内源呼吸过程溶解性代谢产物的光谱特性分析

微生物内源呼吸期对污水处理过程具有重要意义.为了更清晰地了解微生物内源呼吸过程,采用三维荧光光谱、紫外光谱结合呼吸图谱对微生物内源呼吸过程进行解析.结果表明,三维荧光光谱和紫外光谱在内源呼吸各个阶段有明显的不同:1内源呼吸快速下降期(第1 d):腐殖酸峰的激发波长(Ex)和发射波长(Em)分别出现5 nm、6 nm的蓝移,荧光指数f450/500和HIX(humification index)分别减小了9.3%、0.2%,UV253/203和UV254分别增加了37.5%、200%,预示着混合液中可生物降解有机物的存在;2内源呼吸慢速下降期(第2 d):f450/500增加了0.5%,HIX减小0.2%,UV253/203减小了20%,UV254增加了16.7%,预示着细胞可能出现了水解或自溶;3内源呼吸稳定期(第3~5 d):腐殖酸峰基本保持不变预示了微生物适应了饥饿环境.本研究从代谢产物的角度解析了内源呼吸过程,为污水处理过程控制提供了新的思路.     

藻源型溶解性有机氮的产生及不同时期藻类有机物的特性

研究了铜绿微囊藻藻细胞全生命周期中氮的转化过程以及藻类有机物的性质,结果表明:溶解性有机氮(DON)在藻类生长周期中总体呈现上升趋势,藻细胞在其生长初期释放量小于0.05mgDON/107cells,衰亡期释放能力约为0.40mgDON/107cells;胞外有机物(EOM)中分子量分布在对数期和衰亡期以100kDa为主,稳定期以100kDa范围内.三维荧光光谱分析表明,EOM中荧光物质主要为类腐植酸和溶解性微生物代谢产物;而IOM主要由类芳香蛋白和溶解性微生物代谢产物组成.     

洁净生态微生物(CNM)的应用

洁净生态微生物（CleanNatureMicrobion简称CNM）是一组具有特殊生物降解功能的高效微生物群落，包括光合菌群、乳酸菌群、放线菌群、发酵系的丝状菌群以及醋酸杆菌等。它是由自然界中不同功能的五大类数十种微生物经独特的驯化工艺驯化培养、逐步筛选、优化而成。这些微生物以适当的比例共存于同一体系，借助于相互间的良性共生增殖关系，形成复杂而稳定的高效微生物生态系统。由于CNM对大分子有机物具有高效降解功能，因而在环保以及生态农业等方面具有广泛的应用前景。１CNM对大分子有机物的降解众所周知，大分子物质，特别是人工合…     

纳米乳化油修复地下水硝酸盐过程中产气及微生物增殖代谢对多孔介质堵塞的模拟评估

为有效评估纳米乳化油原位处理地下水硝酸盐过程中,产气及微生物增殖代谢对含水层多孔介质的堵塞作用,以纳米乳化油为碳源,采用市售反硝化菌剂接种微生物进行硝酸盐降解批实验研究,探讨产气及微生物增殖代谢的动态变化及特征,并基于Kozeny-Carman(K-C)方程、Clement、Pham及Kozeny Grain(KG)模型,对假定含水层一维流模拟柱,预估产气及微生物增殖代谢造成的渗透性损失,识别堵塞过程及主导因素.结果显示,反硝化菌降解效果良好,硝氮总去除率达90.23%.CO_2及N_2为主要产气成分,降解1 mg硝氮对应的平均CO_2产气量为0.71 mL,平均N_2产气量为0.14 mL;微生物代谢产物胞外聚合物以蛋白质及多糖为主,降解1 mg硝氮平均蛋白产量为0.64 mg,平均多糖产量为0.16 mg.在含水层不与外界交换气体的假设前提下,K-C方程预测显示产气可在2个周期内造成渗透性完全损失,Clement、Pham及KG模型评估的微生物增殖代谢造成中、细砂渗透性损失分别为10.87%～31.10%、12.77%～48.32%,分析认为初期细胞生物量是导致渗透性骤降的关键因素,后期为细胞生物量和胞外聚合物共同作用.此外,封闭体系中产气是堵塞的主导因素,随着含水层开启程度增加,产气的贡献占比会下降,微生物的贡献占比提高.因此,对于相对封闭的含水层系统,探索增强其开放状况是缓解堵塞的有效途径之一.     

赤潮异弯藻对黑鲷仔鱼的毒性研究

以黑鲷(Sparus macrocephalus)仔鱼致死率为指标,进行了赤潮异弯藻鱼毒性源起的探寻.分别就赤潮异弯藻细胞数、种群生长时期、去藻滤液、藻粉提取液的毒性特征进行了研究.实验结果表明:(1) 赤潮异弯藻藻细胞数越高,对黑鲷仔鱼的致死性越大.当藻细胞数达到105 /mL时,5 h内出现明显致死现象.毒性作用主要源于细胞外分泌物质.(2) 不同种群生长期的赤潮异弯藻去藻过滤液对黑鲷仔鱼的毒性存在差异:指数生长期产生的毒性相对较弱,平台期和衰亡期呈现显著的5 h急性致死作用.(3) 用活性炭对平台期和衰亡期的去藻过滤液进行吸附处理,可以使去藻过滤液对黑鲷仔鱼的5 h致死率明显减弱.但24 h致死率仍为100%.(4) 利用冻干藻粉溶液过滤液对黑鲷仔鱼的毒性实验结果发现:冻干藻粉溶液过滤液仍然呈现出与浓度相关的毒性作用特征,滤液对黑鲷仔鱼的24 h半致死浓度相当于每mL溶液中含0.1 mg的干藻粉形成的溶液浓度.赤潮异弯藻的细胞和生长水体中都具有典型的鱼毒性特征.     

膜生物反应器中贫营养条件下SMP的产出研究

文章为考察膜生物反应器微生物在贫营养条件下,溶解性微生物产物(SMP)的产出规律和特性,为优化MBR反应器的运行、延缓膜污染提供理论依据。对天津大学游泳馆MBR系统中的污泥混合液进行贫营养实验。研究表明贫营养条件下SMP产出可以分为两个阶段:EPS溶解产生SMP阶段和死亡细胞胞内物质溶出产生SMP阶段。伴随营养物质的匮乏,SMP中大分子物质所占比例显著增加,从第3天的20.2%(占TOC总量的比例),到第8天上升为39.2%,从而会加剧膜污染,并且不同阶段产生的SMP都可以刺激微生物提高对基质的降解速率,SMP浓度与污泥的比好氧速率呈正相关关系。     

固定化细胞在废水处理中的应用

引言固定化细胞（也叫固定化微生物）是指经过物理或化学方法固定之后繁殖的细胞（微生物），它是生物工程领域中的一项新兴技术。在水处理中采用固定化细胞，有利于提高生物反应器内的微生物浓度；有利于反应后的固液分离；有利于除氮、除去高浓度有机物或某种难降解物质...     

咸水藻水华期溶解有机质光谱特征变化的模拟

以崇明北湖湖水培养长江口常见的中肋骨条藻为研究对象,模拟了其在咸水湖中的水华暴发过程,利用分子光谱学技术分析了中肋骨条藻培养过程中溶解有机质(DOM)的光学吸收系数(a355)和三维荧光光谱(3DEEM)的变化.结果表明,中肋骨条藻增殖过程a355逐渐增加,并且出现7种荧光团,代表DOM中的类蛋白荧光物质和类腐殖酸荧光物质.在藻类进入衰亡期后,各荧光峰强度大幅度增加;类腐殖酸荧光强度、溶解有机碳(DOC)含量和a355之间均存在着良好的相关性,高、低激发波长的类蛋白荧光物质具有同源性.荧光指数的增大与类蛋白荧光的产生,显示微生物在有色溶解有机质(CDOM)的生产上起着重要的作用.无菌条件下培养的藻液中各荧光峰强度均很弱,说明细菌可能将源于藻类的非荧光物质转化为CDOM.     

黄浦江原水中土臭素冬季超标机制研究

基于黄浦江原水中土臭素浓度出现的季节性超标现象,采用高通量测序技术对比分析了夏、冬季微生物群落结构差异,发现夏、冬季水样中微生物群落结构差异显著.土臭素浓度较低的夏季水样中相对丰度较高的微生物为Microcystis、Synechococcus等蓝藻类微生物,其与嗅味物质的合成相关且易于汇集到沉积物内,导致夏季水样与冬季沉积物微生物种群相关;冬季水样中丰度较高的微生物主要为Flavobacterium、Candidatus Pelagibacter、Limnohabitans等水华蓝藻分解微生物,由此推测夏季增殖并汇集于沉积物的水华蓝藻分解是导致原水冬季土臭素超标的主要原因.本研究基于微生物种群结构分析提出了冬季原水中嗅味物质超标的可能机制,为饮用水原水嗅味污染控制提供了理论参考.     

微囊藻毒素-LR对恶臭假单胞菌细胞活性和表面特性的影响

在恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的体系中,研究了菌体细胞表面特性和活性的变化,考察了MC-LR对菌体的影响,对MC-LR的微生物毒性作用进行了初步的探索.结果表明,MC-LR可以使菌体细胞质膜通透性增加,并影响菌体离子代谢及可溶性蛋白等物质的分泌.当MC-LR质量浓度由0增大到2.0 mg·L-1时,能促进菌体分泌和释放可溶性糖及Na+、Cl-等离子.流式细胞实验检测发现,MC-LR加速了菌体细胞的死亡,且死亡率随着MC-LR质量浓度的增加而增大,2.5 mg·L-1MC-LR作用5 d,比未添加MC-LR的对照体系增加了近30%.扫描电镜观察表明,在MC-LR作用下,菌体细胞的微观形貌发生了改变,细胞褶皱加深,在2.5 mg·L-1MC-LR存在下培养5 d后,大部分细胞破裂,细胞内含物流出,细胞结构损坏严重.     

生物滤池去除城市污水处理厂微生物气溶胶的影响因素研究

以城市污水厂处理过程中逸散的异养细菌和真菌微生物气溶胶为研究对象,通过试验研究了生物滤池对微生物气溶胶的去除效果,并考察了进气微生物浓度、进气气体流量和填料湿含量对其去除效果的影响。结果表明:生物滤池能在一定程度上去除异养细菌和真菌气溶胶;在试验浓度范围内,异养细菌在生物滤池中的去除率随着进气微生物浓度的增加先增加后减少,真菌的去除率随着进气微生物浓度的增加而增加;高的进气气体流量有利于微生物气溶胶的去除,异养细菌和真菌的去除率均随着生物滤池进气气体流量的增加而增加;适合微生物气溶胶去除的最佳填料湿含量范围为40.5%~61.8%,过高和过低填料湿含量均不利于微生物气溶胶在生物滤池中的去除。因此,在实际生物除臭工程的设计和运行管理中,应控制合适的进气微生物浓度、进气气体流量和填料湿含量,以保证恶臭物质和微生物气溶胶的同时高效去除。     

三阶段控温堆肥过程中接种复合微生物菌群的变化规律研究

接种复合微生物是提高堆肥效率的主要方法之一,但由于堆料中土生微生物的竞争,较高浓度的土生微生物浓度会抑制接种微生物的长生繁殖.实验表明:当堆料中土生微生物初始浓度为4×10⁸CFU/g时,所接种的微生物不增殖,且随着堆肥的进行,浓度下降很快;而非接种微生物增殖很快,最高浓度可达10¹⁰CFU/g.当土生微生物浓度降低至4×10⁵个/g,接种微生物增殖较快,最高达10¹¹CFU/g.因此,本文利用堆肥自身产热和少许外来热源加热的三阶段控温法进行堆肥.使堆温在4 h内迅速升到70℃以上,并维持8 h,从而使土生微生物浓度降至4×10⁵个/g以下,并起到软化堆料,便于微生物降解的目的.待温度冷却至35℃～45℃时,接种复合微生物,使其快速生长繁殖,数量从10⁸ CFU/g上升到10¹¹CFU/g(干样品),且接种微生物以非接种做生物保持优势地位,从而快速分解垃圾中的有机物.由于在最终产品中含有大量接种有益微生物,可利用其作为菌肥进行回流接种堆肥,以增加堆料中接种微生物数目、改善堆肥微环境、节约菌剂用量、缩短堆肥发酵周期和降低堆肥成本.但利用接种微生物堆肥产品作为菌肥反复接种时,随着反复次数的增加,非接种微生物高浓度繁殖;接种微生物和非接种微生物浓度比约为1:3(反复接种5次),浓度情况发生了逆变.因此,回流菌肥反复接种5次后,接种菌剂基本上就不再起作用了.     

改性聚氨酯载体用于高氨氮废水处理的研究

利用聚丁二酰亚胺对聚氨酯泡沫体进行化学改性处理,研究改性载体固定化微生物处理高氨氮模拟废水的效果。结果表明:当聚氨酯单元与聚丁二酰亚胺单元摩尔比为10∶1时,对泡沫进行改性后聚氨酯泡沫载体亲水性能良好,且具有较高的微生物负载量。改性后泡沫体上具有化学活性的官能团增加,有利于通过载体结合法固定化微生物细胞;,改性后的聚氨酯泡沫体作为微生物固定化载体用于模拟废水处理时,对主要污染指标呈现良好的污染物去除效果。     

噬重金属离子功能微生物的驯化及电镜表征

介绍了噬重金属离子混合微生物的培养、驯化流程。对重金属离子驯化后的功能微生物进行SEM、TEM表征:经驯化后,微生物种群数量急剧减少,但适应性个体数量明显增加,且细胞结构,表面形态均发生显著变化。球状菌和丝状真菌紧密共生,大量球状菌附着于丝状真菌构成的网状结构上。     

联苯代谢对微生物的生长胁迫及分裂抑制

以联苯/多氯联苯降解菌株R04（Rhodococcus sp.R04）和几种模式微生物为研究对象，利用高效液相色谱、荧光显微镜、扫描电子显微镜等分析微生物在联苯及其代谢物培养条件下细胞分裂和形态的变化.结果表明联苯及其代谢产物对红球菌R04和几种模式微生物细胞的分裂有抑制作用，并对部分微生物形态有影响.与前体-联苯及其代谢产物2-羟基-6-酮基-6-苯基-2，4-己二烯酸相比，2，3-二羟基联苯对G⁺、G^-细菌，或是酵母细胞分裂都有较强的抑制和形态的改变.2，3-二羟基联苯导致R.R04和缺陷型R.R04细胞形成不完整隔膜的比例增加；造成96.4%的大肠杆菌BL21细胞表面凹陷，胞质内容物流失，菌体体积缩小；导致枯草芽孢杆菌89.6%的细胞体积明显缩小；导致金黄色葡萄球菌基本没有细胞能形成完整的分裂隔膜；导致红酵母细胞能进行出芽生殖的比例从64.2%降低到19.3%，但对其细胞形态无明显改变.联苯代谢物2，3-二羟基联苯对红球菌R04及其它微生物细胞分裂和增殖的抑制作用比其前体-联苯强，建议在研究环境化合物与微生物互作时，应考虑环境化合物代谢的毒性效应.     

廉价包埋剂聚乙烯醇的研究

以洗衣粉废水中的LAS为处理对象,研究了PVA-硼酸化法固定化微生物细胞的物理特性、废水处理特性及相关特性。其多孔结构、高机械稳定性、良好的贮藏性和活性可恢复性、污泥产量少及固定化增殖细胞的性质等说明PVA是有开发实用价值的廉价包埋剂。     

海洋原甲藻增殖最适起始密度及其同温度的关系

本文报道了海洋原甲藻(Prorocentrum micans,Ehrenb)室内培养最适起始细胞密度为1.0×104个/ml;若低于0.75×104个/ml。则会出现4～5d的迟缓期;若高于2.75×104个/ml,增殖速率μ明显下降.文中还指出海洋原甲藻在相同起始细胞密度、不同温度下培养的生长结果:在22～28℃范围内,海洋原甲藻皆能出现较高的增殖速率和细胞数;而温度低于10℃或高于32℃,则停止增殖。本文还提出了海洋原甲藻藻液细胞密度(×104个/ml)与其用721分光光度计洲定的吸光值OD678nm3cm的线性关系: C(×104个/ml)=119.83 OD678nm3cm-0.15(γ=0.9980)     

运用生物循环理论建立多元生物污水处理新工艺

以活性污泥法为主流工艺的现代污水处理技术,存在着工程投资大，运行费用高，管理复杂等缺点，按照生物循环基本理论要示是不完善的。多元生物污水处理是按照食物链代谢规律,运有生物循环理论，设计成微生物－植物－水生动物3个处理单元。污水中的有机物作为微生物人良料在第1单元被套氧微生物消化降解成CO2，H2O，NH^ 4,CH^-4等，除CH4作为生物能源可回收利用外，其它物质是植物的营养物质，在第2单元藻类等多种植物吸收，通过光合作用合成植物细胞，并释放氧气，在第1单元和第2单元增殖的细胞和藻类成为水生动物的食料，在第3单元被浮游动物和鱼类捕食，转化成动物蛋白，污水中的有机物在3个单元组成的生态净化系统中，被多样生物逐级利用，最终转化成植物细胞和动物蛋白，使污水得到净化，达到三级处理水平，不产生二次污 ，是一种安全的，对环境友好的污水处理新技术，在国外被誉为21世纪的新科技。该污水净化系统，按照生物循环基本理论进行工艺设计，通过生态平衡自我调控，具有工艺流程简单，投资省，运行费用低，管理简便等优点，适合我国国情，有广阔的应用前景，尤其适有于小城镇污水处理。     

河口盐度梯度下溶解态核酸的微生物可利用性

核酸物质(DNA和RNA)作为自然水体中重要的溶解有机质组分之一,是水生微生物食物网的重要物质基础,因此核酸的微生物可利用性具有重要研究意义.2012年春季从长江口不同盐度区域采集水样,并分别添加鱼类DNA和酵母RNA进行培养,考察了其微生物可利用性.结果表明,在溶解态核酸添加至不同盐度的培养体系时,添加的DNA大约有20%～50%从溶解态快速转变至颗粒态,转化率随盐度增加而增加,而添加的RNA仅有约10%从溶解态转变至颗粒态,受盐度影响不大.在各培养体系中,溶解态核酸的微生物利用动力学曲线均符合Sigmoid方程,先有30～80 h不等的延滞期,而后进入快速利用期,最后为停止期,其中海水微生物对核酸的最大利用速率比河口/淡水微生物更快.当溶解态核酸进入河口水体后,分为微生物可利用的(自由溶解态/酶可水解的)、胶体结合态和颗粒态,其中RNA中微生物可利用形态百分比(80%～90%)显著高于DNA,且随盐度变化不大,而DNA中微生物可利用形态百分比随盐度升高而从78%逐渐降低至50%.因此,河口盐度梯度下的DNA和RNA赋存形态分布特征和微生物可利用性具有显著差异.     

利用小麦秸控制赤潮生物生长的研究

以球形棕囊藻为研究对象,探讨了小麦秸用于赤潮生物控制的可行性,研究了微生物、吸附作用在抑藻效应中的可能作用,运用扫描电子显微镜观察了小麦秸对藻细胞形态的影响,对小麦秸抑藻机理进行了分析和讨论。结果表明,小麦秸是一种比较理想的抑藻材料,无需微生物的降解,适度切割后能够吸附藻细胞、释放出抑藻活性物质,从而有效控制赤潮生物——球形棕囊藻的生长。抑藻活性物质的释放是小麦秸抑藻的主要机制。