典型酚类废水的微生物处理研究现状及其进展

酚类是一种原生质的高毒物质,严重危害人类的健康与生存。含酚废水来源广泛、水质复杂、总量较大,因此必须对含酚废水进行有效处理。微生物以其高效、快速、无二次污染等优点成为降解酚类污染物的首选对象。对微生物降解酚类的生理生化机制和关键酶,高效降酚菌株的分离筛选、降解特性以及利用细胞固定化技术、构建高效基因工程菌等技术手段处理酚类污染物的研究等方面进行综述。     

利用微生物燃料电池回收含铜废水中的铜

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物新陈代谢作用将化学能转化为电能的装置。实验以石墨为电极材料,有机废水为阳极底物,以厌氧活性污泥为厌氧菌种,含铜废水为阴极液,构建了双室MFC反应器。研究了利用双室MFC产电的同时从含铜废水中回收单质铜的可行性,结果表明:连续流MFC最大电流密度可达0.63 mA/m2,产电性能略好于间歇流MFC。加入磷酸盐缓冲溶液的连续流MFC,其最大电流密度可达4.44 mA/m2,是加入磷酸盐缓冲溶液的间歇流MFC的7.05倍,是未加入磷酸盐缓冲溶液的连续流MFC的1.92倍。间歇流MFC阴极石墨棒上的沉积物为Cu2O,连续流MFC阴极石墨棒上的沉积物为Cu和Cu2O的混合物。MFC对含铜废水中Cu2+去除率均可达80%左右,尤其是连续流MFC,对Cu2+去除率可达99%以上。     

低温域湿地植物根际硝化强度及氨氧化微生物研究

以低温域(0~15 ℃)下黄菖蒲(Iris pseudacorus)、菖蒲(Acorus calamus)和香蒲(Typha orientalis)3种湿地植物为研究对象,分别取其根际土壤测定硝化强度,并采用FISH(荧光原位杂交)技术,考察植物根际AOB(氨氧化细菌)、AOA(氨氧化古菌)的数量变化规律. 结果表明:低温条件下,香蒲根际土壤的硝化强度最高,平均值为1.40 mg/(kg·h),黄菖蒲和菖蒲的平均值均为0.96 mg/(kg·h). 湿地植物根际土壤中的细菌数量(数量级为1010)远高于古菌(数量级为108),其中AOB为优势菌种,3种湿地植物的AOA数量分别约占总古菌数量的46.0%、47.9%和49.7%. 3种湿地植物根际AOB的数量(以湿土计,下同)排序为香蒲(2.57×109 g-1)>黄菖蒲(1.23×109 g-1)≈菖蒲(1.14×109 g-1),AOA的数量(以湿土计)排序为黄菖蒲(2.78×108 g-1)>香蒲(2.57×108 g-1)>菖蒲(1.15×108 g-1). 微生物分布特性和硝化作用效果均表明,不同植物根际氨氧化过程的主要作用微生物具有一定差异,AOA和AOB对于湿地土壤氮转化均具有不可忽视的作用,并与植物本体、土壤硝化过程微环境之间有一定的耦合关系.      

几种主要窖泥微生物丰度与窖龄的关系

浓香型白酒窖泥微生物对窖池老熟和白酒品质有着关键作用.为了解能表征不同年份窖池的微生物和窖池老熟与窖泥微生物数量之间的关系,从而加强窖池的管理和维护,提供窖池人工老熟的方法和评价标准,选取几种窖泥中主要的微生物菌属,包括3个真细菌属Sporanaerobacter、Petrimonas、Tissierella,和3个古细菌属Methanobrevibacter、Methanoculleus、Methanosarcina,设计了这6个菌属的特异性引物和真细菌、古细菌的通用引物;建立了引物特异性的验证方法,并分析验证了引物的基本性质和特异性;然后应用荧光定量PCR法,测定了这6个菌属和真细菌、古细菌在不同年份窖泥中的丰度,并对比分析了其与窖龄的关系.结果显示:真细菌、古细菌总数及各目标菌数随窖龄增加呈波动上升;水井坊酒厂(代指为B酒厂)窖泥中总微生物丰度和几种目标菌属的数目在50年以内增长较快,150年与50年数量接近;剑南春酒厂(代指为A酒厂)窖泥中的Methanobrevibacter以及B酒厂窖泥中的Methanosarcina占总古细菌数百分比与窖龄呈较好的线性关系.研究证明:正常窖池的窖泥微生物丰度与窖池所酿白酒酒质成正相关关系;不同酒厂窖池的微生物总量和各种主要菌的数目及比例相差较大;不同酒厂窖池窖龄可由其特异的微生物指示.     

一株黑曲霉的分离鉴定及其对土壤重金属的生物浸出效果

某些真菌可产生小分子有机酸,既具有酸化环境介质的功能,又具有络合重金属能力,因此可有效浸出环境介质(如土壤、底泥等)中的重金属.本研究从土壤中分离得到一株产酸能力较高的真菌,经形态学及ITS rDNA基因序列分析鉴定为黑曲霉,命名为Aspergillus niger Y9.测定了其生长特性,并采用摇瓶培养法探究其同步、分步培养法去除污染土壤中重金属的效果.结果显示,该菌适宜生长pH范围较广(3.0-8.0),对Zn2+、Cd2+、Pb2+的80%抑制浓度分别为250、130、2 700 mg/L.培养20 d后pH降至2.1,柠檬酸、葡萄糖酸、草酸和苹果酸的产量分别为54.8、20.1、15.9、6.3mmol/L.分步培养法污染土壤中重金属的浸出率最高为Zn 75%,Cd 100%,Pb 43%,略优于同步培养法(Zn 64%,Cd86%,Pb 19%).上述结果表明,Aspergillus niger Y9具有较强的重金属耐受性,能有效浸出土壤中的Zn、Cd、Pb,为后期采用该菌处理重金属污染土壤提供了技术参考.     

基于磷脂脂肪酸技术研究酱香大曲微生物群落结构

为了解制曲环境、峰值温度对大曲微生物群落结构特征的影响,以4种不同的酱香型大曲为对象,研究酿造特征参数、微生物群落特征及挥发性组分之间的相关性.结果表明:4种大曲样品中共计检出16种磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid,PLFA),总PLFA含量表现为泸州老窖大曲(LZ)国台大曲(GT)郎酒大曲(LJ)仙潭大曲(XT).酱香大曲主要由真菌、G+菌、G-菌等组成,优势菌群均为真菌,且制曲峰值温度相近的样品在聚类分析图上聚类成簇.综合来看,大曲酿造特征参数与大曲微生物数量和生物量呈正相关,大曲挥发性组分组成特征主要取决于G+菌生物量.图5表4参21     

超微七味白术散对菌群失调腹泻小鼠肠道微生物代谢多样性的影响

为探讨超微七味白术散对菌群失调腹泻疗效的微生态学机理,采用灌胃头孢拉定和硫酸庆大霉素混合抗生素进行小鼠菌群失调腹泻造模,灌胃给药七味白术散传统汤药和1/2剂量超微汤药进行治疗,正常组和模型组灌胃等量的无菌水,3 d后,提取肠道微生物,在有氧条件下,运用Biolog微生物自动分析系统研究肠道微生物的代谢情况.结果显示,培养72 h时,各组的颜色平均变化率(AWCD)趋于稳定,且正常组1/2剂量的超微汤药治疗组传统汤药治疗组模型组;正常组的Shannon指数、Shannon均匀度、Simpson指数和Mclntosh指数等微生物群落多样性指数均为最大,且与其他各组都存在极显著性差异(P0.01),1/2剂量超微汤药治疗组的Shannon指数、Simpson指数和传统汤药治疗组的Shannon均匀度、Mclntosh指数分别位于第2位;聚类分析和主成分分析的结果提示抗生素的抑菌作用明显,使得小鼠肠道微生物的某些代谢途径受到影响,七味白术散传统汤药和1/2剂量超微汤药的调控使得小鼠肠道微生物的代谢多样性逐渐恢复平衡,但两种汤药的调控作用存在异同,1/2剂量超微汤药比传统汤药调控作用更显著.研究表明超微七味白术散对肠道微生物代谢多样性的调控作用显著,对小鼠菌群失调腹泻具有明显的微生态调节作用.     

喀斯特土壤微生物和活性有机碳对生态恢复的快速响应

喀斯特地区普遍面临生态退化的问题,退耕还林作为其重要的生态恢复措施之一而备受关注。土壤活性有机碳通常较总有机碳对环境变化和干扰更加敏感,此外土壤微生物对环境变化和干扰亦十分敏感。然而,关于喀斯特不同时间尺度退耕还林土壤活性有机碳和微生物的系统研究尚少见报导。为了揭示土壤活性有机碳和微生物对喀斯特生态恢复的快速指示作用,为喀斯特生态恢复评价和生态环境治理提供科学依据,以广西古周村典型喀斯特景观为代表,采用空间代替时间的方法,选取不同年限（2 a、4 a、8 a、12 a）退耕还林地和玉米耕地对照样地,研究了表层土壤微生物指标和活性有机碳指标随退耕还林的变化特征。研究结果显示,较耕地对照相比,退耕还林8 a后,土壤总有机碳（TOC）质量分数才发生显著变化,提升24%;而还林2 a后,土壤水溶性有机碳（WSOC）、颗粒有机碳（POC）和易氧化有机碳（KMnO4-C）的绝对含量便分别显著提高62%、36%和38%,相对含量分别显著提升60%、34%和36%,且随还林年限的延长呈升高趋势;退耕还林2 a后,土壤微生物生物量碳（MBC）、基础呼吸（BR）和微生物商（MBC︰TOC）分别显著增加56%、27%和54%,并随还林年限的延长呈逐渐升高趋势;土壤微生物代谢熵（qCO2）在退耕还林2 a后显著降低19%,之后随还林年限延长呈下降趋势。本研究表明,土壤活性有机碳及土壤微生物指标可以作为喀斯特生态恢复的早期指示者。     

放牧对荒漠草原建群种和优势种生态位的影响

短花针茅荒漠草原建群种为短花针茅（Stipa breviflora）,优势种为无芒隐子草（Cleistogenes songorica）和碱韭（Allium polyrrhizum）,3个种群地上现存量之和可达群落现存量的60%~80%,其数量消长、时空变化及结构的位移均会引起群落的巨大波动。为明确3个植物种群占有空间资源的能力、相互关系及其受放牧影响的变化规律,以内蒙古苏尼特右旗赛汉塔拉镇1999年建立的荒漠草原教学科研基地建群种和优势种为研究对象,于2012年8月在围封区（CK）和自由放牧区（CG）按样带法和样地法进行取样,运用生态位宽度指数、生态位重叠指数及灰色关联度进行数据分析,结果如下。受放牧影响,短花针茅和碱韭主要通过大幅度调节生态位宽度来保证植物种群存活及其在群落中的地位和作用,变化幅度分别为0.429~0.813和0.235~0.828;而无芒隐子草生态位宽度变化不大（为0.556~0.761）,其对放牧影响的耐受性较强。在生态位重叠方面,短花针茅与无芒隐子草受放牧影响后分别与其他两植物种群重叠程度增加,而碱韭植物种群表现相反;生态位重叠程度变化与种对间的竞争能力有关,也与种对间的亲和能力有关,且存在不对称性。     

Cu~(2+)胁迫下湿地微生物热代谢活性及Cu~(2+)的固定/转化率

应用微量热法结合常规分析方法,研究了桂林会仙湿地沼泽底泥和水稻田微生物在800~4 000μg·g-1Cu2+胁迫下的热代谢活性及Cu2+的固定/转化率。结果表明,在w(Cu2+)为800μg·g-1条件下,水稻田和沼泽底泥土壤微生物对Cu2+的固定/转化率分别为44.93%和34.59%,但在w(Cu2+)为4 000μg·g-1时则分别是93.16%和85.13%;Cu2+对水稻田和沼泽底泥土壤微生物代谢活性的半抑制浓度分别为2 043和2 325μg·g-1;水稻田土壤微生物代谢活性低于沼泽底泥,在土壤及其微生物共同作用下Cu2+的固定/转化率随Cu2+浓度递增而升高;在相同条件下,水稻田和沼泽底泥土壤微生物的代谢速率在α=0.05或α=0.01水平上显著相关。湿地土壤用途改变后,土壤微生物在固定/转化Cu2+的作用上发生了明显变化。