风化煤固定化微生物材料对铅的吸附特性及机理

风化煤固定化微生物材料较游离微生物能更好地钝化重金属。研究旨在探究风化煤固定化微生物材料的铅吸附性能及机理,为其污染场地应用提供理论指导和依据。以风化煤固定化微生物材料为对象,通过批量吸附试验系统研究材料的用量、pH、吸附时间和铅溶液质量浓度对其吸附性能的影响,并采用动力学、热力学模型拟合的方式描述铅吸附过程,结合扫描电镜和红外光谱技术对吸附机理进行探究。结果表明,风化煤固定化微生物材料用量为0.4 g/L、pH值为4、吸附时间大于12 h时,在200 mg/L铅溶液中吸附性能最优,最大吸附量达到338 mg/g;拟二级动力学模型和Langmuir模型显示,该吸附过程以化学吸附为主,且铅离子以单分子层的形式排列;热力学分析表明,该反应是自发的吸热反应,温度升高会促进反应的发生。材料表面钙、钠等元素的离子交换作用及羟基、羧基、羰基、酰胺基等活性基团的络合沉淀作用,促进了风化煤固定化微生物材料的铅吸附作用。在铅质量浓度为200 mg/L,材料用量为0.4 g/L、pH值为4、吸附时间大于12 h时,可实现材料吸附性能的最大化。材料表面的Ca、Na等元素与铅的离子交换作用以及羟基、羧基、羰基、酰胺基与铅的络合沉淀作用是其主要作用机制。

去除地下水中铁锰的复合微生物材料制备

利用谷类副产品麸皮与前期分离得到的铁锰去除效果良好的假单胞菌4-05混合,以羧甲基纤维素钠为黏合剂,制备球状复合微生物颗粒材料,用于富含铁锰离子的地下水的生物治理,通过批量试验优化制备工艺。结果表明,羧甲基纤维素钠质量分数为14%,粒径为2.5 cm的复合微生物颗粒材料,对Fe^(2+)(初始质量浓度为80mg/L)和Mn^(2+)(初始质量浓度为2.5 mg/L)的去除率分别为95.90%和62.35%。

微生物−无机杂化材料的研究进展

在利用微生物合成微生物−无机杂化材料的合成过程中,由于生物元素N、P等的自然掺杂,使该类材料具备了普通杂化材料所不具有的优越性能,因而研究与应用发展迅速.目前微生物−无机杂化材料已被广泛应用于抗菌剂、生物催化、光催化、污染物去除和抗肿瘤等众多领域.尽管微生物−无机杂化材料种类繁多,但根据微生物的参与方式,可将这些杂化材料分为全细胞−无机杂化材料和非细胞−无机杂化材料两类.文章依据这两类杂化材料的典型特征对其最新研究进展进行了综述,着重介绍了不同类型微生物−无机杂化材料的合成方法和应用,并对该领域研究前景进行了展望.

煤矿微生物诱导碳酸钙沉积胶结充填开采技术研究

针对当前充填开采技术中水泥基胶结料存在的高排放和高耗能问题,将微生物诱导CaCO_(3)沉积(MICP)技术引入充填开采领域,研究了微生物胶结充填材料的力学性能,建立了基于MICP的微生物胶结充填开采技术体系。研究表明,拌和型和灌注型微生物胶结充填材料的强度随着营养液浓度和菌液用量的增加呈现先增大后减小的规律,平均强度分别为0.88 MPa和17.95 MPa;微生物充填材料内部的有效CaCO_(3)晶体是充填材料固结的关键,在拌和型试样中以方解石和球霰石的矿物形式存在,在灌注型试样中主要为方解石。微生物胶结充填开采技术的节能减排环境效益显著,特别是在当前环保需求和政策背景下,该技术具有科学价值和发展前景。

微生物水泥基材料的红外光谱研究

微生物水泥是在节能减排大环境下而研发的一种新型生物水泥。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和红外光谱(IR)分别对微生物水泥基材料的成分、形貌、微观结构进行了研究。TEM分析表明,微生物水泥基材料内部微观结构与化学法浇注的砂颗粒内部微观结构不同。微生物矿化形成的方解石可以胶结松散颗粒,而化学法形成的方解石与松散颗粒之间存在孔隙,不能胶结松散颗粒;IR分析表明,微生物水泥基材料中的Si—O键和C—O键频率均发生红移,而化学法浇注的砂颗粒中Si—O键和C—O键频率未发生改变,另外,化学法浇注的砂颗粒中Si—O键与单纯石英砂中的Si—O键频率相同。

生物炭-微生物复合材料修复Cr(Ⅵ)污染土壤条件优化及促生效果

生物炭和微生物在改善Cr(Ⅵ)污染土壤质量方面得到了广泛的应用,而以生物炭-微生物制备的复合材料(BC-MT)在Cr(Ⅵ)污染土壤修复中的促生效果鲜见报道。以玉米秸秆生物炭为载体吸附铬还原菌——藤黄微球菌(Micrococcus luteus)制备BC-MT,综合考察了BC-MT修复Cr(Ⅵ)污染土壤最佳条件及促生效果。结果表明:藤黄微球菌能成功附着在生物炭上,BC-MT对Cr(Ⅵ)污染土壤修复效果显著,在BC-MT投加量3%(质量分数,下同)、氮源投加量10g/kg、土壤含水率14%的条件下,修复25d,Cr(Ⅵ)去除率为64.35%,可提取态铬从27.01mg/L降至7.72mg/L。在3%BC-MT作用下,植物生长12周后地上、地下部分总铬含量分别降低了65.15%、49.76%,Cr(Ⅵ)分别降低了94.11%、87.74%,植物株高增加了17.7cm,生物量(以干重计)增加了132mg,叶绿素增加了4.65mg/g,可溶性糖增加了1.69mg/g。由此可见,BC-MT不但能有效降低土壤Cr(Ⅵ)含量,而且促生效果显著,具有广阔的应用价值。

微生物吸附材料的制备及处理含Cr(Ⅵ)废水的研究

实验采用低质量浓度的Cr(VI)溶液逐级驯化方法,从电镀厂活性污泥中筛选出一株有效吸附Cr(VI)的微生物,经个体、群体形态鉴定,该菌为交链包霉。将该菌扩大培养后采用不同的预处理方法制备成微生物吸附材料,用于处理模拟含铬废水。实验表明:经0.1 mol/L的NaOH处理后的吸附剂对Cr(VI)吸附能力较强,在pH值为2.0,吸附时间为105 min,吸附剂投加量为3.0 g,吸附温度为35℃的条件下,处理含质量浓度为50 mg/L的Cr(VI)废液可达到国家污水综合排放标准。

盐蚀环境下微生物矿化岩土材料的冻融特性研究

基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。结果表明:随着冻融周期增加,在4种冻融液中矿化材料均伴随剥落现象,无侧限抗压强度均呈逐渐减小趋势,质量的损失和饱和含水率的增加严重影响了材料的抗冻性能,且在5%Na2SO4溶液中矿化材料的粉化速度较快,质量损失最大,劣化速度最快,NMR图谱中弛豫时间大于200ms的未冻水含量在冻融过程变化最大,是造成样本质量的损失和强度的破坏的主要原因;在去离子水溶液中样本的抗冻能力也较弱,次于Na2SO4溶液;在3%NaCl溶液和混合溶液中由于NaCl的存在降低材料的凝固点,使得材料的抗冻能力延长,此研究为微生物矿化岩土材料在寒冷地区的工程应用提供基础实验依据。

微生物基覆盖材料对新垦滨海盐土理化性质的影响

微生物菌丝能够固结有机物物料形成的封闭覆盖物,实现对土壤的有效覆盖。【目的】微生物基覆盖材料的应用可降低海涂土壤蒸发、增强土壤水分入渗、促进土壤团粒结构形成和稳定,有利于减少表层土壤盐分累积,加速盐分洗脱。【方法】设置原始匡围滩涂处理(RCS,滩涂匡围完成后不进行人为处理)、常规处理(CVT,淡水洗盐+牛粪堆肥,牛粪堆施用量为4500 kg/hm^(2))、田菁处理(SES,常规处理+田菁种植,田菁播种量为18 kg/hm2)和微生物基覆盖材料(Microbiological Covering Materials,MCMs)处理(MCT,田菁处理+微生物基覆盖材料,覆盖量7500 kg/hm2),研究了不同农艺措施对滨海重盐土壤理化性状及盐分迁移影响。【结果】相较于SES处理,MCT处理单位面积田菁生物量显著增加,增加了约75.83%。相较于原始匡围滩涂(RCS)处理,MCT处理表层土壤(0~10 cm)田间持水率增加了25.23%;0~10、10~20、20~30 cm土层土壤质量含水率分别增加了37.34%、36.17%、19.67%,体积质量分别降低了9.52%、9.46%、8.67%,毛管孔隙度分别增加了14.55%、13.33%、10.54%;0~30 cm土层土壤有效磷量和速效钾量显著增加,各土层有效磷量分别增加了160.52%、297.58%、280.84%,速效钾量分别增加了186.25%、90.08%、6.00%;0~30 cm土层土壤有机质量显著提升,各土层分别增加了505.88%、594.44%、372.45%,可溶性盐量显著降低,分别降低了87.25%、85.44%、77.12%。【结论】MCMs覆盖显著增加了田菁的生物量、改善了土壤性状、增加了土壤养分、加速了土层盐分垂向迁移和降水入渗。因此,微生物基覆盖材料的使用可以加快滨海滩涂重盐土土壤中盐分的洗脱速率,促进耐盐植物生长,有利于滩涂生态建设。

微生物胶凝材料固结垃圾焚烧飞灰效果及机制

针对当前利用普通硅酸盐水泥固结垃圾焚烧飞灰存在能耗大、环境污染严重等问题,采用微生物胶凝材料固结飞灰,研究其对飞灰的固结效果,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱和原子吸收光谱等测试技术分析其固结飞灰的机制。研究结果表明,不同的拌合介质(水、上清液、微生物溶液、化学碳酸钙、微生物胶凝材料、微生物胶凝材料和上清液、微生物胶凝材料和微生物溶液)均能将松散的飞灰颗粒固结为一个整体,但其中以微生物胶凝材料和上清液为介质拌制的飞灰固结体强度和重金属离子固化效果最优(Pb离子和Cd离子的固结率分别为33%和32%)。微生物胶凝材料具有双重固结飞灰的作用,一方面它与其他介质固结飞灰相同,均是在固结体内部形成了水化产物Ca 2SiO 4·0.30H 2O;另一方面,微生物胶凝材料中的有机基质能分别与飞灰和方解石中Si-O键、C-O键的O原子作用形成大量的分子间氢键。

镁添加剂对微生物水泥基材料力学性能的影响

研究了不同浓度(0.5、1.5、2.5、3.5mol/L和4.5mol/L)的镁添加剂对微生物水泥基材料力学性能的影响,并结合X射线衍射和扫描电子显微镜分析了微生物水泥基材料内部形成的矿物成分和微观结构。结果表明:当镁添加剂浓度为2.5 mol/L时,微生物水泥基材料孔隙率最小,结构最为密实,抗压强度最高;镁添加剂浓度较低(0.5mol/L和1.5mol/L)时,在微生物水泥基材料内部形成的矿物主要是方解石和高镁方解石,形貌以花菜形为主;镁添加剂浓度较高(2.5、3.5mol/L和4.5mol/L)时,砂柱内部形成的矿物主要是单水碳钙石和菱镁矿,矿物形貌以球柱状为主。

低磁场核磁共振测定盐环境下微生物诱导碳酸钙沉积固化材料的孔隙结构

微生物矿化岩土材料是利用微生物新陈代谢中的矿化行为来诱导生成碳酸钙沉淀,填充岩土材料孔隙、胶结基质颗粒而形成的一种类岩石的新型绿色土工材料。通过核磁共振方法得到了不同类型溶液环境下不同干湿循环周期后材料的孔径分布曲线,分析了不同大小孔径的变化与孔隙度之间的联系,研究了这种材料在盐环境下经历多次干湿循环后微观孔结构的变化规律。研究结果表明:当盐蚀和干湿作用共同作用时,材料会发生破坏,表现为颗粒剥落和流失,且复合盐的情况会加剧这种破坏。矿化材料在经历盐蚀-干湿作用侵蚀的过程中,孔隙度与材料破坏剥落的程度相关,并且内部不同孔隙的孔径分布量随着循环周期的增加持续变化,矿化材料中大孔(100~1000μm)的孔径分布量最多,且随着循环周期的增加而不断增多;微孔(<1μm)的累积变化与表征材料破坏程度的孔隙度呈显著相关性。研究成果从微观孔隙结构变化的角度,为微生物矿化岩土材料在盐环境的工程应用提供了参考依据。

非酒精饮料的澄清与精制专利技术综述

以A23L2/70的分类号为主线,通过分析在该分类号及其子分类号领域中的专利申请文件,通过分析重点专利申请对各领域中的技术方案进行了介绍,并通过数据分析了在这些领域中的重点专利申请以及重点申请人和国家,阐述了在非酒精饮料的澄清这一领域中采用的技术手段,希望能够使读者对该技术的发展脉络有一个清晰的认识,并能够对今后的科研或生产工作有所帮助。

OHLES和光合细菌在养虾生产中的使用

ＯＨＬＥＳ和光合细菌在养虾生产中的使用近年来，对虾人工养殖受到主要的疾病威胁是Ｖｉｂｒｉｏ传染病以及病毒性疾病，这二类病原体所引起的虾病已扩散至世界各地，造成了对虾大量死亡。针对这种情况，我们作了一些研究与开发，致力于在养殖塘里建立起一种微生物平衡，...

新型杀菌聚丙烯纤维研制成功

据报道，韩国汉城Hangyang大学研究人员称，他们已将纳米级银微粒混入聚丙烯(PP)纤维中制成一种抗微生物材料，可广泛应用于地毯／毛毯、餐巾／尿布和外科医用屏蔽膜等用途。银微粒已经医学验证能杀死超过650种引发疾病的有机体，但对人类使用是安全的。