宁波三江口水域原核生物群落结构分析

首次应用16S rRNA基因-Illumina Miseq高通量测序技术对甬江流域宁波三江口区域的表层水体原核生物群落进行了分析,共获得215 504条高质量序列.多样性指数分析表明,该流域的水体原核生物群落具有较高的遗传多样性和丰富度.菌群分类分析发现,β-变形菌纲(β-Proteobacterium)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是主要的优势菌群,其相对丰度占总群落的78.88%.对比不同站位的原核生物群落,发现水文环境可能是影响三江口水域原核生物群落组成和结构的重要因素之一.与以往报道对比分析表明,甬江流域分布有多种污水和粪便污染指示菌,其中余姚江污染指示菌的丰度最高,说明其受污染的风险可能较高.病原菌BLASTN分析表明,在种和亚种水平上,分别检出76和18种潜在病原菌,占序列总量的2.19%和0.40%.本研究为系统认识甬江流域原核生物群落结构及生态功能提供了重要基础数据.     

种泥预处理方式对Anammox启动的影响

对普通活性污泥进行硝化和反硝化预处理后富集Anammox菌。结果表明,硝化和反硝化预处理方式富集Anammox菌均耗时102 d。FISH技术分析表明,两者富集的微生物中均含Anammox菌。系统启动后(153~161 d),硝化和反硝化预处理方式的总氮平均负荷分别达到0.437 g/(g VSS·d)和0.309 g/(g VSS·d),总氮平均去除率分别达到71.4%和34.3%。可见对同一活性污泥进行硝化和反硝化预处理均可成功启动厌氧氨氧化过程,但硝化预处理更有利于厌氧氨氧化菌的富集。     

纳米银与六价铬对污水生物处理的复合影响

随着纳米银的广泛使用,纳米银和重金属共同暴露的环境风险也逐渐增加.六价铬(Cr(Ⅵ))是污水处理厂主要存在的重金属之一,为了阐明纳米银和Cr(Ⅵ)的复合效应和环境影响,采用不同浓度的纳米银和Cr(Ⅵ)共同暴露于污水生物处理系统中,通过考察其对污水生物处理的复合影响,揭示二者潜在的生态风险.结果表明:(1)当纳米银≤1....     

利用光微生物燃料电池实现养猪废水资源化利用研究

采用光合细菌和微藻分别作为阳极和阴极接种物构建了双室光微生物燃料电池,考察了氮、磷浓度及阳极处理后的养猪废水对阴极微藻生长的影响,探讨了构建的光微生物燃料电池产电性能及去除养猪废水中COD、氨氮和总磷的效果.结果表明,阴极微藻不仅能利用无机硝态氮和氨氮,而且更喜好有机氮尿素;此外,阴极微藻可适应较高浓度的氮(250 mg·L-1)和磷(64.8 mg·L-1).构建的光微生物燃料电池以养猪废水为基质,外载为1000Ω时,稳定输出电压为161 m V;养猪废水的COD、氨氮及总磷去除率分别为91.8%、90.2%和81.7%.养猪废水经阳极光合细菌处理后培养微藻16 d,藻细胞光密度(OD680)可达3.40,略低于对照BG11培养基.因此,构建的光微生物燃料电池在处理养猪废水产电的同时,可收获微藻实现养猪废水资源化.     

基于微生物电化学技术的萘普生高盐废水处理

制药废水是环境中萘普生的主要来源之一,因废水中含盐量较高,传统生物法对其中萘普生的去除效果有限,因此研究如何快速去除制药废水中的萘普生污染以及如何获得高盐废水中快速降解萘普生的功能菌群对生态环境具有重要意义.本研究基于长期驯化的混菌,研究微生物电化学技术在0.3%—3.0%不同盐度下对萘普生的去除效果.驯化后的混菌在108 h对8 mg·L~(-1)萘普生的去除率达到75%以上,并且在3.0%的高盐度下经过108 h去除率可达98%.通过高通量测序技术分析发现,发现相比于原始接种源,在门水平上,驯化后的微生物群落中厚壁菌门(Firmuicutes)和拟杆菌门(Bacteroidales)相对丰度显著增加;而在属水平,在0.3%—1.0%盐度下,真细菌属(Eubacterium spp.)的丰度显著增加至27.9%—50.5%,Bacteroides和Dysgonomonas等也分别从0.05%、0.03%增加至2.7%—6.8%和10.0%—19.9%;值得注意的是,Castellaniella和Pseudomonas在3.0%的高盐度下显著富集至6.9%和37.3%.本研究表明,Eubacterium、Dysgonomonas、Bacteroides等菌属能够耐受较低的盐度(0.3%—1.0%),且可能在降解转化萘普生体系中发挥作用;Castellaniella和Pseudomonas会在3.0%的高盐环境下富集,可能是两类较好耐盐性且具有较强萘普生降解能力的功能微生物.     

氧四环素的微生物燃料电池处理及微生物群落

氧四环素(OTC)作为一种广谱性抗生素而被大量使用,其滥用不仅直接破坏生态系统,更容易引起微生物耐药性和抗性基因污染等问题.本研究利用微生物燃料电池(MFC)处理OTC,研究OTC在MFC不同运行时期的去除率变化情况,发现在运行150 d后,MFC对10 mg·L-1OTC的去除率在132 h达到99.0%.利用高通量测序技术分析并比较了原始接种猪粪与运行150 d后MFC阳极生物膜的微生物群落结构,发现厚壁菌门(Firmicutes)处于优势地位,但相比于原始接种猪粪,MFC生物膜上的变形菌门(Proteobacteria)的丰度从2.84%提高至8.92%~22.75%,此外,真细菌属(Eubacterium)的比例从几乎为0.00%显著提高至20.49%~49.00%.根据现有研究报道,Eubacterium spp.对多种氧杂环芳香族化合物具有一定的生物降解能力,本研究表明Eubacterium spp.可能是一类具有较强OTC降解能力的功能微生物.     

嗜热栖热菌降解氟喹诺酮类抗生素

氟喹诺酮类抗生素在各种环境基质中积累造成的生态和耐药基因污染等问题已引起广泛的关注。为了能够有效去除环境中氟喹诺酮类抗生素污染并且探究其生物代谢途径,利用嗜热菌Thermus sp. C419在高温(70℃)条件下降解2种典型的氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星和恩诺沙星),分析了菌株C419对这2种药物在单一和混合添加时的降解特性;通过UPLC-MS/MS检测了其相关的降解产物,并推测了可能的代谢途径;利用平板扩散法对生物降解后的氟喹诺酮类药物进行抑菌活性测定。结果表明:氟喹诺酮类化合物可被菌株C419有效降解,降解率为60%～80%;该生物降解过程符合一级动力学模型,培养基中氟喹诺酮类化合物浓度越高,降解率越高,降解半衰期越短;菌株C419对诺氟沙星的生物降解有3条可能的降解途径和7种降解产物,对恩诺沙星的生物降解有4条可能的降解途径和6种降解产物。此外,与2种药物的母体化合物相比,生物降解后药物对不同细菌的抗菌活性均有一定程度的降低,这说明嗜热菌株C419在热环境中去除氟喹诺酮类污染物方面可能会具有良好的实用性和应用前景。     

耐盐类固醇激素降解菌交替赤杆菌MH-B5的降解特性、降解途径及其固定化

从咸水湖中分离得到1株具有类固醇激素降解能力的耐盐菌株,利用16S rRNA基因序列同源性分析确定菌株MH-B5属于交替赤杆菌属(Altererythrobacter),其可生长p H范围为5.5~9.0,可耐受盐度生长范围为0~7%,单碳降解实验表明该菌可以利用雌酮、雌二醇、雌三醇和睾酮.应用超高压液相色谱串联四级杆飞行时间质谱分析得出菌株降解睾酮的过程中主要中间代谢产物为4-雄烯二酮、宝丹酮和雄二烯二酮.应用单一载体和复合载体两种方法分别制备的菌株MH-B5固定化颗粒均可降解雌二醇,批次降解实验表明菌株MH-B5固定化颗粒可有效降解2 mg·L~(-1)雌二醇及其初级代谢产物雌酮.上述研究结果表明菌株MH-B5可在海水中生长良好,其能降解典型雌激素及雄激素睾酮,且经过微生物固定化过程后依然具有类固醇激素的降解特性,因此对类固醇激素污染的咸水环境修复,具有潜在应用前景.