微生物研究在土壤质量评估中的应用

为了防止土壤退化,实现资源的持续利用,必须对土壤质量进行评估.传统的理化指标已难满足需要,寻找能够全面反映土壤质量动态变化和判别胁迫环境或人为干扰下土壤质量变化的灵敏指标,已成为土壤生态学的研究热点.土壤微生物是土壤生态系统的重要组分,在生物地球化学循环过程中有重要的作用,对土壤环境变化和胁迫的反应十分灵敏.但由于土壤微生物种类繁多且难以培养,限制了其在土壤质量评价中的应用.近年来围绕土壤微生物总量、活性和组成的测定发展出了很多新的技术,如微生物生物量测定、土壤酶活件测定、土壤诱导呼吸强度测定、Biolog微量分析、纯培养、磷脂脂肪酸谱图分析和分子生物学技术等,极大地促进了微生物指标在土壤质量评价中的应用.本文就这3个方面的土壤微生物研究技术及其在土壤质量评价中的应用进行评述.表1参70.     

固定化芽孢杆菌对地表水中油的降解

采用梅花状聚乙烯醇复合载体对芽孢杆菌(Bacillus sp.)进行固定化包埋,研究固定化细菌在不同接种量、不同的油浓度下对油的降解效果.结果表明:固定化细菌的最宜接种量为5%,当油初始浓度为10-150 mg·l-1时,固定化细菌对油的降解趋势是一致的.在相同的时间内,固定化细菌对油的降解率和CODCr去除率高于游离菌,120h时,固定化细菌对油的降解率可达72.19%,对CODCr的去除率达到70.23%;而游离细菌对油的降解率仅为41.56%,对CODCr的去除率仅为39.56%.     

镉、铜、铅复合污染对枇杷园土壤微生物的生态毒理效应(Ecotoxicological Effect of Cd-Cu-Pb Compound Pollution on Loquat Soil Microbe)

以土壤微生物生化过程与数量、土壤酶活性为指标,通过正交实验,在室内培养条件下探讨了Cd、Cu、Pb复合污染对土壤微生物的生态毒理效应.结果表明,1)Cd、Cu、Pb复合污染可显著降低土壤脲酶、蔗糖酶活性,对土壤过氧化氢酶和磷酸酶则表现出协同抑制或激活效应,不同重金属对土壤酶抑制效应顺序为Cd>Cu>Pb,土壤脲酶、蔗糖酶活性可作为指示土壤Cd、Cu、Pb复合污染程度的预警指标;2)不同微生物对Cd、Cu、Pb复合污染的敏感性为:细菌>放线菌>真菌,对微生物种群数量的影响强度为Cd>Cu>Pb;3)Cd、Cu、Pb复合污染对土壤微生物呼吸强度的影响较小,抑制率普遍较低,个别组出现激活作用.     

复合生物滤池处理NH3和H2S混合恶臭气体的实验研究

采用复合生物滤池处理NH₃和H₂S酸碱混合气体,其中复合生物滤池由生物滴滤池和生物过滤池组成.研究表明:在气体流量为0.9～1.4 m3/h,气体质量浓度为15 mg/m3,营养液喷淋量为4.56 L/h时,出气NH₃和H₂S的质量浓度分别达到<恶臭污染物排放标准>(GB14554-93)中的一级和二级排放标准,除臭效果好.研究还表明:复合生物滤池中微生物的生长条件差别较大,在生物滴滤池内生长的微生物为枯草芽孢杆菌、钟虫等细菌,而在生物过滤池内生长的微生物则为白曲霉菌、葡萄球菌等真菌.      

再生水灌溉对草坪土壤微生物群落的影响

为探讨再生水替代自来水进行草坪灌溉的可行性,采集了北京市市政再生水草坪灌区及自来水对照区根际、根系层和非根系层土壤样品,通过可培养微生物在不同培养基上数量的变化,研究再生水对草坪根部不同空间微生物种群密度的影响;对根际层LB培养基10-4稀释度平板上分离的细菌单菌落提取基因组DNA,扩增16SrDNA片段并用限制性内切酶HinfⅠ对PCR产物进行扩增rDNA限制性分析(ARDRA),并采用综合多样性指数(H′),丰富度指数(R₂)和均匀性指数(E1)等指标评价再生水灌溉对根际微生物多样性的影响.结果表明,与对照相比,再生水草坪灌溉有利于草坪草根际微生物数量的增加,尤其是有利于芽孢杆菌的增加,但对根系及非根系层微生物无显著影响.再生水灌溉使得微生物群落结构及多样性发生相应变化.这种变化体现为优势类群及亚优势类群多度增加,对再生水敏感的非优势类群失去原有的地位,另外一部分偶见类群出现或消失,群落多样性最终增加.     

微生物絮凝剂的研制及其絮凝条件

用ＧＣＩ培养基从曲阳污水厂污泥和俞泾浦底泥中分离出３株产生高絮凝活性的微生物,所研制出的微生物絮凝剂对高岭土悬浊液、土壤悬浊液和碱性染料废水均有良好的净化效果．在对微生物絮凝剂的助凝作用上,ＣａＯ的效果明显优于ＣａＣｌ₂．微生物絮凝剂（液体）适宜的投加量为１．０％ ,相应的助凝剂ＣａＯ（１．０％ 浓度）适宜投加量为2.0％．在研制微生物絮凝剂的过程中,适宜的摇瓶培养时间为７２ｈ,絮凝剂分离时适宜的离心条件为中高速（５０００～１００００ｒ／ｍ ｉｎ）．离心速度太高、时间太长不仅造成离心设备投资和能耗的增加,而且会减少离心上清液中絮凝物质的含量,从而导致絮凝效果的降低     

微生物治理电镀废水的研究

在微生物净化去除电镀废水中金属离子的基础研究、小试、中试的基础上,设计了微生物治理电镀废水及污泥的新工艺,建成日处理１７５ｔ电镀废水工程,３年多的运行表明,该系统稳定、安全可靠、对各种金属离子的一次净化率达９９．９％以上,排放水中的Ｃｒ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｄ、Ｐｂ、ＣＯＤ、ＢＯＤ、ＳＳ、ｐＨ、色度和ＮＨ３－Ｎ等均优于国家ＧＢ８９７８－８８污水综合排放标准,污泥中重金属用化学法回收,回收率大于８５     

固定化微生物柱处理染料废水试验中细菌的存活

以凹凸棒粘土颗粒为载体,混合固定化７株高效脱色菌,组装成固定化生物反应性,进行各种染料废水的脱色试验,在试验各阶段,从柱体取出凹凸棒颗粒进行细菌存活检查,经过半年多的运行,最后能检测到初始固定化７种菌中的６种力,说明本试验采用固定化混龠力种及强制固定化优良菌株的方式是可行的,电镜检查表明,凹凸棒颗粒表面粗糙,具有孔洞,缝隙,是微生物生长的发良好载休固定在凹凸棒表面生长繁殖,也可在颗粒缝隙２００μｍ     

选育蒽降解微生物耦合系统菌株的电融合及融合子的筛选

对选育蒽降解微生物耦合降解系统菌株的电融合过程及融合子的筛选进行研究.结果发现在500kHz的交流频率,脉冲强度300V/cm,脉冲幅宽为5μs,脉冲个数为2,交流电场强度在20～40 V/cm范围内,总融合率较稳定.可以用红霉素和氨苄青霉素的双抗平板来对表面活性剂产生菌与土生优势菌的融合子进行筛选,用含卡那霉素的蒽的高渗平板对蒽的高效降解菌和土生优势菌的融合子进行筛选.2种融合子均可以用绿色荧光来确证.     

纳米铁与微生物联合去除地下水中的NO_3~--N

采用实验模拟装置考察油酸包覆型纳米铁、反硝化细菌及其组合方法处理地下水NO-3-N效果与反应产物的变化特征。结果表明,在模拟地下水溶解氧(0.50 mg/L)、温度(15℃)和黑暗环境中,2 g油酸包覆型纳米铁与70 mg/L NO-3-N反应,11 d后NO-3-N去除率为86.4%,其中74.7%的还原产物为NH+4-N,1.7%为NO-2-N,N2生成量仅占10%;反硝化细菌体系中,反应6 d后NO-3-N去除率为78.6%,此时未检测到NH+4-N,而NO-2-N达到最大值,为60.1%,仅有18.5%的N2生成;在油酸包覆型纳米铁-反硝化细菌耦合体系中,6 d后NO-3-N去除率达到80.3%,其中NH+4-N占17.6%,NO-2-N为30.1%,N2为32.6%。因此,比较3种材料对NO-3-N降解效果及产物得出,在地下水环境中,油酸包覆型纳米铁-反硝化细菌组合方法对地下水NO-3-N的去除效果最好,产物主要是N2,减少了还原产物NH+4-N对地下水造成的二次污染。