【摘 要】
：
镉作为最具毒性和不可生物降解性的重金属已经导致多起公共危害事件。本文从池塘浅层底泥中筛选出一株Alcaligenes faecalis（粪产碱杆菌）K2,将其在Cd2+胁迫下合成并分泌的含有有机氮化合物和镉盐矿物的混合物命名为分泌型有机生物矿物（Secretory organic biominerals,SOBs）。采用了细胞亚分级结构镉分布分析、微观形貌和结构表征、蛋白组学、生物膜反应器等方法,
论文部分内容阅读
镉作为最具毒性和不可生物降解性的重金属已经导致多起公共危害事件。本文从池塘浅层底泥中筛选出一株Alcaligenes faecalis（粪产碱杆菌）K2,将其在Cd2+胁迫下合成并分泌的含有有机氮化合物和镉盐矿物的混合物命名为分泌型有机生物矿物（Secretory organic biominerals,SOBs）。采用了细胞亚分级结构镉分布分析、微观形貌和结构表征、蛋白组学、生物膜反应器等方法,研究了K2对溶液中Cd2+的去除效果和除镉机制。本文完成的工作和获得的成果如下:（1）成功筛选并鉴定一株Alcaligenes faecalis K2,在Cd2+的刺激下,K2的体长变短,有利于增加比表面积并加快物质交换。K2以分泌大量SOBs的方式将胞内镉矿化并外排,且SOBs干燥后可以作为Cd2+的高效吸附剂。（2）K2对Cd2+的最高适应浓度达125 mg/L。在Cd2+初始浓度为75 mg/L时,K2表现出最高的Cd2+去除率为85.5%,溶液中去除的Cd2+有50.6%固定在SOBs中。K2细胞壁对Cd2+的阻隔效果相对较弱,主要以分泌SOBs的形式将镉外排来保障细胞生命活动。（3）K2产出的SOBs可用400目滤网收集,利用SEM对SOBs的微观形貌进行观察,并使用FITR、XPS和HRTEM对其结构组成进行分析。发现SOBs主要由包裹纳米镉盐的有机颗粒组成,包含大量含氮化合物。有机颗粒随Cd2+浓度升高而逐渐碎片化,其中包裹的镉盐成分为较为稳定的Cd S、Cd（OH）2和Cd CO3。（4）通过label-free蛋白组学分析了K2在Cd2+压力下的差异表达蛋白。在镉胁迫144h后,K2上调了三羧酸循环系统的蛋白质的表达以满足更高的能量消耗。这些能量被用来进行细胞氧化解毒与热修复;满足大量SOBs胞吐所需;并使K2得以进行更剧烈的趋化运动。与此三者相对应的过氧化氢还原酶、细胞膜组成蛋白、鞭毛蛋白也被过表达。（5）将SOBs在60℃干燥后作为吸附剂,其对溶液中Cd的吸附能力达77.1 mg/g。将K2负载在MBBR反应器中,在45天的两阶段实验中,生物膜除镉效率稳步上升,对75 mg/L的Cd2+去除率达到90%。本文从K2的除镉效果到机制进行了系统研究,作为一种高效除镉细菌,K2以矿化的方式持续对溶液中Cd2+的去除,产出一种可作为Cd2+吸附剂材料的SOBs。相对于传统的单纯利用菌体或细菌分泌物的研究,本论文提供了一种更立体的处理方式,实现了微生物的连续工作,减少了污泥的产生,更大效率利用原料,为微生物除镉拓展了新的思路,是一种具有前景的微生物除镉技术。
其他文献
背景和目的:帕金森病（Parkinson’s disease,PD）是第二大神经退行性疾病,临床主要表现为运动迟缓、肌强直、静止性震颤和姿势步态异常的运动症状,同时还伴随认知功能障碍（Cognitive impairment,CI）、焦虑、抑郁等非运动症状。已有研究表明神经炎症参与PD和PD-CI的发生及发展。其中小胶质细胞在PD和PD痴呆患者脑组织中明显活化,伴随炎症因子增加;而清除小胶质细胞又
蛋白质工程在医疗、食品、化工和能源等多个领域有重要应用,并具有加速合成生物学、医学和纳米技术发展的潜力。在传统蛋白质工程方法中,定向进化需要进行大量的随机突变和筛选,致使效率较低;理性设计则由于对蛋白质序列、结构与功能内在关联的理解不足,存在准确率低等瓶颈问题。随着蛋白质数据库规模的指数倍增长,其中已蕴含蛋白质数十亿年的进化信息,但数据库中大多数蛋白质并没有对应的标签和注释信息。目前,人工智能技术
广东省阳江市的不锈钢冶炼企业采用的RKEF法镍铁不锈钢一体化冶炼工艺过程中会产生不同的镍渣,镍渣的堆积给当地造成了巨大的环境压力。其中产量最大的为矿热炉镍铁渣,初步研究表明其具有制备为机制砂的潜质。结合广东省建筑用砂的短缺的现状,本文对矿热炉镍铁渣制备机制砂展开研究,为了提升利用效率与经济效益,将矿热炉镍铁渣制备为混凝土与陶瓷砖胶粘剂两种不同用途的机制砂。首先,本文研究了矿热炉镍铁渣的化学成分与矿
生物特征识别技术近年成为备受关注的研究领域,其中指部的生物特征,如指纹、指静脉等由于其独特的便捷性、安全性而被人们所重视。然而传统的二维指部识别方法一般是通过单目相机拍摄出二维手指图像进行识别,这会导致两个问题:第一,能用于识别的信息量有限;第二,识别效果易受手指姿态、位置和环境等因素影响。三维手指识别技术则通过多视角相机系统获取手指不同视角图片,并利用三维重建恢复手指三维信息,从而既采集了手指上
国有企业是我国市场经济的重要组成部分,改革开放后国内经济迅猛发展,发展的过程中也萌生许多问题,例如,企业主业不突出、核心竞争力不足等。近年来,围绕国有企业改革出台了很多新政策,例如国有企业混合所有制改革,供给侧改革等。在这个改革的浪潮中,聚焦主业也不失为一种方法。此外,许多企业盲目多元化,陷入困境,需回归主业,改善盈利。再者,以前是卖方市场,多元化经营能提供更多产品和服务,从多方面给企业带来利润。
随着移动互联网和智能终端设备的高速发展,移动游戏市场规模和游戏用户持续增长,移动游戏成为人们休闲、娱乐的重要方式之一。许多游戏厂商开发设计出各式各样的游戏产品供玩家体验,因移动游戏玩家流失成本很低,如何让玩家在初次体验游戏后保留下来,是游戏设计的关键。游戏新手引导设计是玩家进入一款新游戏后最先接触到的系统,很大程度会影响玩家是留存还是流失。不同类型的游戏在游戏玩法和游戏操作上有较大的差异,而游戏新
由于无人艇（Unmanned Surface Vehicle,USV）具有机动性好,成本低和能在极端环境作业等特点,因而无人艇已在石油勘探、故障检测、定点巡航以及海洋救援等海洋工程领域得到了广泛的应用。轨迹跟踪控制在执行这些海洋作业任务时起着重要的作用,是无人艇从事海洋活动的过程中一项关键的工程技术。无人艇航行在复杂恶劣的海洋环境中,经常会受到海风、波浪、海洋流等外界随机干扰的影响。如果在设计无人
随着我国城市建设由“增量建设”向“存量改造”改变,历史街区的保护与更新问题越发受到人们的关注。现有研究多强调历史街区物质环境的保护,对街区社会结构与公共生活的关注相对较少。面临发展停滞和功能衰退的困境,生活性历史街区如何实现活力的再生,实现与城市的同步发展,是本文主研究的主要问题。首先,本文在对历史街区保护与更新相关理论实践梳理的基础上,总结其发展的脉络、特点、趋势;在对活力与再生相关理论实践整理
时序行为检测是海量视频信号内容分析的关键技术,它往往需要大量带有行为起止时间和行为类别标注的视频样本来训练,而获得这些标注数据的代价极高。为减少标注成本,弱监督时序行为检测（WTAD）只利用粗粒度的视频行为类别标签进行训练,并推断未剪辑视频信号内部每个行为片段的开始时间、结束时间及行为类别。其中主要的挑战有:行为边界标注的缺失增加了准确检测每个行为片段的难度;主流的弱监督时序行为检测算法大都基于“
化工行业中,低温甲醇洗是比较常见的酸性气体净化单元,其操作不但影响着能耗,也影响到后续产品的质量以及大气环境问题。但由于其机理复杂、变量众多且需要消耗大量的公用工程。因此,如何在不改变流程和设备的条件下,契合可调节参数,使该单元始终处于理想运行状态,降低能耗及生产成本,一直是工业界与学术界研究的热点问题。为此本文针对低温甲醇洗工艺的特点,分别采用数据分析与流程模拟的手段,对排放气指标与能耗进行建模