耐高温解磷菌的筛选及解磷能力研究

以高温堆肥为原料,通过无机磷培养基筛选、耐高温驯化得到5株耐高温解磷菌,命名为P1～P5.各菌株最佳生长温度为40～50 ℃,其中P1可在35～53 ℃生长,P2～P5在35～50 ℃生长.通过50 ℃高温摇床发酵培养,分别测定了耐高温解磷菌P1～P5的发酵液中ρ(水溶性磷),ρ(微生物量磷),总解磷量和pH.结果表明,在50 ℃下摇床振荡培养耐高温解磷菌P1～P5,7 d后发酵液中ρ(水溶性磷)为30.9～47.6 mg/L,ρ(微生物量磷)为116.4～164.4 mg/L,总解磷量为152.1～201.6 mg/L,发酵液pH明显为酸性,但其与菌株解磷能力没有显著的相关性.在解磷方面,ρ(微生物量磷)明显高于ρ(水溶性磷),因此ρ(微生物量磷)是分析解磷菌解磷能力不可忽视的重要部分.5株解磷菌均具有良好耐高温能力及解无机磷的生理生化功能.      

高温解磷菌对堆肥所添加难溶性磷素转化的试验研究

为提高堆肥产品中可利用磷素含量,采用不接种解磷菌剂、不添加磷矿粉处理(CK),不接种解磷菌剂、添加磷矿粉处理(CP),接种解无机磷菌剂、添加磷矿粉处理(CMP)3种处理进行了堆肥试验,并对堆肥不同时期样品中磷组分的动态变化进行分析.结果表明,与CK比较,在堆肥不同时期, CMP、CP处理有机态磷、水溶性磷、速效磷均呈不同程度的增加.堆肥结束后, CP、CMP处理有机态磷、水溶性磷、速效磷与CK比较的增加值分别为2049.8、4188.6mg/kg,264.2、648.7 mg/kg,954.0、3576.4mg/kg,其中CMP处理分别是CP处理的2.04、2.46、3.75倍.试验结果证明,采用高温解无机细菌接种,可明显促进堆肥中添加难溶性磷矿粉的转化效率,提高堆肥产品中植物可利用磷素含量.     

外源添加剂对富磷餐厨废弃物堆肥磷素活化的影响

针对餐厨废弃物堆肥速效磷含量低、添加低品位磷矿粉的活化效率有限的问题,在富磷餐厨废弃物堆肥(添加磷矿粉处理,CP)基础上,分别添加表面活性剂(CSP)、解磷菌(CMSP)、生物炭(CBMSP),探究不同外源添加剂对餐厨废弃物富磷堆肥磷素转化的影响。结果表明：1)经过35 d的好氧堆肥,CSP、CMSP、CBMSP处理较CP速效磷增量分别提升2.00%、9.00%、39.00%,解磷菌与生物炭、表面活性剂共同添加显著促进难溶性磷活化效率(P<0.05),达到16.00%;2)CMSP处理堆肥产品中细菌数量较CP处理显著提升(P<0.05),增加至CP的1.85倍,生物炭添加进一步提高了餐厨废弃物堆肥产品放线菌和真菌丰度,分别达到CP的1.56,10.66倍,说明表面活性剂、生物炭与解磷菌共同添加有助于改善堆肥微生物生长环境,促进微生物生长;3)相关性分析表明,微生物量磷(MBP)与速效磷、真菌丰度均在CMSP和CBMSP中呈显著相关(P<0.01),表面活性剂、解磷菌接种和生物炭协同添加可通过强化微生物量磷累积促进难溶性磷矿粉的活化。该成果可为提升堆肥养分资源和难溶性磷...     

堆肥复合功能菌剂的优化组合研究

为提高堆肥中难溶性磷的转化及堆料的降解效率,选取课题组前期筛选、驯化的4株耐高温解无机磷菌 (X₁,X₂,X₃和X₄)和2株纤维素降解菌 (X₅和X₆),采用均匀设计对不同配比的菌株进行液体发酵培养,通过对发酵培养后解磷能力的指标分析,优选复合菌配比. 经均匀设计软件及DPS数据处理系统优化的结果表明,最佳的菌剂配比:φ(X₁)=13.66%,φ(X₂)=11.36%,φ(X₃)=11.41%,φ(X₄)=13.61%,φ(X₅)=10.62%,φ(X₆)=39.34%. 回归后的配方所得解磷总量实测平均值(230.12 mg/L)与理论值(228.75 mg/L)基本一致. 将优化的组合菌剂接种到纤维素液体发酵培养基中,培养168 h后CMCase酶活性高达39.76 U.      

假单胞菌P1-1脱氮除磷特性及其动力学研究

利用实验室中筛选到的假单胞菌P1-1菌株进行脱氮除磷研究,并探讨了温度、pH、接种量、摇床转速和碳源对该菌株生长和脱氮除磷的影响,同时研究了菌株除磷的动力学。结果表明,该菌株最佳生长条件为摇床转速140 r/min、接种量10%、pH 8.0、温度30℃,最佳除磷条件为摇床转速140 r/min、接种量10%、温度30℃、pH 8.0,最佳脱氮条件为接种量10%、摇床转速0、温度30℃、pH 7.0;该菌株在比较好的生长和脱氮除磷效果时需要乙酸钠的最低浓度为1 000 mg/L;当初始P浓度为6~21 mg/L时,菌株除磷的动力学过程符合Monod零级反应模型。     

1株巨大芽孢杆菌特性、解磷条件研究及其应用初探

白酒废水污泥资源化处理是白酒行业可持续发展面临的难题,活性污泥中可溶性磷的提升可增加活性污泥应用于复合肥生产的价值。文章以从白酒废水处理系统的活性污泥中分离的巨大芽孢杆菌为研究对象,对其生长特性和解磷条件进行研究和优化,并将该菌株用于白酒废水的活性污泥进行解磷作用。实验结果表明,该巨大芽孢杆菌对有机磷和无机磷都具有显著解离作用,可将难溶性磷素降解为可溶性的磷素,在有机磷培养基中可溶性磷素增加量为1.75 mg/L,无机磷培养基中可溶性磷素增加量为22.8 mg/L,且解磷速率大致与菌体数量呈正相关;单因素试验和正交表明,该巨大芽孢杆菌的最佳培养基组合为玉米粉0.5%,豆粕0.025%,七水硫酸亚铁0.003%;最适解磷条件为pH 7.5,培养32℃,接种量3%,装液量为50 mL/250 mL,在此条件下,可溶性磷素增加量达到(33.72±0.08) mg/L;以高粱秸秆为膨胀剂,以活性污泥为基质,该巨大芽孢杆菌能将白酒废水活性污泥中的不溶性磷进行解离,固态发酵解磷效果优于液态发酵,发酵后活性污泥可溶性磷素可增加到11.50 mg/kg,提高38.69%。巨大芽孢杆菌提升白酒废水污泥中可溶性磷素,为该菌对于污泥堆肥应用提供前期研究基础和数据支持。     

亚硝酸盐降解菌的分离鉴定及其降解特性

从活性污泥中分离得到一株能以亚硝酸盐为唯一氮源生长的异养硝化细菌53,根据其形态、生理生化特性以及16S rRNA基因序列相似性分析结果,将其初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。研究了亚硝酸盐的初始浓度、pH、温度、接种量4个影响因素对菌株53降解亚硝酸盐效果的影响,确定了最适降解条件。结果表明,该菌株在亚硝酸盐浓度10 mg/L、培养温度30℃、pH为8.0、接种量5%条件下,接种24 h后对亚硝酸盐的降解率达到94.8%以上。在亚硝酸盐质量浓度为5mg/L的10L污染水体模拟实验中,按1%的接种量接入53发酵菌液(A600nm≈0.4),在30℃的水温条件下经4 d,53菌株对亚硝酸的降解率可达96.52%,处理后水体中亚硝酸盐的含量能达到养殖水体标准。表明该菌株对污染水体中的亚硝酸盐具有较强的降解效果。     

放线菌GJ-167菌株对氯氰菊酯的降解特性研究

从氯氰菊酯污染土壤中分离到1株放线菌,编号为GJ-167.驯化后通过摇瓶发酵实验对其降解特性进行了研究,结果表明,不同碳源、氮源、培养时间、温度、接种量及初始pH值等因素对GJ-167菌株降解氯氰菊酯都具有不同程度的影响,得出了最佳降解条件是培养时间为60h,温度30℃,pH值8.0,接种量5%,发酵培养转速为160r/min,在该条件下,GJ-167菌株对氯氰菊酯的降解率可达到88.3%.     

一株氯苯优势降解菌的降解条件优化

以氯苯降解率为降解效果指标,以降解温度、初始pH、降解时间、接种量和氯苯初始浓度为影响因素,对实验室保藏的一株氯苯优势降解菌株Lysinibacillus fusiformis LW13降解氯苯的降解条件进行优化。单因素试验结果表明,该降解菌株对氯苯的适宜降解条件分别为:温度20～40℃,pH为8.0,降解时间4 d,接种量2%～4%,氯苯初始浓度60～140 mg/L。以降解温度、氯苯初始浓度和接种量这三个显著影响因素进行正交试验,结果表明各影响因素的主次顺序为降解温度>氯苯初始浓度>接种量,最佳降解条件为降解温度35℃、氯苯初始浓度100 mg/L和接种量4%,最佳降解条件下氯苯降解率可高达93.8%。     

餐厨垃圾废水制备液态解磷菌剂研究

本研究探讨了餐厨垃圾废水用作发酵基质生产液态解磷巨大芽孢杆菌菌肥的可行性.结果表明,餐厨垃圾废水培养的巨大芽孢杆菌经过3~4d的调整期即进入对数生长期,第6~7d活菌数达到最大,而经过湿热预处理得到的II类废水较I类废水更适宜用作巨大芽孢杆菌的培养基质,其菌液活菌数是I类废水培养的活菌数的5倍（4.8×10¹⁵CFU/mL）.废水中的盐分对巨大芽孢杆菌的生长代谢影响显著：活菌数随着NaCl含量的增加先升高后快速降低,最利于菌种培养的NaCl浓度为10g/L.pH值和温度极显著影响巨大芽孢杆菌的生长,而摇床转速和接种量对菌株培养影响不显著,正交试验确定的较优培养条件为pH=8、T=35℃、转速80r/min、接种量2%（V/V）.餐厨垃圾废水制备的解磷菌肥可实现土壤中固化磷的有效磷化：施用0.025‰~2.5‰质量比例解磷菌剂的土壤生长的黄豆苗干重可达到按照5‰质量比例施加无机复合肥生长的黄豆苗的70.7%~84.5%,其中微生物菌肥的最佳施用量为0.25‰.     

不同有机物料中的磷形态特征研究

采用DOU的磷形态分级方法,研究了猪粪沼渣(ZZ)、牛粪沼渣(NZ)、牛粪秸秆堆肥(NJD)、污泥堆肥(WD)、农村生活垃圾堆肥(NSLD)等7种有机物料中的磷形态及其比例.结果表明,有机物料中全磷及各形态总磷存在较大差异,以猪粪沼渣全磷含量最高,为23.59 g·kg-1,以牛粪沼渣全磷含量最低,仅3.61 g·kg-1.猪粪沼渣、牛粪沼渣、牛粪秸秆堆肥、污泥堆肥中各形态总磷(Pt)大小顺序为HCl-P残留态-PNa HCO3-PNa OH-PH2O-P,而3种农村生活垃圾堆肥中各形态磷含量则为HCl-P残留态-PH2O-PNa HCO3-PNa OH-P.7种有机物料中HCl提取态磷占回收全磷(Ptt)比例达47.75%~84.96%,表明有机物料中的大部分磷更容易被如HCl等强浸提剂提取,而这部分磷不易被植物吸收利用.各有机物料中磷以无机态磷为主,无机磷占全磷比例在53.18%~87.33%之间.各形态中的无机磷以Na HCO3-Pi占形态总磷比例最高(79.72%~94.76%),且在回收全磷中主要分布于HCl提取态,各形态中的有机磷则主要分布于HCl-P和残留态-P.经堆腐后的牛粪秸秆堆肥各形态无机磷占全磷比例较牛粪沼渣均有所增加,表明好氧堆肥有助于有机物料中磷的矿化,提高有机物料中磷的有效性.     

生活垃圾堆肥对难溶性磷有效性的影响

生活垃圾在堆肥过程中将产生有机酸类物质,这些酸性物质对难溶性磷具有较强的溶解能力.本研究在生活垃圾堆肥过程中,加入难溶性磷矿粉,系统探讨堆肥对难溶性磷的转化及堆肥产品对磷素有效性的影响.研究表明,速效磷在堆肥中后期达到最大值,并在堆肥的后期相对稳定,堆肥结束后,扣除磷矿粉本身含有的速效磷对堆肥的影响,与不加磷矿粉堆肥相比,P₁、P₂堆肥处理方式速效磷含量增加值分别为0.87 g·kg^-1、0.76 g·kg^-1.电镜观察表明,堆肥结束后,磷矿粉表面棱角消失,呈蜂窝状.堆肥产品培肥后,富磷垃圾肥在作物生育期内,土壤速效磷含量、酸性磷酸酶活性均高于垃圾肥、腐熟鸡粪及化肥.     

采用连续分级提取法研究沉积物中磷的化学形态

沉积物中磷的潜在释放很大程度上取决于有机磷和无机磷的组分和分布. 为研究沉积物中不同形态磷的释放能力及其生物可利用性大小,采用连续分级提取法,以NH₄Cl、NaHCO₃、NaOH和HCl作为提取剂,同时对沉积物中有机磷和无机磷的赋存形态进行分析,将无机磷分为WA-P_i(弱吸附态无机磷)、PA-P_i(潜在活性无机磷)、Fe/Al-P_i(Fe/Al结合态无机磷)和Ca-P_i(Ca结合态无机磷);将有机磷分为WA-P_o(弱吸附态有机磷)、PA-P_o(潜在活性有机磷)、MA-P_o(中活性有机磷)和NA-P_o(非活性有机磷),并以蠡湖表层沉积物样品为例,考察了该方法的回收率及蠡湖沉积物中的磷形态. 结果表明:①该方法具有较好的回收率,与SMT(标准测量和测试)法测定结果比较,连续分级提取法对TP、无机磷、有机磷的回收率分别为93.3%~112.1%、93.9%~111.5%、76.4%~119.9%,平均值分别为99.4%、101.8%、101.0%. ②蠡湖表层沉积物中的磷以无机磷为主,其质量分数在271.29~666.34 mg/kg之间,平均值为441.03 mg/kg,占w(TP)的62.91%;不同形态无机磷质量分数表现为w(Ca-P_i)>w(Fe/Al-P_i)>w(PA-P_i)>w(WA-P_i). 有机磷的质量分数在201.76~368.52 mg/kg之间,不同形态有机磷质量分数表现为w(R-P_o)(R-P_o为残渣态磷)>w(NA_NaOH-P_o)(NA_NaOH-P_o为NaDH提取非活性有机磷)>w(PA-P_o)>w(MA_HCl-P_o)(MA_HCl-P_o为HCl提取中活性有机磷)>w(WA-P_o)>w(MA_NaOH-P_o)(MA_NaOH-P_o为NaOH提取中活性有机磷). 改进后的连续分级提取法能够同时有效分离沉积物中无机磷和有机磷的化学形态,并且能兼顾沉积物生物可利用性磷分析测试的需要.      

板栗产区有机堆肥产物磷形态特征及其对叶片磷含量的影响

采用Dou的磷形态分级方法和大田试验,研究了板栗产区栗蓬栗叶-菌渣-秸秆-鸡粪混合堆肥(BYZ)、菌渣鸡粪堆肥(ZF)、栗蓬栗叶-菌渣-鸡粪堆肥(BZ1和BZ2)这4种有机物料中的磷形态特征及其对结果枝叶片磷含量的影响.结果表明:1 4种有机堆肥产物全磷含量表现为:BZ1(10.61 g·kg-1)ZF(9.03 g·kg-1)BYZ(8.56 g·kg-1)BZ2(7.68 g·kg-1),并均以无机磷为主,无机磷占全磷的比例在62.88%~73.62%之间;2 4种有机堆肥产物各形态总磷中除ZF以较稳定的HClP含量及其占回收全磷(Prt)比例最高以外,其他3种均以活性的H_2O-P含量及其占回收全磷(Prt)比例最高,Na OH-P含量均较低;3各形态中的无机磷以活性的H_2O-Pi或Na HCO3-Pi占形态总磷的比例最高(89.17%~96.00%),且在回收全磷中BZ2中的无机磷主要分布在H_2O-Pi和HCl-Pi,其他3种的无机磷主要分布在H_2O-Pi、HCl-Pi和Na HCO3-Pi,各形态有机磷主要分布于残留态磷,BZ2中比例最高;4等磷量大田试验结果表明,板栗结果枝叶片单位面积叶片磷含量整体表现为BZ2BZ1BYZZFCK,高峰期(7月)、平均每月叶片磷含量增值与堆肥产物中水溶性无机磷含量及其占回收全磷的比例呈显著或极显著正相关,推测集中深施情况下有机堆肥产物中水溶性无机磷含量及占全磷的比例是当年板栗叶片磷吸收的重要影响因素.整体研究表明,栗蓬栗叶-菌渣-鸡粪堆肥(BZ2)具有高比例的水溶态无机磷和残留态有机磷库,使板栗叶片磷含量最高,且其原料中板栗产业废弃物配比高达80%(栗蓬栗叶60%+菌渣20%),是产区好氧堆肥原料体系的较佳选择.     

三峡澎溪河流域消落区与岸边土壤磷形态特征

选取了落干期澎溪河流域6个消落区点位,分析了消落区土壤磷形态分布特征,并探讨了各形态磷之间的相关性.结果表明,(1)采用SMT法测定了消落区土壤总磷、无机磷和有机磷含量,其总磷TP含量均值为575.29 mg·kg~(-1),有机磷OP含量均值为91.23 mg·kg~(-1).(2)采用Hedley法分析了消落区土壤磷的5种赋存形态,其中WA-Pi、PA-Pi、Fe/Al-Pi等3种易迁移的无机磷形态之和占可提取Pi的11.61%,且低于岸边土壤;WA-Po、PA-Po两种生物可利用性较高的有机磷形态含量之和占可提取Po的22.28%,而中活性有机磷Fe/Al-Po占可提取Po的66.30%,且消落区土壤各形态Po含量均低于岸边土壤,又以Fe/Al-Po含量差异最大.(3)消落区土壤TP与活性较强的WA-Pt、PA-Pt呈显著相关,表明消落区土壤活性磷含量主要受TP影响;各形态磷之间不具有显著相关性,表明不同形态磷的来源可能不同;消落区土壤Fe/Al-Pt与土壤有机质OM呈显著相关,表明土壤有机质的含量可能影响铁铝结合态磷含量.在淹水条件下,消落区土壤磷组分的释放对上覆水体的潜在影响不容忽视.     

氧化塘底泥与稻草堆肥过程中养分变化研究

氧化塘污泥中含有较丰富的各种氮、磷养分，将氧化塘污泥堆肥处置后农用是一种有效的处置方式。采用静态强制通气堆对氧化塘底泥进行堆肥处理，时堆肥过程中氮磷的变化规律进行了研究。试验结果表明，堆肥过程中总氮含量下降了17．5％，总磷含量上升了47．0％，堆肥的时间以49d左右为宜。     

氧化塘底泥与稻草堆肥过程中养分变化研究

氧化塘污泥中含有较丰富的各种氮、磷养分,将氧化塘污泥堆肥处置后农用是一种有效的处置方式。采用静态强制通气堆对氧化塘底泥进行堆肥处理,对堆肥过程中氮磷的变化规律进行了研究。试验结果表明,堆肥过程中总氮含量下降了17.5%,总磷含量上升了47.0%,堆肥的时间以49d左右为宜。     

黄河口及邻近海域溶解态无机磷、有机磷、总磷的分布研究

于2003年8月下旬对黄河口及邻近海域进行了十船连续同步27h采样调查,分析了调查区域的溶解态无机磷、有机磷、总磷的平面分布、断面分布、时间分布特征.结果表明,在调查区域内,溶解态无机磷浓度很低,而溶解态有机磷浓度较高(占溶解态总磷的85%以上),是溶解态总磷的主要组成部分.各形态磷的平面分布、断面分布均呈现出由河口向邻近海域降低的趋势,溶解态总磷、溶解态有机磷梯度变化较溶解态无机磷更为明显;潮汐对河口浅水区的各形态磷浓度影响较大,对邻近调查海域的影响不明显.     

海州湾秋季沉积物磷的形态分布及生物有效性

采用改进的连续提取法（SEDEX法）对2016年秋季（10月）海州湾的表层和柱状沉积物进行磷形态测定,研究不同形态磷的分布特征并分析其生物有效性.结果表明：表层沉积物样品总磷的含量为0.340~0.445mg/g,无机磷的含量为0.271~0.350mg/g;柱状沉积物中总磷的含量为0.367~0.614mg/g,无机磷的含量为0.302~0.443mg/g.总磷中以无机磷为主要赋存形态,无机磷中又以原生碎屑磷为主,各形态磷的含量大小顺序为;总磷（TP） > 无机磷（IP） > 原生碎屑磷（DAP） > 自生钙结合态磷（ACa-P） > 有机磷（OP） > 不稳态磷及铁结合态磷（Fe-P）.通过对磷的生物有效性研究发现,本次调查海域表层沉积物中的生物有效磷（BAP）含量为0.069~0.143mg/g,在TP中所占的百分比为19.44%~32.66%,平均值为24.17%;柱状沉积物的BAP含量为0.062~0.217mg/g,在TP中所占的百分比为16.11%~43.54%,平均值为30.77%,磷的释放风险较小.沉积物各形态磷与粒径的相关性结果显示,在柱状沉积物中,Fe-P、OP和ACa-P与细粘土、粗粘土和细粉砂为正相关性,而与粗粉砂、细砂和中砂则为负相关性,DAP则主要与粗粉砂、细砂和中砂表现出了极显著正相关性,与细粘土、粗粘土和细粉砂表现出显著负相关性,BAP与颗粒物粒径的相关性则具有一定的差异性,具体表现在不同粒径组成和平面分布上.