微生物在发展循环经济中扮演重要角色

发展循环经济可充分利用农业上各种有机废弃物借助微生物-生物技术的有效应用,实现废弃物资源化和产业化,从中索取生物质能（作为洁净替代能源）是大有可为的,是未来能源建没的方向之一。也可以说,是节能（如石油）的一项具有战略意义的重要措施。在围际上正在发展洁净新能源如氢能、乙醇燃料或乙醇汽油、二甲醚、沼气（甲烷气）、生物柴油等洁净生物能源,包括中国在内的不同国家对它们大有开发之势。     

生物强化技术在生物质沼气制备过程中的应用及研究进展

生物强化技术通过为特定的生物过程"设计"微生物,进而作为一种提升反应系统活力和性能的手段被应用于生物质沼气制备过程,以便加快发酵系统启动时间、增加原料利用率、缩短酸败系统的恢复时间、降低高有机负荷的抑制作用等。本文针对以木质纤维素为原料的沼气制备中的生物强化技术,从生物强化菌剂的构建及标准、生物强化作用的影响因素、生物强化作用机制的探究等几个方面来阐述目前国内外生物强化技术在生物质沼气制备过程中的应用与研究进展,以及存在的问题和解决方案。     

谈废水的生物处理

废水是环境污染“三废”之一 ,利用微生物的代谢作用可除去废水中的有机污染物 ,其方法简单、科学 ,常分为需氧生物处理法和厌氧生物处理法两种 ,现对其机制简述如下 :1　需氧生物处理废水生活污水中的典型有机物是碳水化合物、合成洗涤剂、脂肪、蛋白质及其分解产物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。这些有机物可按生物体系中所含元素量的多寡顺序表示为 C H O N S。在废水需氧生物处理中全部反应可用以下两式表示 :微生物细胞 + COHNS+ O2 →较多的细胞 + CO2 + H2 O+ NH3硝化细菌 + NH3 + O2经过 NO2NO-3 + H2 O+较多的硝化细菌生物…     

土壤有机碳分组方法及其在农田生态系统研究中的应用

农田土壤有机碳成分复杂,活性有机碳对管理措施具有敏感性,而惰性有机碳具有固碳作用.碳分组技术主要包括物理技术、化学技术和生物学技术.物理分组的依据是密度、粒径大小和空间分布,可分离出有机碳的活性组分和惰性组分.化学分组基于土壤有机碳在各种提取剂中的溶解性、水解性和化学反应性从而分离出各种组分:溶解性有机碳是生物可代谢有机碳,包括有机酸、酚类和糖类等;酸水解方法可将有机碳分成活性和惰性成分;利用KMnO4模拟酶氧化可分离出活性碳和非活性碳.利用生物技术可测定出微生物生物量碳和潜在可矿化碳.在不同农田管理措施下,有机碳组分的化学组成和库容会发生不同变化,对土壤有机碳沉积速率产生不同影响.为了探明土壤有机碳组分与碳沉积之间的定性或定量关系,今后应该加强对各种分组方法的标准化研究,探索不同分组方法的整合应用,针对不同农田管理措施,总结出适合的有机碳分组方法或联合分组方法.     

生物燃气技术及工程的发展现状

生物燃气俗称沼气,是微生物群体在厌氧条件下协同发酵可降解有机废弃物的产物,传统能源供应的萎缩和增加可再生能源在能源消费中份额的需求使沼气的重要性越来越突出。经过不断研究与工程实践,已经开发出了不同的发酵工艺处理生活垃圾和工农业生产废弃物等有机质生产生物燃气,其中全混式中温发酵占主导地位,欧洲的技术处于领先水平,特别是德国的沼气发电、热电联产。结合作者多年沼气研究积累的经验,综述了沼气技术的最新进展,包括厌氧发酵菌群、消化反应器结构和发酵工艺,沼气生产和应用等,指出了今后发展的重点和方向。     

沼气发酵

沼气发酵广泛存在于自然界,由于有机物的厌氧分解,在沼泽、湖泊、河渠的污泥中以及动物的消化道内,都有沼气的生成。沼气是一种能再生的生物能源。早在几百年前,人们就在沼泽里发现了沼气,故而得名,但作为能源加以利用,还是近几年来的事。随着世界性能源危机和环境污染问题的产生,利用厌氧消化器(沼气池)分解各种有机物来获得能源,并使各种有机废物得到净化处理,将成为获得新能源和环境保护的重要手段之一。     

固定化真菌漆酶在环境有机污染修复中的应用研究进展

我国有机污染废水排放总量巨大,其释放到生态环境中对野生动物和人群健康构成严重威胁.目前,生物修复技术因其绿色环保、经济高效而备受关注.漆酶能够催化不同类型有机污染物的氧化耦合和分解,该反应具有催化速率高、简单可控、底物广谱和生态友好等特点.鉴于游离态漆酶性能不稳定且难以回收利用,而酶固定化技术可显著改善游离态漆酶的稳定...     

土壤与水体有机污染的生物修复及其应用研究进展

系统论述了土壤、水有机污染物的主要来源、特点、有机污染生物修复的概念、应用范围、成功实例与研究进展等,特别是对于泄漏石油污染的生物成功降解方法、效果,土壤中易爆炸物如ＴＮＴ、废水中有机污染的有效降解等,评价了生物修复所具有突出优势,对有机、无机污染物降解过程中植物、微生物筛选、基因修饰、分子克隆与转基因植物方面近年来所取得的惊人成果与突破性进展,无疑正激励着人们开拓更大的应用范围。预计不久的将来,更多具有环境净化与生物修复功能的商业性综合技术与高效性工程生物将投入应用。     

有机物料还田对双季稻田土壤有机碳及其活性组分的影响

有机物料还田是提升农田土壤有机碳、培肥土壤的重要措施。为探讨不同有机物料的还田效果,采用室外培养方法,研究了在等碳输入条件下,施用水稻秸秆、紫云英、生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭对洞庭湖双季稻区潮土有机碳和活性有机碳组分含量的影响。结果表明: 经过180 d的培养试验,与不施用有机物料相比,施用有机物料提高了土壤活性有机碳含量。生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭处理分别使土壤有机碳含量显著提升了26.1%、9.7%和30.7%,水稻秸秆和紫云英对土壤有机碳含量的提升效应在试验期间并不显著。水稻秸秆和紫云英还田更有利于土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的积累,猪粪更有利于土壤可溶性有机碳的积累,生物有机肥更有利于土壤微生物生物量碳和易氧化有机碳的积累,水稻秸秆生物炭则更有利于土壤微生物生物量碳和轻组有机碳的积累。与水稻秸秆还田相比,紫云英、生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭还田使土壤碳库管理指数分别提高了31.8%、111.6%、62.2%和50.7%。从土壤固碳和土壤碳库管理指数来看,生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭的还田效果优于水稻秸秆和紫云英还田。     

南海环境微生物对聚球藻有机物质的响应

【背景】海洋浮游植物产生的有机物质与异养细菌之间的相互作用是上层海洋物质和能量循环过程中的重要组成部分。【目的】探究寡营养海域微生物群落对聚球藻有机物(Synechococcus-derived organic matter,SOM)的响应和代谢利用过程,加深对海洋微生物介导的生物地球化学循环过程的认识。【方法】利用南海海域微生物群落,添加聚球藻有机物质后黑暗培养,对培养过程中有机碳、营养盐和活性微生物群落结构的变化进行追踪。【结果】在短期的培养过程中,有60%-73%的SOM被微生物所利用。γ-变形菌(Gammaproteobacteria)在培养过程中响应最快,也是最优势微生物类群。SOM的加入改变了原位微生物群落结构,并且随着活性有机物质逐步被消耗,微生物群落结构也发生了演替。【结论】SOM中的大部分物质都属于活性有机物质,可以快速地被微生物所降解利用。不同微生物类群响应不同生物可利用性有机物质,推动了海洋物质和能量的循环。     

有机介质中的固定化酶反应

近年来非水介质中的酶催化反应正获得越来越多的研究和应用。使用有机介质替代传统的水溶液作为酶反应的介质,通常是为了增加疏水性底物或产物的溶解度,或者是为了促使水解反应逆向进行,以便利用水解酶催化合成一些非常有用的化合物。有机介质包括合少量有机助溶剂的均相水溶液系统、水／有机溶剂双相系统,以及含微量水的有机溶剂均相系统等几种类型[1],具体使用时要根据生物催化剂的性质、反应物的溶解性和反应器的型式等特点细加选择。尽管在有机溶剂中可直接使用酶粉作催化剂[k],但是效果并不太好。一方面天然酶在有机溶剂中容易变…     

有机污染环境的植物修复研究进展

分析了近年来国内外的文献资料,对有机污染物污染环境的植物修复研究进展作了综述。植物能通过根系从环境中吸收和积累PCBs、PAHs等有机污染物,并将吸收的TNT、TCE及有机农药降解为高极性产物、水和CO2;另一方面植物根际可促进有机污染物的根际生物吸收与,使植物对有机污染环境的修复效果更明显。文中探讨了有机污染环境的植物修复技术的优势、问题与未来的研究。     

基于金属有机骨架的生物复合物抗逆性研究进展

金属有机骨架 (Metal-organic frameworks,MOFs) 由金属离子/簇和有机配体通过自组装形成,在催化、传感、能源和生物医药等领域有十分广泛的应用。近年来,金属有机骨架和生物活性物质结合引起了许多研究者的关注。金属有机骨架具有超大孔容、高比表面积、多样性结构组成等优势,使其可作为固定载体保护生物活性物质免受外界不良微环境的影响,包括高温、高压、有机溶剂等,从而提高生物活性物质的抗逆性。文中从金属有机骨架作为保护层提高不同种类生物活性物质抗逆性的角度进行了综述,并贯穿介绍了基于金属有机骨架的生物复合物的合成策略,旨在为相关领域的研究人员提供参考,促进基于金属有机骨架的生物复合物的实际应用。     

中国有机残留物分析的研究进展及展望

有机残留物分析,是指从残留物载体中提取有机分子,利用科技检测手段进行定性、定量分析,判断有机残留物的生物来源,从而了解古代动植物的加工、利用和相关载体的功能等.中国有机残留物分析工作已开展40余年,取得了很多进展,但仍需要更多重视.本文首先回顾了中国考古遗存研究中有机残留物分析的发展历程,然后梳理了动物制品、粮食作物制...     

富营养化湖泊溶解性有机碳生物可利用性研究进展

富营养化湖泊溶解性有机碳(DOC)包括内源和外源性碳源,不同来源碳源在物质化学结构组成和分子量级等方面具有显著差异,进而影响到对细菌的生物可利用性和碳素在食物网中的传递效率。根据国内外文献,综述了内外源DOC在碳稳定同位素值域上的显著差异,建议通过对DOC碳稳定同位素的分析来识别富营养化湖泊中DOC的主要来源;通过对比内外源DOC在碳水化合物、结合态中性糖和腐殖质含量上的差异,并结合细菌生长参数如细菌二级生产力、细菌呼吸作用及细菌生长效率来分析内外源DOC对细菌的生物可利用性。从富营养化湖泊DOC来源的角度探讨其生物可利用性和碳素传递效率,有助于了解富营养化湖泊食物网中碳素循环特征,加强对湖泊生态学的认识,为湖泊环境治理与保护提供科学依据。     

金属有机骨架在肿瘤治疗中的应用进展

金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属结点和有机配体配位组装而成的晶体材料.金属有机骨架具有孔隙度大、孔径和尺寸可调、生物相容性好、成分可调、表面可修饰等优越性能,在肿瘤治疗领域具有重要的应用潜力.本文首先介绍了金属有机骨架用于小分子药物、生物大分子药物等药物递送体系的构建方法.随后,我们总结了近年来MOFs药物递送体系在肿瘤的化学治疗、光动力学治疗、放射性治疗、免疫治疗、光热治疗等方面的应用进展.最后,本文总结了MOFs在肿瘤治疗方面的进展和特点,并展望了MOFs在肿瘤治疗领域的研究挑战和应用前景.     

红壤稻田生态系统有机物料循环对土壤有机碳转化的影响

通过对12年田间定位试验数据的分析,研究了红壤稻田生态系统有机物料循环再利用对土壤有机碳积累的贡献及其对转化的影响。结果表明,红壤稻田生态系统有机物料循环再利用可促进土壤有机碳的积累、改善腐殖质组分和改良有机质品质。红壤稻田生态系统内有机物料循环再利用,土壤有机碳的年增速率最大可达到0.37 g.kg-1;12年间易氧化有机碳最大增量达到3.8 g.kg-1,胡敏酸和富里酸最大增量分别达到3.06和1.63 g.kg-1。预测结果显示,有机物料循环再利用红壤稻田生态系统土壤有机碳50年内可提高8.3~18.9 g.kg-1,增长率达到62.0%~140.7%。     

微生物菌剂在难降解有机污染治理的研究进展

大量的难降解有机污染物被排放到环境中,因其蓄积性、持久性和生物毒性,对人类健康和生态环境造成严重危害。近年来,利用微生物菌剂治理难降解有机污染物的研究已取得较好的进展。综述微生物菌剂在国内外的发展历程,介绍微生物菌剂制备中常用的固定化技术及载体材料,并分析总结微生物菌剂在酚类物质、多环芳烃和多氯联苯等有机污染物治理中的研究进展。在此基础上,提出治理难降解有机污染物的微生物菌剂研发所存在的主要问题及其展望。     

嗜热菌对有机污染物的降解及其应用研究进展

有机污染物造成的环境问题日趋严重,嗜热菌具有高效降解环境有机污染物的潜力.嗜热菌在高温条件下降解有机污染物,代谢速度快,嗜温杂菌的竞争减少,同时高温环境下一些难降解有机物的溶解度和生物可利用性大大提高,有机污染物可得到快速、彻底降解.因此,嗜热菌对有机废水生物处理及有机物污染场地生物修复等意义重大.本文从嗜热菌降解有机污染物的特点、温度的影响、降解途径、降解酶及其编码基因及工程应用等角度,介绍了嗜热菌降解有机污染物的研究进展,并对嗜热菌降解有机污染物的机理、菌种资源储备、技术策略及应用研发等研究方向进行了展望.     

长白山区全新世大暖期的氨基酸和碳同位素记录

根据长白山孤山屯沼泽沉积物的氨基酸、有机碳、有机氮和有机碳同位素（^13C/^12C）垂直分布的研究,揭示了长白山区距今13.5ka以来的气候环境特征及其演变过程：大约距今13.5-12.5ka,气候严寒,不利于生物的繁衍,生物产量处于较低值;距今12.5-9.5ka,气温处于上升期。但年均温度低于现今温度;距今9.5-4.0ka,可判定为全新世大暖期（Megathermal）,气候温暖潮湿,有利于生物的繁衍,生物产量较高。其中大约距今8.6-7.5ka期间、氨基酸、有机碳、有机氮分布均出现较高峰值,而有机碳同位素（δ^13C）则出现较低峰值,可以推测这一时段为全新世大暖期的鼎盛期（Megathermal Maximum）,生物极为繁盛,生物产量处于最高值;距今4.0ka以来,气温有下阵趋势,生物产量有所减少,但雨水量有增加的趋势。