三种抗生素对土壤呼吸和硝化作用的影响

抗生素广泛用于人体和动物疾病治疗,但使用后大部分以母体形式排除体外,通过污泥还田、污灌及其他各种途径进入土壤环境,对陆生生态环境产生潜在威胁。为评价抗生素对土壤微生物活性和功能的影响,以3种不同抗生素（磺胺嘧啶、氧四环素和诺氟沙星）为靶标化合物,采用OECD标准土壤呼吸实验和氮硝化实验方法,运用SPSS软件对实验结果进行统计分析,考察抗生素对土壤微生物活性和氮转化功能的影响。实验结果显示：在呼吸实验中,磺胺嘧啶和氧四环素在初始阶段对土壤呼吸具有一定的抑制作用,并且氧四环素的抑制强度低于磺胺嘧啶,其最高抑制率分别为76.8%和20.7%;在实验后期则出现一定激活作用,最高激活率分别为343%和218%,随着时间的推移激活效应减弱。诺氟沙星在呼吸实验初期对微生物活性出现激活作用,最高激活率为15.4%;后期则出现一定的抑制作用,最高抑制率为21.9%。在硝化实验中,磺胺嘧啶对土壤A的微生物硝化作用在各处理之间未出现显著性差异,而对土壤B则具有一定抑制作用,最高抑制率为20%;氧四环素和诺氟沙星则相反,在土壤A中对微生物硝化作用的抑制率分别为50%和19%,这种硝化作用差别性可能是由于土壤pH值和抗生素本身的抗菌谱所引起。通过以上实验结果可得出如下结论：3种不同类型的抗生素对土壤的微生物活性和氮转化功能会产生不同的作用,这种不同主要来自于抗生素种类、土壤类型及抗生素的浓度等因素的影响。因此,土壤中抗生素的引入将可对陆生生态环境造成一定影响,在实际粪便还田过程中应开展风险评估。     

广州市流溪河河岸带土壤反硝化作用的多尺度影响因子

以广州市水源地流溪河二级支流的河岸带为研究对象,分析嵌套结构的多尺度因素对河岸带土壤反硝化作用的影响,确定调节河岸带土壤反硝化酶活性的不同尺度控制因素.结果表明:以土壤反硝化酶活性表征的反硝化潜力,其在研究区内的剖面尺度空间变异性显著大于断面尺度和流域景观尺度;反硝化酶活性的空间变异受多尺度因子的作用,其中剖面尺度中土壤有机碳、全氮、硝态氮等因子对其空间分布起主要的直接控制作用,而断面尺度的景观位置、植被密度与流域景观尺度的地形指数、高程及土地利用类型等因子通过影响土壤性质而间接调控反硝化酶的空间分异性;研究区的反硝化酶活性在剖面尺度中表层最高,随着深度增加呈急剧减小的趋势;断面尺度中活性值最高位于河岸区中间的景观位置,因该位置具有良好的景观连接性和较高的植被密度;流域景观尺度中,除受人为扰动严重城市化地区外,河岸带土壤反硝化酶活性沿流域从上游至下游呈不断增加的趋势.     

高效异养硝化细菌Alcaligenes faecalis Ni3-1的分离及其脱氨特性研究

从生活排污渠中分离筛选出高效异养硝化菌株Ni3-1,通过形态和16S r DNA序列分析,初步鉴定为Alcaligenes faecalis。脱氨特性研究表明:Ni3-1的异养硝化作用主要发生在指数期;碳源对菌株脱氨效果影响较大,柠檬酸三钠和丁二酸钠为最佳碳源;在氨氮为10~1 000 mg/L时,Ni3-1均表现出较高的脱氨能力;Ni3-1适应能力较强,温度为25~35℃,p H为6~9,C/N为10~15时,24 h氨氮去除率均达95%以上。将Ni3-1用于处理高氨氮猪场废水,48 h氨氮去除率可达93.2%,且未检测到亚硝态氮和硝态氮的积累。总体而言,菌株Ni3-1在脱氨效率和适应能力方面具有明显优势,在污水脱氮处理中具有一定的开发利用价值。     

室内粪土模型中土霉素对主要反硝化基因转录水平和菌群结构特征的影响

反硝化作用在土壤氮素循环中扮演着重要角色,而国内研究抗生素残留对反硝化作用的报道仍然较少。本实验通过构建室内抗生素-粪便-土壤模型,以研究空白组(0μg·kg~(-1))、低浓度组(20μg·kg~(-1))、中浓度组(200μg·kg~(-1))和高浓度组(2000μg·kg~(-1))土霉素对施加鸡粪后土壤中反硝化作用的影响。利用荧光定量PCR(qPCR)和限制性末端片段长度多态性(TRFLP)方法分析反硝化基因(nirS、nirK、narG和nosZ)的响应特征及反硝化菌群结构特点。qPCR定量结果表明低、中浓度土霉素对携带nirS、nirK基因的菌群有促进作用,而高浓度组则表现为抑制作用,而携带nosZ基因的菌群对土霉素的胁迫反应较迟钝。T-RFLP结果显示不同浓度土霉素并没有改变携带nirS基因和nosZ基因的优势菌群结构,而随着暴露时间的延长,携带nirS基因的反硝化优势片段在第30～60天之间发生了变化。这些结果表明不同浓度土霉素可以影响反硝化菌群丰度,但是却无法影响优势菌群,而土壤中其他因素可能对优势菌群的影响更大。     

微污染水源水生物硝化处理影响因素

通过对目前世界上规模最大的微污染水源水生物接触氧化处理工程运行过程中氨氮作效果的跟踪监测，较系统地对影响硝化处理效果的环境湿度、源水氨氮浓度、两类硝化细菌生长速率和转化能力的差异等因素进行了实验研究，为工程的运行参数控制提供了依据。     

微生物在城市湿地氮循环系统中的作用研究

城市湿地是城市生态系统的重要组成部分,微生物作为城市湿地生态系统中的重要组成成分,是温地污水处理的主要因子,在降解污染中起着不可替代的作用。本文以哈尔滨松北区城市湿地为研究对象,通过实验对研究区域的湿地微生物种类进行初步鉴定,发现有5种微生物具有硝酸盐还原活性,为硝化菌类。分析了城市湿地氮循环系统中微生物效应,湿地微生物在城市湿地氮循环系统中对氮污染的优化控制十分重要,指出在城市湿地氮循环系统中微生物的硝化和反硝化作用是氮降解的主要过程,同时厌氧氨氧化过程存在着减缓氮污染的可能性。     

Influence of the wastewater composition on denitrification and biological P-removal in the S-DN-P process： （c） Dissolved and undissolved substrates

The denitrification and P-removal in the sorption-denitrification-P-removal (S-DN-P) process were carried out under various wastewater compositions. It is noted that P-removal largely depends on the wastewater composition as well to the quantity of the substrates present in wastewater fraction. Three different wastewater fractions are obtained as: raw wastewater, dissolved wastewater (obtained with filtration using 0.45 μm filter), and undissolved wastewater (i.e., infiltrate obtained by above filtration). ...     

Effects of chlorothalonil and carbendazim on nitrification and denitrification in soils

The effects of chlorothalonil and carbendazim on nitrification and denitrification in six soils in upland and rice paddy environments were investigated. Laboratory aerobic (60% water holding capacity) and anaerobic (flooded) conditions were studied at 25°C and fungicide addition rates of 5.5 mg/kg A. I. (field rate, FR), 20 times (20FR) and 40 times (40FR) field rate, respectively. The results indicated that chlorothalonil at the field rate had a slight inhibitory effect on one soil only, and that soil did ...     

好氧生物阴极型微生物燃料电池的同时硝化和产电的研究

在两室型微生物燃料电池的阴极室接种硝化菌实现了同时硝化和产电.硝化过程和产电过程在同一区域实现,不仅能够充分利用曝气的溶解氧,节省曝气能源消耗,而且硝化过程产生的额外的质子,有效地避免了产电过程所造成的阴极pH值升高.运行稳定期间MFC的最大电流和最大功率密度分别为47mA和45.50W/m3,当进水氨氮浓度为153.4mg/L时,硝化速率为5.98mg/(L·d).硝化菌会与产电菌竞争溶解氧,但当溶解氧浓度控制在3.5～5.0mg/L时,硝化过程未对产电产生明显影响.无缓冲溶液的条件下,加入氨氮时的阴极电势比未加入氨氮时的阴极电势高124mV,且阴极电势变化的阶段与氨氮降解的过程是一一对应的.H+离子的理论计算表明,硝化过程产生的H+离子(8.14×10-3mol)与产电过程消耗H+离子(8.54×10-3mol)数量相当,证实了硝化作用中产生的H+离子能够补偿阴极室由于产电造成的H+离子的消耗,维持系统pH值的稳定.     

亚热带红壤硝化特性的干土效应响应

风干处理常对土壤中的硝化细菌数量和活性造成显著影响.为研究土壤硝化作用的干土效应,以分别发育于第四纪红土(quaternary red earth,Q)和红砂岩(tertiary red sandstone,S),利用方式为水稻(rice,R)与旱地(upland,U)的4个农田土壤的新鲜土与风干土为供试材料,进行35d的室内培养试验.结果表明,对于无外源铵输入的处理而言,旱地土壤QU的新鲜土和风干土的硝化率分别为48%和54%,SU则分别为76%和78%,硝化作用的干土效应均不显著(p0.05);但干土效应却显著影响了水稻土的硝化作用(QR的新鲜土和风干土的硝化率分别为40%和89%,SR分别为76%和94%,p0.01),且其风干土样的硝化作用表现出明显的微生物激活过程.外源铵的加入促进了土壤的硝化作用强度且使得旱地土壤的干土效应显著,所有供试土壤新鲜土的硝化率均显著高于风干土的硝化率.总之,土壤利用方式显著影响了硝化作用对干土效应的响应,而且利用方式和加铵对硝化作用的干土效应有着极显著的交互作用.