广州市河涌水环境原位治理生物修复技术

针对广州市河涌治理的紧迫性、复杂性以及传统治理方法的缺陷与不足,本文介绍了一种利用生物修复技术原位治理广州黑臭河涌污染的方法。该方法通过河道曝气增氧、投放微生物菌剂、底泥生物修复和设置生物巢系统等步骤和措施,控制和消除河涌外源和内源污染,净化河涌水质,提高水体自净能力,达到消除黑臭、消除河道底泥的目的。本方法无须在河道中兴建构筑物,也无须清疏河道底泥,普遍适用于截污、清淤的河涌,以及受潮汐影响流态变化复杂的河道进行原位治理,恢复水体正常生态功能,为众多的城镇黑臭河涌提供了切实可行、经济方便的治理方法。     

城市河道底泥污染生物修复技术研究

城市河道受污染底泥对水体产生大的二次污染,为有效的控制底泥污染物的释放和开发有效的水体治理技术方法,本研究利用人工模拟河道在连续流条件下,对河道污染底泥的生物修复及其对水体生物修复的影响进行了试验研究。研究结果表明:采用曝气增氧和投加底泥生物修复制剂联合处理的方式能达到好的底泥生物修复效果,能有效的提高底泥的生物降解活性(G值),削减底泥氮磷污染物的释放量,底泥G值与底泥氮、磷污染物释放量呈显著负相关性:单独采用曝气增氧和投加土著微生物制剂联合实施的生物修复方法对河道污染水体均具有良好的修复效果,但底泥的生物修复将对河道水体生物修复的效果产生大的影响。底泥生物修复后,对水体进行生物修复的处理效果更加显著,在相同实验条件下,对水体COD、氨氮的最大去除率由65.0%和16.30%提高到72.0%和41.0%,水体生物修复的周期由13 d缩短为6 d。     

原位生物技术对城市重污染河道底泥的治理效果

以扬州市典型城市内河河道为例研究了人工曝气、生态砖覆盖、生物填料覆盖、低位植物浮床(简称低位浮床)等原位生态处理技术对河道底泥污染释放及其对上覆水污染负荷贡献的治理效果.研究结果表明:经不同原位生态处理后,1)底泥中氨氮的释放速率下降50.3％-89.64％,平均为59.27％;底泥污染释放对上覆水氨氮负荷贡献量的去除率为36.59％-82.67％,平均为53.33％;2)底泥中总氮的释放速率下降20.96％-88.94％,平均为42.32％;底泥总氮释放对上覆水污染负荷贡献量的污染去除率为38.00％-67.06％,平均为54.96％;3)底泥中总磷的释放速率下降27.49％-91.00％,平均为55.31％;底泥总磷释放对上覆水总磷污染负荷贡献量的去除率为67.14％-98.46％,平均为84.33％;4)底泥中CODMn的释放速率下降11.84％-79.32％,平均为41.16％;底泥上覆水中CODMn的释放速率下降-1.25％--70.74％,平均为29.83％.研究还发现,原位生态处理技术在运行中对底泥污染治理的效果受该技术对底泥的扰动程度的影响,在进行集成应用的时候,对底泥扰动较大的技术应与对底泥扰动较小的技术相间应用,以减少工程技术运行中对底泥扰动造成的污染爆发式释放,达到更好的整体处理效果.     

治理重金属污染河流底泥的生物淋滤技术

治理重金属污染河流底泥的生物技术是指利用生物体来消除或降低重金属毒性的方法,包括微生物修复、植物修复和植物.微生物联合修复,具有成本低、去除效率高、脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注.本文介绍了近10年来生物技术在治理重金属污染河流底泥方面的研究成果,着重介绍了日益受关注的生物淋滤技术,从微生物学、分子生物学和生物表面活性剂等方面的发展作了详细描述,展望了生物修复在河流底泥重金属污染应用中的前景.     

水体环境治理问题和巧用生物修复技术

近年来,我国水体环境不断恶化,大部分城市河道都受到了不同程度的污染,不仅影响了城市形象,破坏了城市景观,还对城市居民的日常生活产生了严重的影响。目前常用的水体环境治理和修复技术包括三类:物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。生物修复技术包括微生物修复法、人工浮岛、人工湿地等,具有工程量小、成本低、环境友好等特点,是近年来水体环境修复技术发展的主要方向。     

曝气充氧条件下污染河道氨挥发特性模拟

以污染河道为研究对象,模拟研究污染河道在曝气充氧(底泥曝气,ES组;水曝气,EW组)条件下氨挥发的特性,探讨主要影响因素及其作用过程.研究表明,污染河道水体具有一定氨挥发潜力,在实验室模拟条件下,氨挥发速率平均为2.51mg·m-2·h-1,相当于0.50 kgN· hm-2·d-1;曝气污染河道水体的氨挥发有一定的促进作用,与对照相比(EC组)氨挥发速率和累积氨挥发量存在显著差异(P＜ 0.05);不同曝气方式对氨挥发过程影响不同,氨挥发速率存在显著差异(P＜0.05);至实验结束,EW组的累积挥发量为2809.76 mg/m2,分别是ES组和EC组的1.17和2.25倍;各实验组的氨挥发累积量用一级动力学方程能很好地拟合,根据模型可以预测氨挥发量;同一温度条件下,pH值、铵氮浓度和通气频率是影响氨挥发的主要因素;曝气可以通过增加通气频率和提高水体pH值来促进氨挥发进行;在曝气作用下随着硝化过程的进行对氨挥发有一定的限制作用;曝气条件下,氨挥发作用在硝化过程启动阶段最为明显.     

铁基生物炭联合生物电化学原位修复Pb-多环芳烃复合污染底泥的效果与机理

城市河道及附近水体底泥是重金属和持久性有机污染物的重要汇集地。本研究以Pb-菲复合污染底泥为对象,探索铁基生物炭联合微生物电化学技术对底泥的原位修复效果与机理。结果表明,通过浸渍烘干法制备的铁基生物炭表面铁以Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃为主,具有磁性。铁基生物炭联合生物电化学(0.2 V)使底泥中菲的去除速率提高6.75倍,主要原因在于阳极可作为电子受体强化底泥中菲的共代谢降解,额外投加葡萄糖加速了底泥菲的生物电化学降解,导致菲的去除速率增大1.09倍。同时,阳极生物电化学过程降低了底泥pH,促进了底泥Pb向弱酸可溶态转化,在电场力作用下向阴极迁移并转化为残渣态。高通量测序结果表明,铁基生物炭联合生物电化学促进了底泥中Tissierella、Erysipelotrichaceae和Pseudomonas三类细菌的生长,导致了菲的生物电化学强化降解及Pb活化。     

生态护坡在河道生态治理中的应用

在河道的生态治理过程中,护坡工程是被广泛应用于其中的一项基础设施建设。传统的护坡只片面强调发挥河道防洪、航运等功能,而忽视了河道周边的生态环境保护问题。相较于传统的护坡,生态护坡不仅具备传统护坡的防洪、排涝功能,还能在不破坏生态系统和自然环境的基础上,丰富河道的生物多样性,实现人与自然的和谐发展。本文主要针对生态护坡技术如何应用于河道生态治理以及在实际应用过程中的注意事项。     

微藻对污水中重金属的生物吸附(英文)

在我国,水源污染问题异常突出,特别是水体重金属污染情况非常严重,因此,如何有效治理水体重金属污染成为了摆在科技工作者面前十分紧迫的任务。利用微藻生物吸附来治理水体重金属污染是一种经济、简便、有效可行的方法,具有极其广阔的应用前景。论文介绍了我国近年水体污染的状况及水体重金属污染特点;综述了水体重金属污染对水体植物、水体动物以及人类潜在的危害;比较了几种常见治理重金属污染的方法;分析了微藻吸附水体重金属的优点,并阐述了微藻对重金属生物吸附的机理及影响生物吸附过程的外在因素;最后提出了今后的研究发展方向。     

河流污染底泥的生态修复

通过综合近几年国内外对河流污染的治理方法,介绍了河流污染底泥的污染类型及现状,说明目前河流污染的严重性和进行修复的重要性及迫切性;阐述河流底泥生态修复的主要内容,对生态修复做了简要解释;介绍了几种目前处于试验阶段的生态修复工程技术。河流生态修复的总体目标是恢复河流系统健康,实现人与河流的和谐共存。     

Biomass Characteristics,Aeration and Oxygen Transfer in Membrane Bioreactors: Their Interrelations Explained by a Review of Aerobic Biological Processes

Membrane bioreactor (MBR) is a promising alternative to conventional wastewater treatment methods. However this process is still under-used due to its high running costs. Its main power requirement comes from aeration, which is used to supply dissolved oxygen to the micro-organisms and to maintain the solids in suspension. In addition, in submerged MBRs, aeration is used for membrane cleaning. A complex matrix links the biomass characteristics, the aeration and the oxygen transfer. These parameters can impact on each other and/or delete one another effect. In order to understand the phenomena occurring in MBRs, similar aerobic biological processes, such as fermentation, mineral industry and slurry, were investigated. This review discusses the interrelations of the biomass characteristics (solids concentration, particle size and viscosity), the aeration intensity and the oxygen transfer in MBRs.     

基于复杂生物体系的噬菌体随机肽库筛选

近年来,噬菌体肽库生物淘筛方法又取得了新的进展,出现了以活细胞、病毒及组织器官等复杂生物体系,代替纯化的抗原、抗体或受体分子等作为筛选靶标的方法,并取得了较好的应用效果. 其中,以肿瘤组织筛选噬菌体肽库获得的短肽能选择性富集于肿瘤组织,在肿瘤靶向性治疗中具有潜在的应用前景.     

膜生物反应器的研究进展

膜生物反应器是近年来发展的废水处理新技术,具有活性污泥浓度高、污泥龄长、占地面积小、投资省的特点。利用膜生物反应器进行污水处理不仅可以大大节约水资源,还可以大大节约能源,节省设备和运行费用,已成为二十一世纪研究热点。膜生物反应器是通过高效膜分离技术与活性污泥相结合,增大污泥中的特效菌来加快生化反应速率,提高废水处理效果。目前处理对象已从生活污水扩展到高浓度的有机废水和难降解的工业废水。本文综述了膜生物反应器在废水中的应用研究情况,并分析比较了各种膜材质的特点、适用范围以及膜的污染因素和清洗方法,展望了膜生物反应器的应用前景及进一步研究方向。     

马铃薯甲虫防治技术及其抗药性研究进展

马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata(Say)是世界上重要的毁灭性检疫害虫。国内外针对马铃薯甲虫的防治技术包括农业及物理防治(与非寄主作物合理倒茬轮作,诱集捕杀等)、生物防治(利用微生物农药和植物活性提取物防治,引进天敌控制)以及化学防治(使用有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类及其他新型杀虫剂防治)等。马铃薯甲虫对杀虫剂的抗性主要与体内代谢酶系、尤其是多功能氧化酶系活性升高有关;抗性遗传方式多为常染色体控制的不完全隐性遗传。抗性检测技术包括传统生物测定法和基因检测法,后者主要包括固相微型测序、单链构象多态性、双向等位特异PCR扩增等,这些新技术在抗药性监测中将发挥越来越重要的作用。     

Process-scale disruption of microorganisms

Common hosts for the large-scale manufacture of biological products, such as Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae, do not excrete products to the medium. Effective techniques for cell disruption are therefore required. These include physical, chemical, enzymatic and mechanical methods. Mechanical methods such as bead milling, high-pressure homogenization, and microfluidization are preferred. However, gentler, specific methods are receiving increasing attention particularly when used in combination to synergistically exploit their different specificities. Benefits can also be derived by integrating product release and recovery. In all cases it is essential to consider the interaction of the disruption operation with downstream units and to clearly demonstrate the cost benefits of alternative strategies.     

Solid-state fermentation systems-an overview

Starting with a brief history of solid-state fermentation (SSF), major aspects of SSF are reviewed, which include factors affecting SSF, biomass, fermentors, modeling, industrial microbial enzymes, organic acids, secondary metabolites, and bioremediation. Physico-chemical and environmental factors such as inoculum type, moisture and water activity, pH, temperature, substrate, particle size, aeration and agitation, nutritional factors, and oxygen and carbon dioxide affecting SSF are reviewed. The advantages of SSF over Submerged Fermentation (SmF) are indicated, and the different types of fermentors used in SSF described. The economic feasibilities of adopting SSF technology in the commercial production of industrial enzymes such as amylases, cellulases, xylanase, proteases, phytases, lipases, etc., organic acids such as citric acid and lactic acid, and secondary metabolites such as gibberellic acid, ergot alkaloids, and antibiotics such as penicillin, cyclosporin, cephamycin and tetracyclines are highlighted. The relevance of applying SSF technology in the production of mycotoxins, biofuels, and biocontrol agents is discussed, and the need for adopting SSF technology in bioremediation of toxic compounds, biological detoxication of agro-industrial residues, and biotransformation of agro-products and residues is emphasized.     

环境条件对猪粪好氧堆肥过程的影响

禽畜粪便的大量排放给环境造成了巨大污染,其中猪场粪便和污水是最主要的污染源。为了实现猪粪的无害化、减量化和资源化,好氧堆肥是目前普遍应用和效果良好的实用技术。为了探明堆肥过程的生物学和化学过程,论本文主要从几个影响因素如温度、调理剂、含水率、通风方式、微生物菌剂等对猪粪好氧堆肥技术方面进行了综述。     

种子休眠与破眠机理研究进展

种子休眠机理主要围绕透性、抑制剂作用和光敏素转化等方面的研究而建立。种皮的阻碍作用可能是由于种皮的物理或化学特性引起．可导致对水、光、气体或溶质的透性改变。抑制剂作用机理是抑制物质可抵消促进细胞分裂和生长发育的激素的作用。光敏素转化机理来源于与休眠有关的生物活性化学物质的合成、活化或破坏受光诱导的观点,由于发现了光敏素蓝色蛋白的活化型（Pfr）和钝化型（Pr）而得到强有力的支持,种子光休眠取决于光敏素蓝色蛋白的活化型（Pfr）含量和Pfr／（Pr＋Pfr）比值。目前,打破休眠的方法一般有机械破皮法、激素处理法、分子生物学技术法、物理处理法（如激光、烟、热等处理技术）、CO2处理法等。激素的平衡由抑制剂占优势向促进物占优势的变化是打破休眠的决定因素。研究破眠机理的分子生物学技术有多种,包括ABA突变体的利用、分子标记、转基因技术、用反义RAN阻止基因的表达、cDNA克隆技术等。用激光照射种子,把适宜的光射入细胞,可增加细胞生物能,促进种子发育,从而可能打破休眠。热处理的机理是由于加热可以增加种皮的透气性。CO2之所以能提高某些物种的萌发率,在于其影响了种子内部乙烯的敏感性。     

浅析我国农作物病虫草鼠害成灾特点与减灾对策

农作物病虫草鼠害是我国农业生产的重要生物灾害,是制约高产、优质、高效益农业持续发展的主导因素之一。本文回顾了农业生物灾害综合防治技术在已往农业生产中的减灾作用。针对农作物病虫草鼠发生危害此起彼伏,关键防治技术落后,预警能力差,应用基础研究薄弱等现状,分析了我国生物灾害减灾研究面临的新挑战。从加强投资力度,开展重大病虫害灾变规律、中长期预测预报及综合防治关键技术研究,重视高新技术应用研究等角度指出了持续控制生物灾害的对策与途径。     

Solid-State Fermentation Systems—An Overview

Abstract

Starting with a brief history of solid-state fermentation (SSF), major aspects of SSF are reviewed, which include factors affecting SSF, biomass, fermentors, modeling, industrial microbial enzymes, organic acids, secondary metabolites, and bioremediation. Physico-chemical and environmental factors such as inoculum type, moisture and water activity, pH, temperature, substrate, particle size, aeration and agitation, nutritional factors, and oxygen and carbon dioxide affecting SSF are reviewed. The advantages of SSF over Submerged Fermentation (SmF) are indicated, and the different types of fermentors used in SSF described. The economic feasibilities of adopting SSF technology in the commercial production of industrial enzymes such as amylases, cellulases, xylanase, proteases, phytases, lipases, etc., organic acids such as citric acid and lactic acid, and secondary metabolites such as gibberellic acid, ergot alkaloids, and antibiotics such as penicillin, cyclosporin, cephamycin and tetracyclines are highlighted. The relevance of applying SSF technology in the production of mycotoxins, biofuels, and biocontrol agents is discussed, and the need for adopting SSF technology in bioremediation of toxic compounds, biological detoxication of agro-industrial residues, and biotransformation of agro-products and residues is emphasized.