工业生产和人类活动释放的大量CO2 是造成全球性气候变暖的主要诱因.气候变暖往往伴随着极端恶劣天气的发生,对人类的生活、财产和基础设施构成严重威胁.为了减轻由此产生的负面影响和应对全球变暖,各国纷纷设定了碳达峰和碳减排目标,并致力于对CO2 进行固定和资源化利用.海洋等鞭金藻(Isochrysis galbana)具有生长速度快和固碳效率高的特点,集成废/污水处理和生物固碳,转化合成蛋白质、多不饱和脂肪酸等多种高值生物活性物质的等鞭金藻固碳技术,被认为是最有前途的碳捕获和资源高值化利用的技术之一.本文首先介绍和比较了常用的CO2 捕获技术的优缺点,强调基于等鞭金藻的碳捕获技术的适用范围和固碳效率的优势.其次阐明了海洋等鞭金藻光合固碳机制及其与卡尔文循环、三羧酸循环等代谢通路的联系;探讨光和CO2 对微藻固碳能力和胞内碳流分布的影响,探究培养条件、光生物反应器、基因工程/合成生物学技术改造藻株等影响等鞭金藻固碳效率的因素.最后,概述了等鞭金藻光合固碳与岩藻黄素、多不饱和脂肪酸、蛋白质等高值生物活性物质合成的关系,为精深加工、开发高值化等鞭金藻提供理论和实践依据,推动等鞭金藻固碳技术的发展和应用,协同推进节能减排,为助力实现"双碳"目标提供一条经济可行的新策略.

目的 探讨不同供氧浓度对生物质固废好氧堆肥化处理过程的影响机制,以掌握适用于未来地外星球基地受控生态生保系统(CELSS)固废资源化处理的供氧参数,提高氧气利用率.方法 利用自研的固废生物反应器试验系统,以小麦秸秆和模拟粪便为处理对象,开展10%、15%和21%三种供氧浓度的好氧堆肥化处理实验,定期采样并分析处理过程中的气体组分(O2、NH3、CH4和N2O)及物料腐熟度(含水率、溶解性有机碳、NH4+-N和种子发芽指数).结果 15%O2处理组耗氧量最大,NH3和N2O排放量最小,溶解性有机碳含量降解效果最好,NH4+-N含量较高;3个处理组中CH4排放均处于较低水平.堆肥结束时,10%O2和15%O2处理组的产品含水率均大于74%,保水性最好,各处理组的种子发芽指数分别达到86.64%、123.81%和97.98%.结论 与10%和21%供氧浓度相比,15%供氧浓度有效减少了NH3和N2O的排放,且拥有良好的保氮、保水和溶解有机碳降解效果,腐熟度更高.

皮肤作为人体固有免疫系统的重要组成部分,其屏障功能发挥着至关重要的保护作用.多种皮肤病的发病与皮损屏障功能的损伤相关,皮肤屏障的修复却始终依赖于持续性外源物质的补充.中医自古有皮肤腠理卫外功能的理论,气血津液体系的正常运转维持了皮肤屏障功能的稳态,其紊乱的相关机制是多种皮肤病发病的关键病机.中医传统理论和现代生理学以人体作为共同的认知对象,为人类健康谋福祉,二者一体两面,殊途同归.白彦萍教授作为岐黄学者,在继承前人经验的基础上,总结多年的临床经验,结合皮肤屏障功能"砖墙结构",提出以精和津液分别作为"砖块"和"灰浆"构成皮肤屏障的基本结构,血为皮肤屏障提供营养供给和排出代谢废物,气发挥主要的防御功能,精气血津液共同维持皮肤屏障功能的正常运转,形成"以精和津液为基,以血为养,以气为用"的皮肤屏障功能理论模型,并初步阐释其联络内外导致皮肤病伴随症状的理论依据,为皮肤病精气血津液层面的诊疗提供了更加详细的理论基础.

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中药资源是国家战略资源,是中医药事业发展的物质基础与根本保障.随着我国以消耗中药及天然药物资源为特征的资源经济产业快速发展,如何对药材生产过程产生的非药用部位及下脚料、中药制药等深加工产业化过程产生的固液废弃物及副产物等进行资源化利用,延伸资源经济产业链,促进产业提质增效,走循环经济和绿色发展之路,已成为亟待探索和迫切解决的重大社会及科学问题.本文以丹参药材生产过程产生的非药用部位丹参地上部分为例,在前期研究基础上,较为系统地对丹参地上部分的资源性化学成分、资源价值发现及其资源化利用策略等进行探讨,以期为实现丹参地上资源的开发利用、提升资源利用效率和效益提供科学依据.

中药固体废弃物是指在中药资源产业化过程中产生的未被开发利用的中药资源生物体废弃组织器官及中药废渣等.随着社会经济的快速发展和对健康产品消费能力的不断提升,中药固体废弃物的产生量逐年升高,环境承载压力巨大.如何实现中药固体废弃物的有效处置与资源化利用已成为构建中药资源产业绿色发展过程中—个不可回避的问题.生物炭是生物质在缺氧条件下,经高温裂解炭化而形成的一种碳含量较高的物质,其在粮食安全、环境保护、农业可持续发展及固碳减排方面均具有较大应用潜力.本文在对生物炭制备方法及其应用前景进行分析的基础上,依据中药固体废弃物的资源特点,就其热解炭化利用策略进行了探讨,并以部分代表性中药固体废弃物为例进行了研究实践,以期为实现中药固体废弃物的资源化利用与有效处置提供支撑,为构建我国中药资源循环经济产业链、实现中药资源产业的绿色发展提供实施依据.

本研究根据中药材固体废弃物产生的理化特点,提出将中药固体废弃物开发成木塑产品的研究思路.从中药废弃物物质多样的角度展望了其在抑菌性木塑产品研发方面的应用前景,并以黄蜀葵废弃物为例,探讨了中药固体废弃物作为木塑原料应用的策略,从而为进一步拓宽中药材固体废弃物的综合利用提供有效的参考依据.

以豆粕、小麦秸秆和糖渣为主要原料,以产脂肽细菌解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)XZ-173为接种剂进行一系列固体发酵试验.通过基质筛选和单因素试验研究固体发酵基质组成、装料量、发酵温度、初始pH、发酵时间、含水率和接种量对多肽产量的影响,通过响应面优化法优化氮源和碳源及二者比例.结果表明:(1)固体发酵产多肽最佳基质组成为豆粕63.03％,小麦秸秆粉33.00％,糖渣1.93％,酵母提取物2.04％,外加无机盐溶液10.18％(V/m);(2)最佳发酵条件为含水率50％(用pH 7.5的去离子水配制),接种量10％ (V/m),发酵温度30℃,恒温发酵48 h;(3)在最优条件下多肽实际产量为110.06 mg/gds(gds表示每克初始干物质),与预测值109.85 mg/gds吻合(R2=0.9742).本研究在实验室水平上得到的以农产品加工副产品和作物秸秆为主要原料生产多肽的固体发酵优化工艺可为农业废弃物的资源化和多肽的工业化生产奠定基础.

竹炭是一种优质生物质炭,不仅比表面积大,孔隙发达,而且机械强度高,是微生物固定化载体的最佳选择之一.本文采用正交试验确定了竹炭固定化微生物的最佳制备条件,对比了竹炭固定菌和游离菌对水中类雌激素壬基酚的降解效果,并考察了竹炭固定菌的重复利用性.结果表明:固定化后降解菌大量地附着在竹炭表面及内部孔隙中,其最佳制备条件为温度30℃、pH=7、竹炭粒径35目.壬基酚的降解符合一级动力学方程,在不同的壬基酚初始浓度下(30、50、80、100 mg·L-1),竹炭固定菌对壬基酚的7d降解率分别为100％、75.3％、67.3％和78.7％,显著优于游离菌(54.2％、51.5％、30.6％和23.5％).经过8轮重复利用后,竹炭固定菌对壬基酚的降解率仍可达到36.5％,而此时游离菌的降解率仅为8.9％,说明竹炭固定菌具有长期可重复利用性,在去除废水有机污染物中具有较好的工程应用前景.

中药在提取炮制后残留大量生物质被简单堆弃,而其中的木质纤维素等生物质能被微生物有效利用降解,筛选到16株对木质纤维素有降解效果的菌株,对其中8株降解效果明显功能菌株进行了深入研究,经16(18)S rDNA鉴定发现5株细菌主要为Bacillus属、Streptomyces属和Enterobacter属,3株真菌为Ascomycete属、Aspergillus属和Trichosporon属;利用8株菌固相发酵中药废弃物,通过监测堆体温度、pH等参数,发现细菌类在发酵初期能迅速提高堆体温度,而真菌类发酵腐熟过程较缓慢,提示利用细菌-真菌联合组成降解菌系是提高中药废弃物固相发酵的重要手段.