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微生物-矿物相互作用:机制与重金属固定效应

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环境化学 2024年第2期43卷 377-392页

作者：刘洵赖潘民旺张敏张超郭军康陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021 中国科学院广州地球化学研究所广州510640

微生物-矿物相互作用是地表中最基本的地球化学过程,影响着重金属的迁移转化与生态效应.重金属胁迫下,微生物演化出了一系列适应机制,改变着矿物的表面反应活性,而矿物反过来刺激着微生物的分泌活动.在两者的协同作用下实现了对重金属... 详细信息

微生物-矿物相互作用是地表中最基本的地球化学过程,影响着重金属的迁移转化与生态效应.重金属胁迫下,微生物演化出了一系列适应机制,改变着矿物的表面反应活性,而矿物反过来刺激着微生物的分泌活动.在两者的协同作用下实现了对重金属的钝化.本文综述了微生物-矿物相互作用机制,并重点总结了微生物-硅酸盐矿物、微生物-铁矿物体系中微生物和矿物的协同作用对重金属的固定机制.微生物与矿物之间的作用机制主要包括生物力学和生物化学作用.一些真菌、放线菌能利用菌丝沿着矿物晶面、解理、裂缝和晶界,在纳米尺度上对矿物进行穿插、挤压、剥蚀等生物力学作用,甚至形成矿物隧道化.而大多数微生物主要通过分泌铁载体、有机酸以及氧化还原作用改造矿物.两者相互作用改变着矿物表面及微生物活性,影响着重金属的形态.微生物-硅酸盐矿物体系主要通过提高固有活性位点利用率,增加额外吸附位点,改变与重金属的作用方式,影响矿物或微生物内部分散性,破坏矿物的结构,改变微生物的分泌活动等方式实现重金属的钝化.而微生物-铁矿物体系则主要通过加速电子转移的方式促进变价金属向低毒或无毒形态转变.期望本综述能为微生物-矿物联合修复重金属污染提供理论支持.

关键词：微生物矿物重金属环境修复微生物-矿物相互作用

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蛹虫草茯茶的加工工艺及其代谢产物特征分析

陕西科技大学学报 2024年第1期42卷 45-50,58页

作者：夏飞曹时玲邬培鸿高悦华成欣陕西科技大学食品科学与工程学院陕西西安710021

为明确蛹虫草茯茶的加工工艺关键步骤及其代谢产物特征,研究分析了汽蒸时间及原料配比对蛹虫草茯茶品质的影响,进而利用液相色谱-质谱联用法对蛹虫草茯茶的代谢产物进行了全面解析.结果表明:8%蛹虫草与黑毛茶复配,汽蒸10 min制备的蛹虫... 详细信息

为明确蛹虫草茯茶的加工工艺关键步骤及其代谢产物特征,研究分析了汽蒸时间及原料配比对蛹虫草茯茶品质的影响,进而利用液相色谱-质谱联用法对蛹虫草茯茶的代谢产物进行了全面解析.结果表明:8%蛹虫草与黑毛茶复配,汽蒸10 min制备的蛹虫草茯茶茶多酚含量为47.84±2.33 mg/g,显著低于传统茯茶;蛋白质含量达到233.89±4.30 mg/g,显著高于传统茯茶.代谢组分析结果显示,与茯茶相比,蛹虫草茯茶有119种代谢物显著发生变化(VIP>2.0,p研究初步探索了蛹虫草茯茶的加工工艺关键步骤,并揭示了蛹虫草茯茶的代谢产物特征.为促进茯茶产品多元化以及深入开发蛹虫草茯茶功能奠定物质理论基础.

关键词：茯茶蛹虫草加工工艺代谢产物

茯砖茶加工过程中主要活性物质的变化及其抗氧化活性研究

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陕西科技大学学报 2024年第4期42卷 53-62页

作者：毛文彬孙玉姣郭梦园李宝宝袁旭霜郝俊宇陕西科技大学食品科学与工程学院陕西西安710021

研究了陕西茯砖茶不同发花时期主要活性成分的变化和抗氧化活性.研究发现茯砖茶发花第1天、第5天、第20天三组样品可溶性蛋白、总多酚、游离氨基酸含量总体呈现下降趋势,总黄酮呈现先下降后上升趋势(p<0.05).可溶性糖含量总体呈现先上... 详细信息

研究了陕西茯砖茶不同发花时期主要活性成分的变化和抗氧化活性.研究发现茯砖茶发花第1天、第5天、第20天三组样品可溶性蛋白、总多酚、游离氨基酸含量总体呈现下降趋势,总黄酮呈现先下降后上升趋势(p化活性指标中还原力、亚铁离子螯合能力、ABTS自由基清除能力与样品浓度呈正相关,在样品浓度较高时均表现出了较好的抗氧化活性.在低浓度时(0.01~0.05 mg/mL),发花第5天和发花第20天的还原力相较于第1天的还原力显著增强(p研究结果可为茯砖茶的标准化加工和开发利用提供理论依据.

关键词：茯砖茶发花时间活性成分抗氧化活性

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非规整几何图形柔软物抓取绷展机械手的设计

机械设计 2024年第1期41卷 57-62页

作者：桓源任工昌刘书磊王乐陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

近年来,随着机器人技术的高速发展,各种操作机械手层出不穷。但是现有大多数机械手只能进行简单的夹取动作,对于其形状多变、平展面积大及厚度小的柔软物并不能有效抓取和绷展。文中在充分研究皮革物理特性的基础上,提出了一种非规整几... 详细信息

近年来,随着机器人技术的高速发展,各种操作机械手层出不穷。但是现有大多数机械手只能进行简单的夹取动作,对于其形状多变、平展面积大及厚度小的柔软物并不能有效抓取和绷展。文中在充分研究皮革物理特性的基础上,提出了一种非规整几何图形柔软物抓取绷展机械手的设计方案。机械手整体采用八爪鱼仿生机构配合滚轮式末端执行器的设计来实现皮革的抓取功能,通过与八边形绷板的配合实现皮革的绷展功能。该机械手为皮革搬运和绷展作业提供了有效解决方案,对推进皮革工业的自动化发展具有积极意义。

关键词：柔软物机械手仿生抓取自动化

好氧反硝化细菌Burkholderia ***8的脱氮特性与生物强化作用

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4282-4291页

作者：李艳丽杨垒张志昊李玉彩孟红艳任勇翔西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055

针对传统生物脱氮处理含氮废水工艺流程复杂、脱氮效率低的问题,从实验室运行稳定的生物滤池筛选得到一株好氧反硝化菌株ZH8,该菌株具有较强的异养硝化和好氧反硝化能力.通过形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析,鉴定菌株ZH8为伯克... 详细信息

针对传统生物脱氮处理含氮废水工艺流程复杂、脱氮效率低的问题,从实验室运行稳定的生物滤池筛选得到一株好氧反硝化菌株ZH8,该菌株具有较强的异养硝化和好氧反硝化能力.通过形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析,鉴定菌株ZH8为伯克氏菌(Burkholderia sp.).单因素试验表明,好氧反硝化菌株ZH8的最佳培养条件为:碳源为丁二酸钠,C/N为15,温度为30℃,转速为160r/min和pH值为7~8.此外,菌株ZH8不仅能以NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N或NO_(2)^(-)-N分别为单一氮源进行生长,而且在混合氮源条件下也可实现同步硝化反硝化作用.通过全基因组分析,菌株ZH8的异养硝化脱氮为谷氨酸脱氢酶途径的铵同化过程,好氧反硝化途径为:NO_(3)^(-)-N→NO_(2)^(-)-N→NO→N_(2)O→N_(2),碳代谢途径包括三羧酸循环、乙醛酸循环、糖酵解和戊糖磷酸.在采用纯菌ZH8为菌种培养的生物膜反应器中,反应运行至8~15d即可完成挂膜,系统可维持高效稳定的脱氮性能,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N及TN的去除率均可达到90%以上.该菌株为生物处理领域提供了新型菌种资源,能够有效处理含氮废水,具有实际应用价值.

关键词：异养硝化好氧反硝化脱氮途径生物强化生物膜反应器

温度和初始pH对生物结皮中4种优势蓝藻生长的影响

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应用生态学报 2024年第2期35卷 516-522页

作者：王一帆李璇罗珊珊黄卓超丁真玉珍周楠赵允格西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学生命科学学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

生物土壤结皮对干旱半干旱地区生态环境健康及可持续发展有重要意义。具鞘微鞘藻、伪枝藻、念珠藻和鱼腥藻是生物结皮中蓝藻的优势种,对其大规模培养有着广阔的应用前景。以4种蓝藻为材料,采用室内液体培养方法,研究了5个温度(10、20、2... 详细信息

生物土壤结皮对干旱半干旱地区生态环境健康及可持续发展有重要意义。具鞘微鞘藻、伪枝藻、念珠藻和鱼腥藻是生物结皮中蓝藻的优势种,对其大规模培养有着广阔的应用前景。以4种蓝藻为材料,采用室内液体培养方法,研究了5个温度(10、20、25、30、35℃)和5个溶液初始pH(4、6、8、10、12)对4种藻生物量和溶液pH的影响。结果表明:在20℃以下温度培养,供试4种藻生物量增长缓慢,在25~35℃下4种藻均能正常生长,其中25和30℃下藻类生物量增长最快。不同藻种的最适培养温度略有区别,伪枝藻和念珠藻最适培养温度为25~30℃,具鞘微鞘藻和鱼腥藻为30℃。供试4种藻对溶液pH有极强的调节能力,均能够在5个初始pH环境中进行增殖,在初始pH为4的培养环境下能达到最大生物量和比生长速率,在初始pH为12下生物量和比生长速率最低。研究为生物结皮中优势藻的扩繁提供了科学依据。

关键词：具鞘微鞘藻伪枝藻念珠藻鱼腥藻生物量 pH

基于多核DSP的星载双基FMCW SAR成像算法实现

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系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 121-129页

作者：陈洋肖国尧全英汇任爱锋别博文邢孟道西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学前沿交叉研究院陕西西安710071

调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)降低了传感器的峰值传输功率,使系统的重量和成本最小化,被广泛应用于机载平台。将双基地构型与FMCW技术相结合,应用于星载平台,即构... 详细信息

调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)降低了传感器的峰值传输功率,使系统的重量和成本最小化,被广泛应用于机载平台。将双基地构型与FMCW技术相结合,应用于星载平台,即构成星载双基地FMCW SAR。本文对距离多普勒(range-Doppler,RD)算法进行改进,建立起一种高性能的适宜星载双基地平台的FMCW SAR成像频域算法,这种算法的处理精度明显提高,成像效果更好。基于多核数字信号处理器(digital signal processor,DSP)构建适用于星载双基SAR成像算法的并行处理架构,完成软硬件设计实现。验证了所提软件架构可以满足实时成像需求,以及算法工程化实现的可行性。

关键词：调频连续波合成孔径雷达成像算法星载双基多核数字信号处理器实时处理

天然高分子自组装包埋单细胞在生物医学领域的应用

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中国造纸学报 2024年第1期39卷 114-122页

作者：贺斌方一帆成琳郑旭磊王科尧朱兴宋顺喜陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西西安710021 陕西科技大学轻化工程国家级实验教学示范中心陕西西安710021

利用层层自组装法制备天然高分子功能材料,具有操作简单、反应条件温和、壳层结构易调等特点,近年来已成为热点研究方向之一。基于此,本综述总结了利用淀粉、壳聚糖、海藻酸钠、明胶、纤维素等天然高分子,通过层层自组装法制备单细胞壳... 详细信息

利用层层自组装法制备天然高分子功能材料,具有操作简单、反应条件温和、壳层结构易调等特点,近年来已成为热点研究方向之一。基于此,本综述总结了利用淀粉、壳聚糖、海藻酸钠、明胶、纤维素等天然高分子,通过层层自组装法制备单细胞壳层的策略,讨论了自组装过程对细胞活性、pH耐受性等性能的影响,为固定化细胞在生物医学领域中的应用提供参考。

关键词：天然高分子单细胞表面层层自组装壳层构筑

碳纤维/UiO66-NH2环氧复合材料的制备及其性能研究

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陕西科技大学学报 2024年第3期42卷 98-105页

作者：赵敏屈晴杨舒琪陕西科技大学化学与化工学院陕西西安710021

本文首先合成出锆基MOF材料UiO66-NH_(2),并设计得到PA功能化的MOF材料UiO66-NH_(2)-PA,再将其分散在环氧树脂基体中,制备了性能优异的碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料.随后,通过FT-IR、SEM、XRD对UiO66-NH_(2)以及UiO66-NH_(2)-PA进行了表征,使用万能试验机对碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料的力学性能进行了测试.结果表明,UiO66-NH_(2)-PA被成功制备,且改性后的碳纤维复合材料的抗弯曲和抗剪切强度分别提高了26.54%和29.09%.这是因为UiO66-NH_(2)-PA中氨基和磷基的作用增强了界面强度,既提高了碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料的储能模量,又增强了复合材料的界面结合能力,从而实现了通过共同作用以提高碳纤维、环氧复合材料力学性能的目标.

关键词：金属有机框架力学性能碳纤维环氧复合材料