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暗发酵偶联微生物电解池高效产氢的研究

暗发酵偶联微生物电解池高效产氢的研究

作者：古鹏浩北京化工大学

学位级别：硕士

能源危机和环境污染已经成为当今社会可持续发展必须要面临和解决的问题。在这样的情况下,开发可代替化石能源的可再生清洁能源是当务之急。在各种清洁能源中,氢能以其独特的优势成为最被人们看好的能源。氢能生产中生物制氢法操作简单... 详细信息

能源危机和环境污染已经成为当今社会可持续发展必须要面临和解决的问题。在这样的情况下,开发可代替化石能源的可再生清洁能源是当务之急。在各种清洁能源中,氢能以其独特的优势成为最被人们看好的能源。氢能生产中生物制氢法操作简单,反应条件温和,对环境更为友好。其中暗发酵结合微生物电解池的方法可以强化氢气的生产,提高氢气得率。是提升产氢效率,提升暗发酵经济价值,扩大生物制氢技术规模的好选择。但暗发酵和微生物电解池体系之间的差异,且相关研究还有待进一步深入。所以为了实现暗发酵和微生物电解池耦联体系的构建,本课题在筛选和分离高效暗发酵菌株,探究暗发酵菌株的生长代谢特性,优化暗发酵性能,构建微生物电解池体系,优化微生物电解池产氢效率,探究暗发酵微生物电解池耦联对产氢的影响等方面开展研究,以期达到高效生产氢气的目的。（1）针对暗发酵产氢效率低的问题,从空气环境中分离纯化出一株高效产氢的暗发酵细菌,经形貌分析、基因水平鉴定以及系统发育树构建和分析,将其鉴定为Clostridium butyricum的一株新菌株并命名为ZYZCB,保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心,保藏编号CGMCC No.27479。对ZYZCB的发酵性能进行探究和优化,在可溶性淀粉浓度为10 g/L,发酵温度为37℃,初始p H为6.8的情况下,ZYZCB有着最好的产氢效果,氢气得率可达到2.28 mol H2/mol葡萄糖。（2）针对微生物电解池产氢效率低的问题,在施加电压,阳极改性和甲烷抑制剂浓度三个方面对微生物电解池产氢进行优化,发现甲烷代谢途径抑制剂2-溴乙基磺酸钠的工作浓度为20 m M时,对氢气生产有最高的提升效果,微生物电解池在0.7 V-1.1 V的范围内均可实现氢气的生产,在0.9 V时有最好的产氢效果,以纳米四氧化三铁与纳米氧化镍改性阳极可以进一步提高微生物电解池的产氢性能,优化后MEC产氢量可达134 m L H2/100 m L/d。（3）针对挥发性脂肪酸降低暗发酵产氢效率,挥发性脂肪酸提高发酵废液的处理难度以及MEC阴极材料较为昂贵的问题,研究了不同暗发酵-微生物电解池偶联方法下的氢气生产的情况。当微生物电解池以ZYZCB发酵废液作为微生物电解池底物时,产氢量提升至2130 m L/L,氢气得率提升至2.74 mol H2/mol葡萄糖。以丁酸梭菌作为生物阴极氢气产量（1244 m L/L）相比于同条件下的暗发酵空白组（1063 m L/L）提升了氢气得率提升至2.11 mol H2/mol葡萄糖,丁酸梭菌生物阴极有更高的胞外聚合物和核黄素含量,并且具有更好的电化学性能。本课题从筛选高效产氢菌出发,优化暗发酵产氢性能,研究并优化微生物电解池产氢性能,为了解决暗发酵发酵废液不易处理的问题和开发高效便宜的生物阴极,偶联暗发酵和微生物电解池,探究偶联后产氢表现,为暗发酵产氢的进一步发展,微生物电解池的深入研究提供依据,也为暗发酵-微生物电解池偶联体系的构建提供思路和理论支撑,对于加快生物制氢的规模化生产的步伐具有重要意义。

关键词：暗发酵丁酸梭菌微生物电解池生物制氢筛菌

基于16S rRNA基因高通量绝对定量解析黄河入海口淡水与海水水体细菌群落特征

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微生物学报 2024年

作者：鲍文秀陈明张闻汤佳豪李瑜婷古鹏卢媛齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院生态研究所山东省应用微生物重点实验室南开大学环境科学与工程学院日照市环境保护科学研究所有限公司

【目的】黄河入海口地处黄河河流-陆地-海洋的交汇地带，是淡水水体与海水水体相互作用的混合区域，也是多样化和生产力较强的河口生态系统。本研究以黄河入海口为研究对象，探究其淡水与海水水体细菌群落特征。【方法】采用高通量绝对... 详细信息

【目的】黄河入海口地处黄河河流-陆地-海洋的交汇地带，是淡水水体与海水水体相互作用的混合区域，也是多样化和生产力较强的河口生态系统。本研究以黄河入海口为研究对象，探究其淡水与海水水体细菌群落特征。【方法】采用高通量绝对定量技术，获得细菌群落绝对丰度信息，在此基础上比较分析2种水体细菌群落优势物种组成、α和β多样性、网络共现模式、构建机制及潜在功能，并探究优势物种与水体环境因子的相关性。【结果】淡水水体细菌的绝对拷贝数为2.61×106copies/mL，是海水的1.8倍。2种水体共同优势菌门为放线菌门、假单胞菌门、蓝细菌门和拟杆菌门等，其各自绝对丰度有明显差异。淡水中放线菌门数量最高，约等于海水中所有优势菌门数量之和；海水中假单胞菌门数量最高。淡水水体细菌群落α多样性高于海水，2种水体细菌群落结构存在较明显的差异，主要源于各自优势物种丰度的差异。淡水水体细菌共现网络较海水更复杂和稳定，随机性过程主导2种水体细菌群落构建机制。2种水体细菌群落功能结构存在差异，但拥有共性功能。新陈代谢是2种水体细菌群落丰度最高的功能，其在淡水中的相对丰度显著高于海水。5种环境因子[pH、氧化还原电位（oxidation-reduction potential， ORP）、电导率（electrical conductivity， EC）、总有机碳（total organic carbon， TOC）和总氮（total nitrogen， TN）]与水体优势物种分别具有不同程度的相关性。除EC外的4种环境因子间存在共线性关系，与pH、TOC和TN呈正相关关系的优势菌属均与ORP呈负相关，反之亦然。放线菌门和假单胞菌门分别与pH呈正相关和负相关关系。【结论】黄河入海口淡水和海水水体细菌群落特征存在较大差异，主要体现在细菌数量、多样性、功能结构和共现网络上，但2种水体具有相似的优势物种组成和群落构建机制。研究结果可为黄河入海口水体微生物生态学研究及开发利用微生物资源提供数据支持。

关键词：高通量绝对定量黄河入海口淡水海水细菌群落

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新能源汽车电子控制技术及要点分析

专用汽车 2024年第1期 59-61页

作者：高古鹏北京外企德科人力服务上海公司上海200001

随着全球对环境保护意识的增强和对可持续发展的追求,新能源汽车逐渐成为汽车产业的重要方向,而作为新能源汽车核心技术之一的电子控制技术,正扮演着更加关键的角色。基于此,探讨了新能源汽车电子控制技术的优势,并深入探讨技术要点进... 详细信息

随着全球对环境保护意识的增强和对可持续发展的追求,新能源汽车逐渐成为汽车产业的重要方向,而作为新能源汽车核心技术之一的电子控制技术,正扮演着更加关键的角色。基于此,探讨了新能源汽车电子控制技术的优势,并深入探讨技术要点进行分析,以供新能源汽车同行参考。

关键词：新能源电子控制自适应调控

浅析城市环线绿化养护的管理与措施----以北京三环路为例

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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第2期 0054-0057页

作者：古鹏北京市园林绿化局绿化二队北京100028

城市园林绿化是城市建设的重要内容,随着我国城市化道路的建设,城市绿化建设愈发受到重视,尤其是当今城市建设趋向密集的情况下,城市绿化的建设不可忽视。想要做好环线绿化养护的工作,就需要深刻认识到环线绿化养护和管理的现实意义,进... 详细信息

城市园林绿化是城市建设的重要内容,随着我国城市化道路的建设,城市绿化建设愈发受到重视,尤其是当今城市建设趋向密集的情况下,城市绿化的建设不可忽视。想要做好环线绿化养护的工作,就需要深刻认识到环线绿化养护和管理的现实意义,进而分析其存在的问题并结合自身实际工作中的困难来总结出一套有效的城市环线绿化养护与管理措施,为城市绿化建设做出贡献。

关键词：城市道路三环路园林绿化养护

低密度聚乙烯微塑料对土壤中含氧多环芳烃自然衰减的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3688-3699页

作者：汤佳豪鲍文秀张闻李瑜婷古鹏吴济舟卢媛齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院生态研究所山东省应用微生物重点实验室济南250103 国检测试控股集团京诚检测有限公司广州511400 南开大学环境科学与工程学院天津300350

农田土壤中微塑料的不断积累可能会影响含氧多环芳烃(OPAHs)的自然衰减行为.通过土壤微宇宙实验,研究了质量分数为1%和0.01%低密度聚乙烯微塑料(LDPE)对土壤中OPAHs自然衰减的影响,并探究了细菌群落响应与OPAHs自然衰减的关联.土壤中初... 详细信息

农田土壤中微塑料的不断积累可能会影响含氧多环芳烃(OPAHs)的自然衰减行为.通过土壤微宇宙实验,研究了质量分数为1%和0.01%低密度聚乙烯微塑料(LDPE)对土壤中OPAHs自然衰减的影响,并探究了细菌群落响应与OPAHs自然衰减的关联.土壤中初始ω(OPAHs)为34.6 mg·kg^(-1),培养14 d时LDPE抑制了土壤中OPAHs的自然衰减,LDPE处理组ω(OPAHs)较对照组高出0.9~1.6 mg·kg^(-1),抑制程度随LDPE质量分数增大而增大;28 d时3个处理组间土壤中OPAHs含量无显著差异,LDPE抑制效应消失.LDPE处理未改变OPAHs污染土壤中群落优势物种组成,但影响了部分优势物种相对丰度;使门水平上变形菌门和放线菌门等相对丰度增加;使属水平上芽孢杆菌属相对丰度下降,而小单孢菌属、鞘氨醇单胞菌属和硝化螺旋菌属相对丰度增加(为LDPE及内源物的潜在降解菌),这4个菌属均是属水平上主导组间群落差异的主要物种.LDPE使细菌群落的α和β多样性发生了变化,但差异不显著.LDPE影响了细菌群落的功能,降低了多环芳烃降解基因的总丰度及部分降解酶丰度,抑制了多环芳烃降解菌的生长,进而干预了OPAHs自然衰减.

关键词：微塑料(MPs) 低密度聚乙烯(LDPE) 含氧多环芳烃(OPAHs) 自然衰减细菌群落

基于S-SAR边坡雷达的超高海拔露天矿山边坡监测技术研究

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矿产勘查 2024年第S1期15卷 149-153页

作者：古鹏西藏巨龙铜业有限公司西藏拉萨850200

为研究超高海拔露天矿山边坡雷达监测技术,本文以西藏巨龙铜矿露天采场西山高陡边坡划定的重点监测区域为研究对象,分析合成孔径边坡雷达(S-SAR)监测数据。结果表明:超高海拔露天矿边坡雷达监测数据特征主要受天气气候因素的影响。其中... 详细信息

为研究超高海拔露天矿山边坡雷达监测技术,本文以西藏巨龙铜矿露天采场西山高陡边坡划定的重点监测区域为研究对象,分析合成孔径边坡雷达(S-SAR)监测数据。结果表明:超高海拔露天矿边坡雷达监测数据特征主要受天气气候因素的影响。其中,高海拔露天矿边坡冻融循环是影响边坡稳定性及雷达监测的重要因素,冻结导致土体膨胀,增加内部压力,而融化使土体强度减弱,融水渗透加剧。因此,通过研究超高海拔边坡雷达监测数据特征,提早发现边坡的变形情况,了解边坡的变形规律,能有效提升矿山边坡的整体安全性。

关键词：超高海拔露天矿山边坡雷达边坡稳定性监测技术

基于Web前端可视化的GDP数据进度条对比及呈现

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电脑编程技巧与维护 2024年第5期 127-129,169页

作者：古鹏飞广州市番禺区职业技术学校广州511495

Web前端数据可视化是利用Web技术将数据以图形或图像形式展示出来,进而优化数据理解和分析过程。研究详细阐述,如何结合HTML、CSS、Javascript及Jquery等前端技术,动态地呈现API数据,并以数据进度条的形式呈现。

关键词： Web可视化前端技术动态呈现

广州市南沙区:探索“双重预防机制”规范化新路径

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广东安全生产技术 2024年第8期 67-68页

作者：古鹏陈创彬南沙区应急管理局

2021年修订的《安全生产法》首次明确,企业要“构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制”。然而,由于缺乏统一的规范标准、基本概念和逻辑不清楚、责任分工不明确等原因,双重预防机制难以真正落实到位。广州市南沙区应急管理... 详细信息

2021年修订的《安全生产法》首次明确,企业要“构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制”。然而,由于缺乏统一的规范标准、基本概念和逻辑不清楚、责任分工不明确等原因,双重预防机制难以真正落实到位。广州市南沙区应急管理局针对辖区高风险领域企业及小微企业安全管理水平参差不齐的实际,充分发挥政府部门的监督指导作用,以试点示范企业为标杆,探索双重预防机制规范化、信息化建设有效路径。

关键词：小微企业双重预防机制隐患排查治理信息化建设高风险领域广州市南沙区安全管理水平规范化

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黑龙江多宝山铜业矿山植物多样性评价

分子植物育种 2024年

作者：张捷蔡静雯单琼古鹏刘海龙崔鑫唐中华东北林业大学园林学院东北林业大学化学化工与资源利用学院黑龙江多宝山铜业股份有限公司

本研究以黑龙江多宝山铜业矿山周边的植被为研究对象，调查分析了矿山开采对周边植物多样性的影响。结果表明，矿山周边林地共有112种植物，隶属36科87属，乔木层以桦木科植物为主；灌木层以蔷薇科植物为主；草本层以菊科、蔷薇科、百... 详细信息

本研究以黑龙江多宝山铜业矿山周边的植被为研究对象，调查分析了矿山开采对周边植物多样性的影响。结果表明，矿山周边林地共有112种植物，隶属36科87属，乔木层以桦木科植物为主；灌木层以蔷薇科植物为主；草本层以菊科、蔷薇科、百合科植物为主。矿山周边自然植被的灌木层和草本层Shannon-Wiener 指数、Simpson指数、丰富度指数、Pielou指数的变化趋势一致，且随着至开采中心的距离增加，均呈升高趋势。在矿山周边的自然植被范围内，中部区域与外部区域物种相似度较高，其他区域间物种相似性指数较低。综合看来，黑龙江多宝山铜业矿山开采活动影响到了矿山周边自然植被的物种多样性。研究结果为该区域制定基于科学的修复和保护策略提供了理论依据。

关键词：矿山开采植物多样性植被结构保护策略