基于文献计量的有机废水微生物燃料电池处理研究进展解析

有机废水的微生物燃料电池(MFC)处理与能量回收对于实现污染减排和节能具有重要意义.对2008—2021年该领域的文献进行了计量分析,从基础数据分析和热点主题词两个层面出发,探讨了该领域的研究动态.结果表明:2008—2021年共发表486篇文章,中国是发文量最高的国家,但篇均被引次数相对较低;按照主题词的演变可将该领域研究分为可行性研究、性能提升和应用转化阶段;目前该领域亟待解决的问题包括功率输出低、投入成本高、系统稳定性低等.研究结果为该领域的研究人员了解国际进展情况、把握未来研究的突破点、推动有机废水的高效处理与能源化利用提供了科学参考.

喀斯特地区金刺梨种植基地土壤肥力研究

土壤肥力是农业持续发展的基础,探明贵州喀斯特山区金刺梨种植基地土壤肥力的丰缺现状,可为科学施肥提供参考依据。根据改进后的内梅罗综合指数法,对喀斯特地区两个金刺梨种植基地土壤肥力进行研究,选取与土壤肥力关系密切的pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、有效磷、速效钾8个指标,分析土壤养分的基本情况,参照全国第二次土壤普查分级标准对土壤肥力进行综合评价与因子分析。结果表明：喀斯特地区金刺梨种植基地土壤综合肥力系数变幅为1.16~2.23,平坝县金刺梨土壤综合肥力要好于乌当区金刺梨土壤综合肥力,其中乌当区金刺梨土壤全部处于肥力等级3级水平,属一般肥力水平;而平坝县土壤中,除了采样点p2,p3属于肥力等级3级水平,土壤肥力为一般外,其他采样点的土壤肥力等级均属肥沃水平。土壤钾素与磷素的缺乏可能成为喀斯特地区金刺梨种植基地土壤质量提高的限制性因素,需有针对性地补充含磷素和钾素的有机肥料。因子分析结果显示全磷、有效磷、速效钾、pH值对喀斯特地区金刺梨种植基地的土壤肥力有重要的影响,采用改进后的内梅罗综合指数法与因子分析的结果较吻合。

无籽刺梨研究进展与展望

无籽刺梨为贵州高原的特有种,随着人们对其药食价值与生态价值的关注与重视,关于无籽刺梨的相关研究不断增多,对无籽刺梨的有关研究成果进行总结和展望,可为资源开发与产业化发展提供参考。从3个方面系统地回顾了无籽刺梨从20世纪80年代发现之初至今的研究进展:(1)基础研究进展,包括生物学特征、果实成分和种质资源等;(2)种植管理研究进展,包括病虫害防治、丰产栽培技术、组织快繁技术和生态适宜性等;(3)资源开发与产业化研究。最后指出了无籽刺梨在研究与开发过程中存在的关键问题,并对今后的研究进行了展望。

贵州不同种植地区无籽刺梨果实品质评价

【目的】对无籽刺梨果实品质进行评价,为后期无籽刺梨品质生态区划提供理论依据。【方法】以贵州14个乡镇无籽刺梨果实为材料,对其果实品质相关指标,如果形指数、平均单果质量、干物质、可食率、可溶性固形物、可溶性蛋白质、可溶性糖、可滴定酸含量、固酸比、糖酸比这10个重要品质指标进行测定和分析。采用主成分分析、逐步回归分析和聚类分析对不同种植地区无籽刺梨果实品质进行分析评价。【结果】无籽刺梨各品质相对独立的指标有密切相关性,使用隶属函数对各种植地所有指标进行转化并计算其综合评价分值降低了评价数据的冗余度;转化后各指标经主成分分析提取得到4个主成分因子,采用逐步回归分析将对综合评价指标贡献小的主成分因子剔除,最终第4个主成分因子被保留,因此无籽刺梨果实10个品质评价指标的排序为糖酸比>固酸比>可食率>可溶性糖含量>可滴定酸含量>可溶性固形物含量>干物质含量>可溶性蛋白质含量>果形指数>平均单果质量,其中糖酸比、固酸比、可食率和可溶性糖含量4个代表性指标对综合评价的贡献最大;K-means聚类分析将14个种植地区的果实品质分为优质、良好、一般、较差4类。【结论】内在风味指标在无籽刺梨果实评价中具有重要意义,本研究采用的评价方法客观、合理,揭示了不同种植地区无籽刺梨果实品质的差异,对贵州无籽刺梨品质生态区划研究具有一定的指导意义。

典型喀斯特山区无籽刺梨基地土壤质量评价

以贵州省兴仁县回龙镇无籽刺梨种植基地为研究对象,综合考虑表征土壤物理、化学和生物学性质的16个土壤指标,利用数理统计方法确定最小数据集并评价土壤质量,同时根据划分样方所在坡位的不同,对其相应的土壤质量评价结果进行了对比分析。结果表明:(1)研究区土壤质量评价适用的最小数据集(MDS)包括土壤有机质、pH值、全钾、水解氮、真菌和磷酸酶;(2)研究区上坡位、中坡位和下坡位土壤质量属于中等及以下水平,SQI依次为0.544,0.408,0.503;(3)影响该地区土壤质量的重要指标为土壤有机质和土壤真菌数量。

喀斯特地区无籽刺梨产地土壤理化特征与评价

以贵州省内11个无籽刺梨产地土壤为研究对象,测定其容重、田间持水量、p H值、有机质、全氮、全钾、全磷、有效磷、水解氮和速效钾等10个指标,采用土壤质量评价指数分析各产地的土壤现状与差异。结果表明:1)11个产地间的土壤理化性质存在较大差异,Z值中心聚类将11个无籽刺梨产地分为2类;2)11个产地的土壤评价指数的排序为:QY>JC>SC>NG>SP>HL>HF>XY>XB>YZ>LG;全磷、全氮和土壤容重指标是贵州省无籽刺梨产地土壤质量的主要影响因子。

喀斯特山区金刺梨种植基地土壤有效养分含量状况研究

为明确贵州喀斯特山区金刺梨种植基地土壤有效养分含量的丰缺现状,对乌当区和平坝县金刺梨种植基地土壤的有效锌、有效铁、有效铜、有效锰、有效硼、碱解氮、有效磷和有效钾含量进行测定,并分析有效养分含量之间以及其与土壤有机质含量和p H值的相关性。结果显示,乌当区金刺梨种植基地土壤有效锌、有效铁、有效铜、有效锰、有效硼、碱解氮、有效磷、有效钾含量分别处于高量、过量、过量、过量、缺乏、高量、缺乏、极缺水平,平坝县金刺梨种植基地土壤上述有效养分含量分别达到高量、高量、过量、高量、适量、过量、高量、缺乏水平,土壤p H值对两地土壤有效养分含量影响较大,土壤有机质含量与有效铜含量呈显著正相关,建议选择合适时机在乌当区补施硼肥、磷肥和钾肥,在平坝县补施钾肥。

喀斯特山区无籽刺梨种植基地土壤酶活性与肥力因子的关系

土壤酶是土壤的重要组成,与土壤肥力因子密切相关。选择贵州省贵阳市乌当区、安顺市西秀区、黔西南州兴仁县喀斯特山区不同林龄的无籽刺梨种植基地的根系土壤为研究对象,就土壤酶活性与肥力因子之间的关系,对土壤肥力因子对土壤酶活性的影响程度和机理进行探讨。结果表明:随着种植年限的增加,土壤酶活性与土壤肥力因子趋向变好;土壤酶活性与多个土壤肥力因子之间呈现出显著的相关性,可以作为表征土壤肥力的生物指标;由通径分析和决策系数可知,土壤全氮和速效钾含量对过氧化氢酶产生显著的直接正效应,速效钾、水解氮和有机质是影响蔗糖酶的主导因子,水解氮、速效钾和土壤含水量是影响脲酶活性的重要因素。综合来看,无籽刺梨的种植有利于喀斯特山区植被恢复和土壤肥力的提高,可作为生态重建的经济作物之一,而速效钾含量成为影响该地区无籽刺梨种植基地土壤酶活性的一个关键性因子,通径分析的结果和典型相关分析、线性回归分析大体吻合。

喀斯特山区无籽刺梨种植基地土壤质量特性

以贵州喀斯特山区典型无籽刺梨(Rosa sterilis S.D.Shi)种植基地的根际土壤为对象,运用野外定点采样和室内分析方法,研究不同林龄的无籽刺梨种植基地土壤质量特征;采用空间替换时间的方法,分析土壤质量因子之间的关系及其影响因素,研究不同林龄的无籽刺梨种植基地土壤质量对植被恢复的响应。结果表明:不同林龄的无籽刺梨种植基地土壤化学、物理和生物指标差异明显,并且随着种植年限的增加,土壤质量有所改善;有机质、氮素、土壤酶活性、磷素和钾素是影响土壤质量的重要因子,对研究区的土壤养分循环与积累有重要的作用;无籽刺梨的种植有利于喀斯特石漠化地区生态修复和土壤质量的改善,可作为生态重建的经济树种。

套袋对贵州无籽刺梨果实品质的影响

本研究以贵州省特有的无籽刺梨为试材,研究了两种套袋对果实品质的影响。结果表明,套袋处理下果皮颜色鲜艳,虫果、病果率大大降低,果实的横径、纵径均有所增加,果实外观品质有所提升。其中,双层袋对果实水分、可溶性固形物、可溶性蛋白含量均有显著提升,糖酸比和固酸比有显著提升。综合比较,双层袋的效果优于单层袋,采用双层袋可有效降低虫果、病果现象,还可提高果实的内在品质。

无籽刺梨与野生刺梨果实的氨基酸含量及组成

为更深入的研究和开发利用贵州无籽刺梨和刺梨资源,本研究采用盐酸水解法,以正亮氨酸为内标物,异硫氰酸苯酯(PITC)为柱前衍生剂,用高效液相色谱测定无籽刺梨与野生刺梨的氨基酸的含量,对其进行组成分析和营养评价。结果表明,三种果实样品均含有16种氨基酸,成熟无籽刺梨与刺梨比较,无籽刺梨的总氨基酸、必需氨基酸、儿童必需氨基酸、味觉氨基酸、药效氨基酸、支链氨基酸略高;氨基酸组成分析中,除了Cys+Met外,其它均符合WHO/FAO氨基酸模式谱。

贵州无籽刺梨果实与种植基地土壤重金属污染评价

探究无籽刺梨果实品质与种植基地土壤重金属污染状况的关系,以贵州省10个种植基地为研究对象,分析基地土壤与果实的重金属含量。基地土壤与背景值相比,Cu、Cd和Hg不同程度超出背景值,与国家二级标准比较,所有基地存在Cd污染,YZ基地存在Hg、Cu污染,基地污染程度为Cd强污染,Cu、Hg轻-中污染,As、Pb无污染。因受种植和管理模式不同,JC基地Pb污染,HF、YZ、SC、JC、LG和XY基地Cd污染。无籽刺梨果实对As有较强的富集性,果实中的As对成人健康存在一定潜在风险。

喀斯特地区无籽刺梨种植基地土壤重金属风险评价

为明确贵州省喀斯特地区无籽刺梨(Rosa Sterilis S.D.Shi)种植基地土壤重金属污染状况,促进无籽刺梨产业健康发展。通过对贵州省主要无籽刺梨种植基地土壤中铜(Cu)、砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)含量进行测定和分析,参照全国土壤环境质量标准与贵州省土壤重金属背景值,采用单因子污染指数法、尼梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态危害指数法,评价无籽刺梨种植基地土壤重金属污染水平和潜在生态风险。结果表明,基地土壤重金属元素Pb、Cd、Hg、As、Cu含量呈正态分布,土壤受到重金属不同程度污染,地区差异较明显,基地土壤Cd、Cu与Hg平均含量超过贵州省土壤背景值。单因子污染指数法评价表明,基地土壤受到Cd的严重污染,一定程度的Hg和Cu污染,其他重金属元素污染不明显。尼梅罗综合指数法评价表明,基地土壤重金属污染达到重污染级。潜在生态风险指数法评价表明,大部分种植基地土壤Hg潜在生态风险参数高,生态风险程度严重,基地土壤Cd潜在生态风险参数高,具有严重潜在生态风险,基地土壤Cu、As、Pb潜在风险参数相对较低,生态风险程度低。潜在生态风险指数(RI)表明,10个基地土壤中有8个基地存在严重潜在生态风险,2个基地存在重度潜在生态风险。

浮萍热裂解处理及其在微生物燃料电池中的产电性能研究

以浮萍为生物质能原料,采用酸式热裂解进行预处理,考察了处理液在微生物燃料电池(MFC)中的产电性能.结果表明:浮萍热裂解最佳预处理条件为:反应温度160℃,反应时间80 min,草酸投加量3%(质量分数).该条件下每克浮萍的还原糖产量为0.272 g,浮萍固体消化率可达到55%.当采用稀释10倍的热裂解液时,MFC的最大功率密度为521 mW·m-2,总内阻最小值为145.9Ω,库仑效率(CE)最大值为12.1%.浮萍酸式热裂解液浓度的增加,对MFC输出的最大电压影响不大,化学需氧量(COD)的去除率均可达到91%以上,最终pH值在7.7~8.0.三维荧光光谱分析结果表明:水中的多种有机物均得到了有效的降解.在稀释20,10和5倍酸热裂解液条件下,厌氧醋菌属(Acetoanaerobium)相对丰度分别为30.1%,42.2%和33.8%.牦牛瘤胃菌属(Proteiniclasticum)在稀释20倍时相对丰度最高,为19.5%;在稀释5倍酸热裂解液条件下,产乙酸嗜蛋白质菌属(Proteiniphilum)相对丰度最高达到16.0%.

贵州无籽刺梨基地土壤及树体特征对种植年限的响应

基于贵州喀斯特山区典型无籽刺梨种植基地的根系土壤的化学指标、物理指标和生物学指标和树体特征，采用空间替换时间的方法，对喀斯特山区无籽刺梨种植基地的土壤质量现状进行全面分析与评价，研究不同种植年限的基地的土壤质量及其树体特征对植被恢复的响应与机制。结果显示：不同林龄的无籽刺梨种植基地的土壤化学、物理和生物学指标差异明显，兴仁县（1—2a）土壤的整体变异程度大于乌当区（3～4a）和西秀区（8—9a），并随着种植年限的增加，土壤质量有所提高；无籽刺梨的冠幅、树高、叶绿素和地径呈现逐渐增加趋势，而分枝数则呈现先增加后下降趋势；兴仁县的pH（0．25）、乌当区的有机质（0．4J4）和西秀区的全磷（0．46）的隶属度均值最小，分别为三地土壤质量限制性因子；而有效磷（0．19）、有效钾（0．17）和容重（0．25）分别为三地的最大权重系数，是提高各自土壤质量的最重要因子；土壤质量综合指数分别为1．17、1．40和1．90，分别较兴仁县增加了19．69％和61．69％，增加趋势明显。研究表明，无籽刺梨的种植有利于贵州喀斯特山区土壤质量的改善，可作为中度、轻度和潜在石漠化地区生态重建的经济树种。

铅同位素在示踪土壤重金属污染研究中的应用

铅污染是对人类健康危害最严重的重金属污染形式之一,并且人为活动引起铅污染问题在日益增多。由于铅的污染来源复杂,准确、快速地识别污染源并弄清其迁移路径是土壤铅污染防治的关键问题。随着稳定同位素示踪技术的快速发展,逐渐成为重金属污染的溯源研究中的一项重要技术。根据铅同位素的地球化学特征,分析了其在示踪土壤重金属污染中的理论基础,以铅同位素的示踪原理与测定方法为切入点,参考国内外大量研究案例,重点论述了铅同位素示踪技术在重金属污染溯源研究中的应用现状、不足,并对今后的发展前景进行了展望。

玉米芯草酸热裂解液在微生物燃料电池中的产电特性

考察玉米芯经草酸热裂解预处理后产生的热裂解液在单室空气型阴极微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)中的降解及产电特性。玉米芯草酸热裂解预处理的最佳条件为:反应温度160℃,反应时间90 min,草酸用量(质量分数)2%时,可产生的还原糖浓度为0.44 g/g,固体消化率约为58%。当采用稀释20倍的酸式热裂解液时,MFC最大功率密度为278 mW/m^(2),产电周期约为120 h。使用不同浓度玉米芯酸式热裂解液的MFC对COD去除率均可达到90.0%以上,随着稀释倍数的降低,MFC库仑效率从18.6%降低至9.72%。MFC阳极微生物群落在属水平上,典型产电细菌Geobacter属的相对丰度最高达到3.40%;Klebsiella属在使用稀释20倍酸式热裂解液下的相对丰度达到41.6%。研究结果为强化玉米芯在MFC中的有效利用提供了参考。