%以上,50 min内可完全去除,反应过程符合伪一级反应动力学模型,活化剂使用5次后仍有77%的去除率。电子顺磁共振实验表明,SO₄?^-、?OH和¹O₂均参与了反应,碳纳米管表面缺陷可能与¹O₂的形成有关。CeO₂的掺杂提高了碳纳米管中缺陷碳的含量,同时Ce³⁺/Ce⁴⁺为反应提供了更多活性位点,从而有效提升了碳纳米管活化PMS的性能,为铈基碳纳米管复合材料应用于过硫酸盐高级氧化技术提供了借鉴。     

超声雾化/表面活性剂强化吸收耦合生物洗涤净化甲苯废气

为提高生物法净化疏水性VOCs的效率,构建了以微米级雾滴结合表面活性剂为特色的超声雾化/表面活性剂耦合生物洗涤器（ultrasonic atomization/surfactants-biological washing reactor,USBWR）。考察了USBWR对甲苯废气的去除能力及停运恢复性能,探讨USBWR最佳工艺条件及雾滴粒径分布,并分析系统中微生物群落结构,对比其与传统生物洗涤器（traditional biological washing reactor,TBWR）净化性能差异。结果表明：USBWR较TBWR系统有较高的甲苯去除能力和去除负荷,更适应企业非连续工况条件;在进气浓度2000 mg·m^-3、雾化量450 ml·h^-1条件下,响应曲面法优化USBWR最佳工艺条件为洗涤液pH 7.07、停留时间54.60 s、液气比0.23,USBWR去除率达97.26%;将实验室前期筛选得到的复配表面活性剂溶液（50 mg·L^-1皂角苷+500 mg·L^-1柠檬酸钠+200 mg·L^-1柠檬酸+50 mg·L^-1氯化钠）应用到超声雾化装置中,雾滴粒径均在15 μm以下,中位径为（6.911±0.326）μm,比表面积为（359.60±50.02）m²·kg^-1,雾滴小而均匀,更有利于气液充分接触;USBWR系统中主要微生物细菌门为变形杆菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）和绿弯菌门（Chloroflexi）,与TBWR系统相比,USBWR系统促进了优势菌种变形杆菌门（Proteobacteria）的富集生长,更有利于降解甲苯废气。     

好氧颗粒污泥吸附氨氮性能

在水温（25±1）℃、0.1 mol·L^-1 Trise-HCl缓冲液为反应体系并不断通入高纯氮气的厌氧条件下,以小试SBR反应器培养的好氧颗粒污泥为吸附剂,考察了好氧颗粒污泥对氨氮的吸附作用及其影响因素。好氧颗粒污泥表现出比絮体活性污泥更大的对氨氮的吸附容量。当初始氨氮浓度为30 mg·L^-1时,颗粒污泥与絮体污泥的吸附容量分别为1.83 mg NH₄⁺-N·（g VSS）^-1和1.18 mg NH₄⁺-N·（g VSS）^-1。由于细胞之间的遮蔽效应,污泥对氨氮的吸附容量随污泥浓度的升高而降低。盐度（NaCl）显著影响颗粒污泥对氨氮的吸附效果：盐度越高,污泥吸附容量越小。试验结果表明,污泥对氨氮的吸附作用不可忽略且需要进一步深入研究。