青海湖裸鲤HIF-2α基因的克隆及其ODD功能域羟化分析

目的:克隆青海湖裸鲤低氧诱导因子-2α(HIF-2α)完整编码区,并分析HIF-2αODD域与脯氨酸羟化酶3(PHD3)的相互作用。方法:通过RT-PCR与RACE克隆青海湖裸鲤HIF-2α基因序列,GST pull-down法分析HIF-2αODD域能否与PHD3相互结合。结果:获得的青海湖裸鲤HIF-2αcDNA序列长为3 013 bp,其中开放阅读框(ORF)为2 502 bp。GST pull-down分析表明,HIF-2αODD域羟化后能与PHD3形成酶/底物聚合物。结论:青海湖裸鲤HIF-2αODD域没有发生类似HIF-1α的羟化位点变异,能够被PHD3正常识别并结合。

Mg2+、Ca2+对厌氧消化系统中CO2的捕获和营养盐的回收

为探究矿物碳酸化与污泥厌氧消化耦合过程中实现CO2捕获和N/P营养盐协同回收的可行性,在污泥水解液为底物的厌氧消化系统中,研究不同比例Mg ^2+/Ca^ 2+离子添加对厌氧消化系统中CO2捕获和营养盐的协同回收效果的影响.结果表明,添加Mg^2+/Ca^2+离子为(20mmol/L)/(0mmol/L)、(10mmol/L)/(10mmol/L)和(0mmol/L)/(20mmol/L)均可促进有机质降解,使沼气产量分别提升16.97%、21.56%和23.99%,并使CO2含量由27.27%分别下降至24.81%,22.06%和21.98%.不同比例Mg^2+/Ca^2+离子添加可使磷酸根浓度下降63.46%~66.47%,但仅Mg^2+/Ca^2+离子以(20mmol/L)/(0mmol/L)和(10mmol/L)/(10mmol/L)添加的实验组中氨氮浓度得到下降.XRD分析揭示,Mg^2+/Ca^2+离子以(20mmol/L)/(0mmol/L)、(10mmol/L)/(10mmol/L)和(0mmol/L)/(20mmol/L)添加时分别使厌氧消化系统中形成鸟粪石和碳酸镁、鸟粪石和方解石、方解石和三斜磷钙石.Mg^2+、Ca^2+离子等摩尔量联合添加可实现最优的CO2捕获和营养盐协同回收效果.

改性蓝藻生物炭促进微生物电合成系统产乙酸的机制研究

微生物电合成系统(MES)是一种以微生物作为催化剂,在阴极电驱动下还原CO_(2)产生简单化学品的新型碳捕获利用技术.为探究蓝藻生物炭在MES中的添加强化乙酸合成的潜力,本研究通过不同蓝藻生物炭的投加,检测乙酸合成性能及电子回收率,观察阴极微生物分布及形态特征,分析微生物群落结构特征,探究蓝藻生物炭添加对乙酸合成的影响及机制.结果表明,添加蓝藻生物炭(ABC)和过氧化氢改性蓝藻生物炭(ABC-H2O_(2)),使MES乙酸产量分别增加了33.8%和77.0%,电子回收率均有所上升,且ABC-H2O_(2)组电子回收率高于ABC组.分析蓝藻生物炭电子传递性能和氧化还原活性表明,经过氧化氢改性后的蓝藻生物炭表面含氧官能团数量增加,增强了电子传递能力及氧化活性,有利于微生物通过蓝藻生物炭介导进行间接电子传递.在微生物群落结构方面,蓝藻生物炭的添加降低了产乙酸菌丰度,但提高了微生物群落中电活性微生物和产氢微生物的丰度,使得产乙酸微生物获得更多的电子,实现乙酸合成性能增强.本研究揭示了蓝藻生物炭,特别是改性蓝藻生物炭对MES乙酸合成的强化作用,为强化MES还原CO_(2)产乙酸提供新的思路.

利用硅灰石原位改善厌氧消化微生物电解池的产气特性

厌氧消化-微生物电解池(Anaerobic digestion-Microbial electrolysis cell,AD-MEC)具有有机物降解速度快、降解率高的优点,但其所产沼气中依然存在CO2含量较高的问题.为降低AD-MEC所产沼气中CO2的含量,本研究将矿物碳酸化耦合入AD-MEC中,研究添加硅灰石对AD-MEC中CO2的固定效果.实验结果表明,添加硅灰石可使AD-MEC中CO2产生量减少40.0%,沼气中CO2含量从10.0%±1.3%减少到4.5%±1.1%;X射线衍射(XRD)及扫描电镜-能谱(SEM-EDS)分析表明了CaCO3沉淀的生成,证明硅灰石介导矿物碳酸化固定了AD-MEC中的CO2.此外,添加硅灰石使Ca2+溶出,缓冲了pH,减轻了厌氧消化产酸阶段对产甲烷菌的抑制,促进了有机物的降解,可溶性化学需氧量(SCOD)去除率提高了11.2%,并使CH4产量提高18.0%,CH4产率达到305 mL·g^-1,沼气中CH4含量达到95.5%±1.2%.硅灰石的添加实现了AD-MEC中CO2的原位捕获,同时增益了厌氧消化效果,提高了甲烷产量.