吉林市不同功能区土壤环境现状研究

本文以吉林市不同功能区土壤为主要研究对象,测定土壤样品pH、有机质及Cu、Pb、Zn、Cr四种重金属含量,与相关标准及土壤背景值对比分析,对吉林市不同功能区土壤重金属污染状况进行综合评价。

微生物甲烷厌氧氧化耦合金属还原研究进展

甲烷是仅次于二氧化碳的重要温室气体.微生物介导的厌氧甲烷氧化(anaerobic oxidation of methane,AOM)是厌氧环境甲烷减排的重要途径,对缓解全球温室效应具有重要意义.AOM既可耦合硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等可溶性电子受体的还原,又能耦合金属氧化物等不溶性固体的还原.本文系统综述了金属还原型甲烷厌氧氧化(metal iondependent anaerobic oxidation of methane,M-AOM)的发现、所涉及微生物及其代谢途径、电子传递过程、环境影响因素等.AOM产生的电子可通过细胞直接接触、微生物纳米导线、金属螯合物、氧化还原电子穿梭体4种途径传递至金属离子或氧化物.微生物介导的金属还原,既包括厌氧甲烷营养古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)单独负责M-AOM的整个过程;又包括微生物的互营合作,即首先ANME氧化甲烷,并将产生的电子直接传递至互营微生物,接受ANME的电子来还原金属氧化物.鉴于目前没有成功分离出ANME的单一菌株,未来对M-AOM的研究重点将集中在深入解析M-AOM电子传递机制及其生态分布和对甲烷汇的全球贡献上.(图5表1参129)

甲烷生物燃料电池的产电影响因素及机制研究

考察了阳极电极材料、电极面积、电极电位、pH、阴极电子受体对甲烷生物燃料电池(MFC)产电性能的影响,并通过高通量测序、循环伏安法(CV)分析了其可能的电催化机制.结果表明,透气布/碳布(GTC)复合材料为阳极时产电性能(1251.3 mA·m^(-2))最佳,分别是石墨烯/中空纤维膜(G-HFM)阳极(34.8 mA·m^(-2))和碳布(CC)阳极(3.21 mA·m^(-2))的36倍和390倍;阳极面积越大,MFC启动时间越快,电流密度越大;当电极恒电位为0.1 V(vs. SHE)时,其产电能力较-0.1、+0.3及+0.5 V时高;pH=7最有利于产电;溶解氧为MFC阴极电子受体时,最大功2率密度(703.9 mW·m^(-2))优于铁氰化钾(457.2 mW·m^(-2))、空气阴极(124.2 mW·m^(-2))和高锰酸钾(20.7 mW·m^(-2))作为电子受体的MFC.阳极室微生物群落结构分析显示,电活性细菌Geobacter(17.14%)和Desulfovibrio(8.51%)为优势种,其产电机理可能是甲烷氧化菌(Methanobacterium、Methylomicrobium等)与电活性细菌协同氧化甲烷驱动MFC产电.添加NO气体、N-乙酰蛋氨酸和蛋白酶K均可明显抑制阳极生物膜的电化学活性,表明其胞外电子传递过程依赖细胞色素c、Ni-Fe氢酶及与电极接触的外膜蛋白的介导作用.