基于高通量测序解析碳化温度对麻秆电极微生物群落影响

采用Solixa高通量测序技术比较了1 000℃和1 800℃碳化麻秆制备电极OCP-1000和OCP-1800在生物电化学系统运行过程中形成的生物膜微生物群落结构差异.测序分别获得OCP-1000和OCP-1800附着生物膜16S rRNA基因V3区优化序列4 231和5 263条,经过97%相似度归并后获得OTUs数量分别为1 187和1 338个.α多样性指数(Chao、Shannon指数)分析表明碳化温度越低,电极生物膜微生物多样性越丰富.电极OCP-1000和OCP-1800生物膜中优势菌群均为Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes,这3个门的细菌在OCP-1000生物膜含量分别为66%、10%和9%,但在电极OCP-1800生物膜中含量分别为71%、7%和9%.不同碳化温度制备的麻秆电极在生物电化学系统运行过程形成的生物膜不仅存在共有细菌种类,也含有独特菌种,说明电极制备过程碳化温度影响电极生物膜微生物群落结构.     

纸板碳化电极提高生物电化学系统产电效率微生物机理研究

采用Solexa高通量测序技术和蛋白定量方法,分析了碳化纤维素纸板制备的层状波纹碳(LCC)电极与石墨板(GP)电极在生物电化学系统运行过程形成的生物膜微生物群落结构和生物量差异.结果表明,LCC电极良好的生物电化学性能不仅取决于其良好的导电性能,还与其表面生物膜微生物群落结构有关;LCC电极表面生物膜微生物量高,且对产电微生物的富集效果好.LCC电极与GP电极表面生物膜分别得到16S rRNA基因V3区优化序列12643条和12837条,经97%相似度归并后获得的OTUs数量分别为2786和3130;α多样性分析显示,GP电极生物膜微生物多样性相对更丰富.Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes在两种电极生物膜中含量最为丰富,这3个门细菌序列数分别占总序列数的76%(LCC)和85%(GP).在属分类水平上,LCC电极生物膜由383个属的细菌构成,而GP电极生物膜则有456个属.深入分析电极生物膜微生物群落结构有助于进一步认识LCC电极提高生物电化学系统产电效率的机理.     

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.     

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。     

溶解氧及曝停比对单级自养脱氮系统微生物群落结构的影响

为研究溶解氧及曝停比对单级自养脱氮系统微生物群落结构的影响,从不同溶解氧水平及曝停比条件下的SBBR单级自养脱氮反应器中采集活性污泥及生物膜样品,进行PCR-DGGE及条带统计分析.结果表明,经过1.5 a稳定运行,该系统内微生物群落结构与接种污泥相比已变得简单且较稳定.曝停比为2 h∶2 h的条件下,中高低3种溶解氧水平中,生物膜微生物群落丰富度值均高于活性污泥.DO在(曝气)2.0 mg/L(停曝) 0.4　mg/L时系统运行效能最佳,微生物群落丰富度值最高,生物膜和活性污泥样品中条带数分别约为14条和10条,微生物的多样性及相互协同代谢过程是维持单级自养脱氮系统具有较高运行效能的一个关键因素.此外,曝停比对单级自养脱氮系统微生物群落结构有较大影响.3　h∶5　h的较长曝停周期下,活性污泥与生物膜微生物组成接近,相似性为100%,各类细菌虽在活性污泥与生物膜中均能生存但活性较低,系统运行效能差.     

香蒲浮床有机物去除能力及根表微生物群落结构

为探讨植物浮床有机物去除能力和根表细菌群落组成特点,选择香蒲为研究对象,通过对根系诱导扩增,构建根系覆盖度（遮光率）分别为50%、70%和90%的香蒲浮床系统,并对其COD_Cr去除能力及根系微生物群落结构开展系统研究.结果表明,3个覆盖度系统的根系体积分别达到1.74、3.48、4.30 L/m2.经过适应驯化,3个系统都可以有效地对人工模拟生活污水有机物进行去除,COD_Cr的单位面积负荷平均去除速率分别为8.28、8.78、13.46 g/（m2·d）;系统根系体积增加或加入一定体积的软性纤维填料都可以提高有机物去除能力.基于各系统根系和填料表面微生物样品高通量测序结果显示,根系与填料表面细菌多样性及组成都有较大差异,根系细菌丰度及多样性均小于填料.但在门水平上,根系和填料表面细菌优势类群相同,前2个优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）.根系表面细菌群落优势菌种类（OTUs）较单一,各系统根表微生物仅由1~3个相对丰度在10%以上种类构成了优势种群,并且根系和填料优势种类具有较大的不同.根系优势种类为Enterobacter、Acinetobacter、Clostridium属,代表序列OTUs2、OTUs4、和OTUs8,分别与Enterobacter ludwigii、Acinetobacter soli、Clostridium diolis有着100%的匹配度;填料优势种为Bacillus、Pseudomonas属,代表序列OTUs3和OTUs11分别与Bacillus funiculus NAF001、Pseudomonas argentinensis具有非常高的相似度.研究显示,根系经过诱导扩增的植物浮床系统对有机物具有较高的去除能力,与常规颗粒填料人工湿地相当,但根表微生物群落多样性较低,优势菌较单一,抗冲击负荷潜在能力较低.      

饮用水深度处理活性炭池中微生物群落分布研究

采集2种炭龄饮用水深度处理活性炭池表面生物膜,提取微生物总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对样品中的细菌种群多样性以及群落结构进行了研究.结果表明,5 a炭龄炭样克隆文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属11个细菌类群,分别为α-Proteobacteria(26....     

厌氧氨氧化反应器微生态的研究

运用显微技术、常规的分离纯化和分子生物技术的方法研究了厌氧氨氧化系统中微生物群落结构和多样性.在实验室条件下,上流式厌氧污泥床(UASB)反应器和UASB生物膜反应器在无机和黑暗的条件下成功富集了厌氧氨氧化菌,在适宜的温度30-34℃和pH7～8条件下,氨氮和亚硝酸盐氮在UASB反应器的去除率分别为99.99%和99.9%,在UASB生物膜反应器的去除率分别为99.3%和97.4%.通过传统的鉴定方法分析了该系统中的细菌、真菌和放线菌,表明2套反应器中微生物类群基本一致,都以厌氧或缺氧的细菌为主,大部分微生物在污泥中浓度很低.电镜观察发现优势菌是大小为(0.6～0.8)μm × (0.9～1.2)μm的椭圆形菌,占菌群的90%以上.变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)和16SrDNA片段的酶切表明该系统只有1种优势的微生物,微生物多样性不高.     

高通量测序技术研究典型湖泊岸边陆向深层土壤中厌氧氨氧化细菌的群落结构

为研究具有富营养化特征的白洋淀湖泊岸边陆向深层土壤中厌氧氨氧化细菌的群落结构组成,针对厌氧氨氧化的功能基因hzs B(联氨合成酶关键基因)进行高通量测序.结果显示,白洋淀湖泊岸边陆向深层土壤共8个样品处理后共得到77082条序列,在相似度90%下聚类得到40个OTUs.多样性分析(OTUs水平)表明,在白洋淀湖泊岸边近湖岸交界处,上层土壤中厌氧氨氧化细菌的群落多样性要高于下层,而在远湖岸交界处则相反,下层土壤中厌氧氨氧化细菌的群落多样性要高于上层土壤.PCo A分析(OTUs水平)表明,近湖岸交界处采样点各不同深度土壤层之间的厌氧氨氧化细菌的群落结构更相似,而远湖岸界面处采样点各不同深度之间的厌氧氨氧化细菌的群落结构差异较大.群落结构分析表明,在白洋淀湖泊岸边陆向深层土壤中,序列隶属于Candidatus‘Brocadia anammoxidans’(34.07%)、Candidatus‘Brocadia fulgida’(24.66%)、Candidatus‘Jettenia sp.’(3.00%)、Candidatus‘Kuenenia sp.’(0.22%)、Candidatus‘Scalindua sp.’(0.08%)及与Genbank中已探明的厌氧氨氧化细菌亲缘关系较远的Anammox-like cluster(37.98%).相关性分析(p0.10)表明,在白洋淀湖泊岸边陆向深层土壤中,厌氧氨氧化细菌α-多样性指数中丰富度Chao指数与含水率(MC)呈负相关,多样性Shannon指数与氨氮(NH+4)呈负相关,优势度Simpson指数与NH+4呈正相关;但厌氧氨氧化细菌群落组成中Candidatus‘Brocadia anammoxidans’的富集与总碳(TC)及总硫(TS)含量呈正相关.综上,本文针对厌氧氨氧化功能基因hzs B扩增进行高通量测序,一定程度上揭示了具有富营养化特征的白洋淀湖泊岸边陆向深层土壤中厌氧氨氧化细菌的多样性、群落组成及其与土壤环境因子的关系.     

青岛冬季霾天不同粒径生物气溶胶中细菌群落特征研究

采用Illumina高通量测序方法对青岛冬季一次霾过程中大气生物气溶胶中细菌群落结构特征进行了研究.测序获得的807104条序列以97%的相似水平可划分为874个OTUs,其中有344个OTUs注释到属水平.结果表明,霾发生时,大气生物气溶胶中细菌群落结构和多样性变化显著.由非霾到重度霾天过程中,细菌群落丰富度和多样性逐渐降低,且细菌群落丰富度在不同粒径颗粒物上的差异逐渐减小,多样性在不同粒径颗粒物上的差异逐渐增大.非霾天优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、韦荣氏球菌属(Veillonella)和鞘氨醇单孢菌属(Sphingomonas);霾发生后,优势菌属转变为鞘氨醇单孢菌属(Sphingomonas).此次霾发生过程中,浓度升高的鞘氨醇单孢菌属(Sphingomonas)和新检出的皮生球菌属(Dermacoccus)、梭菌属(Fusobacterium)、纤毛菌属(Sneathia)、黄杆菌属(Flavobacterium)为条件致病菌,可能存在健康风险.     

浅谈集成电路项目环评中应注意的环境风险——以电子集成电路芯片生产为例

由于集成电路芯片生产过程中使用的危险化学品较多,这些化学品在使用、管理和运输过程中均存在一定的风险,针对该项目的环境特点和工程特点,论述了在集成电路芯片生产过程中可能产生的环境风险,分析其存在突发事故的可能性及隐患,分析其可能造成的危害及应采取的预防措施.     

浅谈集成电路项目环评中应注意的环境风险——以电子集成电路芯片生产为例

由于集成电路芯片生产过程中使用的危险化学品较多，这些化学品在使用、管理和运输过程中均存在一定的风险，针对该项目的环境特点和工程特点，论述了在集成电路芯片生产过程中可能产生的环境风险，分析其存在突发事故的可能性及隐患，分析其可能造成的危害及应采取的预防措施。     

废印刷线路板（PCB）中金回收的新方法

研究了一种从废印刷线路板（PCB）中回收金的方法。该方法的主要影响因素有：反应时间,硝酸浓度,双氧水浓度。合适的反应条件是：固液比为1：2,反应时间9h,硝酸浓度2mol／L,双氧水浓度2mol/L。研究表明,硝酸-双氧水能够非常有效地从废印刷线路板中回收金。     

液体浮选法回收废旧电脑线路板中铜的研究

本文用物理及化学方法研究了废旧电脑线路板的处理回收工艺。首先通过粉碎机将线路板破碎，在不同破碎时间和转速下，对筛分后各担级的产物作累积产率曲线，得到理想的破碎时间和转速，然后利用液体对破碎的物料进行淳选，重化分析铜与非金属的解离程度，最后通过碘重法检测浮选后铜的回收情况。实验鲒果表明：在R〉2000rpm的条件下线路板粉碎120s，采用三溴甲烷作浮选注，进行液体浮选，在dp〈0．074mm的细粗级中，主要是玻璃纤维和碳化硅等非金属物质，线路板中的铜主要富集在0．84～0．125mm拉级中，在0．84—0．42mm粒级中，铜的回收率可达到97．89％。     

简单实用安全驱动电路的设计

本文通过对CCD驱动信号的分析，设计出一种简单实用的安全CCD驱动电路，它既不需要设计同步电呼，又可方便地与计算机相连，具有安全，简单，廉价，体积小等特点。     

液体浮选法回收废旧电脑线路板中铜的研究

本文用物理及化学方法研究了废旧电脑线路板的处理回收工艺.首先通过粉碎机将线路板破碎,在不同破碎时间和转速下,对筛分后各粒级的产物作累积产率曲线,得到理想的破碎时间和转速,然后利用液体对破碎的物料进行浮选,量化分析铜与非金属的解高程度,最后通过碘量法检测浮选后铜的回收情况.实验结果表明:在R＞2000 rpm的条件下线路板粉碎120s,采用三溴甲烷作浮选液,进行液体浮选,在dp＜0.074 mm的细粒级中,主要是玻璃纤维和碳化硅等非金属物质,线路板中的铜主要富集在0.84～0.125 mm粒级中,在0.84～0.42 mm粒级中,铜的回收率可达到97.89%.     

废弃电路板中多溴联苯醚的溶出规律研究

采集浙江台州电子垃圾拆解区的废弃印刷电路板,研究其粉体在不同溶剂(甲苯、乙醇、三氯乙烯水溶液和处理前后的垃圾渗滤液)中多溴联苯醚(PBDEs)的溶出规律.同时,采用气相色谱-负化学离子源-质谱联用仪(GC-NCI-MS)检测了上述溶出剂中8种PBDEs同系物的浓度.实验结果表明,电路板粉体(粒径180～380μm)在甲苯、乙醇和三氯乙烯(TCE)水溶液中达到溶出平衡时(甲苯48h,乙醇96h,TCE水溶液240h),PBDEs同系物溶出的总量(∑8PBDEs)分别为2320.06、1946.17和79.38mg·kg-1,处理前后垃圾渗滤液中PBDEs在20d达到溶出平衡,溶出总量分别为1042.12μg·kg-1和23.63μg·kg-1,均以BDE99和BDE47为主;电路板中PBDEs的溶出受粉体粒径影响较大,粒径越小,PBDEs越容易溶出.     

印刷电路板的综合利用与资源化

介绍了印刷电路板(PCB)的组成及其中的重金属对环境的危害,比较几种电路板处理方法,着重分析机械处理法及其设备和分选技术,并对目前应用较广的几种处理工艺进行了简单介绍。     

废弃印刷线路板熔融盐气化特性研究

在熔融盐气化炉中进行废弃印刷线路板气化实验,考察了空气当量比对气体产率、气体热值、碳转化率以及气化效率的影响,并对N2气氛下线路板在熔融盐反应器中裂解液体产物通过气质联用仪进行了分析.结果表明,气体产率和碳转化率随着空气当量比增加而增加,空气当量比增加到40%时,气体产率和碳转化率分别达到840 mL·g-1和96%;气体产物热值随着空气当量比增加而减少,气化效率随着空气当量比的增加先增加然后减少,在20%空气当量比气化效率达到最大值94%.液体产物的主要成分为苯酚、2-甲基苯酚、萘等,表明线路板在熔融盐气化炉内的反应过程中,苯环结构上的长链烷烃脂肪烃支链得到脱除,苯基C6H5-O的断裂得到加强,同时发生芳构化反应.     

废印刷线路板中贵金属金的浸取研究

采用盐酸和氯酸钠作为反应试剂,从印刷电路板废料中回收金。考察了盐酸浓度、氯酸钠用量、固液比、浸取时间条件对反应的影响。实验结果表明:酸度过高或过低对金的收率都不利;对于5g废料、以固液比1:8,4g氯酸钠,3mol/L盐酸,搅拌1h进行反应,金的回收率可达90%以上。所用试剂廉价易得,设备简单,操作方便:反应过程中无有害物产生,实现了贵重资源的再生利用。