菌根技术在环境修复领域中的应用及展望

菌根作为植物根系和真菌所建立的共生体,是生物界最为广泛的一种互惠共生现象。这一系统的形成能够有效增强植物的物质生产和抗病能力,全面改善宿主植物的生长状况,因此在新兴生态农业生产领域受到广泛重视。与此同时,菌根系统的形成可有效促进植物对污染或胁迫环境的适应能力,以及对环境污染物的去除能力,并能联合其它根际微生物共同发挥效能,在受损和污染环境生态修复领域具有巨大的潜力。近年来,菌根技术在环境修复领域中的应用正成为环境工作者关注的新兴方向,但目前仍处于起步阶段。文章在前人研究结果的基础上,对菌根技术在重要的环境修复领域,如面源污染综合防治领域、污染场地生物修复领域、受损和胁迫环境恢复重建中的试验研究和应用进展进行了综述,并结合其发展现状探讨了当前菌根技术在环境修复治理工程应用以及大规模工业化生产中的瓶颈问题,提出应在菌根真菌对异质环境的适应性、菌根系统的复杂性解析、以及内生菌根真菌分离纯化等关键理论与技术方面加大力度,尽早实现广适性功能菌种的工业化生产和多元＂生物制剂＂的开发,从而在环境修复领域发挥更大的作用。     

厌氧活性污泥工艺生物发酵产氢能力研究

为了获得廉价氢气,开发新能源,利用厌氧活性污泥对有机废水的发酵作用制取氢气,应用研制的连续流生物制氢反应器进行试验。结果表明,碳水化合物的产氢─产酸过程是通过乙醇型发酵。在最佳运行条件下,产氢能力达0.42～0.47LH2/L·h,气体产率达0.3m^{3发酵气/kg进水COB。还探讨了COD容积负荷、搅拌器转速等运行参数对产氢能力的影响,提出了获得较高产氢能力的工程控制对策,为进一步开发生物制氢技术,实现工业化提供了依据。}     

丛枝菌根真菌对鸢尾的促进作用研究

为高效利用水陆两栖植物鸢尾修复污染水体,本研究通过测定不同的丛枝菌根真菌（AMF）与鸢尾构建共生体系的生长指标、土壤理化性质及植物光合作用指标,探讨不同AMF对水生植物鸢尾的促进作用。结果表明：AMF对鸢尾的促进作用主要体现在地上及地下两部分,其中地下部分通过利用其庞大的菌丝网络吸收土壤中的营养物质,进而促进了鸢尾的生长,其中对比无菌剂侵染的空白植物,摩西球囊霉作用的鸢尾对氮元素的吸收率提高71.75％,磷元素的吸收率提高8.36％,而根内球囊霉作用的鸢尾对氮元素的吸收率提高42.55％,磷元素的吸收率提高9.5％;而地上部分则是通过加强叶片气孔导度的开启来调控植物净光合速率与蒸腾速率之间的平衡,进而提高了鸢尾的最优水资源利用率,加快植物的新陈代谢,最终促进植物的生长发育。其中对于鸢尾光合作用的调节摩西球囊霉的促进效果显著好于（P＜0.05）根内球囊霉。     

中低温条件下牛粪秸秆混合沼气发酵的研究

文章以海林农场为实验基地,通过静态实验的方式以玉米秸秆和牛粪为原料,优化发酵底物碳氮比(C/N)、发酵温度和总固体质量浓度(TS),通过响应面优化,得到最佳的中低温环境下厌氧发酵条件。在混合底物发酵过程中,得到中低温环境下发酵的最佳C/N为25:1。在温度和TS的影响试验中得到中温环境下,产甲烷效率会受到较高TS的影响,最高累计产气量在35℃,TS为15%时获得,为14 030.95 mL。最终通过响应面优化得到符合海林农场的最佳产气条件为温度25℃,TS为17.6%,累计产气量为8 665.5 mL。结果表明,在北方地区,通过优化C/N、温度以及TS,仍然可以获得较好的厌氧发酵效果。     

臭氧-固定化生物活性炭滤池深度处理石化废水的试验研究

针对石化废水中不同特征污染物，采用人工分离筛选去除COD和油工程菌6株、硝化工程菌10株(亚硝化细菌5株、硝化细菌5株)构建高效混合菌群，通过臭氧固定化生物活性炭滤池除污染效能中试研究表明，该系统深度处理石化难降解有机废水是可行的，能同时实现去除COD、油类、NH3-N等污染物的功效，对COD、油类、NH3-N和色度的平均去除率分别为73．0％、90．5％、81．2％和90%，相应的出水分别为33．2mg／L、0．4mg／L、4．5mg／L和10倍，各项指标均达到了国家循环冷却水的用水要求，它的推广应用必将带来显著的环境效益、社会效益和经济效益。     

免烧结粉煤灰陶粒BAF对乙烯化工废水的深度处理效果

以粉煤灰为主要原料制备了免烧结粉煤灰陶粒，并将其作为曝气生物滤池(BAF)的填料用于深度处理乙烯化工厂二级生化出水。实验结果表明，在平均进水COD为54.62mg/L、平均SS为33.93mg/L、平均ρ(NH3-N)为1.33mg/L的条件下，自制免烧结粉煤灰陶粒BAF平均COD去除率为57.14%，平均SS去除率为68.64%，平均NH3-N去除率为74.89%，均略高于普通商业陶粒BAF。自制免烧结粉煤灰陶粒BAF最佳反冲洗周期为2d，并具有反冲洗耗水量小、反冲洗效果好的优势。     

用于石化废水处理的聚氨酯泡沫球形载体的挂膜方法

采用物理吸附的方式对用于石化废水处理的聚氨酯泡沫球形载体的挂膜方法进行了研究。直接挂膜时，投加石化废水生物处理剂后，载体出现了严重的堵塞现象，孔隙内无机颗粒含量较高，生物多样性差，从而无法保持稳定的石化废水处理效果。通过分析聚氨酯泡沫表层和孔隙内部附着的生物量及孔隙内附着物的粒度分布，采取间接挂膜法，即采用投加颗粒状物质活性炭、电气石及酵母粉的方式，对聚氨酯泡沫球形载体进行预挂膜后，再投加生物处理剂，进行进一步的挂膜。结果表明：间接挂膜法可有效地避免载体的堵塞问题，使得孔隙内部附着生长大量的活性微生物，从而在石化废水进水COD和NH⁺₄-N浓度在280～420 mg/L和5～25 mg/L时，出水COD和NH⁺₄-N浓度分别稳定在70 mg/L和3 mg/L以下。     

生物破乳菌XH-1的破乳有效成分研究

对破乳菌XH-1（Bacillus mojavensis）的破乳效能进行研究,并对该菌所产生的破乳剂有效成分及其理化性质进行考察。结果表明,破乳菌XH-1全培养液针对O／w型模型乳状液24h破乳率为86．0％,48h破乳率可达100％;XH-1菌的破乳有效成分为胞外分泌物质,该物质耐低温、不耐高温、经胃蛋白酶、胰蛋白酶及尿素处理后其基本失活;采用不同蛋白质粗体方法对破乳活性物质进行处理,发现粗提产物均具有较好的破乳功能,说明该物质具有蛋白质的特性;经可见-紫外分光光度法扫描及红外光谱扫描分析发现该生物破乳剂的有效成分为破乳菌株XH-1发酵产生的胞外蛋白类物质。     

高碘地下卤水中细菌产碘氧化酶的影响因素

高碘地下卤水的细菌碘氧化过程可以减轻工艺管线的生物污损危害。分离自高碘地下卤水中的细菌Roseovarius sp.IOB-7,其分泌的碘氧化酶可催化氧化碘离子生成能够抑制敏感菌生长的碘单质,从而减少生物污损。实验结果显示,加入16μmol/L的Cu~(2+)可促进IOB-7的生长,并将碘氧化酶活力提高了1.75倍。碘氧化酶的最适反应温度为50℃,最适pH为5.5。以碘离子为底物的催化氧化反应中,当pH值为9时,Trametes versicolor漆酶已经完全失活,而碘氧化酶则仍然保持了32%的相对酶活力,显示出更好的pH应用范围和稳定性。开展高碘地下卤水环境中细菌碘氧化酶的研究,对利用生物酶法进行工艺管线生物污损的防治有积极的指导意义。     

一种负载型生物载体的制备及性能研究

为强化载体表面生物膜的活性,研究以水性聚氨酯(waterborne polyurethane)为介质制备负载电气石的聚氨酯(tourmaline on polyurethane,TPU)载体.用扫描电镜(SEM)和持水倍率表征载体的物理性能,并且考察TPU载体对挂膜量及硝化能力的影响.结果表明,水溶性聚氨酯浓度能够影响TPU载体对电气石的负载量,导入电气石可以优化TPU载体上极性基团的数量以及环境pH值,亚硝酸菌和硝酸菌在TPU载体上的不可逆附着量分别提高了74.82%和71.89%.与未投载体相比,NH4+-N和NO2--N的去除率分别提高了8.12%和9.08%,表明优化的TPU载体能促进硝化作用.