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TiO2纳米管光催化降解剩余污泥中有机物和抗生素抗性基因效能研究

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TiO2纳米管光催化降解剩余污泥中有机物和抗生素抗性基因效能研究

作者：阮玲玉大连海事大学

学位级别：硕士

剩余污泥具有较高的有机物含量,有机物的水解是制约污泥降解的关键因素。同时污泥又是抗生素抗性基因至关重要的载体,易导致抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的转移和扩增,如果不处理妥当,会威胁公共安全。目前应用的... 详细信息

剩余污泥具有较高的有机物含量,有机物的水解是制约污泥降解的关键因素。同时污泥又是抗生素抗性基因至关重要的载体,易导致抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的转移和扩增,如果不处理妥当,会威胁公共安全。目前应用的污泥降解技术存在一定的局限性,不足以达到同时高效降解污泥中的有机物和抗生素抗性基因的效果。本研究制备了一种TiO纳米管材料,基于TiO纳米管优异的光化学性能以及便于分离和回收的优势,将其用于污泥的光催化降解,研究污泥有机物和ARGs的降解效能。分析了TiO纳米管光催化降解污泥可溶性化学需氧量(Soluble chemical oxygen demand,SCOD)、可溶性多糖、可溶性蛋白质、可溶性氨氮的浓度变化,揭示了TiO纳米管光催化降解污泥中有机物的效能;解析了TiO纳米管光催化降解污泥剩余污泥ARGs和微生物群落丰度和组成的变化,探究了TiO纳米管光催化降解污泥中ARGs的削减效能。TiO纳米管的强氧化作用可使污泥中的有机物充分水解溶出,从而进一步提升污泥中有机物的降解效率,使有机物降解率相较于光照组提高39.3%～46.7%,污泥SCOD浓度较紫外光照作用提高了17.2%～49.2%。经过TiO纳米管催化后污泥中可溶性多糖浓度增加至20.30±1.01 mg/L,相较于紫外光照提升了2.17倍左右;可溶性蛋白质浓度达到了45.26±2.26 mg/L,相较于紫外光照提升了1.74倍左右;可溶性氨氮的浓度提升至21.08±1.05 mg/L,相较于紫外光照提升了19.6%～23.7%。经过TiO纳米管光催化处理3小时后,污泥ARGs的总丰度降低了5.5%～9.0%,抑制了大部分ARGs的增殖扩散,促进了少量ARGs的增殖。一方面,TiO纳米管光催化抑制了evg S、arl S、van RM和bas S等基因的增殖,将其相对丰度控制在0.034、0.009、0.005、0.013水平;另一方面,TiO纳米管光催化在一定程度上促进了少量ARGs的增殖,如ade L的相对丰度从0.0037增加至0.012;Nmc R相对丰度从0.0043增加至0.021。经过TiO纳米管光催化后,使剩余污泥中的抗性功能和组成发生较大的改变。剩余污泥中有一部分的抗性功能减弱,例如枯草杆菌抗生素的抗性基因从占比14%～15%减少到4.2%～5.3%;对磺胺类药物的抗性基因占比从9.2%～12%下降到5.4%～6.2%。污泥中部分抗性功能增强了,例如抗生素氟喹诺酮相关的抗性基因从在原始污泥中占比为4.0%左右大幅度上升至24%～31%。与此类抗性基因具有相同变化趋势的抗性类型还有以下几种,卡那霉素抗性基因,氯霉素抗性基因,西索霉素抗性基因,地贝卡星抗性基因,妥布霉素抗性基因,庆大霉素抗性基因。TiO纳米管光催化降解污泥使微生物群落的丰度和组成在门、纲、属的水平上都发生了明显变化。在门的水平上,一方面,TiO纳米管光催化在一定程度上抑制了多种微生物群落的增殖,绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度分别下降了1.64%、4.28%、0.29%、0.66%、0.54%、0.55%;另一方面,TiO纳米管光催化促进了变形菌门(Proteobacteria)的增殖,使其相对丰度增长了16.28%。在纲的水平上,一方面,TiO纳米管光催化在一定程度上抑制了多种微生物群落的增殖,Ardenticatenia菌纲、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)的相对丰度分别下降了1.4%、1.6%;另一方面,TiO纳米管光催化在一定程度上促进了某些微生物群落的增殖,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、放线菌门放线菌纲(Actinobacteria)的相对丰度分别上升至14.8%、3.52%、1.69%。在属的水平上微生物群落类型减少了61种。并且TiO纳米管光催化通过降解污泥中的微生物影响降解有机物和ARGs的去除效果。一方面,微生物被TiO纳米管光催化分解后会释放包括蛋白质在内的有机物,影响着污泥中有机物的含量和归趋,进而影响TiO纳米管光催化降解污泥中有机物的效能;另一方面,微生物为ARGs提供了增殖和迁移转化的条件,TiO纳米管光催化降解污泥中的微生物使ARGs扩散增殖的风险降低了,从而影响了TiO纳米管光催化降解污泥中ARGs的效能。

关键词：剩余污泥 TiO2纳米管有机物抗生素抗性基因

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本文提出一种基于51单片机的智能小车设计,可实现循迹、追光、避障、记录磁片个数(记录路程)等功能.本设计的硬件结构主要由单片机小系统板、电机驱动板、追光板等构成,软件部分主要完成循迹、追光、记录磁片个数等程序设计.通过对本设计的软硬件实时测试,其功能能稳定运行,达到设计的预期目标.通过对本设计可提高电子设计和单片机编程的兴趣和能力,具有一定的现实和实用价值.

关键词：单片机智能小车循迹追光

基于代谢组学/药动学整合策略的多组分中药药效物质基础研究

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中药药代动力学以及中药药效物质基础长期以来都是中药学研究的瓶颈问题。考虑到中药化学成分的多样性及其复杂性带来的困难,以及内源性功能小分子对人类代谢影响的重要性,本文提出了整合药代动力学和代谢组学的方法。以代谢组为桥梁,从机体对中药产生的内源性小分子应答这一角度,通过同时监测中药原型及被代谢成分(药代)和内源性小分子代谢物(代谢组)的变化,将二者通过多变量统计分析技术进行关联。这一方法合理简化了中药和人体这两个复杂系统,可以全面探索彼此的交互效应,考察单个药物成分在这两个系统中的作用和地位。

关键词：中药代谢组学药代动力学药效物质基础

大学生考证与就业能力的关联性研究——以仰恩大学工商管理系为例

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广西质量监督导报 2020年第6期 77-78页

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许多高校的大学生为了应对就业困难,逐渐掀起了"考证"的热潮。本文以大学生考证和就业能力的关联性作为中心,发放问卷进行调查研究,描述大学生考证的现状以及大学生就业能力的自我衡量,探讨大学生考证与就业能力之间是否存在关联,通过得出的结论并提出相关的建议。

关键词：在校大学生就业能力考证

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