碳化硼促进Psendomonas stutzeri A1501电催化固氮产氨及机制

以Pseudomonas stutzeri（P.stutzeri） A1501为模式固氮菌株、碳化硼（B₄C）为典型电子传递载体构建电催化氮还原体系,探究B₄C添加对该体系固氮产氨性能的影响.结果表明,B₄C能够显著提高P.stutzeri A1501介导的电催化氮还原体系的产氨性能.在0.4g/L投加量条件下,900℃煅烧温度下制备的B₄C（B₄C₉₀₀）的添加能够使电催化体系氨累积量提高117%,这是由于B₄C₉₀₀表面丰富的活化位点能够促进N₂吸附与活化.此外,电化学和光谱学谱图表明,B₄C₉₀₀的添加不仅能够促使P.stutzeri A1501分泌更多的氧化还原活性物质,而且驱动高活性阴极生物膜的形成,进而强化电极电子的长距离传递及利用.     

微生物诱导碳酸盐沉积介导的Cd2+固定

实验室条件下,研究了碳酸盐矿化菌施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和巴氏芽孢杆菌（Bacillus pasteurii）的生长对Cd²⁺的耐受性和固定效果,以及羟基磷灰石对3种菌固定Cd²⁺的影响,通过扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）对碳酸盐矿化菌的诱导矿化产物进行了表征.结果表明,3种菌生长过程中B.pasteurii的脲酶活性最强,是P.stutzeri和B.subtilis脲酶活性的10倍左右,且P.stutzeri,B.subtilis,B.pasteurii产CO₃^2-的最高浓度分别为588.19,661.72,1735.18mg/L,培养体系中pH值均呈现升高的趋势,最高pH值分别为8.23,9.06,9.52;Cd²⁺浓度在0~10mg/L范围内对P.stutzeri的生长影响较小,而当Cd²⁺浓度高于1mg/L时则会抑制B.subtilis和B.pasteurii的生长.初始Cd²⁺浓度为0.5mg/L时,培养120h,P.stutzeri,B.subtilis和B.pasteurii对Cd²⁺的固定去除率分别为96.37%,99.40%,97.57%;加入羟基磷灰石能够提高碳酸盐矿化菌对Cd²⁺的去除率.SEM和EDS结果显示,P.stutzeri和B.subtilis诱导形成的矿化产物多聚集在菌体周围或附着在菌体表面,呈球状或网状结构,表面疏松多孔,B.pasteurii的矿化产物附着在菌体表面,结构致密,呈不规则的球状;FTIR分析表明矿化产物中存在CO₃^2-,结合XRD结果,证实3种菌诱导沉淀矿化产物主要是CaCO₃,而Cd²⁺与Ca²⁺会以同晶置换的方式形成CdCO₃晶体,B.pasteurii在诱导矿化的过程中可将Cd²⁺以Ca_0.67Cd_0.33CO₃共沉淀的方式固定.     

LiCl溶液对4种空调典型霉菌、细菌的抑制研究

为防止空调系统内霉菌、细菌的过度孳生,本文以空调系统内常见的黑曲霉（A. niger）、大肠埃希氏菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）、枯草芽孢杆菌（B. subtilis）为典型霉菌、细菌,基于纸片扩散法药敏试验,研究了空调除湿常用工质LiCl溶液对上述典型菌种的抑制作用及浓度影响规律.结果表明：在常见除湿浓度范围（35%~40%）内,LiCl溶液对上述4种典型菌种均有抑制作用;特别是对A. niger抑制效果最强,在15%的低浓度下即可产生明显抑制;其次为E. coli,而对S. aureus和B. subtilis的抑制相对较弱.此外,所得抑制效果随LiCl溶液浓度的提高而明显增强,特别是对A. niger和E. coli,溶液浓度与抑菌圈直径呈显著的正相关性.     

顶空CO2对有机物厌氧发酵产挥发性脂肪酸的影响

研究了不同顶空CO2浓度对有机物厌氧发酵体系中底物转化速率、挥发性脂肪酸(VFA)产率及微生物相变化的影响.结果表明,顶空低浓度CO2有助于葡萄糖底物转化,在16h转化率达到93%以上,顶空高浓度CO2和对照组在20h时转化率分别为88.3%、87.6%.顶空高浓度CO2有助于乙酸积累,乙酸产率达8.2mmol/gCOD,分别是对照组和低浓度CO2组的1.52倍和1.87倍.顶空CO2浓度与同型产乙酸菌数量正相关,顶空低浓度CO2组fhs基因拷贝数为9.83×106/mL,高浓度CO2组fhs基因拷贝数为5.32×108/mL,对照组fhs基因拷贝数为6.97×107/mL.提高顶空CO2浓度有利于在混和培养环境中富集同型产乙酸菌.     

有机酸强化Fe(Ⅲ)还原介导的Shewanella oneidensis MR-1降解磺胺甲噁唑

在实验室条件下,研究了Shewanella oneidensis MR-1对磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole,SMX)的降解特性以及低分子有机酸强化Fe(Ⅲ)还原介导的S.oneidensis MR-1对SMX的降解.结果表明,S.oneidensis MR-1对不同浓度SMX的降解能力与体系中的有机酸和Fe(Ⅲ)密切相关.低浓度SMX对其生长影响不大,高浓度时细菌生长则受到抑制,进而抑制SMX的降解率.当低分子有机酸单独加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX的最大降解率为58.5%;Fe(Ⅲ)单独加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX的最大降解率为67.6%.此外,当柠檬酸和Fe(OH)_3同时加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX生物降解和铁还原作用促进效果最显著,培养5 d后SMX降解率为90.3%.最后,采用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对SMX的降解中间产物进行了分析,推测SMX的可能降解途径是由S—N键断裂引起的.本研究以期为地下水污染场地修复提供理论依据.     

微生物溶解载铀赤铁矿及再固定铀的试验研究

将载铀赤铁矿、核黄素(RF)和Sphingomonas sanxanigenens(S. sanxanigenens)同时投加到培养基中,监测培养过程中溶液的总铁、亚铁以及U(VI)浓度的变化,表征载铀赤铁矿还原性溶解前后固相产物中铁和铀的化学形态与价态,分析温度、共存离子对RF介导S. sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿及再固定铀的影响.结果表明:S. sanxanigenens能够还原性溶解载铀赤铁矿,从而导致铀的释放;RF能够促进S. sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿,且RF浓度越高越有利于这种还原性溶解;在30℃下RF能显著促进载铀赤铁矿的还原性溶解,且产物中稳定态铀的比例较高;添加2mmol/L Ca²⁺或CO₃^2-对RF介导S. sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿具有促进作用;添加2mmol/L PO₄^3-能提高残渣态铀的比例,促进铀的固定;RF能够促进S. sanxanigenens对Fe(III)和U(VI)的还原,且反应过程伴随着次生铁矿物的生成.这些研究结果为提出RF介导S. sanxanigenens释放及再固定铀的新方法奠定了基础.     

有机酸强化Fe(Ⅲ)还原介导的Shewanella oneidensis MR-1降解磺胺甲噁唑

在实验室条件下,研究了Shewanella oneidensis MR-1对磺胺甲噁唑（Sulfamethoxazole,SMX）的降解特性以及低分子有机酸强化Fe（Ⅲ）还原介导的S.oneidensis MR-1对SMX的降解.结果表明,S.oneidensis MR-1对不同浓度SMX的降解能力与体系中的有机酸和Fe（Ⅲ）密切相关.低浓度SMX对其生长影响不大,高浓度时细菌生长则受到抑制,进而抑制SMX的降解率.当低分子有机酸单独加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX的最大降解率为58.5%;Fe（Ⅲ）单独加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX的最大降解率为67.6%.此外,当柠檬酸和Fe（OH）₃同时加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX生物降解和铁还原作用促进效果最显著,培养5 d后SMX降解率为90.3%.最后,采用液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）对SMX的降解中间产物进行了分析,推测SMX的可能降解途径是由S-N键断裂引起的.本研究以期为地下水污染场地修复提供理论依据.     

紫外辐射下的生物降解及微生物群落的变化

分别采用一体式循环床紫外光/生物膜反应器（PCBBR）和气升式内循环的紫外光/生物膜反应器（ILPBR）,用于苯酚、2,4,6-三氯酚（TCP）和抗生素药物磺胺甲恶唑（SMX）的降解.结果表明,苯酚、TCP和SMX在紫外光解与生物降解的共同作用下,其去除速率分别达到0.65、0.11和0.17 mg.（L.min）–1...     

不同pH条件下三氯乙烯及其脱氯产物对苯或甲苯厌氧生物降解的影响

将零价铁渗透反应格栅和生物降解格栅联用,先利用氯代烃易还原脱氯的性质通过零价铁渗透反应格栅去除氯代烃,后利用BTEX易生物降解的性质通过生物降解格栅去除BTEX,可以有效去除地下水中由氯代烃和BTEX这两种性质迥异的污染物形成的混合污染羽.但在联合格栅技术中,零价铁渗透反应格栅后的强碱性环境(pH9)、氯代烃脱氯还原中间产物(cis-1,2-DCE)的积累和可能出现的TCE穿透均可对生物降解格栅中BTEX的生物降解产生影响.针对上述问题,本文研究了不同pH条件下TCE和cis-1,2-DCE对苯或甲苯厌氧生物降解的影响.结果发现,碱性pH条件有利于苯或甲苯的生物降解,但不同pH条件下TCE或cis-1,2-DCE的加入对苯或甲苯的生物降解均产生抑制(除pH=7.9,cis-1,2-DCE=100μg·L-1时的甲苯),且TCE对苯和甲苯生物降解的抑制要明显强于cis-1,2-DCE;不同pH条件下,TCE 100和500μg·L-1对苯生物降解的抑制作用没有明显差异,但对甲苯生物降解的抑制却随着TCE浓度的增加而增加;pH=7.9时,cis-1,2-DCE的加入有利于甲苯的生物降解,之后随着pH的增加又转变为抑制.另外,在苯或甲苯厌氧生物降解过程中,可能存在cis-1,2-DCE与苯或甲苯的共代谢生物降解,且甲苯更有利于cis-1,2-DCE的共代谢降解.     

石油污染土壤富集前后细菌群落组成和共现网络分析

为了探究石油污染土壤中细菌群落在富集过程中的演替规律,试验采用平板划线法、菌落PCR和高通量测序技术,分析了富集前后细菌群落结构、共现网络和核心菌属组成,并对富集后体系中的微生物进行分离鉴定,筛选石油降解菌.研究表明富集体系中可培养微生物隶属于34个属53个种,其中3个为潜在新种微生物,Dietzia maris OS33和Rhodococcus qingshengii OS62-1具有降解石油的能力.高通量测序结果显示,在门分类水平上,富集前后丰度较高的菌门均为Proteobacteria和Actinobacteria,富集后两菌门的丰度可达到97.98%,占据绝对优势;丰度较高菌属由Pseudomonas、Rhodococcus、Bacillus和Xanthomonas转变为Dietzia、Unspecified_Idiomarianceae和Halomonas,标志微生物转变为与石油降解有关的Dietzia.细菌群落共现网络在富集后,网络结构进一步简化且更加稳定,核心微生物转变为与石油降解有关的Pseudomonas、Lysinibacillus、Pseudochrobactrum、Agrobacterium、Lactobacillus,且非石油降解菌P.songnenensis P35可协同石油降解菌D.maris OS33降解石油.     

滨海沼泽湿地转化为养殖塘对其碳储量的影响

以闽江河口为研究区域,配对采集芦苇(Phragmites australis)湿地、短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地和互花米草(Spartina alterniflora)湿地的植物、土壤(0~100cm)及由其围垦而成的水产养殖塘沉积物(0~100cm)样品,测定其有机碳含量,计算生态系统碳储量,并估算沼泽湿地围垦造成的碳释放量.结果表明,闽江河口芦苇湿地、短叶茳芏湿地、互花米草湿地生态系统碳储量分别为(152.85±8.88),(151.63±6.33),(155.85±10.82)Mg C/hm²,其转化成的养殖塘沉积物碳储量分别为(112.69±4.26),(128.24±15.81),(118.59±8.26)Mg C/hm²,转化后生态系统碳储量分别下降26.3%、15.4%和23.9%,引发的碳排放分别为(145.49±33.00),(120.66±26.49),(136.76±27.61)Mg CO₂-eq/hm².上述生态系统碳储量下降的64%来自植物碳库的损失,36%来自土壤碳库的减少.滨海沼泽湿地围垦为养殖塘明显降低滨海湿地碳储量,因此,退塘还湿生态恢复可对滨海湿地固碳增汇起到重要作用.     

臭氧在中试规模污泥原位减量中的应用

为探究高、低浓度臭氧旁路处理对中试系统出水水质、污泥减量率的影响,采用两组系统(对照组:厌氧/缺氧/好氧(A/A/O),试验组:A/A/O+臭氧旁路处理)在5个工况下运行183d.结果表明,利用剂量为13mg/g MLSS(25mg/g MLVSS)臭氧处理占生物反应池容积20％的回流污泥时,系统运行性能良好;在此操作...     

磺胺甲基异恶唑的好氧生物降解研究现状

磺胺甲基异恶唑是广泛应用的抗生素,属于药品及个人护理品（Pharmaceutical and Personal Care Products,PPCPs）污染物的典型代表物质.近年来,该物质在环境中的检出率逐渐增加,成为了一种新兴污染物,对人体及生态环境造成危害.磺胺甲基异恶唑具有难于生物降解的特性,然而目前在好氧条件下,利用生物方法处理该物质已初见成效,它将成为今后的研究热点.本文对磺胺甲基异恶唑的好氧生物降解研究现状进行了系统的综述,包括具有降解该物质能力的微生物类群、该物质好氧降解的影响因素及降解产物分析,在此基础上提出了磺胺甲基异恶唑好氧生物降解未来进一步研究的方面.     

海底地下水排放对南黄海沿岸海水细菌群落结构的影响

在南黄海沿岸岸滩采集海水样品,将同位素地球化学与分子生物学技术相结合,探讨海底地下水排放(submarine groundwater discharge, SGD)对沿岸海水微生物群落结构的影响.结果表明,南黄海沿岸水体微生物优势类群为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、疣微菌门、厚壁菌门等.海水中较高浓度的镭同位素活度极有可能是由近岸海底地下水排放过程导致.沿岸海水中的²²⁴Ra活度与营养盐浓度、微生物群落的多样性及丰富度具有相对同步的变化规律.溶解氧对海水中的细菌群落结构具有显著影响(p<0.05),海底地下水排放输入的高浓度溶解无机氮、溶解硅酸盐可能是影响沿岸海水中细菌群落结构特征的主要因素之一.本研究表明,海底地下水排放对沿岸微生物群落结构的影响是不可忽视的.     

中国兜兰属宽瓣亚属植物生存现状及保护成效

为明确兜兰属(Paphiopedilum)宽瓣亚属(Subgenus.Brachypetalum)植物各物种在我国的生存现状与濒危状况,在大量的野外调查和文献、标本数据收集的基础上,对其种群分布、数量、生境特征、市场贸易、受威胁因素、保护现状与保护成效进行统计分析,并依据《IUCN红色名录等级和标准(3.1版)》对该类群的濒危等级进行重新评估.结果表明,野外调查到硬叶兜兰(Paphiopedilum.micranthum)、麻栗坡兜兰(P.malipoense)、杏黄兜兰(P.armeniacum)、白花兜兰(P.emersonii)、巨瓣兜兰(P.bellatulum)、文山兜兰(P.wenshanense)、同色兜兰(P.concolor)7个目标物种,已知分布于我国50个县(市、区),共计194个自然分布点.宽瓣亚属植物在我国水平方向上主要分布于滇东南、黔西南、黔东北、滇西北、桂北与黔南交界处以及桂西北至桂西南等地区;垂直方向上集中分布于中高海拔段(780~1267m),平均海拔997m;在全国大尺度上,该亚属整体呈零散分布,区域小尺度上个体呈聚集生长;其小生境具有高海拔、透水、透气、喜阴、喜钙的特点.市场调查的贸易率为36.67%,贸易价格高低不等,具有较强的随机性;贸易来源主要为野外采挖,占贸易数量的88.32%,具有较强的地域性;贸易方式为现场和线上网络交易,具有较强的灵活性.该类群主要受到采挖和生境退化的威胁,分别占所有分布点的44.85%、29.83%.宽瓣亚属整体就地保率仅为34.53%,保护成效为一般保护;调查的29个保育地中,有20个保育地对该类群累计保育98次,除文山兜兰和绿叶兜兰外,其他7种迁地保护成效被评估为合适.巨瓣兜兰、文山兜兰由原来的濒危(EN)评估为极危(CR);麻栗坡兜兰、白花兜兰、杏黄兜兰评估等级未发生变化,仍为极危(CR);硬叶兜兰和同色兜兰由原来的易危(VU)评估为濒危(EN);德氏兜兰、绿叶兜兰被评为数据缺乏(DD).     

不同光照条件下浒苔与三种赤潮微藻的竞争

针对苏北浅滩水体浊度高、营养盐含量大、且被大多数学者认为是南黄海绿潮起源的实际情况,本文通过室内培养实验,研究了不同光照条件（0~4500lx）下浒苔与中肋骨条藻、东海原甲藻和新月菱形藻对营养盐的竞争作用;并与苏北浅滩实际水体光照相结合,评估了浒苔与3种微藻在不同深度下的生理状态.浒苔与微藻的竞争,是决定暴发何种藻华的关键因素之一.结果表明,与3种微藻相比,浒苔对光照的适应性更强,最大日均相对增长率为11.91%/d.微藻与浒苔共培养时,生长情况明显劣于单独培养,中肋骨条藻、东海原甲藻和新月菱形藻的生长抑制率分别为30%~46%,3%~44%,25%~41%,并且不同微藻对竞争作用的响应不同.营养盐监测数据表明,对有限营养盐的争夺是浒苔和微藻竞争作用的主要机制,研究结果为苏北浅滩浒苔绿潮的暴发机制提供了依据.     

藻类对大型溞抵抗农药的毒理学影响及其机制

为探究藻类对大型溞农药抗性的影响及其机制,分别将5种淡水广布的甲藻、硅藻、绿藻、隐藻、蓝藻等量培育大型溞后,再将大型溞分别暴露于2种杀虫剂吡虫啉(水溶性)和氰戊菊酯(脂溶性)中,测定大型溞的半数致死剂量、化学计量比(P/C,N/C)和脂肪酸含量.研究表明:与生源性化学元素氮磷相比,N3不饱和脂肪酸能更好揭示大型溞对藻类的捕食关系;藻类的N3不饱和脂肪酸含量是影响大型溞对水溶性农药抗性的关键因子;大型溞对脂溶性农药的抗性差异比暴露在水溶性农药中更明显.因此,藻类的N3不饱和脂肪酸是预测大型溞对水溶性农药抗性强度的最佳因子,其有助于更准确地预测以不同藻类为食的大型溞食物链对自然环境中污染物的抗性和风险.     

呼伦贝尔沙区土壤细菌群落结构与功能预测

以呼伦贝尔沙区裸沙地、草地、沙地樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林和沙地樟子松天然林四种生境土壤为研究对象,采用野外调查、16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt功能预测相结合的研究方法比较分析不同生境土壤细菌群落结构和潜在功能组成特征.结果显示：呼伦贝尔沙区沙地樟子松天然林土壤细菌多样性最高,人工林土壤细菌多样性最低,Shannon指数分别为（8.623±0.193）和（7.432±0.028）,不同生境土壤细菌alpha和beta多样性存在显著差异.草地、沙地樟子松人工林和天然林土壤中变形菌门（Proteobacteria）相对丰度最高,均值分别为29.83%±1.14%、34.73%±1.99%、31.95%±0.21%,裸沙地土壤放线菌门（Actinobacteria）相对丰度最高,均值为26.13%±0.43%.不同生境土壤细菌主要优势属为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、RB41,其相对丰度在四种生境中的均值分别为5.29%±2.24%、4.22%±1.23%.PICRUSt功能预测共得到6个一级功能层,40个二级功能层,土壤细菌功能较为丰富,土壤细菌群落在环境信息处理、代谢、遗传信息处理和有机系统方面功能活跃.沙地樟子松天然林核苷酸代谢、酶家族、氨基酸代谢、碳水化合物代谢功能基因较为丰富,保证了沙地樟子松天然林土壤细菌的存活,使其具有较高的多样性.呼伦贝尔沙区不同生境土壤细菌功能基因丰度波动,反映了四种生境的土壤细菌群落组成及多样性的变化,指示了不同生境功能基因对土壤细菌群落的影响规律,可为预测和理解沙区土壤细菌代谢潜力和功能提供参考借鉴.