广州市空气微生物含量及其变化规律研究

用JWL-IIB新型固体撞击式空气微生物采样仪对广州市18个监测点的空气微生物含量及其月和季节变化势态进行了观察和研究。结果表明：广州市区室外空气微生物年平均含量为2,298cfu／m^3,室内空气微生物年平均含量为1,792cfu／m^3。各功能区的室外空气微生物平均含量（cfu／m^3）大小顺序为：垃圾压缩站（4,573）〉商业步行街（3,835）〉交通枢纽（1,580）〉居民住宅小区（1,413）〉工业厂区（1,197）〉中心公园（1,187）;室内空气微生物含量（cfu／m^3）大小顺序为：交通枢纽（2,511）〉旅游三星酒店（1,699）〉地铁站（1,167）。一年中,市区各监测点室外空气微生物月平均含量变化范围在1,073～4,096cfu／m^3,其中3月份的空气微生物平均含量最高,可达4,096cfu／m^3,而10月份的空气微生物平均含量最低仅为1,073cfu／m^3。四季中,各监测点室外空气细菌和真菌平均含量（cfu／m^3）变化均表现为春季（3,716）〉夏季（2,300）〉冬季（1,816）〉秋季（1,553）。可为广州市区公共场所的卫生防疫和环境治理提供科学依据。     

微生物燃料电池在毒性物质检测中的应用

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)利用微生物整体作为催化剂催化底物将化学能直接转化为电能,是一种极具应用前景的生物电化学技术。微生物在阳极氧化还原有机物产生电子并传递给阳极,电子通过外电路传递至阴极后将电子释放给阴极中的氧化剂,从而产生电流。当有毒物质进入MFC,微生物活性降低,电子传递量变少,电流降低,而电流的产生与微生物活性呈线性关系,据此可检测样品的毒性。本文主要介绍了微生物燃料电池在毒性物质抗生素、重金属离子、有机污染物、酸等方面的研究,并分析了微生物燃料电池存在的问题及未来研究方向,以期不久的将来微生物燃料电池能付之使用。     

微生物燃料电池阳极产电微生物和阴极受体特性及研究进展

介绍微生物燃料电池的基本工作原理。根据电子传递方式阳极产电微生物分为无需中间体微生物和需中间体微生物。对阴极进行不同反应所涉及的最终电子受体进行了概述,并展望了微生物燃料电池的应用前景。     

微生物燃料电池中阳极产电微生物的研究进展

微生物燃料电池（MFC）是利用阳极产电微生物为催化剂降解有机废物直接将化学能转化为电能的装置。在MFC系统中,产电微生物是影响产电性能的核心要素之一。介绍了MFC中产电微生物的最新研究现状,详细讨论了产电微生物的种类、产电机理和产电能力．为产电微生物的富集、驯化、改造和多种菌种优化组合提供思路。     

利用电化学活跃微生物协助电解发酵产氢

摘要：电解协助发酵产氢是在外源电解协助下,利用电化学活跃微生物在石墨阳极上生长达到彻底氧化因发酵产氢残存的有机酸,产生CO2、电子与质子,电子进入石墨阳极经导线传到铂阴极,而质子则穿过阳离子膜进入阴极池,在无氧环境下,通过外加电压和铂的催化下,电子与质子结合为氢。此过程电子回收率可达90%以上,产氢效率可达8-9mol H2/mol Glucose。这一战略从根本上克服发酵产氢的发酵障碍和代谢产物的反馈抑制,极大地提高了氢转化率,极有可能率先应用于能源作物原料的氢能转化、以及有机污水和有机废弃物处理。     

微生物电极快速测定微生物浓度的研究

利用前文所描述的微生物电极,测定了酵母菌、大肠杆菌和枯草杆菌三种微生物的标准曲线。其基本原理是：微生物在厌氧条件下将硫茧还原,还原态硫堇在阳极上氧化,而电流的最大上升速率与微生物的浓度成线性关系。对酵母菌、大肠杆菌和枯草杆菌的检测低限分别为5×10⁵、2×10⁶和1×10⁵ cells／ml。检测时间一般少于20min,重现性误差小于5％．本文还讨论了温度、染料浓度和磁搅拌转速等因素对微生物浓度测定的影响。     

贵州茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落种子库及其萌发特征

茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落900m^2的样地内共有种子植物59种。其中19种主要植物已进人繁殖阶段,每年产生成熟种子238．8粒／m^2,种子雨量达351．1粒／m^2。其中对群落更新有作用的成熟有效种子数为150．8粒／m^2。萌发前种子库中有活力种子41种2642．O粒／m^2。其中现存植物种子19种。萌发后种子库中有活力种子28种2504．5粒／m^2,其中现存植物种子6种。葫发前后种子库的差异主要在于枯枝落叶层的种子含量。当年产生的种子大多数位于种子库的枯落叶层中,随时间推移,寿命较长的种子逐渐移到土壤层中。群落演替前期各阶段产生的种子全部位于土壤层里。萌发前种子库与现存群落的相似性大于萌发后种子库。群落内有19种主要植物繁殖产生种子,并在萌发前的种子库中有活力种子存在,群落更新潜力很好。群落遭受破坏的季节不同。其恢复潜力也不一样。群落内平均每年萌发出苗14种54．2株／m^2,当年存活24．5株／m^2,群落更新较好。     

微生物燃料电池利用乳酸产电性能与微生物群落分布特征

【目的】为探讨以乳酸为基质的微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)产电性能以及微生物群落在阳极膜、悬浮液、阳极沉淀污泥中的分布特征,【方法】试验建立了双室MFC,以乳酸为阳极主要碳源,研究了反应器的启动过程及产电效能,同时以电镜和PCR-变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gelelectrophoresis,DGGE)技术解析了微生物群落的空间分布特征。【结果】结果表明,反应器启动第7天时外电压达到0.56 V,当外阻为80Ω时,电流密度为415 mA/m2,MFC的功率密度达到最大值82 mW/m2。电镜观察发现大量杆菌附着在阳极表面,结合较为紧密;DGGE图谱显示阳极膜表面微生物与种泥最为相似,与阳极悬浮液、底部沉淀污泥中的主要菌群一致,条带序列与睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)和布氏弓形菌(Arcobacter butzleri)等最为相似。【结论】本研究表明以乳酸为基质MFC可产生较高的功率密度,阳极附着的优势菌与接种污泥来源密切相关。     

一株耐盐产电菌Shewanella algae E-1的分离及其产电特性分析

【背景】产电微生物的种类和电化学活性机制对微生物燃料电池的产电性能有着重要的影响。【目的】从海水中分离获得一株耐盐产电微生物,研究其产电特性并鉴定种属信息。【方法】以取自南海的海水为接种液启动并运行阳极液中含有不同盐浓度的微生物燃料电池,从富集的阳极生物膜上分离得到一株纯培养的微生物菌株,命名为E-1。通过接种于阳极液中添加不同盐浓度的微生物燃料电池中对其产电特性进行分析,并利用形态学观察、Biolog分析和16SrRNA基因序列比对相结合的方法进行种属鉴定。【结果】菌株E-1在无外源添加和外源添加6.6%NaCl条件下产生的功率密度分别为51.69 m W/m2和26.56 m W/m2,这与其良好的耐盐能力相关。菌株E-1被鉴定为海藻希瓦氏菌(Shewanella algae),表现出多样的底物利用能力,生长的温度范围为25-40°C,pH范围为5.0-10.0。【结论】这是首次对Shewanella algae种内微生物产电性能及其在微生物燃料电池中应用的报道,丰富了产电微生物的多样性,菌株E-1能够在较高盐浓度条件下表现出良好的产电性能,为微生物燃料电池在海水资源化处理方面的应用提供新的实验材料。     

微生物燃料电池在固体废物堆肥中的应用进展

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是一种近几年快速发展的废物处理与能源化技术,可以与污水处理、污染物降解、脱盐等环境技术结合。微生物燃料电池与堆肥技术结合可以在处理日益增长的固体废弃物的同时回收能量,具有很好的发展前景。文中分析了堆肥微生物燃料电池系统的微生物特征,探讨了堆肥过程中影响微生物燃料电池产电性能的因素,包括电极,隔膜,供氧和构型。最后归纳说明了堆肥微生物电池作为一种新的废弃物处理技术的特点:较高的微生物量并可产生较高的电流密度;对不同环境的适应性强;可以自身调节温度,能源利用效率高;质子从阳极向阴极的移动会受到不同堆肥原料的影响。     

纳米材料修饰微生物燃料电池阳极的研究进展

阳极作为微生物燃料电池中的重要组成部分,其性能的高低显著影响着微生物燃料电池的产电性能。纳米材料具有导电性好、表面积大等优良特性。因此,纳米材料修饰阳极能够有效减小电极内阻、增大微生物的粘附量,从而显著提高微生物燃料电池的产电性能。本文首先简要介绍了微生物燃料电池中阳极修饰纳米材料的种类,然后重点归纳了不同纳米材料修饰阳极对微生物燃料电池产电性能的影响及其原因。最后对微生物燃料电池阳极修饰纳米材料和技术进行展望。     

产电微生物及微生物燃料电池最新研究进展

新型产电微生物(Electricigens)的发现,使得微生物燃料电池概念的内涵发生了根本性的变化,展现了广阔的应用前景。这种微生物能够以电极作为唯一电子受体,把氧化有机物获得的电子通过电子传递链传递到电极产生电流,同时微生物从中获得能量而生长。这种代谢被认为是一种新型微生物呼吸方式。以这种新型微生物呼吸方式为基础的微生物燃料电池可以同时进行废水处理和生物发电,有望可以把废水处理发展成一个有利可图的产业,是MFC最有发展前景的方向。     

秸秆预处理对土壤微生物量及呼吸活性的影响

冬小麦秸秆经8．0g·L^-1H2O2(pH11．0)溶液、12．5g·L^-1 NaOH溶液或H2SO4溶液浸泡8h并80℃烘干后,与无机N一起加入土壤,进行室内25℃恒温培养试验,在不同时间测定土壤微生物量C、N和CO2释放速率。结果表明,培养前期,秸秆预处理使土壤微生物量C数量增加了1．0～1．4倍,但降低了土壤微生物的呼吸活性;培养后期,NaOH和H2SO4处理使土壤微生物量C分别下降了28％和42％,但增加了土壤微生物的呼吸活性;H2O2处理则使土壤微生物量N增加90％;土壤微生物区系中的真菌比例在不同时刻有所增加,表明将秸秆预处理后施入土壤,将对土壤中微生物数量和呼吸活性产生一定影响。     

生物有机无机复合肥的研制与效果研究

研制了一种融微生物肥有机肥和无机肥于一体的新型复合肥料。测定结果,含微生物活菌总量为2．5亿个／g,其中固氮、解磷、解钾功能做生物活菌量达1．0亿个／g,有机干物质34．3－37．3％,含氮（N）7.8－8．9％,全磷（P2O5）5．2－5．5％,全钾（K2O）4．8—5．0％。毒性试验结果表明,该肥无毒无害,对环境不构成危害。生产过程中采取了有机物料发酵和功能微生物大量繁殖一次同步完成,添加除臭微生物、机械自动翻拌等工艺。田间试验表明,与等养分或等价格投入的化肥相比,增产9－18％,对多种经济作物品质有明显的改善作用,且有一定的改土培肥效应。     

科技信息

CO2既是温室气体之一，又是巨大的可再生资源。微生物固定（或利用）CO2有巨大潜力。CO2作为一种资源为微生物有效利用起着重要作用。据统计，全世界仅化石燃料一项就产生CO2 57亿t／a，其中自养微生物在固定CO2的同时，可以将其转化为菌体细胞所需及许多代谢产物如有机酸、多糖、甲烷、维生素、氨基酸等等；同样某些异养微生物也可利用CO2作为基物（碳源）生产所需要产物，蛋白质是其中之一，     

“共轭聚合物-产电菌”复合生物电极构建及其在微生物燃料电池中的应用

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种生物电化学装置,在可再生能源生产和废水处理方面的巨大潜力已引起广泛关注。然而MFC面临输出功率低、欧姆内阻高以及启动时间长等问题,极大限制了其在实际工程中的应用。MFC中阳极是微生物附着的载体,对电子的产生及传递起着关键作用,开发优质的生物电极已发展成为改善MFC性能的有效途径。共轭聚合物具有成本低、电导率高、化学稳定性及生物相容性好等优点,利用共轭聚合物修饰生物电极结构,可以实现大比表面积、缩短电荷转移路径,从而实现高效生物电化学性能。同时,纳米级共轭聚合物包覆细菌,可以使细菌产生的电子有效地传递到电极。文中综述了最近报道的共轭聚合物在MFC中的应用,重点介绍了共轭聚合物修饰的MFC阳极,系统分析了共轭聚合物的优点及局限性,以及这些高效复合生物电极如何解决MFC应用中存在的低输出功率、高欧姆内阻及长启动时间等问题。     

微生物电极的研制及其阴、阳极反应的研究

本文描述了一个用于微生物浓度快速测定的燃料电池型的微生物电极的构造及其基本工作原理。分别用恒电流阴极极化法和旋转圆盘电极恒电位阳极极化法研究了微生物电极的阴极反应和阳极反应,用分光光度法研究了微生物对染料(硫堇)的还原动力学。结果表明;以K₃Fe(CN)₆-K₄ Fe(CN)₆,的饱和溶滚为阴极液,在微生物电极的正常工作电流下,阴极电位基本上不发生极化,阳极反应受扩散控制,微生物对染料(硫堇)的还原动力学符合米氏型方程 溶解氧,微生物的浓度以及微生物对染料的还原能力对染料的还原动力学具有较大的影响。     

东北羊草草原土壤微生物生物量的季节变化及其与土壤生境的关系

本文研究东北羊草草原土壤微生物生物量的季节变化规律。根据实测数据,利用ＭＶ／６０００电子计算机构造了趋势方程,并作了Ｆ检验,Ｆ０．２５＝２．６８,Ｆ０＝１９３．９９,效果良好。以此为基础可以进行预测预报。同时利用ＭＶ／６０００电子计算机绘制三维空间趋势面图形,直观地反映了东北草草原土壤分解微生物生物量的季节变化规律。实验结果证明,土壤温度、水分对土壤微生物的生物量影响同等重要。     

微生物种间直接电子传递机理及应用研究进展

微生物胞内产生的电子转移到其他电子受体而获得能量的过程称为微生物胞外电子传递,其中,另一微生物作为电子受体时发生的电子传递称为微生物种间电子传递。根据微生物种间电子传递机制,可分间接种间电子传递和种间直接电子传递。由于种间直接电子传递不需要其他物质介导,因此较间接种间电子传递效率更高、能量利用更高。本文系统阐述了微生物进行胞外电子传递的机理及应用,重点分析了种间直接电子传递机理,并概述种间直接电子传递应用领域,为寻找更多电连接的微生物群落以及应用微生物提供参考。     

沉积型海底微生物燃料电池构建及其影响因素研究

海底微生物燃料电池具有底物丰富、可长期运行、维护成本低和环境友好等特点,具有很好的研究价值和广阔的发展前景。但由于其低的功率密度输出和长期运行的不稳定性,使海底微生物燃料电池尚未得到广泛地实际应用。选取海底沉积泥用于实验室构建的海底微生物燃料电池装置中,比较了在不同阳极材料、阴阳极面积比、阳极修饰、阳极泥下深度条件下海底微生物燃料电池的功率密度输出及其电化学性能,得出最佳的海底微生物燃料电池阳极材料为碳毡;阴极及电极最佳面积比为1∶1;最佳阳极修饰为氨水浸渍;最佳阳极泥下深度为2 cm。