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微拟球藻分级醇沉多糖的理化特性与抗氧化活性

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食品与发酵工业 2024年

作者：林丽芹王宝贝肖金艳向瑞琦路亚辉加晶近海资源生物技术福建省高校重点实验室微藻生物能源与资源北京市重点实验室泉州师范学院化工与材料学院国家开发投资集团有限公司国投生物科技投资有限公司国投微藻生物科技中心泉州师范学院海洋与食品学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室福州大学先进制造学院

为促进微拟球藻多糖的高值化利用，该研究采用40%、60%和80%的乙醇分级沉淀微拟球藻多糖得到NSP40、NSP60和NSP80 3个组分，通过高效液相色谱（high performance liquid chromatography， HPLC）、凝胶色谱-示差-多角度激光光散射系统（... 详细信息

为促进微拟球藻多糖的高值化利用，该研究采用40%、60%和80%的乙醇分级沉淀微拟球藻多糖得到NSP40、NSP60和NSP80 3个组分，通过高效液相色谱（high performance liquid chromatography， HPLC）、凝胶色谱-示差-多角度激光光散射系统（high pressure gel chromatography-muitiple angle light scattering detector-differential refractive index detector， HPSEC-MALS-RI）、傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectrometer， FT-IR）和流变仪等方法对多糖的单糖组成、分子质量、结构、流变特性等理化性质进行分析，并评价其抗氧化活性。结果表明，多糖得率、总糖含量与乙醇浓度呈正相关。当乙醇浓度为80%时，多糖得率和总糖含量最高，分别为（3.48±0.04）%和（74.43±0.76）%。NSP的糖醛酸含量、单糖组成、分子质量分布等理化性质受乙醇浓度影响。其中，NSP60的平均分子质量和黏度是所有NSP中最高的。3个NSP组分均为Glc、Man、Gal、Rib、Rha、Fuc、Xyl、Ara和Glc-UA等9种单糖为单元构建的杂多糖，各组分间的单糖摩尔比差异较大。抗氧化分析结果表明，NSP40的ABTS阳离子自由基、羟自由基的清除能力最强，而NSP60的总还原力最强。可见，分级醇沉法可以用于对微拟球藻多糖的初步分离，获得不同理化性质和生物活性的多糖组分。

关键词：微拟球藻多糖分级醇沉理化特性抗氧化活性

梯度醇沉雨生红球藻渣多糖的理化性质及体外抗氧化活性研究

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食品工业科技 2024年

作者：肖金艳宋瑞萍王宝贝林丽芹谢友坪加晶福州大学先进制造学院泉州师范学院海洋与食品学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室近海资源生物技术福建省高校重点实验室泉州师范学院化工与材料学院福州大学生物科学与工程学院微藻生物能源与资源北京市重点实验室国家开发投资集团有限公司国投生物科技投资有限公司国投微藻生物科技中心

为探索雨生红球藻渣多糖的综合利用价值，本研究采用40%、60%和80%的乙醇梯度分离雨生红球藻渣多糖，依次得到HP40、HP60、HP80三个粗多糖组分，通过高效液相色谱（HPLC）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、凝胶色谱-示差-多角度激光光散射系... 详细信息

为探索雨生红球藻渣多糖的综合利用价值，本研究采用40%、60%和80%的乙醇梯度分离雨生红球藻渣多糖，依次得到HP40、HP60、HP80三个粗多糖组分，通过高效液相色谱（HPLC）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、凝胶色谱-示差-多角度激光光散射系统（HPSEC-MALS-RI）等方法对各组分多糖的单糖组成、分子量、结构、粒径和Zeta电位等理化特性进行分析，并测定其抗氧化活性。结果表明，乙醇浓度显著影响所沉淀雨生红球藻渣多糖的理化性质和抗氧化活性。醇沉粗多糖的得率和纯度随着乙醇浓度的增加而降低，并且乙醇浓度越高，沉淀的粗多糖分子量越低。本研究提取的粗多糖的纯度较高，其中HP40的总糖含量可达99.46% ± 0.015%。三种组分均包含Glc、Man、Gal、Ara、Rha、Xyl、Fuc、Glc-UA这8种单糖，但单糖组成及比例并不相同，与HP40相比，HP60和HP80还含有核糖，共有9种单糖。HP的粒径和Zeta电位分析结果表明，HP80的粒径最小（73.505 ± 2.405 nm）且Zeta电位的绝对值最大（-11.6 mV）。抗氧化分析结果表明，HP80的抗氧化活性最强，且对羟自由基的清除率最高可达96%以上（10.0 mg/mL）。综上所述，梯度醇沉可以对雨生红球藻渣多糖进行初步分离，得到单糖组成、粒径、分子量、抗氧化活性各不相同的粗多糖。其中，40%乙醇所沉淀的粗多糖得率和糖含量最高，80%乙醇所沉淀的粗多糖分子量最小、抗氧化能力最强。

关键词：雨生红球藻渣多糖梯度醇沉理化性质抗氧化活性单糖组成分子量粒径

新兴的多元铋系光催化剂:结构分类、制备、改性及应用

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第2期57卷 18-50页

作者：李敏于世新黄洪伟北京林业大学环境科学与工程学院水体污染源控制技术北京市重点实验室污染水体源控制与生态修复技术北京市高等学校工程研究中心北京100083 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院地质碳储与资源低碳利用教育部工程研究中心非金属矿物与固废资源材料化利用北京市重点实验室矿物岩石材料开发应用国家专业实验室北京100083

光催化技术能够利用太阳能实现污染物降解和能源物质合成,被认为是解决环境污染和能源短缺两大难题的极具潜力的方法之一.探索新型光催化剂是推进光催化技术发展的重要途径.铋系光催化剂因具有独特的晶体结构、良好的杂化电子能带结构... 详细信息

光催化技术能够利用太阳能实现污染物降解和能源物质合成,被认为是解决环境污染和能源短缺两大难题的极具潜力的方法之一.探索新型光催化剂是推进光催化技术发展的重要途径.铋系光催化剂因具有独特的晶体结构、良好的杂化电子能带结构和多元的化学组成而表现出较好的光催化性能.多种传统铋系光催化剂已被广泛的制备和研究,它们具有不同的光吸收能力以及氧化还原能力,已经在污染物降解、水分解产氧等应用中取得成效.近年来越来越多的新型多元铋系光催化剂被开发,为不同的光催化反应提供了更多催化剂选择.因此有必要对近几年开发的新型铋系光催化材料进行总结,并为铋系光催化材料研究和发展提供一定的参考.本文综述了近十年共60余种新兴多元铋系光催化剂的研究进展,从多个角度进行系统的梳理和总结.首先,对60余种新型铋系光催化材料进行了汇总,并根据晶体结构构型进行了分类,包括Sillén,Sillén-related,Aurivillius,Sillén-Aurivillius以及其他结构类型共5大类,每种材料都具有从原子尺度到宏观尺度的独特结构,因此本文进一步对新型铋系材料的结构性规律进行了总结,主要分为层状铋系化合物和非层状铋系化合物.在此基础上,概括了材料的合成方法,目前多元铋系光催化材料的合成方法主要为水热溶解热法和高温固相法,分别讨论了不同合成方法对不同结构类型材料制备的优势,尤其在获得高性能的光催化剂方面,材料合成方法起到决定性作用.此外,归纳了针对提高新兴多元铋系光催化剂性能的修饰策略.材料改性修饰是目前铋系材料研究的热点,适当的合成方法结合相应的改性修饰可以获得更理想的光催化材料,阐述了形貌调控、特定晶面暴露、异质结构建、极性电场构建等方法对新型铋系材料性能促进的机理,并对各种策略存在的优缺点进行了总结.同时概述了新型多元铋系材料在不同光催化应用领域的进展,包括液体和气体污染物的降解、水裂解生成氢气和氧气、二氧化碳还原、固氮、硫化氢裂解生成氢气、有机合成等,为拓展不同多元铋系光催化剂的应用领域提供参考.最后,本文对新型多元铋系材料目前仍存在的关键问题以及未来的研究趋势进行了展望,希望能为铋系材料的进一步研发提供一定的启发.

关键词：铋系材料光催化晶体结构层状结构光催化应用

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尿液中药物与耐药污染及削减技术研究进展

中国环境科学 2024年第2期44卷 1122-1133页

作者：徐国韬周晓琴李子富赵美娟北京科技大学能源与环境工程学院北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室北京100083 同济大学水利部长三角城镇供水节水及水环境治理重点实验室上海200092

尿液回用有助于构建“人体-土壤-植物-人体”之间的可持续物质循环.然而尿液中残留的药物、耐药菌和耐药基因也会随着这一循环在环境中富集并最终回到人体,存在潜在健康风险.本文总结了源分离尿液中的药物及耐药污染特性,研究表明,尿液... 详细信息

尿液回用有助于构建“人体-土壤-植物-人体”之间的可持续物质循环.然而尿液中残留的药物、耐药菌和耐药基因也会随着这一循环在环境中富集并最终回到人体,存在潜在健康风险.本文总结了源分离尿液中的药物及耐药污染特性,研究表明,尿液中已检测出34种药物,平均浓度在0.07~2.7×10^(3)μg/L之间,检出频率在0.7%~100%之间,尿液中已检出的耐药基因有12种.针对此类污染物去除,主要有自然储存法、吸附法、膜分离技术、电化学法、生物方法,其中电化学技术显示出对于尿液中抗生素抗性基因的良好去除效率,最多可去除尿液中4.18log的bla_(KPC),但是应用于实际现场处理时还需要通过设计更合理的电极材料来提高使用寿命、降低能耗.此外,大多削减技术仍处于实验室研究阶段,对已有技术进行优化或使用多种技术联合处理尿液以削减药物及相关耐药性污染是未来研究的重点.

关键词：源分离尿液耐药微生物抗生素抗性基因削减技术

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煤炭生态型露天开采理论与技术体系及其应用

煤炭学报 2024年第5期49卷 2426-2444页

作者：李全生煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102209 国家能源投资集团有限责任公司北京100011

煤炭大规模露天开采会引起土地挖损与压占、地下水疏干、水土流失、植被破坏、大气污染、区域景观破损等生态问题。针对现有露天煤矿生态修复技术较为单一,缺乏从开采源头减损和生态全要素系统性修复技术的难题,提出了“减损开采与生态... 详细信息

煤炭大规模露天开采会引起土地挖损与压占、地下水疏干、水土流失、植被破坏、大气污染、区域景观破损等生态问题。针对现有露天煤矿生态修复技术较为单一,缺乏从开采源头减损和生态全要素系统性修复技术的难题,提出了“减损开采与生态系统修复”的理念,阐述了露天煤矿生态型开采的内涵与特征,提出了露天煤矿生态型开采关键科学问题和基础理论框架,研发了“采前生态化设计−采中减损开采−生态系统修复”的全生命周期生态减损开采和生态全要素(水、土、大气、植被、景观)系统修复技术,创建了露天煤矿生态型开采理论与技术体系,形成了可推广可复制的露天矿生态型开采模式。研究成果应用表明,半干旱区胜利露天矿生态型开采示范区减少土地挖损和压占面积60003 m^(2)/a,排土场生态修复期提前1 a以上,植被覆盖率较本底值提高41.78%,地面水库(蓄水量40万m^(3))实现了矿井水的分季节、分级分质利用;酷寒区宝日希勒露天矿生态型开采示范区减少土地挖损和压占面积106672 m^(2)/a,新生物种从14种增加到21种,土壤含水率提升10%,土壤年侵蚀率降低59.6%,植被覆盖率较本底值提高37.96%,露天煤矿地下水库(储水容量122万m^(3))实现了矿坑水“冬储夏用”,取得了显著的生态修复效果。

关键词：露天煤矿生态型开采减损开采系统修复全周期

基于光合突变池的雨生红球藻优异性状藻株挖掘

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海洋与湖沼 2024年第3期55卷 691-699页

作者：高歌姜思方鲲鹏卞瑶王宏伟辽宁师范大学生命科学学院辽宁大连116081 辽宁省植物生物技术重点实验室辽宁大连116081 中国科学院青岛生物能源与过程研究所生物燃料重点实验室山东青岛266101

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis Flotow)是天然虾青素的主要来源,其高成本、低效率的规模化生产难以满足市场需求。建立快速获得优质突变株的筛选策略有助于提高雨生红球藻的种质资源开发效率,获得虾青素高富集的优质藻株。以雨生... 详细信息

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis Flotow)是天然虾青素的主要来源,其高成本、低效率的规模化生产难以满足市场需求。建立快速获得优质突变株的筛选策略有助于提高雨生红球藻的种质资源开发效率,获得虾青素高富集的优质藻株。以雨生红球藻NIES-144为出发藻株,通过甲基磺酸乙酯(ethyl methylsufone,EMS)诱变和高光处理获得光合突变池。以叶绿素荧光参数为检测指标能够快速筛选出生长速率和虾青素积累能力发生变化的突变藻株。结果显示,从该光合突变池中随机选取11株藻株的增殖能力和虾青素积累能力均与原始对照株存在不同程度的差异,45%的突变株在增殖能力和虾青素积累能力方面显著优于对照株。该结果表明雨生红球藻的光化学活性与增殖和其虾青素积累能力之间存在着紧密的联系,证实基于光合突变池挖掘优异性状雨生红球藻的策略具有可行性,为微藻优良藻株的获取提供新思路。

关键词：雨生红球藻虾青素突变株筛选高光胁迫叶绿素荧光参数

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矿井水反渗透系统阻垢剂成分与阻垢机制

工程科学学报 2024年第6期46卷 1004-1011页

作者：李曈徐梦兰赵悦任舒阳王霄郭开祥李从举国家能源集团煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京102209 北京科技大学能源与环境工程学院北京100083

矿井水反渗透浓水中阻垢剂可以抑制Ca^(2+)、Mg^(2+)结晶沉淀导致双碱法投药量高、除硬效果差,影响后续蒸发结晶分盐效果.探究反渗透系统中阻垢剂成分及阻垢机制是实现Ca^(2+)、Mg^(2+)脱稳、解决深度除硬与零排放问题的关键.本文首先... 详细信息

矿井水反渗透浓水中阻垢剂可以抑制Ca^(2+)、Mg^(2+)结晶沉淀导致双碱法投药量高、除硬效果差,影响后续蒸发结晶分盐效果.探究反渗透系统中阻垢剂成分及阻垢机制是实现Ca^(2+)、Mg^(2+)脱稳、解决深度除硬与零排放问题的关键.本文首先测定反渗透浓水水质条件,通过超滤分级、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱(EEM)分析得出溶解性有机物主要为分子量生物代谢产物和类腐殖酸物质;根据13C和31P核磁共振(NMR)谱化学位移特征(甲基碳、季碳和C—PO_(3)H_(2)结构),确定阻垢剂主要成分为羟基乙叉二膦酸(HEDP);吸附去除88.55%总磷和38.86%COD后,双碱滴定结果表明,Ca^(2+)沉淀完全所需CO^(2)_(-3)的投加量从2845.8减少至826.8 mg·L^(-1),表明HEDP主要阻止Ca^(2+)结晶成垢;重新利用HEDP复配,CO^(2)_(-3)投加量仅增加至1626.3 mg·L^(-1),说明吸附去除的部分有机物具有一定分散作用,可以抑制溶液中Ca^(2+)结晶团聚.HEDP与溶解性有机物的协同阻垢机制,为矿井水反渗透浓水中Ca^(2+)、Mg^(2+)深度去除提供重要理论依据和调控策略.

关键词：反渗透浓水阻垢剂羟基乙叉二膦酸核磁共振阻垢机制

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锯末覆盖对沼液贮存过程温室气体排放的影响

农业环境科学学报 2024年

作者：魏佳欣罗一鸣郭伟刘婉岑罗文海李国学张智烨亓传仁中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室农业农村部农业绿色低碳重点实验室北京市畜牧总站兰州新融环境能源工程技术有限公司

为有效控制沼液贮存过程中的温室效应，以锯末为覆盖材料，探究在沼液贮存过程中不同覆盖厚度（2、4 cm和6 cm）条件对氨气(NH3)和温室气体[氧化亚氮(N2O)和甲烷(CH4)]排放、微生物群落结构的影响，以综合温室效应为评价指标，筛选出经... 详细信息

为有效控制沼液贮存过程中的温室效应，以锯末为覆盖材料，探究在沼液贮存过程中不同覆盖厚度（2、4 cm和6 cm）条件对氨气(NH3)和温室气体[氧化亚氮(N2O)和甲烷(CH4)]排放、微生物群落结构的影响，以综合温室效应为评价指标，筛选出经济有效的降低温室效应的覆盖厚度。结果表明：锯末2、4 cm和6 cm覆盖对NH3减排率分别为37.5%、19.4%和24.2%；对N2O减排率分别为-84.7%、41.9%和44.6%；对CH4减排率分别为-18.7%、16.3%和23.7%。从微生物群落结构来看，各覆盖处理均降低了与碳、氮循环相关的微生物丰度，减弱了沼液内部有机质的分解和温室气体的产生。然而，随着覆盖厚度的增加，锯末材料沉降腐解增强，对碳、氮循环功能削弱效果逐渐降低，但是对气体逸出的吸附和阻碍作用仍然随着覆盖厚度的增加而增强，沼液产生的总CO2当量也逐渐减小。综合各种温室效应贡献气体排放情况，不覆盖处理和锯末2、4、6 cm覆盖处理的单位体积沼液35 d产生的总CO2当量分别为10.2、13.0、7.9、7.3 g CO2e·L-1。因此，采用4 cm厚的锯末覆盖沼液是较为经济有效的覆盖方案。

关键词：锯末沼液覆盖厚度温室效应微生物群落结构

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厨余垃圾厌氧发酵定向产酸的影响因素

化工进展 2024年

作者：孙文瑾王雪梅李子富北京科技大学能源与环境工程学院北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室

自垃圾分类工作的不断推进落实，厨余垃圾的分出量急剧增长。由于其极易变质，在收集、运输和储存过程中可能会对环境造成二次污染，厨余垃圾的处理处置问题逐渐成为人们的研究热点。现有的主要处理技术有填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧发... 详细信息

自垃圾分类工作的不断推进落实，厨余垃圾的分出量急剧增长。由于其极易变质，在收集、运输和储存过程中可能会对环境造成二次污染，厨余垃圾的处理处置问题逐渐成为人们的研究热点。现有的主要处理技术有填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧发酵等，由于焚烧和填埋的方式是非常不环保的，好氧堆肥和厌氧发酵更具有良好的资源化属性，水解产酸是厌氧发酵技术的一个研究方向，厨余垃圾是产酸的合适原料。因此，本文针对水解产酸技术发展进行了梳理和分析，基于厨余垃圾水解产酸的代谢机理，重点介绍了影响厨余垃圾产酸效果的两种因素，即水解微生物和水解条件。针对挥发性脂肪酸的不同应用场合，分别讨论了其所需的酸类组成，分析总结了不同产酸微生物的类别及其产酸效果，在不同pH、温度、有机负荷以及投加试剂的条件下对产酸的影响，并针对定向产酸需求提出解决方案，希望为未来研究提供支持。

关键词：水解厌氧定向产酸厨余垃圾水解微生物挥发性脂肪酸