废水生物脱氮工艺中N2O排放数学模型研究进展

N_2O是一种重要的温室气体,而污水生物脱氮处理过程是N_2O的潜在产生源之一。随着污水处理量和处理程度的不断提高,N_2O的排放量也将不断增大。建立N_2O排放数学模型对污水生物脱氮系统中N_2O生成机制的深入研究和污水处理行业N_2O削减工艺技术的开发具有重大的理论及实践意义。本文归纳了生物脱氮工艺的原理,系统阐述了生物脱氮工艺中N_2O的生成机理和排放数学模型的类型、建立方法及应用情况。在此基础上,对生物脱氮工艺中N_2O排放数学模型的研究现状和研究方向进行了总结和展望,以期为N_2O排放数学模型的完善、N_2O排放量的削减、污水生物脱氮工艺的优化及污水处理行业的可持续发展提供理论基础和科学依据。     

Multifunctional magnetic nanoparticles for magnetic resonance image-guided photothermal therapy for cancer

Key advances in multifunctional magnetic nanoparticles （MNPs） for magnetic resonance （MR） image-guided pho- tothermal therapy of cancer are reviewed. We briefly outline the design and fabrication of such multifunctional MNPs. Bimodal image-guided photothermal therapies （MR/fluorescence and MR/ultrasound） are also discussed.     

共价键合多层肝素薄膜修饰涂有硅橡胶的人工血管

报道一种采用医用硅橡胶涂层作软支撑共价键合多层肝素薄膜修饰人工血管等生物医学装置使其表面具有抗凝血性能的方法. 该项技术首先在人工血管的表面上涂上医用硅橡胶作为软支撑, 再在硅橡胶涂层的表面上涂上全氟磺酸(Nafion), 为接下来的层层静电组装提供活性基团. 然后将带正电荷的二苯胺重氮树脂(PA)和带负电荷的肝素分子(Hep)通过静电吸引作用交替沉积到全氟磺酸涂层的表面上. 紫外可见吸收光谱和傅立叶红外光谱数据表明, 在紫外光照射下, 重氮树脂的重氮基团与肝素的硫酸基团之间发生光化学反应, 生成硫酸酯, 使膜内层间离子键转变成共价键, 从而使肝素多层膜的稳定性大大提高. 研究表明经层层自组装和光化学反应后肝素分子呈现良好的抗凝血性能. 人工血管肝素化表面中的肝素分子以壁面结合的方式存在, 在人工血管表面固化肝素和抗凝血酶-III (AT-III)形成的络合物显示出较好的抗凝血性. 硅橡胶涂层使肝素分子与人工血管表面有一定距离, 有利于提高抗凝血性能. 在四个双层之内, 肝素对凝血酶失活的影响随着PA/Hep双层数目增加而增加, 说明了只有最外层的肝素才对凝血酶失活有直接影响. 该方法操作工艺简单, 重复性好, 可较广泛地适用于在多种生物医用装置和多孔组织工程支架材料的表面制备稳定的抗凝血涂层, 具有良好的应用前景.     

肠杆菌Enterobacter sp. S8共代谢生物降解邻苯二甲酸二丁酯的特性研究

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是目前应用最为广泛的邻苯二甲酸酯之一,属于难降解有机污染物,具有较强的内分泌干扰性。本文以分离得到的DBP降解菌Enterobacter sp.S8为研究对象,系统考察了共代谢基质类型和共代谢反应条件对S8共代谢生物降解DBP的影响,同时对其反应动力学及酶的稳定性进行了研究。结果表明,在无共基质添加的条件下,S8对DBP的降解率仅为30.2%,而在温度为30℃、pH为7、甲醇投加量为20mg/L以及DBP初始浓度为300mg/L的优化共代谢降解条件下降解率达到最大,为75.6%;其中DBP初始浓度对共代谢降解效果影响最大。本文的结果为采用生物共代谢方式进行DBP污染环境的治理提供了依据。     

絮凝基因的克隆及其絮凝形态表征

分离出一株具有强絮凝特性的芽孢杆菌Bacillus sp. F2, 其絮凝率达到84%, 并构建了絮凝基因组文库, 从中筛选并获得表达絮凝活性的大肠杆菌阳性克隆子FC2. 絮凝试验测定FC2的絮凝率为90%, 稍高于原絮凝菌F2, 高于受体菌JM109(6.9%), 说明FC2絮凝性状遗传于原絮凝菌F2. 采用轻敲模式下的原子力显微镜成像技术、光学显微镜、ζ电位等对加入FC2与F2及不加入絮凝剂的絮凝微观形貌等进行了测定. 原子力显微成像显示, 加入克隆菌FC2发酵液的高岭土悬浮液形成的絮凝胶体出现大而紧密的球形颗粒结构, 且表面积粗糙, 凹凸程度大, 具有大的比表面积和吸附液体悬浮颗粒的能力. 向高岭土悬浮液中加入克隆菌FC2发酵液后, 絮凝颗粒由松散的不定形结构转变为密集分布、 水平尺寸均匀的球形结构, 表明克隆菌FC2发酵液中的凝集素容易以高岭土悬浮颗粒为中心吸附在其表面, 而且絮凝率达到90%, 进一步证实了克隆菌FC2发酵液的除污染效能. ζ电位测定结果表明, 离子键作用强度不同, 致使絮凝形态存在差异, 为研究生物絮凝剂的絮凝机理提供了有力的依据.     

六极杆碰撞反应池–ICP–MS法测定海水中痕量金属元素

建立了直接稀释法测定海水中痕量金属元素Cr,Cu,Zn,Cd,Pb的方法。样品经稀释10倍后,使用基体匹配及内标校正,采用六极杆碰撞反应池–电感耦合等离子体质谱仪直接测定稀释后海水样品中的5种元素Cr,Cu,Zn,Cd,Pb。各元素在0.0~100μg/L范围内均呈现良好的线性关系,线性相关系数(r~2)均大于0.999 0,方法检出限为0.004~0.209μg/L。测定结果的相对标准偏差为2.4%~4.4%(n=6),加标回收率为92%~113%。该方法简单快捷,适用于近岸海水中痕量元素Cr,Cu,Zn,Cd,Pb的分析。     

改进层次分析法在污水处理工艺选择中的应用

采用传统的层次分析方法(Analytic Hierarchy Process,AHP)进行污水生化处理工艺的选择时,其科学性和可操作性均较低,而改进的AHP法采取三标度法,判定矩阵较易构造,且无需进行一致性检验。本研究采用改进的AHP法,建立了4层10指标4方案的污水处理工艺综合评价体系,分别对MBR、A~2/O、A/O和氧化沟工艺的经济效益、环境影响及技术性能进行分析。结果表明,MBR、A~2/O、A/O和氧化沟工艺的评价体系公式计算结果分别为0.3137、0.3379、0.2085和0.1552。因此,在我国东北地区,综合考虑经济效益、环境影响及技术性能,A~2/O工艺为最适宜的生化处理工艺,其次是MBR工艺和A/O工艺,而氧化沟工艺为最不推荐的工艺。改进的AHP法可对现有污水处理工艺的经济效益、环境影响及技术性能进行直观的评价,从而为现有工艺的运行管理以及新工艺的设计提供理论及实践依据。     

红外跟踪系统中非球面硅透镜加工技术研究

随着军用光学仪器的飞速发展,红外光学材料单晶硅广泛应用于红外光学元件和半导体行业,为了满足精密仪器对光学系统的要求,对光学元件的面型精度要求越来越高。针对红外跟踪系统中对高精度单晶硅透镜的加工技术要求,以Ф26 mm的单晶硅透镜为例,通过多次反复研磨修抛和检测分析,并不断优化工艺参数,设计了特殊的夹具,解决了单晶硅表面光洁度问题以及中心偏差难以控制的加工技术难题,并实现了批量生产。经检测,单晶硅非球面面形精度达到0.2 m,表面光洁度达到Ⅲ级以上,中心偏差在1 m以内,各项参数均满足了红外跟踪系统的要求。