陕北石油污染区土壤细菌群落结构解析

为了解陕北地区石油污染对土壤微生物群落结构的影响,采用高通量测序对石油污染土壤中细菌群落结构进行研究,考察了石油污染土样的理化性质、可培养微生物数量及细菌群落结构,探讨石油污染程度与细菌群落结构间的关系。结果表明,石油污染土样中残油量为28.7~870.0mg/kg,相对于未污染土样,石油污染土样的总碳随残油量的增加呈增加趋势。石油污染土样中可培养细菌数量大于未污染土样,而可培养放线菌数量则相反。细菌群落结构分析表明,石油污染土样中细菌群落数量显著低于未污染土样,操作分类单元(OTU)数从未污染土样的7 707个最低下降到2 034个,且物种丰富度显著降低,其中厚壁菌门、放线菌门及变形菌门为优势菌群,随土壤残油量增加,厚壁菌门、变形菌门及拟杆菌门比例显著上升,而酸杆菌门、芽单胞菌门等比例则显著降低。     

植物-微生物联合修复石油污染土壤的实验研究

筛选高效石油降解菌并考察菌株的石油降解能力,通过植物-微生物联合修复石油污染土壤室内实验,在修复过程中测定了土壤中细菌和固氮菌,碱解氮、速效磷和速效钾的含量变化,同时采用傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)考察了植物-微生物联合修复效果。结果表明,菌株3#、4#的生长适应性较强,其混合菌的降解效果最好,将其混合菌液与植物进行植物-微生物联合修复不同浓度的石油污染土壤,经过150 d的温室降解,最高降解率达到73.47%。ESI FT-ICR MS分析结果表明,与空白组相比,植物组的O1、O2和N1类等化合物相对丰度都发生了显著变化,石油污染物得到一定程度的生物降解。     

某采油区石油污染土壤微生物群落特征研究

采用Biolog方法、最大或然数和主成分分析方法研究了某采油区污染场地及周围土壤的污染特征、微生物数量、微生物群落功能多样性以及相互作用关系.结果表明,土壤均一定程度受到石油污染,污染场地土壤呈现以萜类、姥鲛烷及植烷等难降解物质为主的污染特征,其土壤中微生物数量最多,总活菌数为1.73×1010个/g,石油烃降解菌数为...     

黑土微生物群落对副球菌属(Paracoccus sp.)QD15-1修复邻苯二甲酸二甲酯污染土壤的响应

采用Illumina MiSeq高通量测序法探究黑土微生物群落对副球菌属(Paracoccus sp.)QD15-1修复邻苯二甲酸二甲酯(DMP)污染土壤的响应。结果表明,副球菌属QD15-1在7d内可快速有效降解土壤中的DMP,平均降解率为94.7%,并能保持稳定;Shannon、Sobs指数显示,土壤中微生物多样性、丰富性受到DMP的影响;土壤中的优势门为放线菌门(Actinobacteria),占总菌门数的50%以上;鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)是第一优势菌属,第二优势菌属为类诺卡氏菌属(Nocardioides)。     

芘和苯并[a]芘复合污染土壤中的环糊精-微生物连续修复

人为制作芘(Pyr)和苯并[a]芘(Ba P)浓度分别为200 mg·kg~(-1)、100 mg·kg~(-1)的污染土样,通过羟丙基-β-环糊精(HPCD)和芘的降解菌,研究土壤中Pyr和Ba P的修复效果及对微生物群落结构的变化。通过添加10%(w/w)HPCD和5%(v/w)降解菌修复人为污染的土壤,研究发现添加HPCD和降解菌对两种多环芳烃的降解均有促进作用,且同时添加的效果依次强于单独添加HPCD、单独添加降解菌。培养14周后,和对照相比,所有处理的土样中3种酶(脱氢酶、多酚氧化酶以及荧光素二乙酸酯酶)活性均增强,且HPCD+降解菌处理效果使酶活性增强最为显著,与样品的降解效果趋势相似。通过对土壤中2种多环芳烃进行Tenax TA 6 h提取来表征生物有效性,得出土壤中Pyr的生物有效性依次为HPCD处理(M)对照处理(CK)(HPCD+降解菌)处理(MB)■降解菌处理(CKB);即HPCD可以显著增强土壤中Pyr的生物有效性,MB和CKB对土壤中Pyr的生物有效性具有减弱作用,且CKB处理的减弱效果最明显;Ba P的生物有效性依次为HPCD处理(M)■(HPCD+降解菌)处理(MB)对照处理(CK)降解菌处理(CKB);即不仅HPCD对土壤中Ba P的生物有效性增强作用,MB对Ba P的生物有效性也具有增强作用,而且CKB对土壤中Ba P的生物有效性同样具有减弱作用。高通量测序表明,培养10周后,M、MB、CK和CKB 4种样品的土壤细菌组成相似。外接种菌液会提高土壤中的细菌多样性,环糊精的添加会降低土样的细菌多样性,两者都会改变土壤的细菌群落结构。     

光合细菌改善Cd、Pb及呋喃丹污染土壤的微生物群落DNA序列多样性的研究

应用DNA随机扩增多态性(RAPD)分子标记技术研究了光合细菌(PSB)对Cd、Pb及呋喃丹污染土壤的微生物群落DNA序列多样性的影响.结果表明,Cd、Pb及呋喃丹单一污染或3者复合污染土壤的微生物群落DNA序列的丰富度相对对照土样(S0)都有不同程度的增加,受Cd、Pb或呋哺丹污染,可能会引起土壤微生物群落DNA序列...     

固定化耐低温混合菌对焦化土壤多环芳烃的降解研究

研究了固定化耐低温真菌-细菌混合菌在低温环境下,对焦化厂污染土壤中的菲(Phe)和苯并[b]荧蒽(BbF)降解的动态变化,利用高通量测序技术分析了降解过程中微生物群落多样性变化。结果表明:在低温条件下固定化混合菌对土壤中Phe、BbF的去除率远高于游离混合菌与固定化单菌,在60d的降解周期下,固定化混合菌对土壤中Phe和BbF的降解率分别可达59.61%和45.24%。处理前,土壤中细菌与真菌初始Shannon多样性指数分别为2.79和0.33,细菌远高于真菌,土壤中土著微生物以细菌为主,高丰度的细菌抑制了真菌的生长代谢。处理后,细菌的Shannon多样性指数下降至1.33,真菌的Shannon多样性指数增加至1.01,Phe和BbF的降解与细菌多样性呈负相关,且细菌多样性的降低减少了其对真菌的抑制作用。对比分析了处理前后土壤中微生物群落组成的变化,结果表明:投加固定化混合菌后,固定化混合菌中的假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4和高山被孢霉(Mortierella alpina)JDR7在低温下生长代谢良好,并成为降解过程中的优势菌,其物种相对丰度分别提高至79.84%与58.63%。固定化混合菌对低温环境有良好的耐性,固定化混合菌的投加提高了菌株对多环芳烃(PAHs)的生物利用有效性,改变了土壤中微生物群落的结构和丰度,可应用于低温土壤PAHs的原位修复。     

一株假单胞菌降解石油污染物的降解动力学与降解机制

从某石油污染场地土壤中分离出一株石油降解菌B-1(Pseudomonas),研究了该菌株降解石油污染物的动力学,通过气相色谱(GC)/质谱(MS)分析了石油组分降解前后的变化规律,并对其降解机制进行了初探。结果表明:(1)苯、二甲苯、萘的降解动力学拟合方程大部分与一级降解动力学方程拟合效果良好,苯、二甲苯、萘的降解半衰期分别为0.47~1.67、1.54~3.60、4.41~7.00d;(2)可以通过全扫描图谱及检索出的代谢产物明确微生物降解苯、二甲苯、萘的降解途径。     

柴油降解菌的筛选、菌群构建及其对柴油和十五烷的降解机理

针对柴油污染土壤生物修复技术效率低的问题,通过构建高效降解菌群修复柴油污染的土壤,采用组合优化和正交实验构建最佳组合与接种比例的菌群,并研究其柴油降解特性。结果表明,通过筛选、鉴定并命名的4株柴油降解菌为Bacillus sp. VOC18-L1、 Enterococcus faecalis-L2、 Lysinibacillus-L3、 Rhodococcus equi-L4;当4株菌接种比例为3∶1∶3∶4,pH=7.0,30℃,转速150 r·min~(-1)时,柴油降解的效果最佳,14 d对7.0 mL·L~(-1)的柴油降解率达到89.0%。通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测柴油降解产物,发现该混合菌株能将柴油中的烷烃降解为短链烷烃,最终转化为小分子物质。同时利用KEGG数据库获得代谢丰度图并初步预测每种菌的功能,根据微生物多样性测试结果,进一步证明了混合菌对柴油完全降解的效果优于单种菌种。通过人工构建的微生物菌群可以有效地应用于柴油污染土壤的修复。     

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。     

CaO2及H2O2类Fenton降解土壤石油烃污染

采用H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系和CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系修复土壤石油污染,考察了氧化剂种类、氧化剂投加量、 Fe(Ⅲ)浓度和柠檬酸浓度对柴油降解效果的影响,并进一步研究比较了CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸和H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸2种修复方式对土壤原著微生物群落变化及豌豆植株生长所带来的生态毒性效应。单因素实验结果表明:在其他条件相同的情况下,CaO_2类Fenton降解柴油效果优于H_2O_2类Fenton降解效果;柴油降解率随着氧化剂投加量、Fe(Ⅲ)和柠檬酸浓度的增大呈现先增后降的趋势。当CaO_2浓度为166.67 mmol·L~(-1)、Fe(Ⅲ)浓度为27.78 mmol·L~(-1)、柠檬酸浓度为27.78 mmol·L~(-1)时,反应24 h后,土壤中柴油降解率达到44.14%。生态毒性实验表明:CaO_2类Fenton处理后土壤微生物群落的丰富度和多样性指数均有所提高,H_2O_2类Fenton处理后均有所降低,2种处理方式均在不同程度上改变了土壤微生物群落的优势菌门构成;CaO_2及H_2O_2类Fenton处理均抑制了豌豆植株的生长,发芽率、植株干重、株高、叶绿素含量等测试指标均下降,其中H_2O_2类Fenton处理的抑制效果更为明显。进一步分析可知,CaO_2类Fenton处理技术比H_2O_2类Fenton处理技术更适用于石油污染土壤修复。     

洚解菌Pigmentiphagasp．strainD-2对啶虫脒污染土壤的生物修复作用

啶虫脒属于一种新型的氯化烟碱类杀虫剂,被认为是替代有机磷农药的重要品种之一,在世界范围内已经得到了广泛的应用,其在环境中的残留备受关注,利用微生物修复异源污染物是一种有效的措施。在实验室条件下,研究了高效降解菌D-2（噬染料菌属,Pigmentiphagasp．）对被啶虫脒污染土壤的修复作用及其影响因素。结果表明,降解菌株在未灭菌土壤中的降解效果要略好于灭菌土壤,在土壤外源添加降解菌2×10^8cfu／g,温度20～40℃,弱碱性（pH7．5）的条件下,该菌株能有效降解土壤中1～200mg／kg的啶虫脒。啶虫脒施用对土壤种群结构有一定的影响,可以刺激细菌和真菌的生长,从而使土壤微生物群落结构发生改变,而降解菌的施用可缓解啶虫脒对土壤微生物的影响,修复受污染土壤。因此,人工接种降解菌D-2可提高土壤中啶虫脒的降解率,有效降低其在土壤中的残留。     

对啶虫脒污染土壤的生物修复作用简

啶虫脒属于一种新型的氯化烟碱类杀虫剂,被认为是替代有机磷农药的重要品种之一,在世界范围内已经得到了广泛的应用,其在环境中的残留备受关注,利用微生物修复异源污染物是一种有效的措施。在实验室条件下,研究了高效降解菌D-2（噬染料菌属,Pigmentiphaga sp.）对被啶虫脒污染土壤的修复作用及其影响因素。结果表明,降解菌株在未灭菌土壤中的降解效果要略好于灭菌土壤,在土壤外源添加降解菌2×10⁸ cfu/g,温度20~40℃,弱碱性（pH 7.5）的条件下,该菌株能有效降解土壤中1~200 mg/kg的啶虫脒。啶虫脒施用对土壤种群结构有一定的影响,可以刺激细菌和真菌的生长,从而使土壤微生物群落结构发生改变,而降解菌的施用可缓解啶虫脒对土壤微生物的影响,修复受污染土壤。因此,人工接种降解菌D-2可提高土壤中啶虫脒的降解率,有效降低其在土壤中的残留。     

油污土中降解柴油细菌的分离鉴定及降解能力研究

从所采集柴油污染土壤样品中富集、分离得到柴油降解优势菌株,命名为B-3和B-4.根据其生理生化性质及16S rDNA序列比对分析,确定2株菌分别属于Tetrathiobacter kashmirensis、假单胞菌属(Pseudomonas sp.).由于实验中,B-3的生长曲线较特殊,故以B-3和典型石油烃降解菌假单...     

厌氧菌群JAC1降解石油烃能力及其群落结构的解析

利用苯酚诱导获得厌氧菌群JAC1强化去除土壤中的石油烃，对其在厌氧条件下的石油烃降解条件进行了优化，得到最适降解条件为：pH 7.5～8.5,土壤总石油烃(TPH)质量浓度50 mg/kg, NaCl质量分数0.3%,JAC1接菌量0.15 mL/g。厌氧菌群JAC1对石油烃的降解符合一级动力学模型。通过气相色谱质谱联用仪分析，芳香烃较直链烷烃更难降解，推测部分长链烷烃在降解过程中会分解为短链烷烃后再进行降解。基于土壤宏基因组测序分析可知，土壤微生物群落多样性与TPH浓度呈负相关，投加JAC1后土壤中与石油烃降解有关的功能菌群相对丰度呈现出不同程度增高，说明JAC1有助于建立一个高效的微生物降解体系来强化石油烃降解。     

生物强化修复石油污染土壤

筛选高效石油降解菌,考察菌株的降解性能及降解机理,进行花盆模拟高效外源菌强化修复石油污染土壤实验,在降解后期添加激活剂H2O2以及木屑来试图改善微生物的修复环境,减缓微生物的衰亡,并考察修复效果。结果表明,菌株L-1的降解效果较好,其对pH和温度有较大范围的适应性,能分泌较多的表面活性物质,细胞疏水性较强。将其应用于土壤修复中,经过50 d的修复,石油残留率达到50.6%左右,生物强化比自然修复残留率降低了8%左右。在第45天添加激活剂能有效改善修复效果,70 d时添加外源菌的土样最小石油残留率达到37.9%。     

生物可渗透性反应墙修复石油烃污染地下水的效果及微生物多样性研究

采用可渗透性反应墙(PRB)协同微生物作用对石油烃污染地下水进行室内模拟修复.研究结果表明,生物PRB对石油烃污染地下水具有较好的处理效果.反应器运行200 d后,生物PRB前端介质总石油烃(TPH)含量高,15个取样点的TPH质量浓度为0.74～5.42 mg/L,后端介质TPH含量较低且分布较均匀,10个取样点中TPH均低于0.29 mg/L,生物PRB出水中未检出TPH.采用聚合酶链式反应(PCR)-变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对生物PRB内的微生物群落结构进行分析,结果显示,生物PRB中微生物群落结构的相似性随着横向距离的增大而降低,其中B2与B5取样点微生物相似度最高,达83.1％.在生物PRB前端TPH浓度高的部位,微生物群落较为稳定,多样性较低,而后端TPH浓度低的部位,微生物群落不稳定,多样性较高.     

间歇好氧硫酸盐废水处理系统微生物区系解析

应用PCR-DGGE(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis)技术和16S rDNA序列测定对间歇好氧硫酸盐废水处理工艺的微生物群落结构进行了研究.采集味精厂好氧池原始污泥以及实验室内间歇好氧工艺驯化后不同条件下的活性污泥样品,通过基因组DNA的提取、PCR扩增和DGGE分离,初步分析了各污泥样品的微生物群落多样性,结果表明,PCR-DGGE方法可以在一定程度上反映工艺以及操作条件对微生物群落结构的影响.通过DGGE反复分离纯化及割胶回收,DGGE检验为单一条带后进行测序并提交到GenBank数据库比对,结果表明,间歇好氧硫酸盐系统中优势菌株大多数为未培养细菌,来源于不同的污染环境,具有重要污染物降解的生态功能,其中包括与硫酸盐还原菌(Desulfobulbus propionicus)在系统发育上非常接近的菌株.     

规模化奶牛养殖粪水还田对土壤理化性质及微生物群落特征的影响

规模化奶牛养殖粪水还田可实现资源化利用,但其对土壤环境的影响尚待明晰。通过完全随机区组设计试验研究了粪水还田量分别为0、0.32、0.64、0.96 t/m²时对土壤理化性质及微生物群落特征的影响。结果表明：养殖粪水还田可以提高土壤养分和作物生物量,最合适的粪水还田量应为0.64 t/m²,此时对土壤微生物的丰富度和多样性影响也最小。土壤细菌中的优势细菌属斯克尔曼氏菌属(Skermanella)可生物固氮,减少土壤氮素流失;芽孢杆菌属(Bacillus)能分泌纤维素酶,有利于土壤中纤维素类的降解。子囊菌门(Ascomycota)为最主要的优势真菌门,它们有助于植物纤维素和木质素的降解。     

石油降解菌的筛选优化及其对油污土壤的修复特性

分别以牛肉膏蛋白胨-布氏哈斯培养基、蓝色凝胶培养基作为初筛和复筛培养基,从石油污染土壤中筛选出2株可产生微生物表面活性剂的石油烃降解菌。并将菌株投加到油污土壤中进行修复研究,考查了不同影响因素对修复效果的影响。研究结果表明,(1)2株菌对中度石油污染土壤有较好的修复效果,向油污土壤中直接投加菌株修复70 d时对石油烃的去除率为52%;(2)向油污土壤中投加降解菌并同时补充氮营养液,修复70 d时对土壤中总石油烃的去除率可达到75%;对土壤中正构烷烃的去除率为66%;(3)与土壤的含水率及土著菌的降解效果相比,向油污土壤中投加降解菌以及补充氮磷营养液是影响石油污染土壤修复效果的关键因素。