处理城市污水新技术：同步硝化-反硝化单级生物脱氮技术

本市环境保护科学院开发出同步硝化-反硝化单级生物脱氮技术,被列入2003年度天津市百项科技成果。该成果分离筛选了多株硝化-反硝化菌、脱氮硫杆菌,并对菌种的复配形成一个有效的复合菌群。课题组研究了硝化菌群在不同材质上的吸附特性,利用改性聚丙烯和活性碳开发了一种复合式载体。该活性载体可有效提高脱氮效率,增加系统抗冲击负荷的能力,并且可提高自然水体中脱氮功能菌群的生物量,为封闭水体及城市景观水体的富营养化控制提供了一种简单有效的方法。利用该实验室筛选的菌种,开发了接触氧化反应器和加载体的膜生物反应器。两种反应器均…     

一“863”项目有望解决我国水污染问题 环境学院研究低成本治污技术

环境学院获得一项具有重大经济效益的国家“十五”重大科技专项 (“863”)课题 .该课题名为“城市污水生物 /生态处理技术与示范” .据了解 ,目前全国 80 0多座城市日排污水量约 1 .1亿立方米 ,其中达到国家一级排放标准的处理率约 2 0 % .大量未经处理的城市污水直接排入江河水体 ,造成了严重的水环境污染 .该课题负责人、环境学院章北平教授介绍说 ,目前城市污水处理主要采取好氧生物法及其变革技术与设备 ,采用这一技术与设备普遍存在“三高一多”(投资高、处理成本高、管理要求高、产泥量多 )的问题 .全国的城市污水全部采用目前的技术…     

腰井子羊草草原自然保护区生物多样性现状及其能值估算

腰井子羊草草原自然保护区独特的地理位置、气候条件使其以牧草资源为主的生物多样性丰富.通过对腰井子保护区生物多样性现状进行统计,结果表明该区生长着189种高等植物和121种高等动物.并采用能值分析法对腰井子羊草草原生物物种能值加以估算,结果为186.53×1022sej,转换为货币价值214.38×109$,从而揭示生物多样性巨大的生态经济价值.     

生物有机肥对盐渍土壤水盐动态及番茄产量的影响

为探讨生物有机肥对不同类型盐渍土壤(设施次生盐渍土、滨海盐渍土)水盐动态和作物产量的影响,采用盆栽试验方法研究不同施肥(不施肥、化肥、生物有机肥、生物有机肥+化肥(比例为1∶1))处理对盐渍土土壤含水率、电导率、盐分离子组成变化和番茄产量、水分利用效率的影响。结果表明:(a)单施生物有机肥处理和生物有机肥+化肥处理均可以提高土壤含水率;(b)单施生物有机肥处理的土壤电导率最低,其次为生物有机肥+化肥处理;(c)对于设施次生盐渍土,与化肥处理相比,单施生物有机肥处理和生物有机肥+化肥处理的土壤盐分离子总量分别降低了23.63%和15.60%;(d)对于滨海盐渍土,与化肥处理相比,单施生物有机肥处理和生物有机肥+化肥处理的土壤盐分离子总量分别降低了22.34%和10.32%;(e)番茄收获后,设施次生盐渍土各处理的NO_3~-和SO_4~(2-)在土壤盐分中的占比降低,滨海盐渍土各处理的Na~+、K~+和Cl~-占比降低;(f)单施生物有机肥处理最有利于土壤微生物的增加,其次是生物有机肥+化肥处理;设施次生盐渍土中生物有机肥+化肥处理的番茄产量最高,比单施生物有机肥处理增产165.5%;(g)施用生物有机肥可以提高设施次生盐渍土的作物产量和灌溉水利用效率,而单施化肥则可能会造成作物绝产;(h)施用化肥虽然提高滨海盐渍土的作物产量,但施用生物有机肥处理的灌溉水利用效率相对较高。     

不同频率超声波对养殖水体浮游植物群落结构的影响

采用单因子梯度试验法,设定20（I）、28（II）和40kHz（III）3个不同低频率超声波试验组,以不进行超声波作用为对照组,研究超声波对养殖水体中浮游植物群落结构的影响. 40d的试验结果表明：对照组浮游植物的丰度为各组最高,试验组II、III中,浮游植物丰度分别为3.8×10⁵、2.3×10⁵ ind·L^-1,显著低于对照组（P<0.05）. 共鉴定到浮游植物种类属数为16个,数目大小依次为试验组I>试验组II>试验组III>对照组. 试验组I中Shannon wiener多样性指数（H）、Margalef丰富度指数（D）分别达1.661±0.055和1.071±0.020,为各组最高;试验组III中Pielou均匀度指数（J）达0.619±0.018,为各组最高;与对照组相比,施加20kHz超声波显著提高了养殖水体中浮游植物生物群落多样性（P<0.05）.     

基于生物启发反步级联控制方法的多AUV主从式编队

研究了自治水下机器人(AUV)在三维环境中主从式编队控制问题,提出一种基于生物启发反步级联控制方法.该方法利用领航者的位置信息以及期望的队形得到虚拟AUV的航行轨迹和速度信息,引入反步控制实现跟随AUV对虚拟AUV的轨迹跟踪,实现三维水下编队控制;利用生物启发神经网络有界性的特点,解决了速度跳变以及由此引起的驱动饱和问题.仿真结果表明,该方法实现了预期控制效果,并且有较好的有效性和实用性.     

海洋源乳酸菌在黄花鱼肉保鲜中的应用研究

研究了分离自海洋鱼类的乳酸菌对黄花鱼肉的保鲜作用,通过牛津杯法抑菌实验测定海洋鱼类来源乳酸菌对7株指示菌Listeria monocytogenes、Salmonella enterica、Staphylococcus aureus、Vibrio parahaemolyticus、Serratia marcescens、Acinetobacter spp.、Pseudomonas spp.的抑制作用,发现Lactobacillus plantarum Y12、L. plantarum Y3-1、L. plantarumY42抑制指示菌生长的效果最好;接种菌株Y12、Y3-1、Y42的鱼肉在4℃保藏8d,其挥发性盐基氮(TVBN)含量与未接菌鱼肉TVBN含量之间无显著差异(p>0.05),证明菌株Y12、Y3-1、Y42对鱼肉无致腐作用。将Pseudomonas spp.单独或L. plantarum Y12与Pseudomonas spp.混合接种于灭菌鱼汁,发现第5天混合培养鱼汁TVBN值((24.55±1.00)mg/100g)显著低于(p<0.05)单独接种鱼汁的TVBN值((29.09±0.60)mg/100g);混合培养鱼汁的pH值低于单独接种鱼汁的pH值,而感官得分高于单独接种鱼汁感官得分。新鲜黄花鱼肉中接种Pseudomonas spp.或混合接种L. plantarum Y12与Pseudomonas spp.,保藏第5天,混合接种的鱼肉TVBN值((27.30±1.97)mg/100g)显著低于(p<0.05)单独接种鱼肉的TVBN值((34.30±0.01) mg/100g),并且混合培养的感官评分高于单独培养的鱼肉。结果表明,海洋鱼类来源的L. plantarum Y12具有抑制鱼肉中腐败菌生长、防止鱼肉腐败的功能。     

基于多尺度熵和动态时间规整的步态身份识别

针对现有人体步态身份识别算法单一、准确率较低的问题,提出了一种基于多尺度熵和动态时间规整（DTW,dynamic time warping）的人体步态身份识别方法。采用自制的APP软件在较低采样率下采集人体步行加速度数据,实验中共采集50名志愿者的正常行走加速度数据,使用多尺度熵算法进行数据处理,得到在各个尺度下的熵值,最后采用DTW算法对多尺度熵值进行特征匹配,得到的相对错误率（EER,equal error rate）为13.7%,仿真结果表明基于多尺度熵和DTW算法相结合的方法较好提高了身份识别的准确率,为人体步态身份识别提供了一个新的思路。     

微纳马达在生物医疗领域中的应用

 作为微纳尺度的动力装置,微纳马达具有体积小、质量轻和驱动力大等优点,在传感检测、微纳加工和环境治理等方面表现出突出的优势,特别是在生物医疗领域具有巨大应用前景。本文阐述了生物医用微纳马达的制备及驱动控制方法,总结了微纳马达在药物靶向运输、细胞识别捕捉、纳米手术、吸附毒素及溶解血栓等生物医疗领域中的应用,并讨论了其在生物医疗领域面临的挑战和未来的发展方向。     

聚集诱导发光材料在生物成像、疾病诊断及治疗的应用

 聚集诱导发光（AIE）从2001年提出到现在,经历了迅猛的发展。研究AIE的发光机理、设计合成新型的AIE分子,应用到人类生活的各个领域中是当前的研究热点。在生物医学应用上,AIE分子相比于传统的结构平面刚性的荧光材料具有优势。根据AIE的发光机理--分子内运动受限,研究者设计出多种点亮型的AIE探针,它们可以在生物检测中提供更低的背景和更可靠的信号。同时,由于未结合检测物的AIE探针具有低背景,使用AIE探针的应用还具有无需洗涤步骤的优点,大大节省了操作时间及减少检测样品的损失。检测形成的AIE聚集体具有优异的光稳定性和抗光漂白性,可以实现长时间的追踪和监测。目前,AIE生物探针在生物分子检测、细胞器成像、细菌成像、细胞追踪、血管成像、体内肿瘤成像与治疗等方面已经取得了众多的成果。本文介绍了AIE的提出、AIE的工作机理,AIE生物探针的构建,总结了AIE探针在生物成像、疾病诊断及治疗等不同方面的应用。