紫外线-茶多酚/次氯酸钠联合消毒管网微生物特性分析

紫外线对微生物的杀灭效果较好,但持续性差,引入茶多酚作为辅助消毒剂,采用管网动态模拟系统,对比了紫外线-茶多酚联合消毒和紫外线-次氯酸钠联合消毒后管网微生物的总量、群落分布和有机物荧光特性变化。结果表明,紫外线-茶多酚联合消毒对微生物的灭活效果比紫外线-次氯酸钠联合消毒更好,并且对致病菌和耐氯性细菌也有很强的杀灭能力。紫外线-茶多酚联合消毒后,酪氨酸类物质荧光和类腐殖酸物质荧光特性产生变化,说明这2类物质含量大量减少,可能会影响微生物的生长;此外,管壁生物膜中出现了儿茶素、表儿茶素类物质,这说明茶多酚与管壁微生物发生了相互作用;紫外线-次氯酸钠联合消毒后酪氨酸类的荧光特征峰发生蓝移,这说明次氯酸进入微生物内发挥氧化作用。     

饮用水管网生物膜细菌群落特征及其对腐蚀的影响

通过454高通量测序对北方A和B两实际饮用水管网系统中生物膜细菌群落特征进行表征,并研究了其对管网腐蚀产物组成的影响。结果表明,A管网生物膜细菌群落丰度和多样性高于B管网生物膜。在门水平上,两管网生物膜细菌群落主要为变形菌门Proteobacteria,但B管网生物膜中的相对丰度(67.10%)高于A(46.50%)。在纲水平上,A管网生物膜主要为β-变形菌纲Betaproteobacteria,B管网生物膜中主要为β-变形菌纲Betaproteobacteria和δ-变形菌纲Deltaproteobacteria。在属水平上,A管网生物膜中腐蚀相关菌群主要为硝酸盐还原菌和铁还原菌,其腐蚀产物主要为α-Fe OOH和Fe_3O_4,而B管网生物膜中硫酸盐还原菌特别是脱硫弧菌属Desulfovibrio含量较高,其可能与管垢中绿锈含量高有关。     

农村小管径重力流灰水管道中生物膜细菌群落的特征

为探究农村小管径重力流灰水管道系统生物膜的细菌群落结构特征,建立了一套模拟真实农村环境条件下水量变化且具有3组坡度参数(5‰,10‰,15‰)的小管径灰水管道实验设备,利用Illumina HiSeq高通量测序技术,分析了连续运行60 d后的管道生物膜的细菌群落特征。结果表明:Proteobacteria、Actinobacteria和Bacteroidetes为优势菌门,优势菌属为Paenarthrobacte、Ensifer和Spingopyxis,坡度变化会显著影响生物膜细菌群落组成;小管径重力流灰水管道生物膜中存在一定丰度的反硝化细菌和硝化细菌,具有生物脱氮功能。通过PICRUSt功能预测发现,高坡度(15‰)的灰水管道具有更高的硝化和反硝化基因丰度。进一步分析可知,小管径灰水管道采用高敷设坡度的设计方案可能具有更强的生物脱氮能力。     

微酸性电解水喷雾消毒对垃圾房生活垃圾微生物群落的影响

为深入理解微酸性电解水喷雾消毒对垃圾房生活垃圾微生物群落结构的影响，采用微酸性电解水喷雾方式对上海市某小区垃圾房进行消毒处理，结合高通量测序方法确定细菌和真菌的群落丰度，评估该环境卫生风险防控技术的应用效果。结果表明：干、湿垃圾样品中，厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为优势细菌门，子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势真菌门，乳酸杆菌属(Lactobacillus)和不动杆菌属(Acinetobacter)为优势细菌属。微酸性电解水喷雾后，生活垃圾样品中厚壁菌门的相对丰度降低了12.9～22.5百分点；而变形菌门的相对丰度上升了3.6～34.2百分点；子囊菌门的相对丰度降低了1.8～22.7百分点，而担子菌门的相对丰度上升了1.8～21.5百分点，表明微酸性电解水可使致病菌等有害菌的相对丰度减少，而使有益菌的相对丰度增加。     

磺胺甲恶唑对斑马鱼胚胎/仔鱼的毒性效应

为研究磺胺甲恶唑对斑马鱼胚胎/仔鱼的早期发育及抗氧化系统的影响,将受精2h的斑马鱼胚胎暴露在不同浓度的磺胺甲恶唑水溶液中,观察斑马鱼胚胎死亡率、孵化率、仔鱼心包囊肿率、心跳数、体长以及仔鱼内抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,磺胺甲恶唑对斑马鱼胚胎/仔鱼120h的急性毒性半数致死质量浓度(LC50)为1 250.5mg/L;斑马鱼胚胎孵化率随着暴露浓度的增加呈现明显的下降趋势,96h胚胎孵化率抑制的半数有效质量浓度(EC50)为1 299.7mg/L;当暴露质量浓度≥1 500mg/L时,斑马鱼胚胎患心包囊肿率明显升高,呈现剂量—效应关系;经磺胺甲恶唑暴露96h的斑马鱼仔鱼30s心跳数及120h斑马鱼仔鱼体长总体降低;10~(-2)mg/L磺胺甲恶唑染毒96h后,即观察到斑马鱼仔鱼细胞出现明显的氧化损伤,过氧化氢酶的酶活性受到显著抑制,超氧化物歧化酶和谷胱甘肽S-转移酶被显著诱导,MDA含量显著增加。研究表明,磺胺甲恶唑暴露对斑马鱼胚胎细胞产生了明显的损伤,进而可能影响斑马鱼仔鱼的发育。     

紫外线消毒对3种大肠杆菌的灭活效果和耐药性影响

为了考察紫外线消毒对水中细菌的灭活效果及耐药性的影响,使用3种具有不同耐药性的大肠杆菌(大肠杆菌ATCC25922、对四环素和磺胺甲恶唑二重耐药的大肠杆菌SER2以及对四环素、磺胺甲恶唑、氨苄西林、庆大霉素、链霉素和头孢噻肟六重耐药的大肠杆菌SER6)进行紫外线消毒实验。通过平板计数法研究了不同剂量的紫外线辐照对大肠杆菌的灭活率,并利用K-B纸片琼脂扩散法和扫描电子显微镜分别考察了紫外线消毒后大肠杆菌耐药性和细胞形态的变化。结果表明,在20 m J/cm2的紫外线辐照剂量下大肠杆菌ATCC25922、SER2和SER6的对数灭活率分别为4.75、5.04和3.83。大肠杆菌ATCC25922和SER2的紫外线消毒灭活效果基本相同,而大肠杆菌SER6的灭活率偏低。经80 m J/cm2的紫外线消毒之后,大肠杆菌SER6对庆大霉素药敏纸片抑菌环直径较消毒前发生了显著变化(p0.05)。高辐照剂量(200m J/cm2)的紫外线消毒能够造成菌株形态上的破坏,这是导致其灭活的原因之一。     

高原生境不同水力停留时间下A2/O工艺活性污泥微生物代谢机制研究

在高原生境下构建不同水力停留时间(HRT)运行工况的A²/O系统,结合水质分析及对好氧池活性污泥的16S rRNA基因测序,对微生物优势菌属功能和代谢途径进行研究。结果表明:高原生境下HRT为26.25 h时A²/O工艺处理效果总体最好,微生物优势菌属代谢功能以有机物降解、反硝化脱氮和聚磷菌除磷为主,代谢途径以碳氮磷代谢为主;在高原生境下,应对外界环境变化的细菌双组分调节功能(ko02020)丰度较大,该代谢途径在适应环境变化中有显著作用,是高原生境下的优势代谢途径;微生物细胞中rpoE基因丰度偏大,为微生物适应高原环境提供了保障。HRT为26.25 h时微生物功能基因总丰度最大,可见26.25 h是高原生境下A²/O工艺最佳HRT运行工况。     

Miseq测序分析活性污泥系统中细菌群落的动态变化

采用基于16S rRNA基因的Miseq测序方法,分析了某小试序批式反应器(SBR)中,细菌群落结构在1年中的动态变化。在研究中,系统运行稳定,COD出水浓度均在40 mg/L以下,总氮(TN)和总磷(TP)出水浓度分别在20 mg/L和0.3 mg/L之下。细菌的群落组成变化明显,在检测到的2 094个OTU中,有176个OTU只存在于3个以下的样品中。在385个属的细菌中,有54个属的微生物只存在于3个以下的样品中。移动窗口分析表明,系统中细菌群落的平均变化率Δt(30 d)为21.3%±6.2%,稳定的系统功能并未耦合稳定的细菌群落结构。Mantel test分析表明,溶解氧(DO),进水COD浓度和温度对细菌群落结构有显著影响。方差分解分析(VPA)结果表明,水质参数及运行参数可分别解释23.6%和21.5%的群落结构变化。     

饮用水消毒工艺对病毒的灭活

饮用水中的病毒会引发人体健康风险,故消毒是饮用水生物安全的重要屏障。为了比较不同消毒工艺对病毒的灭活效果,在总结水介质中常见病毒的种类及特性的基础上,围绕当前饮用水处理中广泛应用的消毒工艺(氯、氯胺、臭氧、二氧化氯、紫外线),梳理了各种消毒工艺的原理、影响因素、消毒效果及实际应用中的问题。鉴于消毒工艺进水水质对病毒灭活效果影响较大,且饮用水常规、深度处理工艺均可直接、间接强化对病毒的去除效果,故提出"常规处理+深度处理+消毒"协同高效运行的饮用水多级屏障处理工艺,以有效控制病毒等致病微生物引发的饮用水水质风险。     

农村分散式污水处理设施潜在致病细菌分布特征

污水是病原微生物传播的重要介质之一.目前我国大多数农村地区生活污水经生化处理后,极少进行消毒就直接排放至自然水体,这是否会造成农村地区污水中病原微生物的传播尚不明确.为此,以未开消毒设施的一体化污水净化槽为研究对象,在其稳定运行阶段,分析了不同处理单元、尤其是出水中细菌种群及潜在致病性细菌种类的特征.结果表明,与进水相比,净化槽各单元均包含一定量的潜在致病细菌,尤其是出水中,检出了20种潜在致病细菌,以Flavobacterium、Pseudomonas等为主.其中部分潜在致病菌随着污水处理流程其丰度呈现上升趋势.例如,Aeromonas、Klebsiella、Arcobacter和Bacteroides在进水中几乎未检出,其相对丰度分别为0％、0％、0.01％和0.21％,但其在出水中检出的相对丰度则为1.26％、0.70％、0.24％和2.63％.以上研究结果初步表明,在农村地区生活污水生物处理设施各工段中,均存在一定的潜在致病性微生物;尤其值得注意的是,在不进行消毒的状态下,出水中也包含多种潜在致病性微生物,其排放对周边环境及人体健康可能存在一定影响.本研究结果可为后续村镇小型污水处理设施的健康风险评估提供参考.     

斑石鲷循环水养殖系统生物滤池微生物群落对水质变化的动态响应

为了解斑石鲷循环水养殖系统生物滤池内部细菌群落组成及其净水机制,通过高通量测序方法,研究了不同时期各级生物滤池的细菌群落结构,分析了各级生物滤池的水质参数及水处理效果。结果表明:实验筛选出37个门和513个细菌属,第3级生物滤池整体微生物群落丰富度和多样性均高于第1级和第2级生物滤池,第2级和第3级生物滤池微生物群落相似性最高。在门水平上,优势菌为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes);在属水平上,发现了起硝化作用的亚硝化单胞菌属Nitrosomonas和硝化螺菌属Nitrospira;实验还发现该系统生物滤池可能存在功能上的浪费现象。该系统的细菌群落结构有稳定的演替模式,生物膜微生物群落变化对水质有一定程度的动态响应,Muricauda、Maribacter等反硝化细菌对硝态氮浓度的变化作用不明显。     

氧化石墨烯强化铜绿假单胞菌降解污染土壤多环芳烃的效果及其机制研究

微生物修复技术具有经济绿色、环境友好等特征,已成为多环芳烃(PAHs)污染土壤的主要修复手段之一。然而,针对经历长期老化的污染场地土壤,微生物修复效率偏低,生物强化技术亟待进一步提高。以PAHs高效降解菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PAE)为对象,研究了新型碳质纳米材料氧化石墨烯(GO)对PAE生长和PAHs降解的影响,探讨了GO强化PAE降解土壤PAHs的效果及其机制。结果显示：(1)50～100 mg/L GO可以显著促进PAE的生长和胞外聚合物(EPS)的分泌。(2)PAE及GO(100 mg/kg)的添加显著促进了老化土壤中PAHs的降解。(3)GO添加前期,土著微生物群落丰度下降,PAE丰度显著增加;处理后期,土壤细菌群落丰度恢复至对照组水平。适宜浓度GO的添加可以影响土壤微生物的多样性和丰度,促进PAHs的降解,然而,修复后期GO的影响力下降,土壤微生物群落呈现出“扰动—恢复”模式。研究结果有助于深入理解GO对环境微生物的效应,为PAHs污染土壤的微生物修复提供新思路。     

垂直潜流人工湿地对水产养殖尾水中抗生素和氮磷的去除及其影响因素

针对养殖尾水中氮磷和抗生素污染问题,构建了3种不同条件的上行垂直潜流人工湿地小试系统,分析了养殖尾水中4种典型抗生素(氧氟沙星、磺胺甲恶唑、氟苯尼考和土霉素)的去除效率及其影响因素,探讨了抗生素对营养盐去除的潜在影响。结果表明：在春季和夏季,3种不同条件的上行垂直潜流人工湿地系统对氟苯尼考、土霉素、氧氟沙星和磺胺甲恶唑的去除率分别为25.61%～53.66%和15.10%～37.93%、94.82%～97.16%和93.96%～94.87%、93.53%～94.27%和85.17%～86.57%、10.48%～57.54%和29.84%～62.36%。添加生物炭可以显著提高湿地系统对磺胺甲恶唑和氟苯尼考的去除率,与CW1和CW2相比,CW3对磺胺甲恶唑的去除率平均分别提高了39.79%和33.92%;对氟苯尼考的去除率平均分别提高了25.45%和22.61%。在抗生素暴露条件下,春季,系统对总氮、总磷、氨氮和硝态氮平均去除率分别下降了11.69%、17.53%、10.04%和4.07%;夏季,总磷和氨氮的平均去除率分别下降了19.41%和5.53%,而总氮和硝态氮的平均去除率分别提高了...     

外源菌剂对餐厨垃圾和污泥联合堆肥酶活性及微生物的影响

以餐厨垃圾和污泥(质量比1∶1)混合物为底物,以不接种微生物为对照,以添加外源菌剂和腐熟堆肥为两个处理,研究外源菌剂对联合堆肥过程中酶活性和腐熟期微生物的影响。结果表明,外源菌剂可促进堆体升温并延长高温期,可显著提高纤维素酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶的活性,4种酶的峰值分别为377.294 U/g、83.107 mL/(g·h)、0.763 mg/(g·d)和147.411 U/g。采用高通量测序技术分析发现,添加外源菌剂降低了腐熟期细菌、真菌的群落多样性,但提高了真菌群落丰富度。门水平上,各堆体细菌和真菌的优势群落种类差异较小,仅相对丰度变化较大;属水平上,添加外源菌剂使堆体中优势细菌占比更均匀,优势真菌主要为土壤伊萨酵母菌(Issatchenkia)、念珠菌(Candida)、未分类真菌(Unclassified Fungi)等。采用FAPROTAX工具对细菌功能分组,各堆体相对丰度较高的功能菌以化能异养、有氧化能异养、硝酸盐还原等为主,然而添加外源菌剂和腐熟堆肥使芳香族化合物的降解功能菌相对丰度分别提高了8.0倍、7.4倍。     

污泥臭氧氧化处理过程中活菌抗药基因丰度的消减

臭氧氧化技术是一种广泛应用的污泥减量技术,然而臭氧处理能否对污泥中的抗生素抗药基因进行有效消减还不清楚。采用单叠氮溴化丙锭(propidium monoazide,PMA)预处理结合定量PCR(qPCR)方法对污泥臭氧减量过程中不同臭氧消耗量下活性污泥活菌中的四环素、氨基糖苷和大环内酯3大类共21种抗药基因的变化进行了研究。结果表明:臭氧氧化可以有效消减活性污泥活菌中21种抗药基因的绝对丰度(每毫升污泥的抗药基因拷贝数),在臭氧消耗量0.31 g·g~(-1)(TSS)情况下抗药基因总量降低了75.44%;尽管绝对丰度下降,污泥臭氧氧化处理过程中大量抗药基因的相对丰度(抗药基因拷贝数与细菌16S rRNA基因拷贝数的比例)逐渐增加,表明臭氧处理后污泥中耐药菌占总活菌比例可能增加,具有一定的抗性传播风险;Ⅰ型整合子是抗药基因水平转移的重要遗传元件,其绝对丰度同样随着臭氧消耗量增加而降低,而相对丰度逐渐上升。     

TiO2光催化技术处理饮用水微污染及杀灭微生物的研究

光催化处理饮用水微量污染物以及在饮用水消毒和杀菌方面的研究是近年来研究的热点.本文论述了 TiO2光催化处理饮用水中的微量卤代物、腐殖质、微生物代谢产物,以及杀灭细菌、真菌和病毒等微生物的研究进展.探讨了光催化杀灭微生物的作用机制,最后对该研究领域的发展方向提出建议和展望.     

污泥施用对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性的影响

为研究污泥施用对石灰性土壤细菌多样性的影响,在连续2年种植夏玉米大田系统中,施用不同量的腐熟污泥,采集根际和非根际土壤进行16S rDNA-V3-V4区高通量测序,分析污泥施用对石灰性土壤细菌丰富度、多样性指数、群落结构、功能基因在代谢途径的影响,同时对细菌群落和环境因素之间的相关性进行分析。结果表明:污泥用量分别在3.5～37.5 t·hm~(-2)和3.5～7.5 t·hm~(-2)有利于非根际和根际土壤OTU数量增加;但污泥在75 t·hm~(-2)过量施用时,根际和非根际土壤细菌的Shannon多样性指数显著降低,Simpson指数显著增加,Ace,Chao丰富度指数显著降低。主成分和门水平物种丰度分析表明:污泥施用量不同会造成根际和非根际细菌群落结构差异,并且当污泥施用量为75 t·hm~(-2)时,明显降低了非根际土壤放线菌门的丰度;污泥施用量在3.75～37.5 t·hm~(-2)时,非根际土壤中拟杆菌门丰度会明显增加。与对照相比,当污泥用量为75 t·hm~(-2)时,根际土壤拟杆菌门有明显的增加,增加丰度达1.45倍,但酸杆菌门和放线菌门丰度降低了49.74%和80.57%。冗余分析(RDA)表明,土壤TN、Cd、Cu、TP是影响土壤细菌群落最主要的因素,其中TN、Cd、Cu和细菌Shannon、Simpson多样性指数呈现显著相关性(P0.05)。由此可见,连续过量施入污泥会对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性造成不利影响,而且上述微生物多样性变化可作为污泥合理施用的判断依据。     

磺胺嘧啶对纯膜MBBR氨氧化性能及氨氧化菌群的影响

通过向NH4+-N质量浓度为30 mg·L-1的合成废水中投加不同剂量磺胺嘧啶(SDZ)(0、1、3、5、7和10mg·L-1),比较了SDZ浓度对一台60 L单级纯膜移动床生物膜反应器(pure MBBR)的氨氧化速率、amoA基因丰度和氨氧化细菌(AOB)种群结构的影响,揭示了磺胺嘧啶对纯膜MBBR系统中氨氧化作用...     

生物栅系统净化效果及微生物ERIC—PCR指纹图谱分析

通过常规微生物学分析方法并结合ERIC—PCR指纹图谱技术,分析了生物栅系统中填料生物膜的微生物群落结构,探讨了生物栅系统微生物群落结构与污染物降解的作用关系。结果表明,生物栅集成系统中的微生物数量能维持较高的数量级,填料生物膜上的异养细菌在10^7～10^9数量级,硝酸细菌也在10^5数量级以上;系统对CODcr、NH3-N去除率比空白池分别约高35％、30％,且系统运行中功能细菌数量与污染物去除率呈现出显著的正相关性;ERIC—PCR指纹图谱分析表明,随着系统的运行,各反应池中微生物多样性指数不断增加,微生物种群趋于丰富,相似性指数增高,生物栅系统表现出良好的运行稳定性。     

微纳米曝气对水库沉积物细菌及磷功能菌群落的影响

为探究微纳米曝气对水库沉积物细菌及磷功能菌群落的影响,以三明市东牙溪水库为研究对象,通过Illumina高通量测序,分析了曝气前后沉积物细菌、聚磷菌与有机解磷菌的群落组成、结构及其与环境因子的相关性.结果表明,微纳米曝气对底部产生充氧作用,进而对沉积物微生物的群落造成一定影响,微纳米曝气后,变形菌门(Proteobac...