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双氰胺改性芦苇生物炭对水中硝态氮吸附特性研究

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中国环境科学 2025年

作者：水金保夏苑齐娅荣肖廷琦钟艳霞宁夏大学生态环境学院清华大学环境学院宁夏大学土木与水利工程学院

我国氮肥利用率较低且氮流失严重，易引发水体富营养化及地下水污染，而添加生物炭可有效缓解此现状。基于此，本文以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态... 详细信息

我国氮肥利用率较低且氮流失严重，易引发水体富营养化及地下水污染，而添加生物炭可有效缓解此现状。基于此，本文以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态氮的影响，并分析生物炭吸附硝态氮的吸附动力学、热力学特性，以期实现干旱半干旱地区芦苇秸秆的资源化利用、提高氮肥利用率，为其提供理论依据和技术支撑。结果表明，将芦苇秸秆在500℃、2h预碳化，与改性材料在700℃、2h的条件下活化，获得的DBC的吸附性能最佳，去除率达75.5%。与未经活化的BC相比，改性生物炭表面凹陷，孔隙密集，官能团增加，比表面积增加7-10倍。硝酸钾浓度为500mg/L时，BC(芦苇生物炭)、DBC(双氰胺改性生物炭)、MBC（氯化镁改性生物炭）的最适添加量为1g，HBC(盐酸改性生物炭)为0.8g；微碱环境下DBC对硝态氮的吸附效果良好，并在pH值为9时吸附量最大。4种生物炭对硝态氮的吸附更符合准二级动力学模型，等温吸附曲线更适用于Langmuir方程拟合，说明其以单分子吸附为主。DBC对硝态氮的吸附性能优良，可为去除水体环境中的硝酸盐污染提供新途径。综上所述，双氰胺改性芦苇秸秆生物炭是有效和可行的，可用于废水中硝态氮的去除且双氰胺改性生物炭在废水处理和土壤氮回收方面具有潜在的应用价值。

关键词：芦苇秸秆双氰胺改性生物炭硝态氮吸附特性

微量元素及低温下环境改变对生物膜硝化性能的影响

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中国环境科学 2025年

作者：李琦阎登科范艳艳曹望宋红彪李海松知和环保科技有限公司郑州大学生态与环境学院

为探究微量元素及低温下环境条件改变对硝化性能的影响，建立生物膜反应器，以含NH4+-N模拟废水为处理对象，研究了微量元素、低温、曝气量和流速对生物膜反应器硝化性能的影响，利用16S rRNA高通量测序技术分析微生物群落结构.结果表... 详细信息

为探究微量元素及低温下环境条件改变对硝化性能的影响，建立生物膜反应器，以含NH4+-N模拟废水为处理对象，研究了微量元素、低温、曝气量和流速对生物膜反应器硝化性能的影响，利用16S rRNA高通量测序技术分析微生物群落结构.结果表明，微量元素显著影响硝化性能（p生物群落结构分析结果表明，硝化细菌Nitrosomonas和Nitrospira在运行过程中富集，保证了低温条件下反应器仍能具有稳定的硝化性能.

关键词：硝化反应生物膜微量元素低温曝气量流速

基于随机森林的秦淮河流域水体汛期污染强度影响机制

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环境科学 2025年第1期46卷 193-203页

作者：邓雅静李一平潘泓哲谢鑫苗刘军赵明明严春敏郑婉婷金巧依河海大学环境学院江苏省南京环境监测中心

解析流域汛期污染强度分布特征，识别影响汛期污染强度的主要因素是实现面源污染精准治理的重要基础.基于收集的2021～2022年秦淮河流域干流河道4个典型断面地表水水质数据和降雨数据，计算流域汛期污染强度并解析其分布特征，选取具有... 详细信息

解析流域汛期污染强度分布特征，识别影响汛期污染强度的主要因素是实现面源污染精准治理的重要基础.基于收集的2021～2022年秦淮河流域干流河道4个典型断面地表水水质数据和降雨数据，计算流域汛期污染强度并解析其分布特征，选取具有代表性的自然和社会因素，构建基于随机森林算法的氨氮（NH4+-N）、高锰酸盐指数和总磷（TP）汛期污染强度模型，识别各指标汛期污染强度的主要驱动因素并分析其影响机制.结果表明，降雨是导致秦淮河流域断面水质超标的主要驱动因素，研究区域断面水质超标3 d内有降雨事件的占比在61.4%～97.4%之间. NH4+-N和TP汛期污染强度呈现由上游至下游逐渐增加的趋势，NH4+-N是中游七桥瓮断面和下游三汊河口断面的首要污染物，汛期污染强度分别为0.12～2.98和0.31～3.84，上游洋桥断面高锰酸盐指数汛期污染强度最大，为0.41～1.35，位于引江清水通道上的将军大道断面各指标汛期污染强度相较于其余3个断面均处于较低水平.引水量是NH4+-N和高锰酸盐指数汛期污染强度降低的重要影响因素（P<0.01），建成区面积占比与NH4+-N和TP汛期污染强度呈显著正相关，耕地面积占比与高锰酸盐指数汛期污染强度呈显著正相关，林地面积占比与这3个指标汛期污染强度呈显著负相关.在小雨、中雨和大雨情况下，场次降雨量与各指标汛期污染强度均呈显著正相关，暴雨情况下汛期污染强度维持在较高值. NH4+-N和TP雨后污染主要来源于研究区域中下游，受建成区面积占比和引水量等区域特征影响显著（P<0.01），高锰酸盐指数雨后污染主要来源于耕地面积分布较广的上游地区，受流量影响显著（P<0.01）.

关键词：汛期污染强度分布特征影响因素随机森林秦淮河流域

一种新型的含筛孔八棱锥内构件泡沫分离设备的构建及其应用

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食品工业科技 2025年第1期46卷 104-113页

作者：薛静丽方思含张才亮韩娟吴嘉聪王蕾王赟江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013 江苏大学化学化工学院江苏镇江212013

目的:本研究设计了一种新型的含筛孔八棱锥内构件,用以强化泡沫排液,提高泡沫分离效率。方法:以重组β-葡萄糖苷酶(Glu-linker-ELP50-GB,GLEGB)发酵液为模型,考察内构件的结构参数(个数、间距、筛孔直径)和泡沫分离实验参数(温度、初始... 详细信息

目的:本研究设计了一种新型的含筛孔八棱锥内构件,用以强化泡沫排液,提高泡沫分离效率。方法:以重组β-葡萄糖苷酶(Glu-linker-ELP50-GB,GLEGB)发酵液为模型,考察内构件的结构参数(个数、间距、筛孔直径)和泡沫分离实验参数(温度、初始蛋白浓度、气体流速、装液量)对GLEGB富集比和回收率的影响。此外,基于弹性蛋白样多肽(elastin-like polypeptides,ELPs)的温敏性,对重组β-葡萄糖苷酶泡沫液进一步纯化,并通过圆二色光谱仪(CD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和傅里叶-红外光谱仪(FT-IR)对纯化后GLEGB的结构进行分析。结果:在内构件数量为5、间距为78 mm、筛孔直径为2 mm、蛋白质初始浓度为0.3 mg/mL、温度为45℃、气体流速为200 mL/min、装液量为100 mL的最佳条件下,GLEGB的蛋白富集比为2.46±0.10是对照柱的1.33倍,对重组β-葡萄糖苷酶泡沫液进一步纯化后GLEGB的纯化倍数为37.25±0.60,此外,结果证明纯化过程不会影响GLEGB的结构。结论:本研究设计的含筛孔八棱锥内构件可以有效地提高从发酵液中分离GLEGB的富集比,为泡沫分离设备的设计、研究及工艺优化提供了新的研究思路。

关键词：泡沫分离富集比重组 β-葡萄糖苷酶内构件

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赛培研有机融合培养工业微生物育种新质人才

微生物学通报 2025年

作者：杨套伟潘学玮邵明龙徐美娟张显张玲段作营陈献忠饶志明江南大学生物工程学院

面向新一轮科技革命和产业变革，针对新工科背景下学生解决工业微生物育种复杂问题能力要求不断提升的要求，以“厚植家国情怀，强化交叉融合，注重创新实践能力培养”的理念为引领，以学科竞赛为载体，构建并实践了“价值塑造、创新教... 详细信息

面向新一轮科技革命和产业变革，针对新工科背景下学生解决工业微生物育种复杂问题能力要求不断提升的要求，以“厚植家国情怀，强化交叉融合，注重创新实践能力培养”的理念为引领，以学科竞赛为载体，构建并实践了“价值塑造、创新教育和实践提升”三位一体的工业微生物育种新质人才培养路径。厚植家国情怀，强化专业教师思政教育能力，提升大学生思政素养教育质量；激发创新精神，构建“金字塔”式学科竞赛训练模式，因材施教培养学生创新能力；强化实践能力，优化院校企三级实践训练平台，梯度递升学生的工程实践能力。基于赛培研有机融合，在生物工程类本科专业工业微生物育种新质人才方面取得了一定的成效，以期对其他领域的新质人才提供了一些借鉴和参考。

关键词：家国情怀创新精神实践能力新质人才

利用农业-食品生物质废弃物生物转化制备香兰素的研究进展

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食品科学 2025年第2期46卷 248-259页

作者：周曼李诚林林凯琳陈鲁易王子怡杨欣颖蒋海燕章晓雪黄晓琪周存山江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013 江苏大学京江学院江苏镇江212013

香兰素是全球需求量最大的香料之一,广泛应用于食品、医药、化工等行业。从植物中提取天然香兰素过程繁琐、产量有限,化学合成香兰素存在品质及安全性不足等问题,利用微生物转化法生产香兰素具有安全、转化效率高、适用于大规模生产等... 详细信息

香兰素是全球需求量最大的香料之一,广泛应用于食品、医药、化工等行业。从植物中提取天然香兰素过程繁琐、产量有限,化学合成香兰素存在品质及安全性不足等问题,利用微生物转化法生产香兰素具有安全、转化效率高、适用于大规模生产等特点。近年来,由于能源短缺、资源匮乏和环境污染等,通过微生物利用价格低廉、来源广泛且可再生的农业-食品生物质废弃物为底物生物转化制备香兰素呈现快速的发展趋势。本文介绍香兰素的类型及来源,“生物漏斗”式木质素的生物转化合成香兰素路径,以木质素衍生化合物和葡萄糖等为底物的香兰素生物合成路径,综述微生物利用农业-食品生物质废弃物生产香兰素的相关研究进展,主要包括菌株筛选及培养条件优化、代谢工程促进香兰素产量提升,探讨目前研究所面临的挑战及潜在的解决策略,以期为利用农业-食品生物质废弃物生物转化制备香兰素研究工作提供参考。

关键词：香兰素生物转化农业-食品生物质废弃物木质素生物漏斗

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人源Alg1蛋白的原核表达及其跨膜结构域性质分析

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生物工程学报 2025年

作者：魏东芝陈征辉王春迪高晓冬王宁江南大学生物工程学院

作为最普遍的蛋白质糖基化修饰方式，N-糖基化起始于内质网中多萜醇寡糖（dolichol-linked oligosaccharide， DLO）前体的合成。甘露糖基转移酶Alg1催化添加DLO结构中的第1个甘露糖，是该生化途径中的关键酶。人体中ALG1基因的缺陷会... 详细信息

作为最普遍的蛋白质糖基化修饰方式，N-糖基化起始于内质网中多萜醇寡糖（dolichol-linked oligosaccharide， DLO）前体的合成。甘露糖基转移酶Alg1催化添加DLO结构中的第1个甘露糖，是该生化途径中的关键酶。人体中ALG1基因的缺陷会导致先天性糖基化疾病（congenital disorders of glycosylation， CDG）。为了建立人源Alg1 （Homo sapiens Alg1， HsAlg1）的体外表达和活性检测体系，本研究构建了全长的pET28a-His6-HsAlg1和截除跨膜结构域（transmembrane domain， TMD）的pET28a-His6-HsAlg123-464两种质粒并在大肠杆菌中表达，以多萜醇磷酸壳二糖（dolichyl-pyrophosphate GlcNAc2， DPGn2）为反应底物，采用液质联用的方法检测HsAlg1和HsAlg123-464重组蛋白的活性。实验结果显示，HsAlg1具有转糖基活性，蛋白纯化后活性降低，重新加入膜组分后得到部分回补，而HsAlg123-464不能催化转糖基反应。上述结果表明HsAlg1蛋白的N端TMD在催化反应中起到了重要的作用。本研究为后续表达并检测ALG1-CDG相关突变蛋白的活性奠定了基础。

关键词： N-糖基化甘露糖基转移酶Alg1 膜蛋白多萜醇寡糖

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养猪废水资源化技术研究进展

应用化工 2025年

作者：黄陈明慧党腾飞肖一诺谢雅琪宋一帆万俊锋王岩郑州大学生态与环境学院牧原食品股份有限公司

随着集约化生猪养殖场的不断发展，养殖过程中产生的大量废水对周围生态环境产生严重影响。养猪废水是蕴含丰富营养物质的高浓度有机废水，采用常规污水生物处理养猪废水不仅处理成本高，而且出水中往往含有较高浓度的氮、磷污染物。同... 详细信息

随着集约化生猪养殖场的不断发展，养殖过程中产生的大量废水对周围生态环境产生严重影响。养猪废水是蕴含丰富营养物质的高浓度有机废水，采用常规污水生物处理养猪废水不仅处理成本高，而且出水中往往含有较高浓度的氮、磷污染物。同时，一旦排入湖泊和河流等地表水体不仅引起水体富营养化，而且污水中氮、磷等营养物质的大量流失也造成了资源的浪费。因此，针对养猪废水研发高效低成本处理和资源化利用技术是实现集约化生猪养殖可持续发展的关键之一。本文综述了近年来关于养猪废水资源化处理的研究进展，总结了实现养猪废水资源化的方法途径。这将为以养猪废水为代表的养殖废水资源化处理提供技术支撑和重要的研究思路。

关键词：养猪废水资源化微藻培养氮磷回收

围垦区与湖区沉积物磷形态赋存特征及吸附能力的对比研究——以江汉平原沉湖湿地为例

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湖泊科学 2025年

作者：姜婷马腾彭子琪郑波林姜倩倩中国地质大学(武汉)环境学院武汉科技大学中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室

人类围垦活动对环境的影响逐渐成为研究热点，但围垦活动对沉积物中磷形态赋存特征及其释放风险的影响尚不明晰。深入探究这一问题对认识沉积物磷内源释放，加强区域水环境治理具有重要意义。本研究以江汉平原典型沉湖湿地为例，在连续... 详细信息

人类围垦活动对环境的影响逐渐成为研究热点，但围垦活动对沉积物中磷形态赋存特征及其释放风险的影响尚不明晰。深入探究这一问题对认识沉积物磷内源释放，加强区域水环境治理具有重要意义。本研究以江汉平原典型沉湖湿地为例，在连续提取湖区（G1）和围垦区（G2）沉积物磷形态的基础上，对比识别影响沉积物磷赋存形态的重要因素，并结合等温吸附热力学实验分析沉积物磷的释放能力。结果表明：（1）人类围垦对沉积物磷形态的影响主要集中在生物有效磷（BAP）上。围垦后沉积物含水率下降，导致G1和G2沉积柱中可交换态磷（Ex-P）存在极显著差异；低pH和高氧化还原（Eh）环境使铁氧化物中无定形氧化铁(Feox1)向结晶态氧化铁(Feox2)转化增加，造成沉积物对铁结合态磷（Fe-P）吸附减弱，G2沉积柱中Fe-P空间异质性更强（含量是G1的1.52倍）；围垦后人类活动复杂，有机磷在表层大量累积（占总磷含量的51%），新鲜度指数表明期间存在更剧烈的微生物作用。（2）吸附热力学实验表明，相同沉积环境下，G2钻孔沉积物平衡吸附量和吸附饱和度仅为0.726 mg/g和10.6%，低于G1沉积物；平衡吸附浓度为0.378 mg/L，高于G1沉积物。说明围垦后沉积物中磷的释放风险增加，“磷源”特征更加明显，建议在此类区域加强对内源磷的管理。

关键词：围垦活动沉积物磷形态内源释放生物有效磷释放风险江汉平原沉湖湿地