原水生物膜预处理工艺对有机碳源的响应特征--以脱氮性能与菌群结构为例

原水生物膜预处理系统运行性能受限于原水水质特征,试验以模拟污染原水为处理对象,以彗星式纤维填料和活性炭填料为生物膜载体构建了实验室规模的原水生物膜预处理系统,采用批次试验探究系统运行性能与菌群结构对不同有机碳源乙酸钠和腐殖酸的响应特征.试验结果表明,原水生物膜预处理系统能长时间稳定运行,系统平均氨氮去除率(ARE)为90.1%.乙酸钠对两种填料生物膜的氨氮去除性能几乎无影响.以腐植酸为有机碳源具有更强的硝化能力,取得最高ARE值90.5%±5.6%.乙酸钠能够促进彗星式纤维填料生物膜胞外聚合物(EPS)的形成,腐殖酸会降低EPS中PN含量.以活性炭为载体明显增加了EPS的PN/PS值,且具有较高的菌群多样性,更有利于生物膜的形成.生物膜样品中,占据前三位的门是Proteobacteria､Planctomycetes和Acidobacteria.彗星式纤维填料生物膜,乙酸钠和腐植酸分别强化了优势门Proteobacteria(53.9%)细菌和优势属Nitrospira(10.7%)的累积.以彗星式纤维填料与活性炭为载体生物膜样品优势属分别为Nitrospira和Aridibacter.腐殖酸更有利于Nitrospira和Bdellovibrio的富集,乙酸钠更有利于Aridibacter的富集.

妊娠期容量负荷总体液评估与妊娠期高血压疾病的相关性研究

目的探讨妊娠期容量负荷总体液(Total body water,TBW)评估与妊娠期高血压疾病(Hypertensive disorder complicated pregnancy,HDCP)的相关性。方法选取2020年1月至2022年7月于南京医科大学附属江苏盛泽医院就诊的妊娠期高血压孕妇(n=30)、子痫前期孕妇(n=50)作为病例组(n=80),选择同期正常妊娠孕妇作为对照组(n=100);对比两组24 h尿钠、TBW、细胞外液(Extracellular water,ECW)和细胞内液(Intracellular water,ICW)水平以及对HDCP的预测价值。结果病例组妊娠早、中、晚期TBW、ECW、ICW水平均高于对照组[(40.42±5.45)L vs(36.98±5.61)L、(44.51±5.21)L vs(40.63±5.29)L、(47.76±5.84)L vs(44.07±5.78)L,(15.56±2.11)L vs(12.12±2.01)L、(17.45±2.46)L vs(13.97±2.28)L、(19.16±2.31)L vs(14.13±2.48)L,(29.88±1.03)L vs(27.39±1.04)L、(31.98±1.46)L vs(28.56±1.25)L、(36.56±1.11)L vs(32.12±1.01)L,P均<0.05];病例组妊娠早、中、晚期24 h尿钠水平均高于对照组[(109.16±8.94)mmol/d vs(95.77±7.78)mmol/d、(118.93±8.25)mmol/d vs(103.13±8.31)mmol/d、(133.67±8.45)mmol/d vs(108.08±8.33)mmol/d,P均<0.05]。子痫前期孕妇妊娠早、中、晚期TBW、ECW和ICW水平均高于妊娠高血压孕妇和对照组(P<0.05),妊娠期高血压孕妇妊娠早、中、晚期TBW、ECW和ICW水平均高于对照组(P<0.05),子痫前期孕妇妊娠早、中、晚期24 h尿钠水平均高于妊娠高血压孕妇和对照组(P<0.05);妊娠期高血压孕妇妊娠早、中、晚期24 h尿钠水平均高于对照组(P<0.05)。调整孕前BMI、年龄后,妊娠早、中期孕妇24 h尿钠水平(OR=2.180,95%CI:1.139~4.172;OR=2.088,95%CI:1.243~3.508)、TBW(OR=2.744,95%CI:1.885~3.994;OR=3.177,95%CI:2.106~4.792)、ECW(OR=1.015,95%CI:0.994~1.037;OR=1.077,95%CI:0.992~1.171)和ICW(OR=2.752,95%CI:1.886~4.015;OR=2.906,95%CI:1.691~4.994)均是HDCP的独立危险因素(P<0.05)。妊娠早期孕妇24 h尿钠水平、TBW、ECW和ICW预测HDCP的截断位分别为125.16 mmol/d、39.24 L、14.67 L、28.92 L,四者联合筛查时曲线下面积(Area under curve,AUC)为0.86(95%CI:0.719~0.872,P<0.001),筛查灵敏度和特异度分别为73.4%、85.2%,优于单项筛查。结论妊娠期TBW变化与妊娠期高血压疾病具有相关性,TBW、ECW、ICW和24 h尿钠水平联合筛查有助于HDCP的早期识别,可为HDCP早期发现提供依据。

微生物生物被膜在水土保持中的应用研究

水土保持是粮食生产的基础保障,受人类活动及环境变化的影响,我国水土流失严重。随着科技和生物学的发展,土壤中微生物的生命活动对土壤的影响受到越来越多的关注。土壤中的微生物以游离形式和生物被膜形式存在。文章阐述了土壤中生物被膜的胞外多糖和γ-聚谷氨酸在保持土壤的水肥、改善土壤结构以及增加土壤的稳定性等方面的价值,并分析了微生物生物被膜在水土保持和生态农业中的未来潜力。

Biodrying of municipal solid waste with high water content by combined hydrolytic-aerobic technology

The high water content of municipal solid waste(MSW)will reduce the effciency of mechanical sorting,consequently unfavorable for beneficial utilization.In this study,a combined hydrolytic-aerobic biodrying technology was introduced to remove water from MSW.The total water removals were proved to depend on the ventilation frequency and the temporal span in the hydrolytic stage. The ventilation frequency of 6 times/d was preferable in the hydrolytic stage.The hydrolytic span should not be prolonged more than ...

非透析慢性肾脏病患者相位角的影响因素及临床结局预测

目的 探讨非透析慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)患者相位角(phase angle,PhA)的影响因素及临床结局预测能力。方法 收集2019年1-11月于华中科技大学同济医学院附属同济医院肾病内科住院的60例非透析CKD患者,进行血尿生化检验、营养风险筛查与评估、SF-36生活质量调查、人体测量、握力测试及人体成分检测。根据相位角将患者分为A组(PhA>4.5°)及B组(PhA≤4.5°),各30例。分析相位角与营养、炎症、疾病、水分等相关指标的相关性,逐步多元线性回归分析找到相位角的主要影响因素。随访3~4年,比较两组患者生存情况。结果 A组的血总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、前白蛋白(PAB)、生活质量评分、握力均明显高于B组(P<0.05)。A组的超敏C反应蛋白(CRP)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、24 h尿蛋白总量(UTP)、24 h尿白蛋白总量(UMA)、尿白蛋白肌酐比值(ACR)、改良SGA评分、细胞外水分比率(ECW/TBW)均明显低于B组(P<0.05)。相关性分析显示,TP、ALB、PAB与PhA成正相关(P<0.05)。CRP、TC、LDL、UMA、改良SGA评分、ECW/TBW与PhA成负相关(P<0.05)。逐步多元线性回归分析显示,ECW/TBW是PhA的独立影响因素。随访发现B组的死亡率(20.00%,6/30)高于A组(6.67%,2/30),Cox回归生存分析结果显示,年龄和PhA是影响非透析CKD患者生存率的主要因素,年龄越大,死亡风险越大,相位角每减少1°,死亡风险增加至2.605倍。结论 在非透析CKD患者中,ECW/TBW是PhA的独立影响因素,两者呈负相关;相位角能有效预测非透析CKD患者的生存率,PhA越小,死亡风险越大。

好氧颗粒污泥造粒过程中EPS及脱氮除碳性能

为解决好氧颗粒污泥(AGS)在生活污水中造粒时间长、稳定性差的问题,采用在人工配水中逐渐添加生活污水的方式改变进水水质,研究AGS造粒过程及脱氮除碳的效果。在4个序批式反应器(SBR)中培养AGS,接种污泥均为污水厂A^(2)/O工艺二沉池污泥。25℃时,R1进水1~17 d为人工配水,18 d后改为生活污水;R2进水分阶段改变人工配水比例,最终为生活污水;R3进水为人工配水。R4温度为15℃,进水为人工配水。结果表明,水质和温度导致R1、R4的胞外聚合物(EPS)中蛋白质(PN)和多糖(PS)波动增加,R2、R3的PN和PS呈上升趋势,且AGS的沉降速度随着PN增大而增大。25℃时,污泥沉降指数(SVI)与EPS呈负相关。两种温度下均可成功培养出AGS,25℃时,在人工配水中逐渐添加生活污水的进水方式可缩短AGS在实际生活污水中的造粒时间,且沉降性能更优。研究结果可为AGS处理生活污水提供参考。

引江济淮工程疏浚泥浆快速泥水分离试验研究

针对疏浚泥浆颗粒细小、结构松散、比表面积大,其表面和内部的胞外聚合物(EPS)持水能力强导致泥水分离困难的问题,采用芬顿(Fenton)氧化-复配混凝剂法开展疏浚泥浆快速泥水分离试验。以泥浆体积削减率最大化为目标,采用正交试验和响应面法优化工艺条件,并对EPS浓度进行分析。结果表明,影响Fenton氧化泥水分离效果的主要因素为药剂投加量;同成本条件下Fenton氧化-聚合氯化铝混凝的泥水分离效果最佳;响应面法确定的泥水分离效果影响因素排序为:助凝剂种类>搅拌速度>助凝剂投加量,试验条件下最优工艺条件为:聚丙烯酰胺投加量0.255 g/L,搅拌速度125 r/min;经Fenton氧化-复配混凝后EPS中带正电荷的蛋白质含量大幅增加,可中和泥浆负电荷的作用,实现疏浚泥浆的快速泥水分离。研究成果对于疏浚泥浆的快速泥水分离工程实践具有理论指导意义。

城市污泥脱水预处理技术研究进展

城镇用水量的不断增加,导致污水厂处理规模逐渐扩大,污泥产量随之骤增。城市污水处理厂的污泥不仅含水量高,而且富集了大量的有机污染物和有毒金属,如处理不当极易造成二次污染。污泥脱水是减轻污泥运输和处置负担的关键步骤,然而污泥中亲水性胞外聚合物的存在,使得常规的机械脱水难以达到后续处置对于含水率的要求。基于此,本文综述了几种国内外常用的污泥预处理技术,包括物理预处理、化学预处理及生物预处理,并对各预处理技术脱水机制、脱水效果及优缺点进行介绍。最后分析了单一预处理在实际工程中可能存在的问题,并据此列举了各处理方法下常用的联合处理工艺,以期进一步提高脱水性能,并为后续污泥处置提供更多选择。

胸导管探查术后综合消肿治疗对双下肢淋巴水肿患者的短期效果

目的评估胸导管探查术后运用综合消肿治疗对双下肢淋巴水肿患者的治疗效果。方法回顾2018年10月至2022年9月就诊的25例双下肢淋巴水肿患者的临床资料。将胸导管探查术后行综合消肿治疗的患肢作为干预组,未行综合消肿治疗的对侧肢体作为对照组。治疗前和治疗后第7天,测量肢体周径和进行人体成分分析。结果患肢行综合消肿治疗7 d后,患肢的小腿中下1/3、小腿中上1/3、大腿中下1/3、大腿中上1/3测量点周径均明显减小(P<0.05);干预组小腿中下1/3和小腿中上1/3周径的变化率明显大于对照组(P<0.05);与治疗前相比,对照组治疗后节段细胞外水分含量变化差异无统计学意义(P>0.05),而干预组治疗后节段细胞外水分含量明显降低(P<0.05)。结论胸导管探查术后运用综合消肿治疗对双下肢淋巴水肿患者有良好的治疗效果。

腹膜透析病人体内水分布与营养状况的关系

目的:了解持续性不卧床腹膜透析(CAPD)病人体内水的分布状况及其与营养之间的关系。方法:用生物电阻抗法对66名无临床水肿表现的CAPD病人进行体内水的测量,分别测出其细胞外液(ECW)、细胞内液(ICW)、总体水(TBW),同时对所有病人进行营养状况的主观综合评价(SGA)。相同年龄段的正常人作为对照。结果:临床无水肿的CAPD病人与相同年龄的正常人相比,体内水的分布存在明显异常,表现为细胞内液显著减少,细胞外液无明显变化,细胞外液与细胞内液之比(E/I)明显增加;当病人存在营养不良时,上述现象表现得更加明显。结论:持续性不卧床式腹膜透析(CAPD)病人体内水的分布是异常的,营养不良可以加重体内水的异常分布。因此,对于临床无明显水肿表现但存在营养不良的CAPD病人不能通过E/I来判断体内是否存在水负荷过多。

废水生物处理系统中胞外多聚物的研究进展

胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)是一类具有特殊形态和结构的高分子化合物。EPS普遍存在于生物聚集体内,是生物聚集体形成与稳定的关键性物质,对废水生物处理系统的稳定运行具有重要作用。文章归纳总结了EPS的组分、结构特性、可生物降解性及其吸附特性等方面的研究成果;重点从EPS的主要组成物质胞外蛋白(extracellular protein,PN)和胞外多糖(extracellular polysaccharide,PS)以及结构特性中紧密附着型EPS(tightly bound EPS,TB-EPS)和松散附着型EPS(loosely bound EPS,LB-EPS)的研究出发,论述了EPS对生物聚集体的影响,适当升高PN和PS的含量有助于污泥絮凝,然而过多的PS含量将可能对污泥的沉降与脱水性能起负面影响。文章还分析了其影响机理,PN和PS能够有效促进污泥絮凝可能是由于PN表面电负性和高疏水性的影响以及PS的生物凝胶特性和吸附架桥作用。

生物电阻抗分析透析患者体液分布与血压的关系

目的利用生物电阻抗频谱分析法(BIA)了解维持性血液透析(MHD)患者的体液分布特点,同时了解其对血压的影响。方法选择MHD患者64例,透析时间均≥3个月,根据透析间期血压控制情况,分为正常血压组(41例)与高血压组(23例)。应用BIA测定透析前细胞内液(ICW)、细胞外液(ECW),分别计算占体重的百分比(ECW%、ICW%)。另外选取64例性别、年龄、体重匹配的正常个体作为正常对照组。结果 MHD患者透析前ECW%明显高于同性别正常对照者(P<0.01),MHD患者高血压组透前ECW%明显高于同性别正常血压者(P<0.05)。结论透析患者的体液分布存在明显异常,主要表现为透析前ECW%增加。MHD伴难治性高血压者ECW%明显高于血压控制理想者。

表面活性剂调理下污泥中胞外聚合物分布与束缚水含量的关系

通过考察污泥调理过程中滤饼含水率、束缚水含量变化、EPS各层组分分布、傅里叶红外光谱等指标,研究表面活性剂作用下,胞外聚合物分布与束缚水含量的变化关系。研究结果表明:十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致污泥中紧密结合的胞外聚合物(TB-EPS)含量降低,松散结合的胞外聚合物(LB-EPS)、黏液层胞外聚合物(S-EPS)含量升高,有效降低束缚水的含量,提高了污泥脱水效果。表面活性剂投加量为75 mg·g-1时,污泥中束缚水含量降至1.58 g·g-1,污泥滤饼含水率降至65.78%。在表面活性剂作用下,部分EPS水解生成小分子有机物,S-EPS中有机官能团的总量和种类都有明显增多。TB-EPS占污泥中EPS总量的大部分,其中,蛋白质、多糖与束缚水存在显著的正相关性,是影响污泥束缚水含量的主要因素。

水土环境中微生物胞外聚合物对污染物迁移和归宿影响的研究进展

在土壤和水环境中存在大量微生物,附着在其表面的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)在重金属及有机污染物等的迁移和转化中发挥着重要作用。以保护水土环境、提升污染水土修复效率的科学和工程问题为目标,针对近年来国内外对EPS的组成和结构、影响微生物EPS分泌的因素、EPS的提取方法以及其生物降解性等方面的研究成果进行了综合评述,系统分析了EPS参与土壤和水环境中金属及有毒有机物质生物降解和去除的微观机制,进而针对现有研究中存在的问题,对EPS在土壤和水环境中的进一步研究空间,特别是如何提高理解EPS的生物和化学修复工程意义提出展望。

多频生物电阻抗法评价血液透析患者体液分布

目的利用多频生物电阻抗测量法了解维持性血液透析(HD)患者体液分布情况。方法选择透析龄大于3个月的维持性HD患者119名,应用多频生物电阻抗频谱分析法分别于透析前、后测定细胞外液(ECW)、细胞内液(ICW),并分别计算占体重的百分比(ECW%、ICW%)。选择性别、年龄和体重相匹配个体82例作为正常对照。结果男性和女性维持性HD患者ECW%较同性别正常对照组明显增高(男P<0.01,女P<0.05),透析后较透析前显著降低(P<0.01);ICW%与同性别正常对照组无显著性差异(P>0.05),且透析前、后无明显变化;男女患者ECW/ICW比值透析前均显著高于同性别正常对照组(P<0.01),透析后虽较透析前显著降低(P<0.01),但仍高于同性别正常对照组(P<0.05)。HD患者透析过程ECW下降值与实际超滤量呈显著正相关(男r=0.572,P<0.01;女r=0.556,P<0.01)。同性别透析高血压组的ECW%透析前后均高于正常血压组和正常对照组(P<0.05);正常血压组透后ECW%与对照组无明显差异。高血压组和正常血压组ICW%在透析前、透析后与正常对照均无差别。结论①透析前HD患者存在体液分布异常,主要表现为ECW%显著增加;②HD脱水主要来自细胞外液,对细胞内液无明显影响;③利用多频生物电阻抗测量透后ECW%可能是评价HD患者干体重的有效指标。

钙、镁离子在水流作用下对铜绿微囊藻生长的影响

为了解在"引江济太"过程中大量钙、镁离子的引入对铜绿微囊藻生长的影响,本实验在控制温度和光照条件下,室内模拟不同钙、镁离子浓度在两个特征流速5 cm/s和15 cm/s下微囊藻的生长。实验结果表明,微囊藻藻密度随钙、镁离子浓度的增加而增加,流速在15cm/s下微囊藻最大藻密度(9 236.4×104cell/mL)是流速为5 cm/s下最大藻密度(2 873.72×104cell/mL)的3倍,流速为15 cm/s下微囊藻最大比增长速率均较5 cm/s下的高。这可能是在水流产生的剪切力作用下藻细胞胞外多糖增加,粘附更多的钙、镁离子更利于钙、镁离子迁移到胞内,同时胞外附着的钙、镁离子尤其钙离子形成桥联,使微囊藻细胞形成群体产生微环境利于微囊藻的生长。水流对微囊藻利用钙、镁离子有重要的影响,这为有效调水抑制蓝藻生长提供科学依据。

藻类及其胞外分泌物对净水工艺的影响

以原水中常见蓝绿藻及其胞外分泌物的基本性质为基础,概述了目前净水工艺除藻的一般方法和原理,以及藻类及其胞外分泌物对净水工艺的影响,指出应特别关注胞外分泌物在净水处理中对消毒副产物的贡献及去除方法,采用组合工艺优化处理效果。

球等鞭金藻胞内和胞外多糖的提取工艺

采用热水浸提法,通过一系列单因素试验,研究提取时间、提取pH值、提取温度和液料比对球等鞭金藻胞内和胞外多糖提取的影响。在此基础上,通过正交试验进一步优化胞内和胞外多糖的提取工艺。最后,采用适宜提取工艺制备胞内和胞外粗多糖样品,并测定该样品中蛋白质和多糖含量。单因素试验结果表明,提取时间、提取pH值和提取温度均能显著影响胞内和胞外多糖的提取。对胞内粗多糖提取率而言,提取时间180min、提取pH9和提取温度70℃为最适宜的提取条件;当提取时间300min、提取pH10和提取温度80℃时,更利于胞外粗多糖的提取。液料比对胞内和胞外粗多糖提取的影响较小,20:1(mL/g)为多糖提取合适的液料比;正交试验结果表明,胞内(胞外)多糖的适宜提取工艺为提取时间、提取pH值、提取温度和液料比分别为180min(240min)、pH8(9)、70℃和15:1。粗多糖样品的蛋白质和多糖含量分别为1.18%(0.82%)和22.1%(18.6%),很低的蛋白质含量和较高的多糖含量表明采用该提取工艺获得的粗多糖样品纯度较高,利于样品的后续分离纯化。

管网生物膜菌株胞外聚合物的提取方法比较

以饮用水管网生物膜样品中一株强成膜能力的菌株Pleomorphomonas oryzae作为研究对象,考察了8种方法(高速离心法、超声法、加热法、EDTA法、H2SO4法、NaOH法、SDS法、甲醛法)对菌株胞外聚合物(EPS)的提取效果,并结合三维荧光光谱(EEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)对提取的EPS进行成分分析.结果表明,EDTA法和H2SO4法既能提高EPS的提取效率,提取量分别为64.77 mg.g-1SS和74.43 mg.g-1SS,是离心方法提取量的1.62倍和1.86倍,又不会在提取过程中对菌株细胞造成破坏,是较为理想的EPS提取方法.EEM分析进一步证实,NaOH法对菌株细胞破坏严重,造成EPS成分变化较大.FTIR分析则说明,化学提取方法相较于物理提取方法会引入杂质对组分测定造成干扰.

应用多频生物电阻抗法调节血液透析患者干体重对血压的影响

目的观察在多频生物电阻抗法指导下调节干体重(DBW)对血液透析患者血压及透析相关并发症的影响。方法应用多频生物电阻抗分析仪测量细胞外液(ECW)。根据同性别正常对照组的ECW值确定正常参考范围。对ECW增高(提示容量过负荷)者,逐步降低DBW,观察ECW和血压的变化。对ECW降低(提示容量不足)者,逐步升高DBW,观察ECW、血压及透析相关并发症的影响。结果 ECW增高者降低DBW后,透析间期男性收缩压从(165±15)mmHg下降至(142±10)mmHg(P<0.01);女性收缩压从(160±7)mmHg下降至(138±6)mmHg(P<0.01),且未增加透析相关并发症。ECW降低者升高DBW后,透析相关并发症减少,而ECW和血压无明显变化。结论多频生物电阻抗法相对准确、稳定,与临床表现有良好相关性,有助于维持性血液透析患者干体重的调节,改善容量相关高血压并减少透析相关并发症的发生。