城市污泥和粉煤灰配施影响砂化土壤微生物区系的实验研究

目前,对利用城市污泥和粉煤灰改良土壤的研究大多集中在二者对土壤理化特性、作物产量以及重金属累积的影响等方面,而对土壤微生物区系进行研究的相对较少。为了了解城市污泥和粉煤灰改良砂化土壤对土壤微生物区系的影响,文章对包头试验田改良前后土壤微生物区系进行了比较,研究发现,刚刚改良后,土壤中微生物数量较对照组明显增加;在改良后的最初2个月内,细菌和放线菌的数量有所减少,真菌数量少量增加;改良后2～5个月内,改良后土壤中微生物数量较对照组增加幅度显著,细菌、放线菌和真菌数量分别增加79.53%～589.76%,46.53%～270%,61.92%～143.59%,且微生物数量增加的幅度随着时间的延长,呈上升的趋势。     

放牧对张家界索溪峪景区土壤微生物区系及活度的影响

为了探明旅游对张家界景区土壤微生物的影响,进行了放牧对土壤微生物区系及活度的影响研究。结果表明:放牧显著影响了0～5cm土壤的细菌、放线菌、真菌总数,活动区的细菌和真菌等主要有机质分解菌明显低于缓冲区和背景区,而背景区的放线菌明显高于缓冲区和活动区。在5～15、15～25cm土壤层中,细菌和放线菌总数没有受到放牧的影响,但背景区和缓冲区的真菌总数均显著高于活动区,活动区的细菌在5～15cm土壤中最多,而放线菌和真菌数量均表现为随土壤深度增加而减少的趋势。在缓冲区和背景区土壤中,3类微生物的数量均随土壤深度增加而减少。放牧也对表层土壤中的好气性纤维素分解菌、嫌气性纤维素分解菌、好气性固氮菌、硝化细菌以及反硝化细菌等微生物生理群造成了显著影响。土壤微生物活度随土壤深度增加而降低。在0～5和5～15cm²个土壤层中,缓冲区和活动区的微生物活度均明显高于背景区,而缓冲区的微生物活度与活动区的微生物活度没有显著性差异,微生物活度表现为活动区>缓冲区>背景区;在15～25cm土壤层中,活动区与缓冲区的微生物活度没有显著性差异,缓冲区与背景区的微生物活度没有显著性差异,但活动区的微生物活度明显高于背景区的微生物活度。     

铊污染地下水的微生物修复研究

铊(Tl)是一种高毒性的重金属,具有生物蓄积性,自然界中常以Tl(I)形式存在。铊通过各种途径进入水体、土壤和沉积物等,会对环境造成严重的危害。本研究利用好氧微生物处理技术对铊污染地下水进行了修复研究。以乙酸钠为碳源,初始Tl(I)浓度为100μg/L,周期为6 d时,总铊去除率达到了63.50%。总铊去除率随着pH的升高先升高后降低,随着初始Tl(I)浓度的升高而降低。16S rRNA基因测序分析表明了铊抗性或铊氧化细菌的存在,如Stenotrophomonas、Acidovorax、Rhodococcus等,这些细菌的共同作用实现了铊的氧化与原位沉淀。本研究为铊污染地下水的微生物修复提供了理论基础,也为微生物技术修复其他重金属污染地下水提供了新的思路。     

稀土元素镧对红壤微生物区系的影响

通过纯培养试验、室内培养试验和水稻盆栽试验研究了稀土元素镧对红壤微生物区系的影响 .结果表明 :镧对纯培养细菌、放线菌、真菌均有较强的毒害作用 .对镧的敏感性顺序为 :放线菌 >细菌 >真菌 .在低浓度下 ,镧对土壤细菌、放线菌、真菌的作用不明显 ,在高浓度下 ,表现为抑制作用 .在低浓度下 ,镧对土壤硝化细菌有强烈的刺激作用 ,最大刺激率达到 70 % ,随着浓度的升高则产生抑制作用并不断增强 .镧对土壤反硝化细菌作用不明显 .在低浓度下 ,镧对土壤自生固氮菌有某些刺激作用 ,随着浓度的升高 ,则产生显著的抑制作用 .土壤硝化细菌可以作为稀土对作物增产效应的指示菌 ,硝化细菌和自生固氮菌可以作为稀土污染土壤生态环境的指示菌 .外源稀土对红壤微生物区系产生抑制作用的临界浓度在 150 mg/ kg左右 .     

重金属铜、锌、镉、铅复合污染对土壤环境微生物群落的影响

以铜锌冶炼厂附近的水稻土为例 ,研究了重金属复合污染对土壤微生物群落的影响 .结果表明 ,有效铜、锌、镉、铅与微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物商、微生物生物量氮 全氮均呈显著负相关 .重金属污染均能降低细菌、真菌和放线菌的数量 .用BIOLOG生态盘研究了重金属污染对微生物群落结构的影响 ,发现重金属污染明显影响了微生物群落结构 ,反映在典型变量 1(CV1)与重金属元素含量呈极显著正相关 ,因此认为典型变量 1是反映重金属污染程度的有效指标 .经逐步回归分析发现 ,有效铜是影响典型变量 1最主要的因素 .     

水文情势和外源铅锌对根际微生物群落的影响

根际微生物对维持土壤根际微域环境的活性和土壤有机污染物的自净、有毒重金属的迁移转化等发挥重要的作用。文章选用鄱阳湖优势湿地植物芦苇和苔草进行不同水文情势和外源铅锌下的室内试验,通过测定根际土壤微生物数量,探讨了水位和重金属Zn2+和Pb2+对湿地植物芦苇和苔草根际土壤微生物群落的影响。结果表明:外源锌(≥5 mg/kg)对芦苇根际细菌和真菌数量的影响表现为刺激作用,对放线菌数量的影响较为复杂;微生物对锌的敏感性大体上表现为放线菌细菌真菌。锌(≥5 mg/kg)对苔草根际细菌数量的影响表现抑制作用,对苔草根际放线菌和真菌的生长有刺激作用,但浓度高时(100 mg/kg)受到抑制,数量减少。总体上苔草根际细菌、放线菌和真菌较芦苇对锌更为敏感,表现为细菌真菌放线菌。水位对微生物数量的影响较大,相同铅离子浓度下淹水状态的细菌、放线菌和真菌数量显著高于湿润状态组;湿润状态处理组对铅的耐性大于淹水状态处理组;苔草根际细菌对铅的耐受性大于芦苇,芦苇根际的放线菌和真菌对铅的耐性大于苔草。     

科尔沁沙地和浑善达克沙地流动沙丘中土壤微生物学特征比较

通过对科尔沁沙地和浑善达克沙地流动沙丘中0～10 cm和>10～20 cm层土壤中微生物数量和生物量碳的比较表明:土壤微生物三大类群(细菌、放线菌和真菌)数量和微生物生物量碳均表现为浑善达克沙地 > 科尔沁沙地,其中两大沙地真菌数量差异显著,细菌和放线菌数量差异不显著,微生物生物量碳差异显著;两大沙地土壤微生物数量和生物量碳在不同土壤层次均表现为>10～20 cm 层高于 0～10 cm层,其中微生物三大类群数量差异均不显著,微生物生物量碳差异显著. 土壤性质的差异导致两大沙地流动沙丘中微生物数量和生物量碳略有不同. 细菌和真菌数量与土壤有机碳和土壤全氮呈显著正相关,与土壤水分含量和pH呈显著负相关,微生物生物量碳与土壤有机碳和土壤全氮呈显著正相关. 两大沙地土壤微生物与土壤养分的层化比率均小于1,科尔沁沙地中微生物数量、生物量碳和土壤养分的层化比率均大于浑善达克沙地,可以推断两大沙地的流动沙丘处于退化状态,而且浑善达克沙地退化速度更快.      

土地整治对土壤微生物多样性的影响分析

为了研究土地整治对土壤微生物的影响,通过田野调查和样品实验,对土地整治区内外土壤中的微生物多样性与种群结构进行了对比分析.结果表明:从微生物多样性来看,土地整治区内土壤细菌和真菌多样性显著提高;从微生物种群结构来看,土地整治区内细菌丰度较高的属有变形菌、绿弯菌、酸杆菌和放线菌,真菌丰度较高的属有被孢霉菌、青霉菌和曲霉菌;有机肥的使用显著提高了微生物多样性及鞘脂单胞菌和地杆菌等土壤有益菌的丰度;通过相关性分析可得,土壤理化性质和重金属污染水平是影响土壤微生物多样性与结构的重要因素.该研究证实了土地整治对提高土壤微生物多样性和改善土壤质量的重要作用,也为土地整治工作的开展提供了科学依据.     

辽宁某冶炼厂重金属污染对土壤中微生物的有效性影响

对某铜锌冶炼厂周边土壤微生物区系和土壤抗性细菌数进行了实验分析。结果表明,在冶炼厂周边土壤几种重金属含量与对照区土壤相比明显的增加。冶炼厂周边土壤中,土壤微生物的总数下降,土壤微生物各主要生理类群数量明显减少。抗性实验结果表明:由于土壤长期受重金属污染影响,土壤中细菌抗重金属水平提高,耐性菌种多。     

铁矿区重金属污染对土壤微生物群落变化的影响

以密云水库上游某铁矿区为研究对象,采用荧光定量PCR研究了矿区内不同采样点土壤中细菌、真菌、放线菌基因数量的变化,并结合土壤的理化性质与重金属污染情况进行了相关分析. 结果表明,研究区微生物的基因数量与该地区的w(AP)(AP为有效磷)均呈显著正相关(P<0.05);细菌、放线菌的基因数量与该地区的内梅罗污染指数呈显著负相关〔二者R分别为-0.756(P<0.01)和-0.614(P<0.05)〕,而真菌的基因数量与内梅罗污染指数无显著相关性. 采用PCR-DGGE研究了细菌、真菌、放线菌的群落结构变化,冗余度分析结果表明,内梅罗污染指数对细菌、放线菌的种群分布影响较大(P<0.05),对真菌的影响则较小. 细菌、放线菌的种群多样性水平随着污染程度升高呈先升后降的趋势. 微生物数量和结构的变化都表明,不同类群的微生物对重金属敏感程度为真菌抗性最强,放线菌和细菌次之. Cd和Cu污染抑制了土壤中微生物的数量和群落多样性,而轻度Cr、Pb和Zn污染则促进了群落数量的增加和群落结构多样性的丰富.      

酸性矿山废水对沉积物真核微生物群落的影响

对受酸性矿山废水污染的橫石河上游到下游水体和沉积物中理化参数以及沉积物中真核微生物的多样性进行系统调查,使用斯皮尔曼相关性分析和典范对应分析（CCA）甄别真核微生物群落的主要环境胁迫因子.结果表明：橫石河中真核微生物优势种群为真菌门（Fungi）（4.51%~86.69%）、绿藻门（Chlorophyta）（0.61%~77.36%）和纤毛虫门（Ciliophora）（0.81%~34.91%）.沉积物中真核微生物群落Alpha多样性随酸性矿山废水污染梯度降低而逐渐升高.与原核微生物群落不同,酸性矿山废水环境沉积物中真核微生物群落结构的变化主要受硫酸根和电导率的影响.     

海河-渤海湾沿线地区沉积物中微生物群落代谢特征

采用Biolog实验方法,结合PCA(主成分分析)及多样性指数计算,对海河沿线及渤海湾地区沉积物中微生物的代谢活性进行了比对和分析.结果表明,研究区域内微生物的代谢特征受到重金属(铬、镉、铜、汞、铅等)污染和有机物污染(BOD5、CODMn)的共同影响.在重金属污染较高且有机污染水平较低的地区,微生物代谢活性和多样性指数均明显较低;在重金属含量相对较低而有机物污染较高的地区,微生物的代谢活性出现最大值,多样性指数也较高;在其余地区微生物的代谢多样性未受到明显影响,而代谢活性则沿陆地河(海河)到海洋(渤海湾)呈现有规律的变化.     

微生物对土壤与沉积物吸附多环芳烃的影响

以枯草芽孢杆菌为接种微生物,研究微生物对沉积物和湿地土壤吸附多环芳烃（PAHs）菲、苯并［a］芘过程的影响.结果表明,枯草芽孢杆菌对菲与苯并［a］芘都可进行吸附或生物降解,48h液相PAHs浓度达到平衡时,微生物对菲消除了98％,对苯并［a］芘消除85％;接种的样品48h吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程;在接种微生物情况下,沉积物与土壤对菲和苯并［a］芘吸附特征均发生较大变化,对菲的吸附量增大约35倍,而对苯并［a］芘的吸附量却降低了2/3左右;未接种微生物的土壤和沉积物对菲解吸率为20％,接种的样品组为2.9％,而对苯并［a］芘的解吸结果与菲相反,未接种的对照组为4％,接种的样品组为13％.微生物在土壤与沉积物吸附PAHs的过程中起主导作用.     

Bacterial community response to petroleum contamination in brackish tidal marsh sediments in the Yangtze River Estuary, China

The brackish tidal marsh in the Baimaosha area of the Yangtze River Estuary was severely contaminated by 400 tons of heavy crude petroleum from a tanker that sank in December 2012. The spill accident led to severe environmental damage owing to its high toxicity, persistence and wide distribution. Microbial communities play vital roles in petroleum degradation in marsh sediments. Therefore, taxonomic analysis, high-throughput sequencing and 16S rRNA functional prediction were used to analyze the structure and function of microbial communities among uncontaminated (CK), lightly polluted (LP), heavily polluted (HP), and treated (TD) sediments. The bacterial communities responded with increased richness and decreased diversity when exposed to petroleum contamination. The dominant class changed from Deltaproteobacteria to Gammaproteobacteria after petroleum contamination. The phylum Firmicutes increased dramatically in oil-enriched sediment by 75.78%, 346.19% and 267.26% in LP, HP and TD, respectively. One of the suspected oil-degrading genera, Dechloromonas, increased the most in oil-contaminated sediment, by 540.54%, 711.27% and 656.78% in LP, HP and TD, respectively. Spore protease, quinate dehydrogenase (quinone) and glutathione-independent formaldehyde dehydrogenase, three types of identified enzymes, increased enormously with the increasing petroleum concentration. In conclusion, petroleum contamination altered the community composition and microorganism structure, and promoted some bacteria to produce the corresponding degrading enzymes. Additionally, the suspected petroleum-degrading genera should be considered when restoring oil-contaminated sediment.     

小流域地下水流微生物空间差异分析

针对目前水文过程中微生物研究基本空白的现状,选择了珠海市近海小流域地下水作采样分析,运用不依赖培养(cultured-independent)的分子生物学分析技术,构建16S rRNA基因文库,研究小流域尺度下微生物的空间分布.实验数据表明,近海小流域地下水上、中、下3组井的微生物优势类群及其丰度既有相似的地方又有差别.相似的是3组井均以变形菌、Candidate divisionOPx、古菌(含泉古菌和广生古菌)、放线菌为优势类群,而且变形菌均占了很大比例,在R、M、D组井中分别为23.21%、36.21%、28.84%;不同的是R组井微生物优势类群还有拟杆菌和硝化螺旋菌;M组井另有真杆菌和酸杆菌,D组井中则以拟杆菌为优势类群.从原核微生物16SrRNA基因系统发育树可以看出,3组井的微生物主要类群大同而小异,各自的微生物多样性比较丰富,3组井的微生物优势类群变化佐证了微生物对地下水环境的生态系统功能有一定的指示作用.     

石油污染土壤生物修复中试系统对微生物特性的影响

微生物作为土壤石油烃生物降解的主体,其活性是提高石油降解效率的关键要素.在石油污染土壤生物修复过程中,环境条件的改变造成微生物特性及其降解活性的相应变化.与现场调研的土壤相比,生物修复中试系统中微生物密度提高了1个数量级,FDA活性提高了1.5倍.由于环境胁迫产生的诱导作用,除油微生物优势明显.中试系统运行稳定后,除油微生物密度比微生物总密度低1个数量级,污染土壤中微生物的活性与除油微生物的密度变化更趋于一致.扫描电镜和显微镜观察结果表明,生物修复系统微生物以杆菌、球菌为主,革兰氏染色呈阳性.生物修复不同时期土壤与现场土样相比,其种群构成呈现各自的特点.在生物修复后期,微生物种群多样性有所降低,在强化生物修复中试系统中更为明显.这主要是因为随着反应的进行,环境胁迫对微生物的种群多样性及其相对丰度都产生了诱导.      

石油污染土壤生物修复的中试系统构建与运行效果

构建了石油污染土壤生物修复中试系统,考察了中试规模下石油烃生物降解效率、矿化过程在生物降解中的作用.揭示生物修复过程中的系统微生物特性及其降解活性的关系,为现场污染土层生物修复工程评价和关键技术参数选择提供技术依据.结果表明,经过93d的运行,石油烃去除率达25.8%,其中典型轻质组分烷烃生物降解率最高,可达43.12%.中试系统运行稳定后,与现场调研的土壤微生物相比,其数量提高了1个数量级,活性提高了1.5倍.     

曝气加氢氧化钙复合技术抑制底泥磷释放及对底泥微生物多样性的影响

底泥磷释放是导致水体富营养化的主要原因之一,本文通过在样泥中分别投加0、0.01和0.02 mol·L-1Ca(OH)2溶液,同时进行微臭氧曝气(0.6 g·min-1),研究了曝气加氢氧化钙复合技术抑制底泥磷释放的效果及对底泥微生物多样性的影响.结果显示,投加0.02 mol·L-1Ca(OH)2组上覆水中总磷(TP)浓度的最终值与对照组相比,抑制率达到34%;从各形态磷的角度进一步分析发现,与对照组相比,该组底泥中可溶性磷和铁磷含量分别降低了92%和60%,其最终转化为钙磷是该技术的关键.通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术(PCRDGGE)研究发现,各试验组微生物相似性在65%~85%之间;Berger-Parker优势度指数、Margalef丰富度指数、Shannon多样性指数变化不明显,表明该技术不会影响底泥微生物多样性.     

陕西师范大学雁塔校区大气微生物污染调查

在对陕西师范大学雁塔校区教学区和生活区大气微生物污染检测的基础上,评价与分析了雁塔校区大气微生物的污染状况.依照中科院生态学研究中心制定的大气微生物污染评价的七级标准,雁塔校区内大气微生物污染轻微,其中教学区大气微生物含量高于生活区,但是都能达到清洁空气的标准.     

砷污染湖滨湿地底泥微生物群落结构及多样性

为研究高原砷污染湖滨湿地底泥微生物群落结构及多样性特征,探寻底泥砷含量及砷形态与微生物之间的联系,采集云南省阳宗海东、西、南、北岸湖滨湿地底泥样品,利用16S rRNA高通量测序技术,研究了砷污染湖滨湿地底泥微生物丰富度特征,探讨了不同砷形态差异对微生物群落的影响.结果显示,底泥砷含量对微生物丰富度影响显著,砷含量高的南岸区域微生物的丰富度较高,OTU为1286~1473.而砷含量较低的西岸区域微生物丰富度也随之较低,OTU为693~1339.阳宗海湖滨湿地底泥微生物群落结构稳定,主要优势类群为Proteobacteria（变形菌门,15.6%~59.6%）、Chloroflexi（绿弯菌门,10.1%~44.9%）及少量的Actinobacteria（放线菌门）和Acidobacteria（酸杆菌门）.底泥中砷形态主要以残渣态砷（F5）和无定型氧化物结合态砷（F3）为主,无定型氧化物结合态砷（F3）对底泥微生物类群影响最为显著.同时,底泥中生物有效态砷（非专性吸附态砷+专性吸附态砷+无定型氧化物结合态砷）占到19.3%~58.6%,存在环境释放风险.研究结果加深了对砷污染高原湖泊底泥中微生物群落的认识,为湖泊砷污染防治提供微生物治理的理论基础和科学依据.