西藏尼洋河沉积物中微生物群落结构特征分析

尼洋河是雅鲁藏布江的重要支流,是西藏工布和林芝地区的重要水源地.本研究分析了尼洋河水体理化指标、 12种金属含量和沉积物微生物群落结构特征.结果表明, 2017年和2018年沉积物微生物群落在门水平的结构基本相同,属水平结构相似.变形菌门是尼洋河沉积物的第一优势菌门,其他优势菌门有拟杆菌门、酸杆菌门和放线菌门等;属水平上黄杆菌属丰度较高,气单胞菌属等条件致病菌菌属可被检出;聚类分析发现尼洋河沉积物微生物群落在空间上存在一定的差异性,上游、中游和下游不同河段微生物群落之间差异显著,电站库区沉积物微生物群落具有特异性.相关性分析表明,温度、溶解氧、电导率和铬、锌、锶和钡等金属含量与尼洋河沉积物门水平特定微生物丰度存在显著相关关系.冗余分析表明,总氮、总磷、溶解氧、铬、锶、钡和锰等是尼洋河沉积物中微生物群落结构的主要影响因子.本研究结果可为认识尼洋河沉积物中微生物群落的时空变化特征,识别环境影响因子提供了数据支撑.     

基于高通量测序技术分析青岛市典型海滩沉积物的微生物多样性

为了解青岛典型海滩沉积物环境中微生物群落结构的组成及差异性,采集了青岛市五大典型海水浴场的近海沉积物样品,利用高通量测序技术研究了不同沉积物环境中微生物群落结构的组成差异。结果表明,在门的水平上,五大海水浴场沉积物中变形菌门（Proteobacteria）占主导地位。主坐标分析（principal co-ordinates analysis,PCoA）的结果表明,五大海水浴场沉积物环境中的微生物群落结构组成存在明显差异（p<0.05）。通过比对致病菌数据库发现,五大海水浴场沉积物环境中检测到潜在致病菌属13种,包含致病菌种共有17种。其中,弧菌属（Vibrio）的相对丰度均高于其他潜在致病菌属,且在第三和金沙滩海水浴场中相对丰度最高,对海洋环境生态及海产品养殖造成一定的影响。     

开闭路条件下沉积物微生物燃料电池阳极细菌群落差异解析

采用Solixa高通量测序技术对比了沉积物微生物燃料电池(sediment microbial fuel cells,SMFCs)开闭路条件下启动阳极生物膜细菌群落结构差异.SMFCs开路条件下启动阳极生物膜获得优化序列3 936条,经过97%相似度归并后得到1 581个操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs);SMFCs连接5 kΩ电阻闭路启动阳极生物膜获得优化序列3 930条,聚类归并后产生1 551个OTUs,α多样性指数分析表明开路条件下启动阳极生物膜菌群多样性相对更丰富.SMFCs开、闭路条件下启动阳极生物膜优势菌均为Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes,它们在开路下阳极生物膜中的含量分别为59.79%、12.54%和9.02%,而在闭路条件下分别为63.02%、10.01%和3.60%,SMFCs闭路条件下运行,地杆菌Geobacter在阳极生物膜中含量高达16.55%.SMFCs开、闭路条件下启动阳极生物膜细菌群落结构的差异说明SMFCs启动过程电子的传递影响电极生物膜微生物群落结构.     

北部湾潮间带沉积物总Hg含量分布特征研究

采用MILESTONE DMA-80固液相自动测汞仪对广西北部湾潮间带13个站位表层沉积物中汞含量进行检测,并采用单因子指数法和潜在生态风险评价法对研究区域沉积物Hg污染水平和潜在生态风险进行判定。研究表明,研究区域各站位潮间带表层沉积物汞含量介于24.60~125.87 ng/g之间,平均值为60.58 ng/g,就不同站位所属海区而言,平均汞浓度质量分数由高到低表现为:钦州海区北海海区防城港海区,广西北部湾潮间带沉积物中汞污染风险系数低,个别站位接近中等风险程度临界值。广西北部湾滨海潮间带各站位中表层沉积物汞元素潜在生态风险较小,各站位沉积物中汞浓度均低于国家海洋沉积物Ⅰ类质量标准。     

湿地植物-沉积物微生物燃料电池阳极微生物群落多样性研究

阳极微生物种类及群落结构都会对微生物燃料电池的产电及底泥修复效果产生显著影响,因此,对微生物燃料电池阳极微生物群落多样性进行研究分析显得尤为重要.本研究利用风车草(Clinopodium Urticifolium)或短叶茳芏(Cyperus Malaccensis)两种植物结合受污染河涌底泥构建了湿地植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC),同时构建无植物的沉积物微生物燃料电池(SMFC)作为对照,共3个电极处理组,每组3个平行.系统运行7个月后,分析其产电特性,并利用高通量测序对3个电极处理组生物膜微生物群落多样性进行分析,以探讨P-SMFC产电特性、阳极生物膜群落多样性及不同处理组之间群落结构的差异.结果表明,3个处理组中微生物群落结构存在明显差异,风车草和短叶茳芏两种植物的引入均会对微生物燃料电池系统中的细菌及古菌群落结构产生影响.植物的存在一方面有助于阳极生物膜各类细菌及古菌的生长,另一方面植物也有助于产电系统中阳极生物膜细菌及古菌群落多样性的增加,且风车草相比短叶茳芏而言,更能增加系统的古菌群落的多样性.在细菌群落分析中,3个处理组中都以变形菌门Proteobacteria为优势菌群,其次为绿弯菌门Chloroflexi,在所有菌属中以土杆菌属Geobacter的相对丰度最高,分别为PSM1处理组11.50%、SM处理组14.33%、PSM2处理组8.53%,为其优势菌属,但P-SMFC中该菌属的丰度相对较低.在古菌群落分析中,3个处理组中都以广古菌门Euryarchaeota的相对丰度最高,分别为PSM1处理组79.83%、SM处理组80.20%、PSM2处理组81.67%,成为优势菌门,其中以甲烷八叠球菌目Methanosarcinales的Methanosaeta属、甲烷杆菌目Methanobacteriales的Candidatus Methanoregula属的相对丰度最高,为其优势菌属.且Methanosaeta的相对丰度分别达到PSM1处理组21.43%、SM处理组25.00%、PSM2处理组23.16%,P-SMFC处理组的丰度相对较低;Candidatus Methanoregula的相对丰度分别为PSM1处理组13.05%、SM处理组11.73%、PSM2处理组16.02%,P-SMFC处理组的丰度相对较高.     

盐城北部潮间带表层沉积物重金属分布特征及污染评价

对采自盐城北部潮间带的241个表层沉积物样进行测试分析,探讨了沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg)空间分布特征及各元素相关关系,并采用Hakanson潜在生态风险指数法进行了污染评估。结果表明:1)研究区重金属Zn、Pb、Hg含量均符合国家规定的一类沉积物标准,Cr、Cd、Cu、As含量在大部分站位也都低于一类沉积物标准,其中Cr仅在个别站位处达到二类沉积物标准,Cd、Cu、As在少数站位达到二类沉积物标准。2)研究区Cu、Pb、Zn、As四种元素在物源或迁移累积特征上具有相似性,Cd元素不受元素粒度控制律控制。3)研究区重金属总体污染和潜在生态危害处于低风险级别,重金属潜在生态危害系数由大到小依次为:CdAsCuPbCrZnHg。     

太湖不同湖区冬季沉积物细菌群落多样性

为了探究太湖不同营养水平湖区冬季沉积物细菌群落多样性,利用高通量测序对太湖水草区、湖心区和河口区共9个采样点表层沉积物细菌的16S rRNA基因进行序列测定.结果发现：不同湖区的物种丰富度和均匀度为水草区 > 湖心区 > 河口区;不同湖区优势细菌群落组成存在差异.其中,硝化螺旋菌门（Nitrospirae）和酸杆菌门（Acidobacteria）2类门水平优势细菌以及厌氧绳菌纲（Anaerolineae）和硝化螺菌纲（Nitrospira）2类纲水平优势细菌在不同湖区之间差异显著.冬季太湖沉积物细菌优势类群为绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）;在属分类水平上,主要优势类群为unidentified_Chloroplast和微囊藻属（Microcystis）.Cyanobacteria和Microcystis在所有采样点均有检出,平均丰度均以湖心区最高.对沉积物细菌群落与环境因子的关系进行冗余分析,结果表明：营养盐水平、水温和pH值均能影响沉积物细菌群落结构,NO₃^--N和水温是Microcystis的主要影响因子.     

城市河流沉积物微生物量分布和群落结构特征

沉积物微生物是河流生态系统物质循环及水体净化的驱动力.为了探讨城市河流不同河段沉积物微生物量分布和群落结构特征及其影响因素,采用PLFAs分析方法和高通量测序技术获得沉积物微生物量和群落结构指标,并利用冗余分析(RDA)和相关性分析等方法探究影响河流沉积物微生物量和群落结构的主要环境因素.结果表明:除上游样点C7外,沉积物细菌优势菌门均为变形菌门,次优势菌门为绿弯菌门,优势菌纲为β-变形菌纲,次优势菌纲为γ-变形菌纲;同一河段内沉积物微生物组成和细菌群落结构相似,而不同河段间沉积物微生物组成和细菌群落结构差异明显;下游沉积物细菌多样性和丰富度(香农指数均值10.20,Chao1指数均值3011.5)显著高于中游(香农指数均值9.50,Chao1指数均值2808.2)和上游(香农指数均值9.38,Chao1指数均值2681.2);沉积物微生物PLFAs总量和各菌群PLFAs含量均表现为中游沉积物中含量较高(PLFAs总量均值412.1 nmol·g~(-1)),而下游(PLFAs总量均值218.6 nmol·g~(-1))和上游(PLFAs总量均值215.1 nmol·g~(-1))沉积物中含量相对较低.分析和讨论结果表明,速效钾、pH、C/P、TC、C/N和铵态氮是影响不同河段沉积物细菌群落结构特征的主要环境因子,TC、TN、C/P和pH是影响沉积物细菌多样性的主要环境因子,而速效钾、C/P、TN、TC和pH是影响不同河段沉积物微生物量分布的主要环境因子.十五里河不同河段的沉积物微生物通过微生物量和群落结构特征反映不同河段环境状况,并发挥着水体净化和河流生态系统健康维持的功能.     

中国主要红树林湿地沉积物中汞的分布特征

通过对我国主要红树林区表层沉积物中总汞含量和环境因素的测定,研究了红树林湿地沉积物中汞的分布规律和影响因子之间的关系.结果表明,我国红树林湿地沉积物中总汞的含量范围是2.3~903.6 ng.g-1,平均值为(197±137.6)ng.g-1,福建洛阳桥[(467.5±68.8)ng.g-1]、浮宫[(438.2±147.0)ng.g-1]、鹅湾[(264.3±89.2)ng.g-1]、姚家屿[(125.4±27.1)ng.g-1],海南三亚[(164.8±143.9)ng.g-1]、东寨港[(314.1±335.7)ng.g-1],广东深圳[(179.9±7.7)ng.g-1]等7个红树林区的汞含量均显著高于当地土壤背景值,汞污染严重;而福建云霄[(63.3±43.9)ng.g-1]、广东高桥[(178.6±127.0)ng.g-1]、广西大冠沙[(26.1±18.8)ng.g-1]、山口[(73.8±21.1)ng.g-1]、北仑河口[(117.8±51.4)ng.g-1]、钦州湾[(147.5±107.6)ng.g-1]等红树林区汞含量接近于背景值,基本无污染.红树林湿地中汞含量的差异是众多环境因素和人...     

我国红树林主要分布区表层沉积物砷的分布及形态特征

利用ICP-MS分析了我国红树林主要分布区表层沉积物的As含量和形态,阐明As的分布及其形态特征.结果表明,表层沉积物中w(As)为3.14～19.16 mg/g,平均值为8.14 mg/g.表层沉积物中w(As)与w(Fe),w(Mn),pH,w(有机质),粉粒和黏粒所占比例呈显著或极显著正相关.表层沉积物中的As主要以残渣态存在,其次为有机质-硫化物结合态.在整个研究区域,As的5种形态在总量中的所占比例:可交换离子态为14.40%,碳酸盐结合态为1.41%,铁锰氧化物结合态为2.16%,有机质-硫化物结合态为30.40%,残渣态为50.65%.可交换离子态所占比例与w(有机质)和pH呈极显著正相关.有机质-硫化物结合态所占比例与盐度、黏粒和粉粒所占比例呈显著或极显著正相关.残渣态所占比例与盐度、粉粒和黏粒所占比例呈极显著正相关.      

雷州半岛红树林表层沉积物正构烷烃组成分布特征研究

本文研究了雷州半岛高桥镇、特呈岛、湖光镇和金沙湾4个区域红树林表层沉积物中正构烷烃的含量、组成分布及来源特征。结果表明,研究区域红树林表层沉积物中总有机碳(TOC)含量为0.10%～5.62%,正构烷烃总含量(∑n-Alk)为0.69～16.60μg/g(dw)。红树林表层沉积物中正构烷烃组成以中长链(n-C₂₃～n-C₃₁)为主,呈单峰型分布。除金沙湾以外,其他区域红树林表层沉积物中正构烷烃组成奇偶优势明显。正构烷烃组成分布及平均链长(ACL)、碳优势指数(CPI)、短链/长链比值(∑n-C₂₀^-/∑n-C₂₁⁺)、陆海来源比值(TAR)、水生植物贡献比值(P_aq)等指标的主成分分析(PCA)结果显示,研究区域红树林表层沉积物中正构烷烃主要来源于高等植物,其中,高桥镇红树林表层沉积物中正构烷烃主要来源于陆源高等植物,而部分湖光镇、特呈岛红树林表层沉积物中正构烷烃的水生植物来源贡献较大,金沙湾红树林表层沉积物中正构烷烃可能受人类活动的...     

渤海湾潮间带表层沉积物中多环芳烃的含量分布和生态风险

在渤海湾天津段潮间带及邻近区域的主要入海河流和近海采集86个表层沉积物样品,通过GC/MS对16种优控多环芳烃(PAHs)的含量进行分析,结果表明:潮间带44个样品的PAHs平均含量为(140.0±84.1)ng/g,与近海样品的PAHs含量[(161.6±38.7)ng/g, n=26]相当,但远低于河流样品的PAHs含量[(452.7±206.0)ng/g, n=13];潮间带样品的PAHs含量呈现“北区高南区低”(以天津港码头为界)的空间分布特征,与该区域沉积物粒度及黑碳和总有机碳的含量呈现显著的相关性;从PAHs的组成上可以显示潮间带沉积环境具有一定的特殊性;潮间带样品PAHs的BaP毒性当量含量平均为(24.5±21.1)ng/g;根据加拿大魁北克省海洋沉积物中PAHs的质量评估标准,渤海湾表层沉积物中PAHs的污染具有一定的生态风险.     

杭州湾滨岸潮滩表层沉积物中有机氯农药的分布特征

运用气相色谱-电子捕获(GC-ECD)法对杭州湾滨岸潮滩表层沉积物样品中的有机氯农药(OCPs)进行了定量分析.结果表明,沉积物中有机氯农药(OCPs)总含量在2.38～17.71 ng·g-1(以干重计,下同)之间,其中,六六六类(HCH)农药含量在0·33～8·75 ng·g-1之间,滴滴涕类农药(DDT)含量在0...     

海河口沉积物nirS型反硝化微生物多样性研究

以海河口典型淡水、淡海水以及海水环境的沉积物样品为研究对象,采用克隆文库及典范对应分析等方法研究了nirS型反硝化微生物群落结构的多样性。3个站位共获得154条有效序列,97%序列相似性水平划分为66个OTUs,海水环境的沉积物站位nirS型反硝化微生物多样性最高。系统进化分析显示,全部OTUs序列被划分为7个簇,最相近序列的微生物主要来源于河口、富营养化海湾、人工湿地及海水养殖沉积物等环境。海河口具有独特的反硝化微生物群落分布格局,典范对应分析结果表明该区域的盐度、有机碳以及氮相关营养盐水平是影响其群落特征的重要因素。     

Methylmercury and sulfate-reducing bacteria in mangrove sediments from Jiulong River Estuary, China

Estuaries are important sites for mercury (Hg) methylation, with sulfate-reducing bacteria (SRB) thought to be the main Hg methylators. Distributions of total mercury (THg) and methylmercury (MeHg) in mangrove sediment and sediment core from Jiulong River Estuary Provincial Mangrove Reserve, China were determined and the possible mechanisms of Hg methylation and their controlling factors in mangrove sediments were investigated. Microbiological and geochemical parameters were also determined. Results showed that SRB constitute a small fraction of total bacteria (TB) in both surface sediments and the profile of sediments. The content of THg, MeHg, TB, and SRB were (350 150) ng/g, (0.47 0.11) ng/g, (1.4 1011 4.1 109) cfu/g dry weight (dw), and (5.0 106 2.7 106) cfu/g dw in surficial sediments, respectively, and (240 24) ng/g, (0.30 0.15) ng/g, (1.9 1011 4.2 1010) cfu/g dw, and (1.3 106 2.0 106) cfu/g dw in sediment core, respectively. Results showed that THg, MeHg, TB, MeHg/THg, salinity and total sulfur (TS) increased with depth, but total organic matter (TOM), SRB, and pH decreased with depth. Concentrations of MeHg in sediments showed significant positive correlation with THg, salinity, TS, and MeHg/THg, and significant negative correlation with SRB, TOM, and pH. It was concluded that other microbes, rather than SRB, may also act as main Hg methylators in mangrove sediments.     

长江口南支表层沉积物中有机氯农药的研究

利用GC-ECD测定了长江口南支表层沉积物中20种有机氯农药的含量,并对其组分、分布和来源进行了分析.结果表明,样品中有机氯农药总量为0.46～12.09ng/g(平均值为4.54ng/g),其中主要为HCHs和DDTs,其组分特征表明它们来自环境中的早期残留.有机氯农药含量的空间分布差异较大,趋势呈南支南岸沿线>南航道>北航道.在不同功能区的分布差异性表明沿岸排污口和城市支流是长江口南支表层沉积物中有机氯农药的主要来源.与其他地区相比,该区的有机氯农药含量较低;以沉积物生态风险评估值为基准的分析表明,研究区内DDT含量有潜在的生态风险.     

烟台四十里湾潮间带表层沉积物中铁的形态研究

研究烟台四十里湾潮间带表层沉积物中铁形态,为潮间带沉积物中铁污染提供理论依据。应用Tessier连续提取法测定了表层沉积物中铁的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态及残渣态含量,讨论并分析沉积物中总铁和各形态铁分布特征及相关性。研究结果表明各采样点沉积物中铁的含量相差不大,铁形态以残渣态为主,占总铁的比例范围为56.43%~85.92%,有效态铁占总铁的比例范围为14.08%~43.57%。相关性分析结果表明总铁含量主要受残渣态铁控制,可交换态铁与其他形态铁及总铁的相关性反映了铁在水体和沉积物中的迁移转化。     

大沽河口潮间带沉积物重金属污染特征

为了解胶州湾大沽河口潮间带沉积物重金属污染现状,2015年采集60个大沽河口潮间带表层沉积物样和2个柱状样,测试了样品的粒径及主要重金属元素含量。结果显示,大沽河口地区以黏土质粉砂为主,局部含有砂质粉砂和粉砂质砂;潮汐对粒径较大的砂、粉砂的分选性较好,对黏土的分选性较差;沉积物重金属污染程度较低,Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、As和Hg等7种重金属元素的平均含量为30.29×10-6、29.35×10-6、80.55×10-6、69.92×10-6、0.08×10-6、0.05×10-6和8.63×10-6;表层沉积物中各金属元素与平均粒径之间有较强的负相关性;利用Hakanson潜在生态危害指数法对各金属元素的潜在生态危害程度进行了评价,结果显示大沽河口潮间带重金属污染程度整体较低,Hg为主要超标元素,近年来,该地区环境有所改善。     

九龙江口湿地表层沉积物微观形貌特征与成因分析

基于沉积物N2吸附脱附曲线,通过不同植被沉积物采样、扰动模拟和化学清洗实验,分析河口滨海湿地表层沉积物的微观形貌特征与形成原因.研究表明,光滩(A)的沉积物比表面积最低(17.07m2/g),表面分形维数也是最低(2.5177);互花米草(E)沉积物的比表面积和表面分形维数次之,分别为20.82m2/g、2.5354;而湿地中间的红树(D)、互花米草(B)及其二者混交(C)的3种沉积物的比表面积和表面分形维数较高.其原因可能是光滩(A)和互花米草(E)由于靠近河边,受到河流与潮水影响较大,较其他长有植被且离河流较远的沉积物,更易受到扰动与污染,空间填充能力弱化所致.相关关系分析表明,沉积物比表面积与表面分形分数同沉积物无机氮磷形态显著正相关,这表明沉积物比表面积和表面分形维数较低的沉积物,其表面吸附能力和空间填充能力较弱,而使得吸附的无机氮磷形态污染物减少.另外,受扰动的沉积物具有较低的比表面积和表面分形维数,污染程度较轻的沉积物具有较高的比表面积和表面分形维数.可见,受潮汐、河流扰动和污染程度的不同是九龙江口湿地表层沉积物微观形貌差异形成的主要原因.     

辽河口粪便污染指示菌的时空分布特征

2013年分别于夏季和秋季对辽河口海域的粪便污染指示菌(总大肠菌群、粪大肠菌群和肠球菌)及环境、水化学要素进行分析,研究粪便污染指示菌在海水中的数量、分布特征及其与环境、水化学指标间的相关性,在此基础上,选取河口地区合适的粪便污染指示菌.结果表明:夏季总大肠菌群数量在1.7×105~6.2×106CFU·L-1之间,粪大肠菌群数量在5.0×102~8.7×104CFU·L-1之间,肠球菌数量在1.0×101~2.5×102CFU·L-1之间;秋季总大肠菌群数量在5.0×102~1.1×105CFU·L-1之间,粪大肠菌群数量在4.0×102~1.0×103CFU·L-1之间,肠球菌数量在3~95 CFU·L-1之间.总大肠菌群、粪大肠菌群和肠球菌的数量变化与环境指标之间有着密切联系,特别是与盐度存在显著相关性;粪大肠菌群、肠球菌与水化学指标Si O4-4-Si、NH+4-N、TP和COD之间均存在显著相关性;其中粪大肠菌群与SiO4-4-Si和TP的相关性系数均大于0.742(p0.01),肠球菌与TP和COD的相关性系数均大于0.742.实验结果表明,辽河口粪便污染指示菌的数量在夏季高于秋季,近岸高于远海,其中粪大肠菌群和肠球菌的数量、分布特征与陆源污染物特别是氮磷的输入量密切相关,而且两者之间呈显著正相关关系.粪大肠菌群与肠球菌在一定程度上可以反映河口粪便污染情况,建议采用粪大肠菌群与肠球菌作为河口粪便污染的指示菌.