生物硫酸作用下新型人工鱼礁钢筋混凝土抗钢筋锈蚀性能研究初探

以普通硅酸盐水泥混凝土为对照组,在生物硫酸(p H=1.1)作用下,对新型人工鱼礁混凝土抗压强度、钢筋处混凝土孔隙液p H值、自由氯离子浓度和钢筋腐蚀电位进行测定以研究其抗钢筋锈蚀性能。研究结果表明:新型人工鱼礁混凝土的抗压强度始终高于普通硅酸盐水泥混凝土;虽然海砂海水引入大量的自由氯离子降低了新型人工鱼礁混凝土的抗钢筋锈蚀性能,但140 d新型人工鱼礁混凝土中钢筋处孔隙液p H值高于普通硅酸盐水泥混凝土,且由于阻锈剂的加入,新型人工鱼礁混凝土的腐蚀电位比普通硅酸盐水泥混凝土的更大,因此其具有更好的抗钢筋锈蚀性能。

海洋沉积物孔隙水硫酸盐的硫、氧同位素组成及其对硫生物地球化学过程的指示

海洋沉积物中由微生物硫酸盐还原作用(MSR)驱动的碳、硫耦合作用及甲烷消耗,是影响全球碳、硫循环和气候变化的关键生物地球化学过程。准确认识微生物硫酸盐还原代谢过程及其环境影响因子,是探究MSR驱动的碳、硫循环及生态环境效应的重要基础。沉积物孔隙水中硫酸盐的硫、氧同位素组成是揭示MSR过程及其驱动的硫循环的重要方法。本文从细胞内代谢途径和胞外硫循环过程角度,厘清影响孔隙水硫酸盐硫、氧同位素组成的硫的生物地球化学过程,阐述其在示踪有机质驱动和甲烷驱动的硫酸盐还原过程类型及“隐秘”硫循环的意义,为探究微生物硫酸盐还原作用在地球表层环境演化中的作用提供新启示。

硫酸软骨素及其衍生物研究进展

硫酸软骨素是一种糖胺聚糖,以动物组织为原料,或者微生物细胞发酵法而制得,在临床上主要用于治疗和预防骨关节炎、心脑血管疾病及眼科疾病。近年来研究表明,硫酸软骨素及其衍生物具有多种潜在的生物活性,如抗炎、抗肿瘤、抗凝、抗血栓等,在多种生理和病理过程中发挥至关重要的作用,具有新药开发的前景。该文从硫酸软骨素及其衍生物现有的药理活性、临床研究方面进行综述,以期为后续研究提供参考。

水泥类型对海砂混凝土在生物硫酸腐蚀下劣化影响的研究

采用硫铝酸盐水泥(SAC)以及普通硅酸盐水泥(OPC)制备海砂混凝土,采用T.t细菌(氧化硫硫杆菌)模拟不同pH(1.0,1.5和2.0)生物硫酸腐蚀,测试质量损失率、抗压强度、腐蚀层pH、Cl-固化率和孔结构,并通过SEM/EDS、XRD分析不同海砂混凝土在耐生物硫酸腐蚀性能上的差异。结果表明:在生物硫酸腐蚀下,OPC、SAC海砂混凝土部分水化产物分解,主要腐蚀产物为CaSO_(4)·2H_(2)O。在质量损失率、强度下降、氯离子固化和孔结构方面,SAC海砂混凝土抗生物硫酸腐蚀性能优于OPC海砂混凝土。

硫酸盐还原菌对酸性废水中重金属的生物沉淀作用研究

在小型连续搅拌槽式反应器(CSTR)中,研究了持续低pH条件下,硫酸盐还原菌的生物沉淀作用对人工配制酸性重金属废水的处理效果。试验设置反应器进水pH值依次为4.3,3.5和2.6三个处理,进水中Cu2+、Zn2+和Cr3+含量分别为65、36和10mg·L-1,SO42-含量约为6200mg·L-1,接种物为经耐酸驯化的混合硫酸盐还原菌,试验时控制水力停留时间为36h,通过定期测定反应器出水pH、氧化还原电位(ORP)、碱度、SO42-、S2-以及重金属含量变化等指标来考察废水生物沉淀的处理效果。研究结果表明:对于进水pH值为2.6～4.3的酸性重金属废水,硫酸盐还原菌的生物沉淀作用均有较好的处理效果。处理后,反应器出水pH值大幅升至6.5～8.0,碱度由起始的300～2000mg·L-1增至7500～4600mg·L-1,废水中SO42-还原率达72%～80%,Cu2+和Zn2+的去除(沉淀)率达99.9%,Cr3+去除率达99.1%。此外,随着进水pH值由4.3降至2.6,反应器出水pH和碱度均呈现逐步下降的趋势,而SO42-的生物还原和重金属的去除效果变化不大。从反应器运行稳定性考虑,控制酸性重金属废水的进水pH值为3.5较适宜今后的实际应用。

硫酸盐生物还原的温度效应及Fe^0的强化作用

利用间歇式完全混合厌氧生物反应器对硫酸盐生物还原体系的温度效应进行了研究。分别在25～40℃之间的6个温度段上进行了实验,并对影响机理进行了分析,重点考察了不同温度下添加Fe0对硫酸盐还原反应的强化作用。结果表明,36℃是最适合硫酸盐还原反应的环境温度,温度升高或降低都不利于反应进行,导致延迟期延长,反应速率和最终SO24-去除量下降,且温度越低反应受到的抑制作用越强。Fe0对硫酸盐生物还原反应有强化作用,反应温度越低Fe0的强化效果越显著。25℃时加入Fe0,体系的平均反应速度、SO24-去除量和SO24-还原率比未加Fe0时分别提高了46.6%、76.5%和79.2%,另外可使溶液pH值提高,可溶性S2-浓度降低,反应过程中消耗的COD量减少,ΔCOD/ΔSO24-比值减小,其值为0.94左右。

改性生物聚合硫酸铁的制备及其性能研究

以生物聚合硫酸铁(bio-polymeric ferric sulfate,BPFS)的制备为基础,以制得全铁含量为80 kg/m3的BPFS为母液,通过添加改性剂及调节pH制备改性BPFS,并考察BPFS盐基度及其制备过程中pH变化;以松花江水为原水,考察全铁含量为80 kg/m3改性BPFS的絮凝性能,并对改性BPFS的聚合形态进行分析。研究表明,硫铁比为1.3、pH为1.4的改性BPFS有效成分含量高,其除浊率达90%以上,絮凝性能较改性前有显著提高。

硫酸盐生物还原中电子供体的选择

硫酸盐生物还原在含硫酸盐废水的处理中具有明显优势,然而富含硫酸盐的废水通常缺乏电子供体,因此电子供体的选择及添加就成了该工艺推广所面临的主要问题。本文综述了用于硫酸盐生物还原的各种电子供体,包括氢、甲酸、甲醇、乙醇、乳酸、挥发性脂肪酸、糖类、烃类和有机废物,讨论了适宜电子供体的选择标准。

基于生物催化氧化技术的生物聚合硫酸铁制备及性能研究综述

基于生物催化氧化技术,以微生物为绿色催化剂制备的液体生物聚合硫酸铁(bio-polymericferric sulfate,BPFS)具有良好的除浊、除COD等性能,且生产条件温和、生产成本低、无污染,成品BPFS中含有的微生物分泌物还可以起到一定的助絮作用,广泛用于饮用水、给水、生活污水和工业废水的处理中,且综述了课题组多年来在BPFS的制备及性能研究领域的主要成果及今后的研究方向。

生物聚合硫酸铁去除铅离子的絮凝机理研究

利用生物聚合硫酸铁絮凝剂对废水中Pb^2+进行絮凝实验及机理研究。探讨了pH值、Pb^2+初始浓度、投加量、反应时间和温度对絮凝效果的影响。最佳工艺条件为:BPFS投加量5%、pH6、反应温度20℃及搅拌时间30min,Pb^2+去除率可达到98%,絮凝性能优于传统絮凝剂。通过XRD、FT-IR及XPS表征分析絮凝机理可知,生物聚合硫酸铁絮凝剂在处理含铅废水过程中可提供大量羟基硫酸铁聚合物,Pb^2+会与羟基发生络合,在聚合和网捕作用下迅速脱稳聚沉。

固体生物聚合硫酸铁的制备及其结构和性能研究

以微生物为催化剂结合喷雾干燥技术制备了固体生物聚合硫酸铁(Solid:Bio-Polymeric Ferric Sulfate,SBPFS);在优化喷雾干燥技术条件的基础上,对SBPFS进行了改性研究,并利用多种现代化手段对SBPFS进行了表征。研究表明:制备SBPFS的最优喷雾干燥技术条件是进风量2.75 m^3/min、干燥温度220℃、进料速度1100 ml/h;最佳改性[SO_4^(2-)]:[Fe]=1:1.20-1:1.40、盐基度为10.46;产品呈内空球状颗粒,外表覆盖着褶皱状的生物质薄膜;SBPFS为复杂的非晶态无定型羟基桥连铁(Ⅲ)聚合物,聚合物内有配位水分子存在。产品理化指标符合国家标准,混凝效果优异,对水中浊度和COD_(Mn)的去除满足电厂补给水预处理要求。

油田回注水中硫酸盐还原原核生物的快速检测和群落结构分析

利用荧光原位杂交(Fluorescencein situhybridization,FISH)技术,采用荧光标记的rRNA探针及其组合对胜利油田胜利采油厂回注水中硫酸盐还原原核生物(Sulfate reducing prokaryotes,SRPs,包括硫酸盐还原细菌和硫酸盐还原古菌)进行检测,分析了该回注水中SRPs群落结构.结果表明:SRPs在胜利油田回注水中具有极高的种群多样性,广泛分布于4个细菌门和1个古菌门;总数可达2.86×104个/mL,占回注水中总微生物细胞的20%左右;其中优势菌属为脱硫弧菌属(Desulfovibrio)和脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),分别占回注水微生物总细胞数的8.71%(±4.45%),和12.15%(±3.90%).Desulfobacterales和Syntrophobacterales这2个目中的SRPs,Thermodesulfobacteriales以及Thermodesulfovibro属的SRPs分别占样品微生物总量的7.59%(±2.92%),3.57%(±1.39%)和2.32%(±0.80%).除此之外,也检测到了占微生物总量4.29%(±1.75%)的Archaeoglobus属的SRPs,证明了古菌类SRPs是回注水中一个不容忽视的硫酸盐还原微生物种群.FISH法能够快速、准确地检测回注水中SRPs数量,解析SRPs群落结构.

硫酸化壳聚糖衍生物对实验性大鼠脂肪肝的治疗作用

研究硫酸化壳聚糖衍生物对实验性大鼠脂肪肝的治疗作用。采用定量灌胃酒脂乳剂的方法建立大鼠混合型脂肪肝模型。建模成功后的大鼠随机分为模型对照组和硫酸化壳聚糖治疗组,各组均饲以正常饲料,硫酸化壳聚糖治疗组采用腹腔注射给药,模型对照组以同等体积的生理盐水腹腔注射。治疗3周后,观察大鼠肝脏病理形态学变化,检测血清TC、HDL、LDL、AST、ALT和肝组织TG、AST、ALT、SOD含量。结果表明,硫酸化壳聚糖治疗组的肝组织形态较模型对照组有明显的好转,血清TC,HDL,LDL,AST,ALT和肝组织TG,AST,ALT含量显著降低,肝组织SOD含量增加;硫酸化壳聚糖治疗组血清TC,HDL,LDL,AST,ALT和肝组织TG,AST,ALT,SOD含量均恢复至正常对照组水平,硫酸化壳聚糖衍生物对大鼠脂肪肝有很好的治疗效果。

胶束纸色谱分离和鉴别槲皮素、金雀异黄素及其硫酸酯衍生物的研究

目的：探讨胶束纸色谱法在分离、鉴别黄酮类及其水溶性衍生物中的应用。方法：采用高于临界胶束浓度（ＣＭＣ）的十二烷基硫酸钠ＳＤＳ溶液作展开剂，通过纸色谱分离和检测槲皮素、金雀异黄素及其硫酸酯衍生物，考察了ＳＤＳ胶束浓度、有机改性剂及浓度、荧光强度对分离效果的影响。结果：０．０１～０．０２ｍｏｌ·Ｌ－１的ＳＤＳ胶束水溶液为适宜的胶束浓度，加入体积分数为２％～４％的异丙醇或正戊醇可以显著地改善样品分离效果；ＳＤＳ溶液也使样品的荧光强度得到肯定的增强。结论：ＳＤＳ胶束纸色谱法可以简便、快速、准确。

大肠杆菌K5荚膜多糖硫酸化衍生物的应用

大肠杆菌K5的胞外荚膜多糖为糖胺聚糖heparosan(-GlcUA-1,4-GlcNAc-1,4-)n(GlcUA代表葡糖醛酸;GlcNAc代表乙酰氨基葡糖),具有与肝素类似的多糖重复骨架,但未硫酸化,也没有将葡糖醛酸异构化为艾杜糖醛酸。自从发现大肠杆菌K5荚膜多糖(K5PS)可以作为很好的合成肝素和硫酸乙酰肝素的前体化合物以来,各种K5衍生物被广泛合成,用于生产非动物来源的肝素及其类似物。关于K5PS硫酸化衍生物的应用已有较多研究,此文就此作一综述。

新型α-半水硫酸钙/双相生物陶瓷人工骨修复兔桡骨骨缺损的X射线评估

背景:α-半水硫酸钙和双相生物陶瓷作为骨修复材料已在临床广泛应用,但都存在一定的缺点。目的:观察α-半水硫酸钙/双相生物陶瓷人工骨用于修复兔桡骨缺损的效果。方法:建立18只成年新西兰大白兔任一单侧桡骨缺损模型,随机分为3组,分别于骨缺损处植入α-半水硫酸钙材料、α-半水硫酸钙/双相生物陶瓷材料与双相生物陶瓷材料,植入后第4,8,12周时取材,对3组进行大体观察及X射线观察。结果与结论:1大体观察:植入第12周,α-半水硫酸钙/双相生物陶瓷组骨缺损空腔完全修复,桡骨形状基本恢复到术前形态;α-半水硫酸钙组明显缺损凹陷,双相生物陶瓷组仍可见少量材料填充覆盖。2X射线观察:α-半水硫酸钙组材料吸收过快,材料降解快于新骨生成,可见骨缺损;α-半水硫酸钙/双相生物陶瓷组骨缺损已愈合,皮质骨塑形良好,骨髓腔完全再通;双相生物陶瓷组仍可见材料影,受未降解材料影响骨缺损未能修复。表明新型α-半水硫酸钙/双相生物陶瓷骨修复材料能明显促进兔桡骨骨缺损的修复,修复效果优于与单独α-半水硫酸钙材料及双相生物陶瓷材料。

硫酸皮肤素衍生物对炎性肠病患者血小板表面分子的影响

目的研究硫酸皮肤素(DS)衍生物对炎性肠病(IBD)患者血小板表面P-选择素及活性蛋白C(APC)的影响。方法用氯磺酸磺化制备多硫酸化DS(PSDS)。测定其1H-NMR和13C-NMR光谱确定主要双糖单位。用过氧化氢降解DS和PSDS,所得片段用凝胶过滤色谱分离。用ELISA法测定DS衍生物对血小板表面P-选择素的影响,用底物显色法测定其对APC活性的影响。结果组成DS和PSDS链的主要双糖单位分别为IdoA-1→3-GalNAc-4-SO3和IdoA-2SO3-1→3-GalNAc4,6-diSO3。与二磷酸腺苷(ADP)组和IBD组相比,DS及其衍生物都具有抑制P-选择素表达的作用(P<0.01),但DS寡糖(DSOSs)和PSDS寡糖(PSDSOSs)没有差别。APC活性实验表明,DS及其衍生物均能提高APC活性。活性最强的DSOS是相对分子质量(Mr)为4 825的寡糖,APC活性由106.5%±11.5%升高到181.8%±22.3%(P<0.01)。随着Mr降低,DSOSs活性逐渐降低。PSDS提高APC活性的作用显著强于DS,使APC活性提高到205.2%±22.1%(P<0.01)。所有的PSDSOSs的活性都强于具有相当Mr的DSOSs活性。随着Mr降低PSDSOSs活性逐渐增强,活性最强的是Mr为2 749的PSDSOS3,APC活性提高到331.2%±27.8%(P<0.01),然后其活性逐渐降低。结论所有DS及其衍生物都有显著抑制血小板表面P-选择素表达的作用,但这种作用与DSMr分子量和硫酸化程度无关。DS及其衍生物对APC的作用在分子水平上具有复杂的机制,与DS的Mr、硫酸化程度以及非均一性成分有关。Mr相同时,DS硫酸化程度越高,APC活性提高作用越强。

生物聚合硫酸铁絮凝剂去除废水中氟氯的实验研究

采用高效生物聚合硫酸铁絮凝剂对含氟、氯废水进行了混凝实验。实验结果表明:随着生物聚合硫酸铁絮凝剂投加量的增加,F^-、Cl^-的去除率升高;随着废水pH的增加,F^-、Cl^-的去除率先升高后降低,pH过低和过高都会破坏絮体影响絮凝反应效果。生物聚合硫酸铁絮凝剂去除F^-的最佳工艺条件为:投加量3.3%(体积分数),pH在5~6之间,反应时间5 min,F^-去除率达98.41%以上,残余F^-浓度为2.39 mg·L^(-1)以下,低于国家《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)规定的限值;生物聚合硫酸铁絮凝剂去除Cl^-的最佳工艺条件如下:投加量15%,pH在1.6~3.6之间,反应时间15 min,Cl^-去除率达56.26%以上,出水Cl^-浓度为437.42 mg·L^(-1)以下。进行了生物聚合硫酸铁絮凝剂与化学合成聚合硫酸铁絮凝剂絮凝对比实验,发现生物聚合硫酸铁絮凝剂具有絮凝效果好,二次沉淀少等优势。对实验数据进行动力学模拟,发现生物聚合硫酸铁絮凝剂对氟、氯离子吸附符合Lagergren二级动力学模型。

生物聚合硫酸铁去除U(Ⅵ)的絮凝试验

采用生物聚合硫酸铁絮凝剂对低浓度含铀废水进行絮凝试验研究,考察U(Ⅵ)溶液pH、絮凝剂投加量以及U(Ⅵ)初始浓度对絮凝效果的影响。结果表明,反应最佳pH范围在5~7,反应平衡时间为5min,其絮凝过程符合Lagergren准二级反应动力学模型。含铀废水经生物聚合硫酸铁絮凝处理过后,残余铀浓度低于《铀加工与燃料制造设施辐射防护规定》(EJ 1056—2005)中的排放限值(0.05mg/L)。