菲反硝化降解菌群的富集及其群落结构解析

从潜在多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)污染的油田区域采集土壤样品,以菲为唯一碳源且添加硝酸根的培养基来富集土壤中的菲反硝化降解菌群.随后,通过定量PCR(Polymerase Chain Reaction)测定了获取的富集菌群中反硝化相关功能基因(硝酸还原酶基因nar G、亚硝酸还原酶基因nir S)的丰度,并通过Illumina Mi Seq测序对其中的细菌群落结构进行解析.结果表明,获取到的3个菌群(PDN-1、PDN-2和PDN-3)12 d内对菲的降解率分别为45.18%、34.04%和25.92%.各富集培养菌群中nar G的丰度均高于nir S,且菲降解率最高的PDN-1中的反硝化相关基因丰度较低.Illumina Mi Seq测序结果表明,菲降解率最高的富集菌群PDN-1同时也具有较高的细菌多样性指数,变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是各富集菌群中的优势菌门,且Proteobacteria在3个富集菌群PDN-1(97.78%)、PDN-2(96.57%)、PDN-3(93.90%)中的比例均最高.变形菌门的Pseudomonas(γ-Proteobacteria)和Methylophilus(β-Proteobacteria)则是各富集菌群中最大的优势菌属,前者为公认的PAHs降解菌,而后者则为能够利用还原型"一碳化合物"的特殊菌属.细菌多样性与菲的降解率呈正相关,表明菲的反硝化降解可能是多种细菌参与的共同结果.上述结果可为揭示典型PAHs反硝化降解的微生物机制提供理论依据,同时为深入研究反硝化与菲代谢的偶联机理打下基础.     

甲烷胁迫下不同填埋场覆盖土的氧化活性及其菌群结构

对比研究了常规填埋场覆盖材料(粘土)和甲烷胁迫下垃圾生物处理后的材料(垃圾土)的甲烷氧化活性及其菌群结构.结果表明,粘土由于持水能力弱,其含水量较低,随着环境温度、降水等条件的变化,极易结块,从而影响其中甲烷氧化菌的生长;而垃圾土富含有机物,持水力强,空隙率高,有利于甲烷氧化菌的生长和繁殖.暴露于甲烷气流120 d后,垃圾土柱中下层土壤的甲烷氧化潜力达到了11.25～13.48 μmol/(g·h),是相应粘土层甲烷氧化潜力的10.4～24.5倍.土柱上层土壤由于水分蒸发、变干,抑制了其甲烷氧化活性.试验结束时,垃圾土柱甲烷氧化去除率达到了48.3%,是粘土柱的5～6倍.甲烷氧化菌TypeⅠ和TypeⅡ的生物标记物 PLFAs 16：1ω8c和18：1ω8c分析表明,土样的PLFA18：1ω8c含量与其甲烷氧化潜力具有很好的线性相关性.     

嗜盐菌群在甲苯降解过程中群落结构的变化解析

从胜利油田的高盐油污土壤中富集到1个高效降解BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)的嗜盐菌群,分析了菌群在甲苯降解过程中的群落结构变化.结果表明,该菌群在5%盐度下可完全降解200mg/L甲苯.PCR-DGGE图谱显示,随着甲苯的加入,该菌群的优势种属由Bacillus sp.和Bacillus aquimaris转变为Thalassospira xiamenensis、Pseudomonas stutzeri、Virgibacillus sp.和Bacillus sp..这4种微生物在整个降解过程中稳定存在,且在降解完成后24h内没有衰亡的迹象.另外,该菌群可以降解菲,显示了降解多种芳香族化合物的能力.     

氯代脂肪烃污染土壤微生物群落结构的主控因子

土壤微生物群落在氯代脂肪烃(CAHs)的降解起着重要作用。为探究其主控因子,该文研究了4个氯代烃污染场地中土壤微生物群落结构及其与土壤理化性质(包括CAHs含量)的关系。结果表明：土壤中CAHs含量与Cl^-显著正相关;微生物数量与深度、含水率、CAHs含量呈负相关,与总有机碳、总氮、总铁呈正相关;微生物丰富度取决于土壤深度和其中总铁、总氮含量,而多样性取决于pH值;不同污染场地优势微生物差异较大,主要受总硫与pH、电导率和硝酸根等的影响;一些潜在氯代烃降解相关菌属如假单胞菌属、硫杆菌属、噬甲基菌属、赖氨酸芽孢杆菌属主要分布在CAHs和Cl^-、电导率较高的深层土壤中,硫氧化菌属、红育菌属更偏好高NO₃^-的环境,脱氯单胞菌属倾向于铁含量较高的环境。研究结果对如何针对不同环境条件充分利用潜在降解微生物进行生物修复具有参考意义。     

氯代芳香化合物的微生物降解研究

生技术对消除有毒化学品已显示出广阔的前景，深入研究有毒化学品微生物降解的生物化学和遗传学，可按照预期目的构以建具有更大降解能力的遗传工程菌株，以促使污染笺的无害化资源化。     

一种可同时检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃的电子鼻的研制

开发了一种可用于快速检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃气体的电子鼻系统.该电子鼻系统的核心检测部件为3个金属氧化锡传感器及一个光离子化传感器(PID)所构成的传感器阵列.基于对9类单一成分标准气体和5类混合标准气体的测试分析建立了气体类型识别模型,然后通过加标实验与气相色谱法比较验证了电子鼻系统检测的有效性.结果表明:①电子鼻中各传感器对氯代烯烃和氯代烷烃的响应有差异.PID对氯代烷烃无响应,对氯代烯烃有线性响应(R2>0.997).传感器TGS2602对四氯化碳(CT)、三氯甲烷(TCM)和1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)较为灵敏,对前两者的定量性较好,但对1,2-DCA的线性响应很差.传感器TGS2600和TGS2620对二氯甲烷(DCM)和1,2-DCA较为灵敏,且线性响应程度好(R2>0.995).②建立了基于传感器阵列信号的气体类型简单识别模型:选用PID计算氯代烯烃浓度,TGS2602计算CT和TCM浓度,TGS2600或TGS2620计算DCM和1,2-DCA浓度.③TGS2602对标准混合气体的响应强度小于单物质响应强度之和,其它传感器对标准混合气体的响应强度接近于单物质响应强度之和.④电子鼻对污染水样中DCM和四氯乙烯(PCE)混合气体的检测结果与气相色谱分析值呈线性相关,相关系数R2>0.96.     

恒电流下电生成活性氯降解活性艳红K-2BP

以Pt片作工作电极和辅助电极,NaCl为支持电解质,研究了活性艳红K-2BP的电化学脱色降解行为。通过循环伏安法与整体电解获得其电化学反应特性,经调控溶液的性质考察了不同体系对其降解效果的影响。实验结果表明,在pH为6、NaCl浓度为0.2mol/L、电流密度为60mA/cm2和室温条件下,30mg/L的活性艳红K-2BP经电化学降解1h,脱色率可达94.4%。pH对活性艳红K-2BP的脱色率影响较大,初始pH越小,脱色率越高。     

邻单胞菌L1对氯代苯的降解特性的研究

从某化工厂废水处理厂活性污泥中分离得到一株能以氯苯为唯一碳源的细菌,革兰氏阴性杆菌,兼性厌氧,初步鉴定为邻单胞菌属（Plesiomonas）。该菌在有氧情况下18天内对氯苯的降解率为50％,在厌氧条件下18天内对氯苯的降解率为37.2％。不同底物试验结果表明,该菌还能利用间氯酚、TCP、2,4-D等二氯、三氯化合物,此外不经诱导抗汞能力达15mg/L。细胞抽提物开环酶分析,L1菌株在好氧条件下拥有一条被氯苯诱导的邻位裂解途径     

BP-1生物降解群落结构解析及关键功能菌的降解效能评估

生物降解是有机污染物去除的重要途径,为探究环境中微生物对2,4-二羟基二苯甲酮(2,4-dihydroxybenzophenone,BP-1)的降解能力,本文以BP-1为唯一碳源,设置好氧和厌氧条件分别驯化富集功能菌群,通过高通量测序技术深度解析群落多样性及功能菌群,在此基础上筛选关键功能菌,并评估其降解效能.结果显示...     

光化学法降解水中氯代苯酚的研究进展

氯代苯酚（一氯、二氯、三氯、四氯和五氯苯酚）是一类重要的有机污染物。文章综合评述了它们在水中光化学降解的国内外研究进展，并比较各种高级氧化技术（ＵＶ、ＵＶ／Ｈ２Ｏ２、ＵＶ／Ｏ３、ＵＶ／Ｈ２Ｏ２／Ｆｅ（Ⅱ／Ⅲ）、ＵＶ／ＴｉＯ２）降解这些有机物的效率与影响因素，分析了它们的降解产物和分布及其反应机理。     

磺胺嘧啶胁迫下作物根际微生物群落结构响应

为了研究在磺胺类兽药胁迫下,两种作物在不同生长期根际微生物群落结构的响应,采用室内根际箱培养实验,测定玉米、小麦根际微界面土壤磷脂脂肪酸的量,研究在磺胺嘧啶（SD）胁迫下,不同作物根际土壤微界面微生物群落结构的空间变化.结果表明,SD对根际微生物活性的有抑制作用,且强度随浓度增加而增强.同一浓度SD作用下,根际微界面微生物生物量不同,在实验中,根际3mm和根室的微生物生物量最大,且二者之间差异不显著.不同微生物对根际效应敏感程度不同,细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、蓝细菌和硫酸盐还原菌根际效应明显.在SD胁迫下,根际不同微界面土壤微生物群落结构变化明显.细菌、G⁺、G^-、放线菌的生物量,随SD浓度升高而下降,主要表现为抑制效应,而对真菌生物量则表现为激活效应,生物量增加. 小麦根际土壤真菌：细菌（F/B）随SD浓度的升高,比值增大,在高浓度（5mg/kg）胁迫下,F/B比值最大（0.74）,与对照差异显著（P < 0.05）,说明土壤污染修复能力增强,而sat/mono比值在高浓度SD胁迫下降低,说明微生物群落结构向有利于SD降解的方向转化.根际效应有助于SD的降解,在1mg/kg SD作用下,小麦根际土壤降解率为7.01%,而非根际土壤降解率仅为2.49%,不同作物表现出的根际效应强弱不同,玉米根际效应强于小麦.     

复合共基质对菌群脱色性能及群落结构的影响

文章将4种不同复合共基质葡萄糖+蔗糖、葡萄糖+蛋白胨、蔗糖+蛋白胨、蛋白胨+牛肉膏,添加到混合菌群对活性黑5的脱色体系,探讨不同复合共基质对活性黑5生物脱色效果的影响,采用Miseq高通量测序技术分析脱色菌群对不同复合共基质的响应差异性。研究结果表明,蛋白胨+牛肉膏复合共基质为最佳复合共基质,在其存在条件下,脱色菌群对活性黑5(100 mg/L,48 h)的脱色率达到69.84%。Miseq高通量测序结果表明,菌群的脱色效果与微生物多样性密切相关,且在各微生物分类学水平上,菌群群落结构均呈现出较大差异。变形菌门(Proteobacteria)是所有样品的优势菌种,而厚壁菌门(Firmicutes)在最佳复合共基质蛋白胨+牛肉膏存在条件下占较大比例。另外,推测菌种Enterococcus、Lactococcus、Escherichia-Shigella可能在脱色菌群降解活性黑5过程中扮演重要角色,且复合共基质蛋白胨+牛肉膏可以为它们的生长代谢提供良好的环境。研究结果可为今后利用不同复合共基质强化微生物脱色降解实际印染废水,以及可培养功能菌种的指导筛选奠定理论基础。     

纳米铁颗粒降解氯代有机污染物的研究进展

纳米铁颗粒体积小,比表面积大,具有优越的吸附性能和很高的还原活性,在有机氯废水处理方面应用广泛。文章简要综述了纳米铁颗粒降解氯代有机污染物的最新研究进展,主要包括氯代脂肪烃,氯代芳香烃,氯代苯酚以及部分有机氯农药,并简单介绍了其可能的降解机理。     

污泥胁迫下蚯蚓肠道菌群及病原菌演替特征

蚯蚓生物滤池(VF)是一种生态型减量和稳定剩余污泥的技术,但在连续污泥流胁迫下,蚯蚓的摄食对细菌群落及病原菌的影响尚不明确。文章通过荧光定量PCR和16S r RNA基因测序技术,探究蚯蚓生物滤池内蚯蚓肠道（VEI）及牛粪饲养的蚯蚓肠道（CEI）细菌群落的组成和变化特征,研究连续污泥流胁迫条件对蚯蚓肠道微生物群的影响,并进一步分析蚯蚓肠道对病原菌的抑制贡献。结果表明：（1）VEI较CEI具有更高的菌群丰富度且优势菌门、菌属种类及丰度不同,蚯蚓肠道运输过程中所观察到的选择效应的差异更明显;（2）蚯蚓肠道对不同食源中典型病原菌抑制作用不同,VEI和CEI对沙门氏菌的去除率分别为52.49%、33.79%,前者对克雷伯氏菌、肠球菌、大肠杆菌等削减作用更明显。（3）微生物网络分析表明VEI竞争抑制较CEI更剧烈,相关性分析显示蚯蚓肠道优势菌门、属的竞争抑制对其他多种病原菌属的末端削减起重要作用。蚯蚓肠道显著改变了摄入污泥及牛粪的细菌群落结构,降低了部分病原菌的相对丰度,研究结果可为蚯蚓生物滤池及蚯蚓堆肥效能分析及推广提供参考。     

氯代烃污染深层土壤细菌群落结构及组装机制

为研究氯代烃污染土壤中细菌群落结构特征和组装机制,在某氯代烃污染场地不同污染区域采集2～10m范围内非饱和带土壤,基于高通量测序技术分析了细菌群落结构,揭示了群落结构变化的主要驱动因子、环境影响因子及组装机制.结果表明:轻污染区细菌群落结构变化的主要驱动因子是土壤类型,β多样性主要受物种替换影响,贡献度为53.9%,群落组成与水溶性硫酸盐(R=0.61,P=0.0002)和总有机碳含量(R=0.42,P=0.0005)显著相关;重污染区细菌群落结构变化的主要驱动因子是污染程度,β多样性主要受丰富度差异影响,贡献度为5 2.9%,群落组成与三氯乙烯(R=0.17,P=0.0425)、三氯甲烷(R=0.22,P=0.0375)、水溶性硫酸盐(R=0.36,P=0.0074)、总有机碳(R=0.29,P=0.0168)、全氮(R=0.20,P=0.0130)含量显著相关.氯代烃胁迫降低了大多数物种的生态位宽度和生态位重叠指数,但适应性物种除外,最终导致变形菌门(Proteobacteria)的丰度增加,放线菌门(Actinobacteriota)、厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(...     

ZVI固定床-SBR耦合工艺强化氯代硝基苯的降解

研究了零价铁(ZVI)固定床-序批式生物反应器(SBR)耦合工艺对2-氯硝基苯(2-CINB)转化与降解强化作用.结果表明,ZVI固定床可稳 定还原转化2-CINB为2-氯苯胺(2-CIAn),表面积归一化速率常数(Ksa)为(3.20±0.35)×10-2L·m-2·h-1;ZVI固定床出水作为SBR进水,在HRT为20 h、2-ClAn负荷为3.6～111.8 g·m-3·d-1、COD负荷(外加碳源)为130.9～854.4 g·m-3 d-1条件下稳定运行SBR,其2-ClAn去除率 达99.9%以上,COD去除率达92.3%±5.5%.2-ClAn污泥比降解速率达0.31 g·g-1·d-1;耦合系统在不添加其它碳源、氮源条件下,TOC去除率达95.4%,总氮去除率为46.1%.而以未经ZVI预处理的2-CINB为进水的SBR对照实验发现,2-ClNB去除率仅为25.3%±10.2%.主要以挥发形式去除.研究结果揭示,ZVI-SBR耦合工艺可强化氯代硝基苯类污染物的降解与矿化.     

BTEX降解嗜盐菌群的多样性及其降解特性

从胜利油田采油井口的盐碱化油污土壤中富集分离出一个高效降解BTEX的嗜盐菌群,通过PCR-DGGE技术和16S rDNA序列分析,确定该菌群主要由海杆菌属(Marinobacter)、盐单胞菌属(Halomonas)、食碱菌属(Alcanivorax),梭菌属(Clostridium)的细菌等组成.在5%盐度的海盐培养基中,该降解菌群可以在56h内将100mg·L-1的苯完全降解,在112h内将20-400mg·L-1的BTEX混合底物完全降解.进一步的研究结果表明,菌群的盐度适应范围为5%～20%,在pH=6.5～9.5的范围内均可以降解苯,最佳pH=7.5.降解菌群在20～45℃下均可高效降解苯,30℃为最佳降饵温度.微量酵母粉(0.01%～0.02%)的添加可以显著提高菌群的降解速率1.3～1.7倍.     

UV/(亚)硝酸盐体系氯代硝基物降解及机理研究

采用UV/N_O2~-/NO_3~-体系作为目标研究体系,探究体系中4C2NP/4N2CP/2NP/4CP等4种酚类苯系物的降解动力学和取代基转化情况,揭示UV/(亚)硝酸盐体系中氯代硝基物的具体降解机理.在p H=1.50时,UV/NO_2~-/NO_3~-体系中的4C2NP反应速率常数均达到最大,为10.3×10~(-4)min~(-1).在不同p H值条件下,由于硝基取代基的致钝化作用,使UV/NO_2~-/NO_3~-体系中的2NP降解速率受抑制程度最显著,即2.5×10~(-4)min~(-1)(p H=1.50)和0(p H=5.50).UV/NO2-/NO3-/4CP体系中,涉及的反应机理主要包括再硝化、再氯化、脱硝基氯化和氧化等过程,揭示了无机(亚)硝酸盐与硝基取代基的释放/积累的转化过程,以及氯取代基与无机氯离子之间的相互转化过程.     

TiO_2-Fenton试剂光氧化降解水中氯代有机物的研究

探讨了在光 Fenton体系中引入催化剂TiO2 对几种氯代有机物的光氧化降解效果及其影响因素。试验结果表明 ,TiO2 Fenton试剂复合体系对CH2 ClCOOH的光解脱氯速率显著高于TiO2 和Fenton试剂体系 ,TiO2 对Fenton光氧化反应有较强的催化作用 ;溶液 pH值、铁离子浓度、氯代有机物组成和结构等因素对复合体系的光氧化效果均有明显的影响     

解偶联剂邻氯苯酚作用下活性污泥微生物群落结构的演替规律研究

投加解偶联剂邻氯苯酚可以实现活性污泥系统的污泥减量,但邻氯苯酚长时间作用下系统中微生物群落结构及多样性的变化尚不清楚.因此,本研究利用2个序批式反应器(SBR)进行了63 d的实验,考察了未投加邻氯苯酚(RA)和投加10 mg·L-1邻氯苯酚(RB)条件下,活性污泥系统中基质去除特性及微生物群落结构的变化规律.研究结果...