基于定量PCR的活性污泥DNA提取方法研究

分别采用基于复合酶+化学裂解(BTK)和玻璃珠+SDS(十二烷基硫酸钠)裂解(PS)的试剂盒法及基于溶菌酶裂解的CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)法3种方法提取活性污泥基因组DNA,以所得DNA质量浓度、纯度和细菌16S rRNA基因丰度为考察指标对各提取方法进行评价,以确定提取活性污泥DNA的最适方法。结果表明,CTAB法所得DNA质量浓度(496.3~1 715.3μg/m L)显著高于其他两种试剂盒法,BTK试剂盒法所得DNA纯度(A260/A2801.76,A260/A2301.9)高于其他两种方法。实时荧光定量PCR结果表明,3种方法提取的DNA样品均能在稀释500倍时作为模板对细菌16S rRNA基因丰度进行定量分析;其中CTAB法所能得到的基因丰度最高(1.9×108~1.4×1010copies/g),显著高于BTK试剂盒法(3.7×106~8.6×106copies/g)和PS试剂盒法(7.1×106~1.3×107copies/g)所得。因此,从定量PCR的结果来看,CTAB法获得的DNA模板可得到更高的细菌16S rRNA基因丰度,与该方法获得的较高DNA产率一致;由于该方法所得DNA纯度不高,进行定量PCR分析时可通过较高倍数稀释得到解决。同时CTAB法所需试剂均为常用生化试剂,方便获得且价格低廉,优先推荐。     

Cu2+对活性污泥代谢及群落结构的影响

为探究微量Cu2+对微生物代谢产物及群落结构的影响,采用序批式反应器(SBR),以含Cu2+原水作用下活性污泥为研究对象,分析不同质量浓度Cu2对胞外聚合物(EPS)和溶解性代谢产物(SMP)的影响,并通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析总细菌在不同质量浓度微量Cu2+驯化前后的群落结构.结果表明,活性污泥的EPS质量浓度受Cu2+的影响呈波动下降趋势,反应中后期趋于稳定,稳定区间与Cu2+质量浓度成反比.Cu2+加入反应体系后会造成SMP质量浓度短暂下降,随后微生物释放SMP来缓解环境压力,SMP质量浓度有所回升;中后期由于Cu2+积累导致细胞自溶、释放SMP,SMP质量浓度突增,增长幅度与Cu2+质量浓度成正比.不同质量浓度Cu2+会造成特定菌群的消亡,还会促进耐受力强的微生物成为优势菌种.含Cu2+原水会使微生物量和群落多样性降低,当Cu2+质量浓度为3.5 mg/L时SDI由1.92下降至1.23,而由于新优势菌种的产生,Cu2+质量浓度为5.0 mg/L时SDI有所回升.     

超声波树脂联用法提取活性污泥中的胞外聚合物

考察了超声波树脂联用法提取活性污泥中胞外聚合物的影响因素,确定了最佳提取条件.试验结果表明,树脂量为60 g/g VSS,在摇床振摇强度250 r/min下处理4 h,再进行超声处理2 min,EPS提取量接近理论含量,即污泥干重的15%,与阳离子树脂法相比,EPS提取物中DNA的百分含量较低,即对细胞的破坏程度更小,说明超声波树脂联用法稳定、高效,是一种较佳的提取方法.     

制药残留溶剂对废水生物降解系统微生物毒性的测定方法比较

水质生物毒性测定是评价水环境质量的重要内容,制药废水有机物含量高,有些成分可抑制污泥活性或具有生物毒性.为了更准确地评估制药废水的生物毒性,筛选出适用于准确评价污染物对废水生物降解系统中微生物生物毒性的方法,对发光细菌法、脱氢酶活性法、硝化抑制法及呼吸速率法4种生物毒性测定方法进行了比较研究,以甲苯、二甲基甲酰胺、三乙胺3种常见制药有机溶剂为研究对象、氯化汞为标准毒物.结果表明,各测定方法得出的结果不同,根据灵敏度和测定时间,4种方法排序为发光细菌法(2 h)、脱氢酶活性法(7 h)、硝化速率法(120 h)、呼吸速率法(48 h),与其他3种基于活性污泥毒性的测定方法相比,发光细菌法具有最高的灵敏度.3种活性污泥法对有机溶剂的毒性响应具有相同顺序,从高到低为二甲基甲酰胺、三乙胺、甲苯,而发光细菌法与之不同,顺序为三乙胺、甲苯、二甲基甲酰胺.综合考虑测定方法的灵敏度、测试时间、操作简便性,推荐选取灵敏度最高的发光细菌试验和以活性污泥为受试对象的脱氢酶活性法联合使用,将二者综合的测定结果作为判定依据,可以更准确地判定制药残留溶剂对废水生物降解系统的生物毒性.     

太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响因素分析

以室内培养的铜绿微囊藻样品为参照,基于反复冻融法,探讨了滤膜类型、磷酸盐缓冲液加入体积、冻融次数对太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响。结果表明:1)GF/C玻璃纤维滤膜(孔径1.2μm)和CN-CA混合纤维素酯微孔滤膜(孔径0.45μm)提取的叶绿素a结果差异不显著(p分别为0.95和0.97),说明二者的生物截留量基本一致;2)在生物截留量相当的情况下,GF/C滤膜和CN-CA滤膜提取的藻蓝蛋白结果差异显著(p均为0.04),GF/C滤膜的提取效率高于CN-CA滤膜;3)加入的缓冲液体积和藻蓝蛋白质量浓度呈良好的负线性关系(r均大于0.85),受藻体包裹效应的影响,太湖水体对比组中的相关系数略低于人工培养的铜绿微囊藻;4)太湖水样和铜绿微囊藻在冻融次数上存在差异,太湖水样冻融9~11次的提取效果较佳,室内培养的铜绿微囊藻冻融次数以5~7次为宜。     

生活污水絮凝微生物筛选及其培养条件的优化

为获得絮凝微生物和提高其絮凝效率并降低生产成本,以江苏碧程环保工程有限公司生活污水旁50 cm内10 cm深处土壤为絮凝微生物的菌源,采用选择培养基和平板划线方法分离纯化出31株菌株,分离纯化的31株菌株经30℃、160 r/min振荡培养72 h后,用发酵液处理质量分数为0.4％的高岭土悬浊液前后的OD550值的变化来表征絮凝率的大小.筛选出4株具有较高絮凝活性的菌株(T1、T2、T3、T4),将这4株具有较高絮凝活性的菌株自由组合、随机复配,筛选出絮凝率最大的复合菌群为T1+ T2+ T4.以T1+ T2+ T4为研究对象,研究其培养条件(温度、接种量、培养时间、pH值等)对絮凝效果的影响,并通过单因素和正交试验,以絮凝率为指标,确定复合微生物絮凝菌群的最佳培养条件.结果表明,培养条件的改变可以影响复合微生物絮凝菌群的絮凝效果,各培养条件对复合微生物絮凝菌群絮凝率的影响程度不同.复合絮凝菌群T1 +T2+ T4絮凝率最高的培养条件为培养温度30℃、pH=7,培养时间60 h;T1、T2、T4的种子液体积比为0.6:0.9∶0.3,装液量为90 mL/250 mL,接种量为4.5 mL/90 mL.研究表明,在最优条件下复合微生物絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝效率高达81.01％,可以克服单一菌种絮凝效率不稳定的缺点.     

二氧化碳入侵土壤包气带对微生物群落的影响

为探讨地质封存CO_2泄漏对土壤微生态环境的影响,以中国青海省西宁市平安县三合镇天然CO_2泄漏试验场土壤为研究对象,采用活菌计数法测定不同物质的量比CO_2试验区土壤微生物的菌落数目,应用PCR-DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)和16S r DNA文库技术对样品的细菌和真菌群落结构及遗传多样性进行分析。结果表明:当CO_2物质的量比由600μmol/mol增加到23 000μmol/mol时,土壤细菌、真菌数量明显增加,而放线菌数量显著减少;各试验区细菌和真菌多样性指数(H)、丰度(S)有所不同,土壤真菌多样性变化高于细菌;高物质的量比CO_2对真菌Geomyces sp.、根瘤菌unclassified_Rhizobiales等菌群的生长产生刺激作用,但对unclassified-Actinobacteria(放线菌群)、Sphingomonas sp.(鞘氨醇单胞菌属)等菌群的生长有抑制作用;3 010μmol/mol CO_2对真菌Ascomycota sp.(子囊菌门)、Phoma medicaginis(茎点霉)产生了较强的毒性,使之不能正常生长繁殖。研究表明:高物质的量比CO_2入侵土壤包气带对微生物群落多样性影响较大,主要表现为原有细菌、真菌数量的丰富或被削弱,或部分物种的消失及新物种的出现,但其主要建群种未变;对根瘤菌等菌群生长的刺激作用可能使土壤固氮能力提高;不同物质的量比CO_2入侵下土壤细菌群落相似性系数远大于真菌,即真菌对CO_2胁迫表现更为敏感,真菌Ascomycota sp.及Phoma medicaginis有望成为地质封存CO_2泄漏微生物监测与甄别的指示菌种。     

污泥干化芦苇床中芦苇内生菌群多样性研究

以污泥干化芦苇床中芦苇内生菌的多样性作为主要研究对象,结合16S rDNA高通量测序技术与PCR-DGGE技术,对污泥干化芦苇床和天然湿地中污泥菌群及芦苇内生菌群多样性进行了比较分析。结果表明,污泥干化芦苇床芦苇内生菌的细菌类群包含了20门、30纲、73目、152科、467属、1 167种细菌。其中变形菌门(65.6%)和拟杆菌门(25.5%)占绝对优势,γ-变形菌纲是丰度最高的纲,占总数的43.4%;排前20位的优势菌种相对百分比之和为46.5%,分属于所对应的18个属、12科、10目、6纲、3门。DGGE分析表明,污泥干化芦苇床中的污泥和芦苇内生菌优势菌群的种类与天然湿地相比差异显著;同时由于污泥的影响,芦苇内生菌群种类也发生了较为明显的变化。     

絮凝、浮选法纯化硅微粉的研究分析

基于环境保护及硅微粉经提纯后投入实际应用的考虑,对现有纯化硅微粉的方法、细粒分选的理论及技术进行了分析与评价.指出改进酸法纯化硅微粉技术现状的必要性.在参阅、分析并总结大量文献的基础上,综合考虑硅微粉本身的物理、化学性质,综述了絮凝、浮选法纯化硅微粉的基本理论、浮选药剂(捕收剂、起泡剂和调整剂)及方法,阐述了物理作用(高剪切力、外加电场、磁化、超声波等)应用于浮选调浆的重要性.提出了絮凝、浮选法纯化硅微粉应用于实际生产应该注意的几个问题,为絮凝、浮选法纯化硅微粉提供了理论依据和技术参考.     

粪源金霉素暴露对土壤微生物毒性效应的田间试验研究

通过田间小区试验,研究了含金霉素残留的鸡粪施用于农田对农田土壤中微生物的毒性效应.选取蔬菜试验田,划分4个2m×2m试验小区,除对照组(不施用任何肥料)外,其他3块分别施用不含金霉素的鸡粪和含46.4 mg/kg、97.6 mg/kg金霉素的鸡粪.在试验期内,分别在不同时间采集土壤样品,测定土壤中微生物数量(细菌、真菌和放线菌)、土壤的呼吸强度、土壤中金霉素抗性细菌数量及土壤中微生物多样性变化等指标.结果表明,两个质量比的粪源金霉素(46.4 mg/kg和97.6 mg/kg)暴露分别降低了土壤中细菌数量24.1％和27.2％,降低了放线菌12.1％和22.9％,减少了真菌数量1.92％和2.52％,并且影响了土壤微生物多样性,同时增加了土壤中金霉素抗性细菌数量及其比率.同时发现,粪源金霉素的暴露随时间延长对土壤微生物的毒性影响有减缓趋势.这可能与随时间延长金霉素被降解或土壤微生物对金霉素产生了适应有关.     

燃煤微生物预处理浮选脱硫的影响因素研究

本研究了影响生物预处理浮选脱除煤中硫的几个因素,即不同菌液量、不同预处理时间等。指出生物预处理浮选脱硫是一种有效的洁煤方式,通过试验给出了最佳的预处理时间和最适宜的菌液量。     

燃煤微生物预处理浮选脱硫的试验研究

研究了影响生物预处理浮选脱除煤中硫的几个因素,包括煤的粒度、驯化菌种及细菌组成等.指出生物预处理浮选脱硫是一种有效的洁净煤技术,同时给出了煤的粒度、不同驯化菌种及不同的细菌组成对脱硫及脱灰效果的影响.     

砷污染水体的微生物处理机理及应用研究进展

针对以去除水中砷或降低砷毒性为目标的微生物处理技术,综述了水体砷污染现状、微生物法处理水体砷污染的机理及微生物技术在处理水体砷污染中的应用,并重点介绍了一种氢自养微生物除砷技术,最后对微生物除砷技术进行了展望。     

生化污泥调理技术研究进展

对生化污泥调理技术的研究进展进行了综述.主要介绍了化学调理、物理调理、化学调理和物理调理联用技术以及微生物絮凝调理技术,展望了今后生化污泥调理技术的发展方向.     

垃圾填埋场有机污染物的生物降解机理

概述了垃圾填埋场中微生物的作用特性，微生物对有机污染物的降解及其影响因素，介绍了有机污染物降解的两种生化动力学模型：“速度指数模型”和“双曲线速度模型”，以及垃圾降解的动力学方程。     

微生物降解土壤中农药残留的研究进展

研究土壤环境中农药的微生物降解是当今国际环境修复科学技术前沿领域的重要课题.从降解农药的微生物种类、降解农药的途径及机理、基因工程菌的构建等方面综述了近年来的研究进展,并提出了微生物降解农药研究领域的发展趋势和有待进一步解决的一些突出问题.     

膜生物反应器处理黄麻生物脱胶废水的实验

采用水解酸化 膜生物反应器处理黄麻生物脱胶废水.实验结果表明:水解酸化对COD、氨氮有一定去除率,可以提高废水的可生化性.MBR系统在HRT=6 h、 8 h、 10 h、 12 h运行时, 在HRT=8 h时对COD、氨氮的去除率较高, 分别为84.8%和80.78%.出水几乎检测不到SS.     

微生物絮凝剂产生菌的初步筛选及条件试验

从活性污泥中筛选到18株絮凝剂产生菌,经复筛得到一株高效絮凝剂产生菌L-3.分别研究了碳源、氮源、无机盐、初始pH值、培养温度等对其产生絮凝剂的影响.结果表明,葡萄糖、玉米淀粉是较好的碳源,酵母膏为最佳氮源,最适宜培养温度为30 ℃,初始pH为7～9,摇床转速为160 r/min.