生物膜中群体感应因子细菌的分离及成膜能力

从硝基苯甲酸废水处理系统的生物膜中分离到2株分泌酰基高丝氨酸内酯(AHL)群体感应信号分子的菌株M10和M22,测试表明M10产生4种AHL信号分子,M22产生3种AHL信号分子.以E.coliDH5α为对照,测定了这2株菌的成膜能力及群游力,M10和M22均表现出一定的成膜力和群游力,对比而言,M22的成膜能力较强,而M10的群游能力较强,M10和M22经个体形态、生理生化反应及16SrDNA测序初步鉴定均属Aeromonassp..     

甲烷生物燃料电池的产电影响因素及机制研究

考察了阳极电极材料、电极面积、电极电位、pH、阴极电子受体对甲烷生物燃料电池(MFC)产电性能的影响,并通过高通量测序、循环伏安法(CV)分析了其可能的电催化机制.结果 表明,透气布/碳布(GTC)复合材料为阳极时产电性能(1251.3 mA·m-2)最佳,分别是石墨烯/中空纤维膜(G-HFM)阳极(34.8 mA·m...     

AHLs群体感应信号分子对硝化污泥附着生长及硝化效果的影响

污水生物脱氮系统中的硝化菌生长慢、易流失,人为添加N-酰基高丝氨酸内酯类(AHLs)群体感应信号分子,可能会强化硝化菌生物膜的形成,从而有助于富集硝化菌,提高硝化效率.本研究以采用低碳氮比(C∶N=8)人工配置废水驯化100 d后的硝化活性污泥为菌源,人为外加2μmol·L-1的AHLs信号分子(C8-HSL或OHHL),分析了两种信号分子对硝化污泥静态附着、氨氮动态降解及微生物生长速率的影响.研究结果表明,信号分子OHHL能快速强化微生物附着生长,且能在一定时间内持续发挥作用,有助于硝化生物膜的形成;而信号分子C8-HSL则能明显提高硝化污泥的氨氮降解速率;两种信号分子都能促进硝化污泥生长,提高微生物生长速率,增强硝化污泥活性,加速硝化污泥生物量累积.人为添加C8-HSL或OHHL信号分子,不仅能保证氨氮降解效率还能降低出水硝氮浓度,减轻氮污染.     

AHLs信号分子对小球藻生长及抗氧化酶系统的影响

以小球藻(Chlorella vulgaris)为试验材料,研究AHLs信号分子(N-hexanoyl-DL-homoserine lactone,C6-HSL)对小球藻生长及抗氧化酶系统的影响。结果表明:C6-HSL对小球藻生长的影响表现为低浓度促进而高浓度抑制的效应。低浓度C6-HSL(50、100及200 nmol/L)8 h时即可显著提高小球藻的相对生长率(P<0.05),高浓度C6-HSL(≥400 nmol/L)24 h时均可显著降低小球藻的相对生长率(P<0.05),且表现出较强的浓度依赖性抑制作用。50 nmol/L C6-HSL即可在4 h时激活藻细胞防御性反应,显著提高SOD、POD、CAT及GPX的活性(P<0.05),同时显著降低MDA的含量(P<0.05);与低浓度组相比,400 nmol/L C6-HSL作用下,藻细胞抗氧化酶活性均经历先升高后降低的过程,24 h内藻细MDA含量显著升高(P<0.05)。     

陶粒改性对生物膜特性及除污效能的影响

为改善陶粒的除磷性能,该实验分别用FeCl_3和CaCl_2对普通陶粒进行改性,并考察了表面改性对陶粒表面的生物膜特性和除污特性的改善。结果表明,经FeCl_3和CaCl_2改性的陶粒对TP的去除率更高,但吸附效能随运行时间延长有下降趋势;陶粒经改性处理后表面生物膜多糖含量更多,脱氢酶活性更强,对TN和COD有较好的去除效果。     

长期施用四环素残留猪粪对土壤中耐药菌及抗性基因形成的影响

探讨了长期施用含兽用四环素药物残留的畜禽粪便对土壤环境中耐药菌及抗性基因形成的影响.分秋季和夏季两次采集苏北黄淮地区沭阳市某养猪场周边长期用含有四环素残留的猪粪作为肥料的耕地土壤,并采集当地没有施加过猪粪的耕地土壤作为对照.分析样品中耐药菌的组成,同时利用PCR技术研究3种目前常见的四环素抗性基因(tetA、tetC、tetE).结果表明,从秋季土壤样品中共分离出59株耐药菌,属于13个菌属,夏季土壤中共分离出35株耐药菌,属于10个菌属,其中致病菌数占总耐药菌数的比例高达38.14%,而对照组中的3株耐药菌只属于一个菌属(Streptomyces).PCR结果显示所有的耐药菌上都携带了抗性基因,tetC是含量最高的抗性基因.施用过含有四环素残留猪粪的土壤样品中四环素的残留含量为41.1~61.9μg·kg-1,干土中四环素抗性基因含量为4.63×105~37.42×105copies·g-1,通过将土壤中四环素的残留量与土壤中抗性基因的量进行拟合,结果发现在一定范围内,四环素残留量与四环素抗性基因量存在着显著的正相关关系.研究还发现合适的气候条件对耐药菌和抗性基因的形成有较好的促进作用.     

环境因素对土壤中几种典型四环素抗性基因形成的影响

兽用四环素在养殖业中的大量使用导致了日益严重的环境污染,其诱导生成的抗性基因更可能产生比其自身污染更大的环境危害.本研究探讨了环境因素对几种典型四环素抗性基因(tetA、tetC)形成的影响,结果表明,温度、光照及pH能够对土壤中四环素抗性基因的形成产生显著的影响,在较为合适的温度条件(25℃)、光照条件(500 lx)和pH(7.5)条件下,土壤中四环素耐药菌菌落数和四环素抗性基因总含量均处于较高的水平,并多显著高于其他环境条件下的诱导水平(P<0.05),而高温、强光照及较高的pH条件能够有效抑制土壤中四环素抗性基因的形成,抑制的主要途径可能包括影响土壤中四环素的残留水平或直接影响抗性基因的生成,同时研究也发现这些不利的环境条件也抑制了土壤中四环素耐药菌的生长.进一步分析在两种不同通气处理条件下土壤中所诱导产生的四环素抗性基因含量水平与土壤中四环素耐药菌数量之间的关系,发现在两种条件下四环素抗性基因含量水平与土壤中四环素耐药菌数量之间存在着较为显著的正相关关系(R2好氧=0.7872,n=30;R2缺氧=0.8841,n=21),土壤中四环素耐药菌的生长对四环素抗性基因的形成也起到了关键性作用.     

模拟配水管网中管材和余氯对生物膜形成的影响

以环状生物膜挂片反应器(BAR)模拟实际管网,研究了有氯、无氯2种原水情况下,镀锌钢、铸铁、不锈钢、PE、UPVC5种管材上细菌的生长规律.结果表明,单位面积最大细菌数,镀锌钢>铸铁>UPVC>不锈钢>PE;在无氯原水的试验中,达到单位面积最大细菌数所需天数,镀锌钢>(铸铁、不锈钢)>UPVC,PE管上细菌没有较大增加.加氯可控制镀锌钢、PE、UPVC上细菌的生长速度,此外,3种金属管材会发生锈蚀,引起水浊度、色度上升;PE是防止微生物在管壁生长最理想的管材;不锈钢则是值得选择的金属材料.     

蚯蚓摄食污泥对其肠道功能区微生物种群及耐药基因的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为实验蚓种, 研究蚯蚓消化污泥前后, 其肠道各功能区微生物种群结构及耐药基因(ARGs)丰度的变化情况.为表征活体功能性微生物, 所取新鲜样品均采用叠氮溴化丙锭(PMA)预处理后, 再进行DNA相关分析.结果表明: 蚯蚓消化污泥5d后, 细菌16S rDNA和真核生物18S rDNA的丰度在其胃中分别显著增加了28.2倍和42.2倍(P<0.05), 而在砂囊和后肠中均显著性降低(P<0.05).此外, 蚯蚓消化污泥使其砂囊中的优势菌门由变形菌门变为软壁菌门, 胃中的优势菌门由拟杆菌门变为厚壁菌门, 而对后肠微生物种群结构的影响较小.对于ARGs而言, 大环内酯类耐药基因ermF、四环素类耐药基因tetX和磺胺类耐药基因sul2在蚯蚓胃中的丰度分别显著升高了1.9×10²倍、8.4×10⁵倍和25.9倍(P<0.05), 而在其砂囊和后肠中ARGs总丰度分别显著下降了11.0倍和45.2倍(P<0.05).基于网络分析结果显示, 蚯蚓摄食污泥可影响其肠道内ARGs宿主细菌的结构多样性.     

酸性冲击对微生物电解产氢阳极菌群影响及功能基因变化解析

微生物电解产氢工艺是借助能够直接与电极传递电子的功能菌在阳极降解有机质并将产生的电子在阴极与质子结合回收氢气能源的新技术.采用市政废水在固定外加电压相同条件下直接启动15个反应器,以葡萄糖为碳源驯化获得电极功能菌群,稳定运行1个月获得反应器稳定产氢和伴随产甲烷效能.初始稳定时采用pH为7的磷酸盐缓冲液可以获得稳定的产气量,平行反应器表现出不同的氢气和甲烷产量.最高产氢反应器的氢气转化率为32.2%,氢气产率为(3.9±0.6)mol·mol-1(以每mol葡萄糖产生的H2量(mol)计,下同);相同条件下最低产氢效率反应器的甲烷转化率则可达到48.4%.通过48 h阳极生物膜的酸性冲击试验对阳极菌群功能恢复效果进行分析,发现消除冲击10~15 d反应器的电子传递效率得到恢复,但功能菌群多样性增加,氢气与甲烷比例发生变化.最高产氢反应器氢气产率降低1.8 mol·mol-1,而甲烷增量为0.4 mol·mol-1(以每mol葡萄糖产生的CH4量(mol)计,下同).通过关键功能基因分析发现,初始产氢效能高的反应器功能菌群中电子传递功能菌优势较大;阳极功能菌群受到短暂酸性冲击后,基于细胞色素C基因的相关菌群能够较快恢复,其电子传递能力恢复更快;与碳源降解和产甲烷相关基因群落受酸性冲击后变化较为显著,甲烷增量与氢气减少量基本符合反应计量关系.     

高温堆肥对猪粪中四环素类抗生素及抗性基因的影响

为了研究高温堆肥对猪粪中抗生素及抗生素抗性基因的影响,对不同堆肥处理中的四环素类抗生素(四环素、土霉素、金霉素)及其抗性基因(tetA、tetC、tetG、tetM、tetQ、tetW)的动态变化进行了定量研究.结果表明:低剂量组(10 mg·kg~(-1))中四环素、土霉素、金霉素的去除率分别为91%、94%、92%,高剂量组(50 mg·kg-1)中四环素、土霉素、金霉素的去除率分别为60%、62%、71%.在堆肥过程中,抗生素处理组目标基因相对丰度高于对照组,而低剂量组目标基因相对丰度(tetW除外)又普遍高于高剂量组.经堆肥处理后,tetA的相对丰度增加,tetC、tetG、tetM、tetQ、tetW的相对丰度均下降.高温堆肥可以有效去除猪粪中一定浓度的四环素类抗生素,并对四环素类抗性基因也有一定的削减作用.     

石灰石中微量杂质对其活性的影响研究

石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺中石灰石的活性是一个重要的指标,对石灰石活性的研究有利于设计阶段选择合适的石灰石及优化系统的操作参数.因此采用间歇式硫酸消溶的方法,模拟浆液温度,在55°C时分别研究了石灰石中微量杂质浓度对石灰石活性的影响,就其影响结果对其影响机理进行了理论分析,并用拟合曲线的方法预测各种杂质成分的影响程度.结果表明,二氧化硅和氧化铁的含量在一定范围内能提高石灰石的活性,超过此范围将会使其活性降低,而氧化镁的存在在很大程度上提高了石灰石的活性.     

厌氧消化对污泥中抗生素抗性基因削减的影响

为了系统地了解厌氧消化及其强化工艺对污泥中抗生素抗性基因的削减效果,明确抗性基因在厌氧消化过程中的降解机制,从几种常见的厌氧消化工艺入手,结合国内外研究进展,综述了高温厌氧消化、预处理和投加外源添加剂等强化工艺对污泥中不同抗生素抗性基因的削减效果和影响因素,发现污泥中抗生素抗性基因的归趋主要与污泥中选择性压力的大小、宿主菌群的丰度、水平转移的效率和抗性基因的耐药机制等有关。厌氧消化及其强化工艺主要通过破坏污泥细胞结构,减少宿主菌群丰度或降低抗性基因水平转移风险的作用机制来实现抗生素抗性基因的高效削减。     

温度对嗜酸性硫杆菌活性和生物成因次生铁矿物形成的影响

通过实验室摇瓶试验研究了温度对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidan)氧化亚铁的活性及对生物成因次生铁矿物形成的影响.结果表明,在FeSO4-H2O-A.ferrooxidans休止细胞体系中,低温明显抑制了A.ferrooxidans菌的氧化活性.培养5 d后,10℃和28℃体系中Fe2+氧化率分别为11.81%和100%.当温度从10℃(培养7 d)调至28℃后,Fe2+氧化率在1 d内就迅速上升到95.10%.Fe2+最高氧化速率依次为:10℃(培养7 d)+28℃(2.25 h-1)>28℃(1.42 h-1)>10℃(0.81 h-1).次生铁矿物XRD图谱表明,在9K培养基中,10℃条件下较低的Fe3+供应速率更有利于无定型施威特曼石的形成.而在28℃条件下,施威特曼石优先于黄铁矾生成,且随着时间延长黄铁矾结晶度愈来愈高.通过XRD图谱和SEM微形貌特征判断,28℃下生物合成次生铁矿物主要为施威特曼石和黄钾铁矾的混合物.     

环丙沙星对膜生物反应器中微生物群落及抗性基因的影响

用膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)处理含环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)的合成废水,考察了不同CIP进水浓度(0、5、10、15 mg·L-1)下MBR的微生物群落特征和抗性基因丰度的变化.结果表明,随着进水中CIP浓度从0 mg·L-1增加至15 mg·L-1,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)仍保持为优势菌门,相对丰度比例分别为57.5%和12.7%;红环菌科(Rhodocyclaceae)、Chitinophagaceae和丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)被选择成为优势菌科,比例分别为29.96%、5.44%和6.60%;Methyloversatilis、Ferruginibacter、动胶菌属(Zoogloea)和丛毛单胞菌属(Comamonas)被选择成为优势菌属,比例分别为21.70%、7.56%、5.24%和4.15%;Chao1、ACE、Shannon指数逐渐降低和Simpson指数逐渐升高,表明MBR污泥中微生物丰富度和多样性均降低;亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、硝化螺旋菌属(Nitrospira)、产碱菌属(Alcaligenes)和硝化杆菌属(Nitrobacter)相对丰度减少,使得氨氮去除率降低.CIP抗性基因(CIP-ARGs)分析表明,当MBR在CIP投加浓度为5 mg·L-1下运行至第33 d时,反应器中的gyr A、gyr B和par C基因相对丰度较CIP投加初期增加,加大了抗药风险.     

连续施用发酵猪粪对土壤中四环素抗性基因数量的影响

为了研究连续施用发酵猪粪之后,土壤中抗性基因的数量以及发酵猪粪的施用量对土壤抗性基因的影响,采用实时荧光定量PCR方法,对稻麦轮作模式下连续6年施用4.5t/hm2和9.0t/hm2发酵猪粪的土壤进行了四环素抗性基因(TRGs)的检测和定量分析.在施用发酵猪粪的土壤中能够检测到9种TRGs.施用发酵猪粪显著增加了土壤中tet G、tet L、tet B(P)、tet O、tet W的绝对数量,其中tet B(P)、tet W、tet O的绝对数量受到了施肥用量的影响;而tet Z、tet C和tet S的绝对数量则没有受到施肥的影响.上述8种TRGs在同一施肥处理的0~5cm、5~10cm以及10~20cm土壤中的相对丰度分布均无显著差异.发酵猪粪的施用也显著增加了tet G、tet L、tet B(P)和tet O的相对丰度,但是仅有tet O的相对丰度受到了施肥用量的显著影响.本研究表明,在稻麦轮作模式下,农田土壤中的TRGs数量会受到发酵猪粪中残留TRGs的影响,连续施用该粪肥会显著增加土壤中tet G、tet L、tet B(P)和tet O的绝对数量和相对丰度.因此,需要优化畜禽粪堆肥发酵工艺,以减少抗性基因在粪肥中的残留.     

渗滤液中Na+对生物膜形成初期吸附特性的影响

为了探究渗滤液微生物生物膜形成初期吸附特性, 设置4种Na⁺浓度采用耗散型石英晶体微天平(QCM-D), 结合刚性模型和黏弹性模型拟合分析, 探究吸附质量和黏弹性随时间变化.结果表明: 生物膜初期吸附存在可逆吸附和不可逆吸附过程, 150mmol/L的Na⁺促进了不可逆吸附的形成.Na⁺增加了溶液Zeta电位, 细菌表面所带净电荷量减小; 随Na⁺浓度由2.5mmol/L增加至50mmol/L, 表面吸附速率逐渐增加, 符合静电双层理论, Na⁺继续增加至150mmol/L, 吸附速率无显著变化.在不同浓度Na⁺溶液中, 吸附膜柔性大小顺序为: 150mmol/L>2.5mmol/L>10mmol/L≈50mmol/L.模型拟合结果表明, 膜黏弹性随吸附过程逐渐增加; 随Na⁺浓度增加, 吸附膜质量增加, 膜黏弹性先升高后不变.     

低浓度环丙沙星对曝气生物滤池生物膜硝化过程及硝化微生物的作用影响

以曝气生物滤池(BAF)作为研究对象,考察了低浓度环丙沙星(CIP)对其生物膜微生物硝化过程及其功能微生物的作用影响,采用荧光定量PCR方法定量检测分析了4种环丙沙星抗性基因(CIP-ARGs)在硝化作用过程中的丰度变化,并探讨了其与硝化微生物之间的相关关系.结果表明,CIP对生物膜氨氧化阶段影响较小,但对亚硝酸盐氧化阶段具有一定抑制作用.通过对氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB,包括Nitrobacter和Nitrospira)的定量检测结果分析可知,CIP对生物膜亚硝酸盐氧化转化过程的抑制主要是通过对Nitrobacter和Nitrospira的抑制实现的.此外,CIP的加入对生物膜中aac和qepA抗性基因的变化影响较小,但对parC和oqxB的影响较大.通过相关性分析可知,Nitrobacter与parC之间具有显著相关性,Nitrospira与oqxB之间同样具有显著相关性,推测生物膜中不同硝化微生物的遗传因子中可能携带有CIP-ARGs.     

营养元素及培养条件对粪产碱杆菌降解机油的影响

利用从污水处理厂分离出的烷烃降解菌FZ5,考察了牛肉膏、蛋白胨、尿素、NH4NO3,KNO3,NaNO3,（NH4）2SO4,NH4C1分别作为氮源的影响。试验结果表明,菌株FZ5对有机氮源的利用比无机氮源好;通过正交实验对培养基配方中的N,P源进行优化,研究了机油降解过程中N和P物质供给对降解的影响;考察了Mg^2＋,Cu^2＋,Mn^2＋,Fe^2＋．Ca^2＋等二价金属微量元素对菌株FZ5降解机油的影响,结果表明,微量元素的供给可促进微生物的生长繁殖,有利于机油降解：最后还测定了温度、底物浓度、DH值对菌株FZ5降解机油能力的影响。     

外环境温度对污泥堆肥过程中抗生素抗性基因的影响

为研究外环境温度对污泥堆肥过程中抗生素抗性基因的影响,选取市政污水处理厂脱水污泥、花生壳和堆肥返混料作为堆肥材料,采用室内静态堆肥加翻堆方式,通过测定30,50,55℃下堆肥过程中堆体理化性质和抗性基因(tetA、tetQ、sul2、sul3)及一类整合子丰度,分析3种外环境温度对污泥堆肥过程中抗生素抗性基因变化的影响...