基于生物稳定性的贮存水水质变化规律及消毒策略

通过对贮存水中可同化有机碳(AOC)、微生物再生长潜能(BRP)及细菌总数(HPC)等微生物指标变化规律的了解,探究饮用水贮存过程中细菌二次生长、生物稳定性下降等问题。结果表明:在贮存过程中,HPC呈现先上升后下降的趋势;而AOC及BRP则在贮存初期(2 d内)出现上升,后基本保持稳定。通过向贮存水中投加不同浓度的氯或氯胺,研究了不同种类、不同浓度的消毒剂对贮存水HPC的影响及其衰减速率的变化规律。结果表明:随着氯或氯胺初始投加量的增加,HPC开始增加及达到峰值所需时间延长,且HPC峰值下降;当氯或氯胺初始投加量达到1.0 mg·L~(-1)以上,贮存水中氯残留量0.05 mg·L~(-1)或氯胺残留量0.5 mg·L~(-1)时,即可保证贮存过程HPC100 CFU·mL~(-1)。与氯消毒相比,氯胺消毒剂的衰减速率更为缓慢,可长期维持贮存水中较高的消毒剂残留,进而控制贮存水中HPC处于相对较低的范围,更有利于保证贮存水生物的稳定性。     

新型碳源驯化SRB处理酸性矿山废水中重金属和SO_4~(2-)的应用研究

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水缺乏有效有机碳源问题,运用生活污水、鸡粪和锯末质量比为80:7:3的混合物发酵液作为新型有机碳源驯化硫酸盐还原菌(SRB),并研究以该新型有机碳源作为营养物质的SRB生长规律及处理酸性矿山废水中重金属和SO_4~(2-)的效果。结果表明:新型碳源驯化的SRB生长经历了迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期4个阶段:用新型碳源驯化的SRB处理4种共存重金属离子,Fe~(2+)、Zn~(2+)会被优先去除,两者去除率均95%;新型碳源驯化的SRB处理SO_4~(2-)浓度3 000mg/L酸性矿山废水效果最好,SO_4~(2-)去除率可达到100%。新型有机碳源可作为SRB的优良有机碳源,同时可实现以废治废的目的。     

盐度对拟目乌贼生长及生化成分的影响

为探究盐度对拟目乌贼(Sepia lycidas)幼体生长和体生化成分的影响,采用突变和渐变两种实验方法研究了不同盐度(18、21、24、27、30、33)对其存活率、特定生长率、增重率、饵料系数与体生化成分的影响。结果表明:不同盐度对其存活率、特定生长率、增重率、饵料系数、体水分含量和粗蛋白质含量有显著的影响(P0.05),其粗脂肪和灰分影响不显著(P0.05)。存活率、特定生长率、增重率和粗蛋白质含量随着盐度升高先增后减,饵料系数先减后增,水分含量随着盐度升高而增加的趋势。其生长适宜的盐度是21~33,最适盐度为27~30。     

表面活性剂Burkholderia xenoborans LB400体系对低氯代PCBs的好氧强化降解

增强多氯联苯(PCBs)的水溶性是强化PCBs微生物降解的主要控制因素之一,本研究选取了PCB5(2,3-CB)和PCB31(2,4',5-CB)作为低氯代PCBs的典型代表,以曲拉通100(TX-100)、吐温80(Tween 80)、鼠李糖脂粗提物(RL crude)3种表面活性剂和β-环糊精( HPCD)联合Burkholderia xenoνorans LB400构建PCBs好氧降解体系,测试了它们对PCB5和PCB31的溶出率及微生物生长的影响.结果表明,TX-100(CMC＝194 mg·L-1)、 Tween 80(CMC＝13.1 mg·L-1)、 RL crude(CMC＝50 mg·L-1)浓度在1~7 CMC 时和 HPCD 浓度在500~1500 mg·L-1时对 PCB5和 PCB31溶出率分别达到54.7％~100％、59.8％~100％;10.5％~40.8％、6.8％~31.6％;10.3％~19.9％、3.3％~11.6％和19.5％~34.2％、4.2％~10.7％. TX-100浓度在1~7 CMC时对B. xenoνorans LB400生长的抑制率达到30.3％~45.8％,而Tween 80浓度在0.1~1 CMC时对其生长的抑制率为10.0％~15.4％; RL crude 本身能作为底物促进 LB400的生长,而 HPCD 对其生长无明显影响. B. xenoνorans LB400对PCB31(5 mg·L-1)的降解效率在添加表面活性剂后有不同程度的提高：TX-100,23.7％~65.5％; Tween 80,14.6％~44.3％;RL crude,9.6％~27.2％;HPCD,15.3％~20.7％;而表面活性剂对PCB5(10 mg·L-1)的降解效率则无明显影响.表面活性剂主要通过增大溶液中PCBs-表面活性剂的胶束浓度来提高LB400对PCBs的降解效率,在水溶液培养体系中当设置TX-100和Tween 80浓度分别在1和7 CMC时,PCB31的降解效率达到100％和81.7％,而此时B. xenoνorans LB400生长的抑制率为30.3％和5.4％.     

氮磷营养盐因子对缘管浒苔生长、叶绿素荧光特性和氮磷富集的影响

为探讨大型海藻缘管浒苔(Ulva linza)对氮、磷加富的生理响应及其机制,分析了氮、磷浓度变化对藻体相对生长速率(Rr.g),氮、磷富集,叶绿素(Chl)含量,类胡萝卜素(Car)含量,色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,在30μmol·L-1P浓度不变条件下,随着N浓度的增加,藻体P含量持续降低,而其Rr、g、N含量、Chl含量、Car含量、色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)和叶绿素荧光参数均逐渐上升,N3处理(500μmol· L-1 N)缘管浒苔Rr.g和叶绿素荧光参数均达到最大值,N4处理(1 000 μmol·L-1)缘管浒苔Chl含量、Car含量和Chl a/Chl b比值均达到最大值.在500 μmol·L-1N浓度不变条件下,依次增加P浓度,缘管浒苔Rr,g没有显著差异,N含量没有显著变化,而P含量则呈明显上升趋势,其他指标变化幅度小.综上所述,与P相比,N的变化对缘管浒苔生长、光合色素和光合作用的影响更明显,在N浓度为500 μmol·L-1、P浓度为30 μmol ·L-1、N/P比值为16.67条件下,藻体生长最佳.当水体富营养化加剧时,缘管浒苔富集氮、磷的能力持续上升.     

水分条件对灰化苔草根茎萌发及幼苗生长的影响

以灰化苔草(Carex cinerascens)根状茎为试验材料,采用室内盆栽培养方式,测定不同土壤水分条件下灰化苔草根状茎萌发、幼苗生长形态和生理参数。试验设置8个土壤体积含水量梯度:C1(2%,重度干旱)、C2(10%)、C3(15%)、C4(20%)、C5(25%)、C6(30%)、C7(40%,水分饱和)和C8(51%,淹水水深为2 cm)。结果表明:(1)在重度干旱和淹水条件下灰化苔草根状茎萌发率较低;轻度干旱(C2处理)条件下萌发率虽达100%,但C2处理幼苗平均株高仅为最大值(C6处理)的2/3。灰化苔草幼苗平均株高、地上生物量均呈随土壤含水量增加而先增大后减小的趋势,幼苗株高与地上生物量之间存在指数函数关系;(2)灰化苔草叶长、叶宽、叶片数和叶面积总体也呈先增大后减小趋势;灰化苔草幼苗通过个体变小、叶片数和叶面积减少、生长速率减缓等调节自身组织结构特点以利用有限的水分维持生命活动。(3)灰化苔草幼苗叶片叶绿素(Chl a、Chl b)含量、相对叶绿素含量(SPAD)、类胡萝卜素(Car)含量具有相同的变化规律,即随土壤含水量的增加而呈先增大后减小的变化趋势;叶绿素a/b比值随土壤含水量的增加而呈先减小后增大趋势;各处理间灰化苔草叶片含水量、Car/Chl比值无明显差异;灰化苔草幼苗叶片在水分缺乏或过多时通过使Chl a/b比值升高、Car/Chl比值保持稳定、合理分配Chl a和Chl b来确保植物能正常地进行光合作用;(4)利用高斯模型定量分析得出灰化苔草根状茎萌发及幼苗生长的水分生态幅在4.15%~51.35%范围内,最适含水量在16.22%~39.55%之间。     

AHLs群体感应信号分子对硝化污泥附着生长及硝化效果的影响

污水生物脱氮系统中的硝化菌生长慢、易流失,人为添加N-酰基高丝氨酸内酯类(AHLs)群体感应信号分子,可能会强化硝化菌生物膜的形成,从而有助于富集硝化菌,提高硝化效率.本研究以采用低碳氮比(C∶N=8)人工配置废水驯化100 d后的硝化活性污泥为菌源,人为外加2μmol·L-1的AHLs信号分子(C8-HSL或OHHL),分析了两种信号分子对硝化污泥静态附着、氨氮动态降解及微生物生长速率的影响.研究结果表明,信号分子OHHL能快速强化微生物附着生长,且能在一定时间内持续发挥作用,有助于硝化生物膜的形成;而信号分子C8-HSL则能明显提高硝化污泥的氨氮降解速率;两种信号分子都能促进硝化污泥生长,提高微生物生长速率,增强硝化污泥活性,加速硝化污泥生物量累积.人为添加C8-HSL或OHHL信号分子,不仅能保证氨氮降解效率还能降低出水硝氮浓度,减轻氮污染.     

流体混合状态对微生物的影响——以枯草芽孢杆菌为例

采用雷诺数表征液体环境的混合状态。利用一种自主研发的流体混合设备产生不同的液体流态,研究流态对枯草芽孢杆菌生长的影响。枯草芽孢杆菌是净化污水的一大主要细菌。结果发现,雷诺数越大,越有利于细菌的生长,具体表现为对数期时间缩短,到达平稳期时菌体浓度提高。此外,接种枯草芽孢杆菌后会消耗溶解氧,使培养基中的溶解氧维持在一个较低的水平(0~1mg/L)。     

他用一生去寻找——田向荣的冬虫夏草菌耳诞生记

冬虫夏草产自青藏高原,为我国传统的名贵药材,药用历史悠久,享誉海内外。但冬虫夏草仅在高寒条件下繁衍,对生长环境要求极为苛刻,随着全球工业化的推进和自然气候的变迁,气温升高,加上干旱化等因素,促使雪线上抬,造成冬虫夏草生存区域正在逐渐缩小。近年来,由于经济利益的驱使,冬虫夏草遭到过度采挖,生态环境的破坏严重,这种珍贵药材的分布范围和发生数量已经出现明显的萎缩趋势。长此下去,冬虫夏草这一对人类具有重要药用价值的物种资源势必将更加贫乏,甚至可能面临灭绝的危险。保护和合理利用冬虫夏草资源,寻求通过人为干预促进其生存繁衍的新途径,以满足不断增长的保健与药用的需求,已经成为迫在眉睫的任务。中国农业大学田向荣博士,以一个科学家的良知和坚守,经过多年潜心研究,发明了"冬虫夏草菌的一种仿生学培养方法",这一重大成果的产业化,不仅能生产出让老百姓都吃得起冬虫夏草,更有利于保护天然冬虫夏草物种延续,有利于保护青藏高原生态环境,也必将成为我国的生物多样性保护的典范。