微藻利用不同无机碳途径的定量方法

以莱茵衣藻和蛋白核小球藻为实验材料,通过向培养液中添加两种标记δ¹³C的碳酸氢钠来培养微藻。根据获得的微藻藻体的稳定碳同位素组成,运用双同位素示踪模型,成功计算出了微藻利用不同碳源的份额。并通过添加胞外碳酸酐酶特异性抑制剂(AZ),进一步获得了微藻利用不同无机碳途径的份额。本研究建立的双同位素示踪模型是一种快速定量碳源利用途径的实用方法。     

微藻利用不同无机碳途径的定量方法

以莱茵衣藻和蛋白核小球藻为实验材料,通过向培养液中添加两种标记δ13 C的碳酸氢钠来培养微藻。根据获得的微藻藻体的稳定碳同位素组成,运用双同位素示踪模型,成功计算出了微藻利用不同碳源的份额。并通过添加胞外碳酸酐酶特异性抑制剂(AZ),进一步获得了微藻利用不同无机碳途径的份额。本研究建立的双同位素示踪模型是一种快速定量碳源利用途径的实用方法。     

胞外碳酸酐酶对湖泊微藻稳定碳同位素组成的影响

本文以红枫湖、百花湖和阿哈水库中的微藻为研究对象,通过测定湖水中的DIC含量,微藻胞外碳酸酐酶活力和藻体的稳定碳同位素组成等信息,来研究湖泊微藻的碳同位素组成对全球气候变化的响应。结果发现:水体无机碳和微藻胞外碳酸酐酶活力是影响湖泊微藻稳定碳同位素组成变化的决定性因素。本研究所获得的认识将在全球气候变化方面具有重要意义。     

微藻混合培养强化餐厨沼液处理效果及机制

利用微藻混合培养处理餐厨垃圾消化沼液具有高效固碳脱氮的优势,然而存在优选混合培养比和协同强化作用机制不明的问题.对比分析了普通小球藻(Chlorella vulgaris)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和雨生红球藻(Haematococcus pluvislis)在单一和混合培养模式下的微藻生长...     

两种微藻胞外分泌物与NO2-、NO3-对2，4-D光解的影响

在模拟太阳光照射下,利用旋转式光化学反应装置,研究了海水小球藻(Chlorella vulgaris)和新月菱形藻(Nitzschia closterium)的胞外分泌物(EOM),以及分别在NO-2或(和)NO-3共存条件下对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)光解的影响.实验结果表明,2,4-D在海水小球藻和新月菱形藻EOM及分别在NO-2、NO-3共存下的光解过程均符合准一级动力学反应.研究发现,2,4-D的光解速率随海水小球藻和新月菱形藻EOM浓度的增加而减小,表明这两种微藻EOM可抑制海水中2,4-D的光解.当在微藻EOM溶液中分别加入不同浓度的NO-2或NO-3后,微藻EOM对2,4-D光解的抑制作用减弱,且随着NO-2和NO-3浓度的增加,2,4-D光解速率明显增加.特别是当微藻EOM与NO-2或NO-3三者共存时,可进一步促进2,4-D的光解.     

温度对细菌碳酸酐酶催化碳酸钙沉积的影响

碳酸钙(CaCO3)沉积不仅在许多地质过程中起重要作用,而且在石刻文物和石质建筑物的修复以及环境治理等方面也有应用。CaCO3沉积过程在自然条件下极为缓慢,在CaCO3-H2O-CO2反应体系中CO2+H2OHCO3-+H+为限速步骤,可以利用生物催化剂来加速这一反应的进行。碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CA)是一种以锌为活性中心的金属酶,可以高效催化上述反应的进行,并在CaCO3沉积中具有显著促进作用。本文采用气体扩散体系,研究温度对典型细菌CA催化CaCO3沉积的速率及晶型晶貌的影响。结果表明,在实验温度(5～55℃)条件下,30℃时细菌CA催化沉积CaCO3的速率最快,而5℃时的沉积速率最慢,而且,温度会影响细菌CA催化形成的CaCO3晶体的大小和形貌。     

pH及光照对两种赤潮甲藻种群生长和胞外碳酸酐酶活性的影响

研究了pH和光照强度对两种赤潮甲藻(Prorocentrum donghaiense和Karlodinium micrum)的种群生长及其胞外碳酸酐酶(CA)活性的影响。结果表明,pH 7.5、光照强度30μmol/(m2.s)是两种微藻的最适种群生长条件,在种群生长的最适pH和光照强度下,胞外CA活性最大。最适培养条件下,两种甲藻胞外碳酸酐酶活性随着种群生长周期而变化,指数生长期至平台期CA酶活增加,平台期至衰退期CA酶活降低,平台期胞外CA活性最大。     

微藻能源的发展及其在环境保护中的应用

能源短缺和温室效应是当前中国发展所面临的两个关键问题。通过对微藻能源主要利用方式及其在环境治理中应用的介绍,指出微藻能源能够同时解决能源和减排的要求。     

利用卷枝毛霉成球特性高效收获微藻

利用卷枝毛霉孢子悬液与小球藻共培养,用过滤含藻菌球的方式来收获微藻.以人工配水为培养基,收获效率为指标,通过单因子试验和正交试验得到最佳收获条件为:pH=6.0,葡萄糖质量浓度为1.25 g·L~(-1),菌藻比为1∶250,收获效率为91.08%.对培养前后培养液中多糖质量浓度进行测定,发现小球藻在培养48 h后多糖质量浓度较培养前增加了约0.047g·L~(-1),而菌藻共培养后的混合液中多糖质量浓度为0.019 g·L~(-1).由此可知在菌藻共培养过程中,小球藻会向外分泌某些水溶性多糖物质供卷枝毛霉利用,二者有一定的共生作用.对小球藻和卷枝毛霉细胞表面Zeta电位进行测量发现,小球藻细胞表面的Zeta电位值随着藻液pH值变化波动不大;而卷枝毛霉细胞表面的Zeta电位值,随着pH值的变小,电位值可由原先最低的-37.7 m V升至-9.87 m V.由此推定菌藻相互吸附的主要机制为电中和吸附.     

营养条件对微藻碳、氮稳定同位素组成的影响

以5种微藻(甲藻3种,硅藻、绿藻各1种)为试验材料,探讨了不同营养条件对微藻不同生长阶段碳氮稳定同位素组成的影响.结果表明,不同纲微藻的δ13C值和δ15N值在稳定生长期高于指数生长期,且与生长速率没有相关性(P0.05).硅藻的δ13C值低于甲藻和绿藻,绿藻和甲藻的δ13C值比较相近;甲藻的δ15N值低于硅藻和绿藻,绿藻和硅藻的δ15N值比较相近,且同属甲藻纲的海洋原甲藻、塔玛亚历山大藻和强壮前沟藻的δ15N值有较大的差异.5种微藻在不同营养条件(营养盐充足、缺氮、缺磷)下培养,氮限制和磷限制导致微藻具有更正的δ13C和δ15N,磷限制的影响不明显,且弱于氮抑制.     

酸雨对广西典型碳酸盐岩地区碳源效应研究

选取广西两个典型碳酸盐岩地区桂林(代表灰岩地区)与柳州(代表白云岩地区)作为研究区域,研究酸雨与岩石表面反应,并计算出由酸雨对碳酸盐岩的化学风化过程中形成CO2成为碳源的量。利用溶蚀试片溶蚀速率以及GIS技术得到研究区由酸雨产生的CO2源为41.066×108 g/a,其中桂林市区速率为33.349×108 g/a,柳州市区速率为7.717×108 g/a。单位面积源桂林与柳州分别为66.967×105 g/a.km2和42.777×105 g/a.km2,虽然低于两地的单位面积汇分别为273.891×105 g/a.km2与43.660×105 g/a.km2,但已不容忽略。柳州市区CO2源的释放速率比桂林市区慢的原因主要有二:桂林市区碳酸盐岩的代表面积为柳州市区2.77倍;由于柳州酸雨总体强度比桂林低,导致碳酸盐岩的溶蚀速率较低。     

利用蒸氨废液生产纳米级碳酸钙的研究

在对目前国内外学者制备超细碳酸钙方法的系统分析基础上,提出了新的工艺,即以蒸氨废液作为主要原料,通过与自制碳酸钠溶液发生复分解反应来制备纳米碳酸钙。确定了蒸氨废液和碳酸钠溶液的混合方式、反应温度、反应时间和搅拌速度等最优条件。最后进行了初步的经济分析。     

碱渣海洋倾倒定点化学追踪试验

碱渣海洋倾倒，在夏季温度、盐度和密度跃层存在下，以ｐＨ、浊度为化学追踪指示值，于北黄海５号倾废区进行的三个航次定点化学追踪试验，讨论了碱渣入海后的沉降速度，扩散时间和飘移距离。选择ｐＨ、浊度值作为碱渣海洋倾倒化学追踪指示值是一种尝试。实验室模拟及海上现场试验结果表明，它们在碱渣海洋倾倒中定量描述碱渣在海水中的时空分布是可行的。可作为研究碱渣海洋倾倒区划分合理性应用，并可提供基本依据。     

碱渣对海洋水环境中PO_4~（3－）的吸附动力学特征

本文作为碱渣倾倒对海洋水环境影响现场调查的先期研究，从理论上推导了固─液体系的二级吸附动力学模型。在室内试验的基础上，利用该模型对碱渣─海水混合体系的吸附试验数据进行了理论分析。认为碱渣对海水中磷酸盐的吸附是二级动力学过程。并且提出了碱渣─海水体系中碱渣含量对吸附反应速率影响大小的“强度指数”概念。应用该模型预测了不同混合比例条件下碱渣对海水中不同初始浓度磷酸盐的平衡吸附量和平衡浓度。理论分析发现，预测的平衡吸附量和平衡浓度之间符合乔姆金等温吸附方程，说明了海水中磷酸盐在碱渣表面上的吸附是遮盖率不大的单层化学吸附，与本文的前提假设相符合。     

脱硫石膏中无机杂质对制备碳酸钙及其活性的影响

为了达到烟气脱硫石膏减量化处理,建立其资源化利用方法,在考虑到烟气脱硫石膏来源复杂性的基础上,分别考察了金属离子(如Mg2+,Fe3+)和非金属离子(如F-)对利用碳酸铵转化烟气脱硫石膏,制备碳酸钙粉末的影响。结果表明,F-,Mg2+,Fe3+等离子对脱硫石膏转化率有不同程度影响,但转化率均能达到70%以上,转化固体产物为较纯碳酸钙粉末。其中随着阳离子Mg2+,Fe3+含量增加,转化率下降;F-的水解作用以及络合物的生成将对转化率造成复杂影响,0.5 wt%为最优的含量。转化产物经其吸收活性测试,其活度比天然石灰石略低,到达脱硫剂基本要求,但需注意杂质离子的积累效应。碳酸铵转化烟气脱硫石膏方法可制备微细碳酸钙粉末,是一种循环利用烟气脱硫石膏的有效途径。     

粉煤灰浆中碳酸钙沉淀反应动力学

利用设计的试验装置研究了燃煤电厂粉煤灰浆中碳酸钙沉淀反应动力学 .该试验装置可以有效地完成灰与水的瞬间混合 ,并通过设计的特殊真空取样装置完成灰浆的快速取样 .取样完成后 ,迅速通过离心、快速密闭过滤措施 ,实现灰与水的分离 ,从而终止体系中所发生的沉淀反应 ,制取清水样品供测试 .采用此法 ,首次以粉煤灰浆水相中的总无机碳含量为检测因子 ,直接测得了该体系中碳酸钙沉淀反应的动力学数据 .根据动力学数据特征 ,提出了能够表征该反应动力学规律的数学表达式 ,并经数学推导、计算机拟合求得了针对具体动力学数据的表达式参数 .     

碳酸钙与生物炭对酸化菜地土壤持氮能力的影响

针对太湖地区稻田改种菜地后带来的土壤酸化现象,以碳酸钙与生物炭作为酸化改良剂,开展室内培养及多次淋洗模拟试验,比较两种改良剂对酸化菜地土壤持氮能力及酸化修复效果的影响.结果表明,基于碱缓冲曲线法,本试验用酸化菜地土壤每提高1个p H单位需向土壤中添加碳酸钙3.92×10-2mol·kg~(-1)或生物炭27.73 g·kg~(-1).无外源氮条件下碳酸钙添加使土壤氮矿化速率显著提高了37%,对土壤铵态氮、硝态氮含量影响不显著;生物炭添加使土壤氮矿化速率显著提高了35%~44%,且显著增加了土壤硝态氮含量42%~58%.模拟淋洗下,生物炭添加显著消减渗漏液体积24%,渗漏液氮浓度45%,显著减少氮淋失量42%~57%,而碳酸钙添加对渗漏液体积没有影响,增加了渗漏液中氮浓度,氮淋失量增加了12%~76%.淋洗后,各处理土壤p H值发生不同程度的降低,无外源氮条件下添加碳酸钙处理土壤p H值降幅最低,外源氮添加条件下生物炭添加处理降幅最低.由此可见,碳酸钙对酸化土壤修复效率较高,但在外源氮添加条件下降低了土壤持氮能力,更适用于酸化严重且需要休耕改良的菜地土壤;生物炭在维持土壤p H值的同时可以有效提高土壤矿质氮留存量,降低氮淋失,更适用于仍在高强度种植的菜地土壤.