不同生物炭对赣南稀土尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响

为探讨不同生物炭对尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响,以赣南稀土尾矿地为研究对象,设置了玉米秸秆、玉米芯、水稻秸秆、稻壳、芦苇秸秆、椰壳、杏壳、核桃壳、竹子及木屑生物炭10种处理,对土壤有机碳矿化及生物炭特征参数进行了研究。结果表明:(1)低有机质(4.07 g/kg)土壤条件下,生物炭的施用促进了土壤有机碳矿化,在培养的第15天后土壤有机碳的矿化速率基本稳定,其中木屑生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最强,为CK的3倍,以玉米芯生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最弱,较CK无显著差异。(2)二项式拟合曲线结果表明,生物炭pH值、C含量及N含量与土壤有机碳累计矿化量的拟合值R^(2)分别为0.7417、0.4524和0.6148。(3)通过对木屑和玉米芯生物炭的红外光谱及比表面积、孔径分析可知,玉米芯生物炭较木屑生物炭具有更加丰富的有机官能团和较大的BET比表面积、孔径和总孔体积。综上所述,外源生物炭的添加促进了赣南稀土尾矿地土壤有机碳的矿化,其中以玉米芯生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最弱,且生物炭适宜的特征参数在减弱土壤有机碳矿化方面具有良好的潜力。

进料浓度对猪粪混合稻秆厌氧产甲烷特性的影响

为研究猪粪(Pig manure,PM)与稻秆(Rice straw,RS)的组配比例与进料的固形物(Total solid,TS)浓度对中温条件下厌氧产甲烷特性的影响,通过批次厌氧发酵试验摸清不同挥发性固体(Volatile solids,VS)配比(PM/RS=1∶0、4∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶4、0∶1)下的原料产甲烷规律,并选择VS配比(均以PM/RS计)为1∶1、4∶1的混合原料开展进料浓度(TS分别为4.6%、7.1%、9.6%、12.1%)梯度提升的连续厌氧发酵试验。结果表明:批次发酵试验中VS配比为4∶1时产甲烷性能表现最好,产甲烷潜力(P值)、反应动力常数(k)、最大产甲烷速率(Rm)及甲烷产率达到峰值时间(t_(max))分别为380.3 mL·g^(-1)VS、0.098 d^(-1)、37.2 mL·g^(-1)VS·d^(-1)、4.4 d。连续发酵试验中,在水力停留时间为30 d、VS配比为4∶1时连续产甲烷性能更优,甲烷产率、产甲烷潜力转化率和容积产甲烷率分别达到354.8 mL·g^(-1)VS、93.3%、0.88 L·L^(-1)·d^(-1)。但混合物料中猪粪比例越高,发酵系统的氨抑制风险也越高。在进料浓度达到12.1%条件下,VS配比为4∶1时的游离氨浓度是VS配比为1∶1时的1.47倍,达到223.2 mg·L^(-1)。研究表明,猪粪与稻秆混合原料VS配比为4∶1(配比后的C/N=22^23∶1)时,可提高发酵原料转化效率和容积产甲烷率;同时,进料TS浓度低于12.1%(有机负荷率为2.87 g VS·L^(-1)·d^(-1))可降低厌氧发酵中的氨抑制,保证沼气工程稳定运行。

厌氧池-集水池-阶梯跌水充氧曝气塔-人工湿地处理农村生活污水研究

采用厌氧池-集水池-阶梯跌水充氧曝气塔-人工湿地组合工艺处理农村生活污水,考察了工艺的运行效果及各处理单元对去除污染物的贡献率。实验结果表明,该组合工艺对污染物具有较好的去除效果,且处理效果稳定,其对化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)、悬浮物(SS)的平均去除率分别为87.90%、90.70%、93.69%、91.23%。阶梯跌水充氧曝气塔对COD、NH4+-N、TP的去除贡献率较大。将阶梯跌水充氧曝气塔与厌氧池、集水池、人工湿地相结合可以发挥组合的优势,并提高出水水质和系统运行的稳定性。

我国沼气工程发展概况及对策

介绍了我国沼气工程发展概况和常用的厌氧发酵工艺类型,总结了我国沼气工程发展中存在的主要问题,提出了加快大中型沼气工程发展的对策措施。

江西农村沼气物业化管理服务体系研究

发展农村沼气,对于减少温室气体排放,推动低碳农业发展有着重要意义。本文从新农村建设的背景入手,探讨了适合当前江西省农村沼气发展的物业化管理服务体系,以期为服务"三农"、建设和谐秀美乡村提供参考。

4℃冷藏对厌氧发酵接种物活性的影响

设计3个冷藏组(7、14、21 d)和2个对照组(未处理、常温21 d),通过厌氧发酵接种物的理化指标(p H值、VFA、TIC、NH4+-N)测定、菌落结构分析和厌氧发酵产甲烷能力测试,研究了4℃冷藏处理对厌氧发酵接种物活性的影响。结果表明:接种物在4℃冷藏过程中,代表产甲烷菌的优势条带随冷藏时间的延长出现了亮度下降,并有少量条带丢失的现象;其厌氧发酵产甲烷能力出现下降,前15 d的日产甲烷速率明显低于未处理组的;但冷藏处理能够减缓氨氮浓度的增高,有助于接种物的厌氧发酵活性的恢复。

木聚糖酶生产菌Saccharothrix variisporea YJ的筛选、发酵条件及酶学性质研究

以Azo-xylan为底物,利用双层平板法从堆肥中筛选到可降解木聚糖的菌株,16S rRNA测序分析显示该菌株与糖丝菌属(Saccharothrix variisporea)的同源性最高(99.33%),命名为S.variisporea YJ。研究发现以酵母提取物或(NH4)2SO4作为氮源、甘蔗叶作为碳源、初始pH值7.0、发酵温度40℃、发酵时间5 d时,发酵液中木聚糖酶的酶活性最高。酶学性质研究表明该木聚糖酶的最适反应温度及pH值分别为55℃和8.0,在55℃以下及pH值4.0~10.0的范围内保持较高稳定性。Na+能有效提高木聚糖酶活性,Mg^(2+)和Mn^(2+)没有明显影响,Cu^(2+)则严重抑制木聚糖酶活性。此外,发酵液还可以直接对天然底物玉米芯进行降解。

基于厌氧生物制气的糙皮侧耳预处理甘蔗叶工艺

为获得基于厌氧发酵发酵产沼气为目标的糙皮侧耳预处理甘蔗叶工艺,以糙皮侧耳对甘蔗叶的降解特性试验为基础,研究了碱处理、接种量、培养温度、培养湿度等因素对菌丝生长的影响,确定了预处理工艺,并通过厌氧发酵产沼气试验进行验证,结果表明:当预处理条件为1%Ca(OH)2浸泡1 h、接种量50%、培养温度28℃、培养湿度60%时;甘蔗叶经糙皮侧耳预处理25 d,可有效改善甘蔗叶的厌氧产气性能,沼气总量为33957 m L、发酵物料的木质素降解率为52.1%,分别较对照组提高了28.9%、26.2%。

牛瘤胃宏基因组文库来源的新型木聚糖酶基因的克隆、表达及酶学性质

为了从牛瘤胃的微生物中获取新型的木聚糖酶,采用直接法提取牛瘤胃内容物微生物总DNA,构建宏基因组文库,通过功能驱动法筛选得到1个木聚糖酶基因(yh-1),该基因大小为987 bp,编码329个氨基酸;SDS-PAGE电泳分析YH-1的相对分子量为36.2 kDa,该酶的最适反应温度和最适反应pH是50℃和8.0~8.5;该酶有较强的温度稳定性,50℃条件下保温60 min,仍保留90%以上的剩余酶活性,65~75℃保留80%以上的剩余酶活性;2 mmol/L Zn^(2+)、Na^+、Co^(2+)和Ni^(2+)对该酶具有一定的激活作用;经过24 h的处理后,该酶可以从玉米芯、稻草和甘蔗叶中分别获得0.014、0.381和0.19 mg的还原糖。上述特征使得该酶在烘焙体系以及其他领域具有广泛的应用前景。

2-吡啶甲醇的合成研究

2-吡啶甲醇不仅是一种新开发的治疗心血管疾病药物的中间体,也是很多重要药物的中间体。介绍以2-甲基吡啶为原料,经氧化,酰化重排,水解制备2-吡啶甲醇的工艺路线。简述了反应的机理、合成方法及研究进展,并对影响反应的各种因素进行了比较。

乙酰丙酮盐的制备与应用

文章分析乙酰丙酮的结构和性质,介绍乙酰丙酮盐的制备工艺和应用,并探讨乙酰丙酮盐的合成过程机理。

一个木聚糖降解菌群的分离及木聚糖酶酶学性质分析

为从环境中分离出能够降解木聚糖的微生物,利用富集培养法从猪粪与甘蔗叶混合发酵堆肥中分离到一个具有木聚糖降解能力,能够利用玉米芯作为惟一碳源的混合菌群。高通量测序分析发现该菌群具有丰富的微生物多样性,其中未知微生物的含量约为50.8%。该菌群发酵液中的木聚糖酶在以AZO-xylan (Birchwood)为底物时,其最适反应温度为55℃,最适反应pH为8.0,在55℃以下能够保持很好的稳定性。重要的是,该菌群的发酵液能够直接水解玉米芯生产木三糖和木四糖,从而省去了碱处理玉米芯制备木聚糖的步骤,进而降低了环境污染以及生产成本。

来源于土壤农杆菌PJD-1-1的碱性β-葡萄糖苷酶的生产、纯化及酶学性质研究（英文）

为从环境中筛选新的β-葡萄糖苷酶生产菌株,利用筛选平板涂布法从腐败的甘蔗叶中筛选目的菌株,从中筛选到1株能产β-葡糖糖苷酶的菌株PJD-1-1,16S r DNA鉴定该菌株为新型的土壤农杆菌。该菌株在20℃,初始p H 7.0,以乳糖为碳源,NaNO_3为氮源的条件下,其酶活性最高为3.92 U/mg。经硫酸铵沉淀、葡聚糖凝胶过滤层析和离子交换层析纯化后(纯化倍数4.85,得率8.0%),SDA-PAGE分析表明得到一条分子量大小为40 k Da条带;该酶的最适反应温度和pH分别为50℃和8.0;在低于50℃条件下保有较好的稳定性;Hg^(2+)和Ag^+对酶活性有明显的抑制作用,表明该酶的催化活性中心可能含有硫醇基,Ba^(2+)、Ca^(2+)、Pb^(2+)、Co^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Na^+、K^+、EDTA和尿素对酶活性没有明显的影响。该酶的温度稳定性、碱性特征以及对金属离子的耐受性等使其在食品及其他领域具有广泛的应用潜力。

三步法制备2-吡啶甲醇的研究

研究以2-甲基吡啶等为原料,经过氧化、酰化重排、水解反应合成2-吡啶甲醇。探讨了反应时间、反应温度、原料配比等对氧化反应过程的影响,氧化反应的最佳工艺条件是:反应时间,15h;反应温度,75℃;原料摩尔配比为n(2-甲基吡啶)∶n(冰乙酸)∶n(双氧水)=1∶4∶3,2-甲基吡啶N-氧化物的收率为88.12%。对2-甲基吡啶N-氧化物进行酰化重排和水解反应,并对最终产物进行FT IR、1 H NMR表征和HPLC检测,结果表明:最终产物为2-吡啶甲醇,纯度为98.94%。

微生物酯酶的开发及其在食品工业中的应用现状

微生物酯酶是一种在食品领域应用广泛的工业酶,开发和应用微生物酯酶资源对食品工业发展具有重要意义。借助分离纯化、宏基因组学、宏转录组学等技术手段开发具有化学试剂抗性、热稳定性或低温耐受性的高温酯酶和低温酯酶既丰富了酶学知识又扩展了潜在工业酯酶种类;将各类酯酶用于食品加工及食品农残检测,能够有效提高生产效率、产品质量,保障食品安全。该文综述了新型微生物酯酶的开发及其在食品加工、农残检测中的应用研究进展,以期为酯酶的开发及其工业化应用提供参考。

蛋黄油中脂肪酸成分分析及抗氧化作用研究

采用乙醇萃取法、乙酸乙酯萃取法和高温干馏法提取蛋黄油,用GC法对油样中的油酸、亚油酸含量进行测定,再用DPPH自由基清除率检测不同方法提取的油样的抗氧化活性。在高温下,测定乙醇萃取法和乙酸乙酯萃取法得到的蛋黄油的油酸含量、亚油酸含量及DPPH自由基清除率。通过对比分析可知,不同提取方法得到的蛋黄油中,油酸的含量均大于亚油酸的含量,高温干馏法提取的蛋黄油中,亚油酸含量高于乙醇萃取法和乙酸乙酯萃取法所得,乙酸乙酯萃取法提取的蛋黄油中,油酸含量高于乙醇萃取法和高温干馏法所得,高温干馏法得到的蛋黄油的DPPH清除率,大于乙醇萃取法和乙酸乙酯萃取法。乙醇萃取法和乙酸乙酯萃取法得到的蛋黄油经高温加热后,其油酸含量、亚油酸含量及DPPH自由基清除率都有所上升。乙酸乙酯萃取法得到的蛋黄油其抗氧化性最好,高温加热蛋黄油后,其抗氧化性会增强且不饱和脂肪酸含量会增高。

沼液施用3种能源植物对稀土尾矿区重金属迁移的影响

为掌握沼液施用能源植物对废弃稀土尾矿土壤重金属迁移的影响,选用御谷、芒草、构树3种能源植物作为修复植物,开展了沼液施用盆栽试验,采用单因子污染指数法(P_(i))、内梅罗综合污染指数(P_(综))和Hakanson潜在生态危害污染指数法(RI)评价了8种土壤重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb)的污染风险,结合尾矿土壤和能源植物中重金属含量的分布特征,分析了重金属在植物中的富集、转运及积累特性。结果表明:沼液施用后,土壤P_(Cu)、P_(Zn)、P_(Pb)、P_(综)、RI_(芒草)、RI_(构树)相对于CK均呈增长趋势,而RI_(御谷)则呈下降趋势;沼液施用能明显影响植物对重金属的富集系数(BF)、转运系数(TF),其中,御谷的BF、TF(Zn除外),芒草的BF(Ni、Cu、Pb)、TF(Zn、Hg、Pb)显著下降,而构树的BF、TF明显提高;沼液施用能提高能源植物的生物量,尤其是对御谷的促生作用最显著,导致御谷的重金属总积累量在3种能源植物中最高。由此可知,“沼液+御谷”组合可降低沼液农用带来的重金属污染风险,对尾矿区土壤重金属的去除效果最好,可用于尾矿区的生态修复。

全量化收集粪污厌氧发酵失稳过程中微生物群落动态变化及生态集群组装模式

通过高通量测序技术分析了全量化粪污厌氧发酵在稳定、抑制和崩溃3个阶段的微生物菌群动态变化情况,结合微生物互作网络构建,识别互作网络中关键生态集群及组装模式,以期为全量化粪污沼气工程稳定运行提供理论依据和数据支撑。结果表明:(1)在细菌门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,在各样品中相对丰度合计占比为96.0%。(2)在细菌属水平上,相对丰度较高的菌属为瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)、狭义梭菌属类群I(Clostridium_sensu_stricto_1)等。(3)在古菌属水平上,甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、甲烷球形菌属(Methanosphaera)和甲烷袋状菌属(Methanoculleus)为优势菌属,在各样品中相对丰度合计占比为96.5%。(4)微生物互作网络分析揭示,全量化粪污厌氧发酵过程中的功能集群主要划分为3个模块(模块1~模块3),微生物群落在厌氧发酵受到抑制时会产生应激性调整;在产气稳定期,模块1占据主导地位,厌氧发酵系统的水解酸化菌与产甲烷菌间的协同良好,无明显的小分子挥发酸累积现象,可稳定水解产酸;在产气崩溃期,模块2、模块3的相对丰度大幅提升,并占据了模块1的生态位;微生物通过增加乙酸、丙酸等挥发性有机酸氧化菌的相对丰度和嗜酸产甲烷能力,缓解小分子挥发酸和氨氮的胁迫。