嗜酸硫氧化细菌消解元素硫的研究进展

浸矿酸性环境下,金属硫化矿在Fe3+作用下,经过硫代硫酸盐途径或多聚硫化氢途径而分解的过程中导致大量元素硫的累积,进而可能在金属硫化矿表面形成疏水元素硫层,阻碍金属离子的进一步浸出。酸性环境下,惰性元素硫的消解必须借助嗜酸硫氧化细菌来实现。该消解过程包括嗜酸硫氧化细菌对元素硫的吸附、转运以及氧化转化等过程。本文对近年来嗜酸硫氧化细菌消解元素硫过程的相关研究进行了全面评述,认为有关嗜酸硫氧化细菌消解元素硫的分子机制的清晰阐述还有待人们通过对消解过程的各个环节的分子机制进行大量研究来实现。     

黄铁矿对煤生物产气和微生物群落结构的影响

【目的】研究煤中矿物质黄铁矿对生物产气的影响。【方法】本研究以陕西榆林煤作为生物产气底物,以实验室前期驯化的产甲烷微生物作为出发菌群,通过在厌氧体系中添加不同质量的黄铁矿进行煤生物模拟产气试验。利用气相色谱仪、液相色谱仪、酶标仪、傅里叶红外光谱仪和Illumina高通量测序平台研究产气过程中CH₄含量、总挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)浓度、辅酶F₄₂₀含量、产气前后煤中有机官能团和微生物群落结构的变化。【结果】添加适量黄铁矿在产气前期(15–22 d)能促进CH₄生成,而产气后期(29–50 d)会抑制产气,而且添加0.5%黄铁矿的在前中期的产气量比对照组高48.1%,累计产气量达到193.67 μmol/g-coal。生物产气实验组反应液中的VFAs和辅酶F₄₂₀浓度整体均高于对照组,说明添加黄铁矿促进了反应体系中产酸细菌和产甲烷菌的活性。添加黄铁矿后煤中的醇和酚羟基,–NH–和–NH₂更易被微生物利用。黄铁矿添加对细菌和古菌的群落多样性有...     

生物工程专业“试验设计与数据处理”教学中常用软件的探讨

试验设计与数据处理在生物工程专业方向有着重要的应用,但是在本科教学中开设该课程的高校较少。本文结合生物工程中的常见案例,对该课程教学过程中常用的软件包括Excel、正交试验设计助手、Data processing system(DPS)和Design expert在单因素、多因素、正交、均匀、P-B(Plackett-Burman)和响应面等数据处理方法进行了探讨。通过比较分析各种软件和数据处理方法之间特点,增加该课程教学的实践性和应用性,从而提高教学质量。     

大柳塔长焰煤中灰分和无机矿物对生物产气的影响

【目的】以不同密度等级大柳塔长焰煤作为产气底物,前期驯化培养厌氧菌群进行生物模拟产气实验,研究不同密度等级煤中的灰分和无机矿物对生物产气的影响。【方法】利用小浮沉将大柳塔长焰煤分成不同密度等级的煤样,采用工业分析、XRD、XRF分析小浮沉处理得到煤样的理化性质,利用这些煤样进行生物产气模拟实验,以甲烷产量作为评价指标,分析不同密度等级煤样中灰分对产气的影响。最后,通过添加几种标准矿物方式比较了煤中无机矿物对生物产气的可能影响。【结果】不同密度等级煤样中灰分对产气量存在一般显著影响(P=0.035),且灰分与甲烷含量呈负相关关系,其灰分中的无机矿物如高岭土、菱铁矿、氧化亚铁镁等的积累对产气有抑制作用。不同矿物配比产气实验证实低含量的粘土矿物促进甲烷的生成,高含量的粘土矿物抑制产气。【结论】不同密度等级煤中的灰分对生物产气存在一般显著的影响,高灰分煤的产气量低,而低灰分煤的产气量高。     

应用热扩散法测定香蕉树蒸腾速率

香蕉树植株高大,一般采用间接方法确定耗水量,但所得结果受土壤、大气和农艺措施等因素的影响较大.本文于2005年11月15日—12月5日在温室内采用热扩散法（即Granier法）测定香蕉树的茎液流,并与用数字天平（称重法）测定的香蕉树蒸腾速率进行对比试验. 结果表明,Granier法测定的日茎液流量与称重法测定的日蒸腾量相差4％.Granier法测定的茎液流速率一般滞后于称重法确定的蒸腾速率1 h左右.当日蒸腾量小于0.05 L·m^-2（活性叶面积）时,Granier方法不能测定茎液流量.Granier传感器一般在安装2～3 d后即可正常工作,同时在多株植株上安装Granier传感器取其平均流速值计算蒸腾量可以明显减小测量误差.     

硫酸盐还原菌Desulfotomaculum reducens ZTS1厌氧降解昭通褐煤

[目的] 以云南昭通褐煤为研究对象,从矿井水富集产物中分离得到SRB菌株Desulfotomaculum reducens ZTS1厌氧降解褐煤,分析研究SRB菌株处理褐煤前后的物化性质变化。[方法] 采用工业和元素分析、XRD、FT-IR、SEM和低温液氮吸附法比较研究SRB厌氧降解褐煤前后矿物组成、有机官能团、表面形貌和孔隙结构变化。[结果] D.reducens ZTS1厌氧降解褐煤后灰分和挥发分略有降低,碳、氮和硫元素的含量降低,氧的含量增加,煤中硫代硫酸钠消失,FT-IR结果表明褐煤长链烃上的甲基和亚甲基团增多,游离羟基减少。煤表面粗糙度增加,小孔径的孔隙增多,孔径比表面积增大。[结论] D.reducens ZTS1可以厌氧降解昭通褐煤,厌氧降解后煤的物化性质发生变化。     

褐煤强化产甲烷菌群的群落分析及条件优化

【目的】以白音华褐煤为底物,利用从我国多地煤矿及污水处理厌氧罐中富集-混合-驯化得到的高效混合菌群进行产气,分析其群落组成并优化产气条件。【方法】采用Miseq高通量测序分析混合菌群结构,通过Plackett-Burman(P-B)和Box-Behnken(B-B)试验对褐煤产气影响因素和条件进行筛选和优化。【结果】本源和外源微生物样本混合样品(HN+MD+WT)经驯化后菌群产气效率最高。该样品菌群中细菌群落多样性丰富,以变形菌门的脱硫弧菌属Desulfovibrio(15.07%)、拟杆菌门的屠场杆状菌属Macellibacteroides(14.6%)、厚壁菌门的梭菌属Clostridiaceae(9.77%)、互营菌门的脱硫代硫酸盐弧菌属Dethiosulfovibrio(8.76%)以及热袍菌门Oceanotoga属(8.66%)为主。古菌全部为广古菌门,其群落多样性则较为单一,其中甲烷卵圆形菌属Methanocalculus(80.28%)占据绝对优势。Plackett-Burman(P-B)试验结果表明温度、CoCl_2添加量和NiCl_2添加量是影响褐煤产气的关键因素;Box-Behnken(B-B)试验结果表明最优产气条件为:温度36°C,CoCl_2添加量0.17 g/L,NiCl_2添加量0.02 g/L,最优条件下褐煤累计产甲烷量(周期20 d)达到159.33μmol/g。【结论】经过驯化可以得到高效的产气菌群,优化培养条件可使产气效率明显提高。