环境样品中DNA提取方法的研究进展

利用微生物降解污染物是废水处理中的常用方法,研究废水处理工艺中微生物的多样性和动态性对于优化废水处理工艺的性能、提高其处理效率具有重要的指导意义.分子生物学方法是研究微生物多样性和动态性的有效方法.由于大多数分子生物学方法都是以提取研究对象的基因组DNA为前提,因此建立一种高效的环境样品DNA的提取方法具有重要作用.综述了从环境样品中提取DNA的主要方法及其研究进展,并提出了一种有效的从活性污泥中提取DNA的具体方法.     

应用于PCR-DGGE分析的活性污泥微生物总DNA提取方法比较

探讨适用于PCR-DGGE分析研究的活性污泥细菌和真菌的DNA提取方法。采用5种方法提取活性污泥微生物基因组DNA,以DNA纯度、含量、片段大小及DGGE条带多样性作为考察指标评价提取方法的优劣,以确定最佳实验方案。紫外吸收法和琼脂糖凝胶电泳结果显示,试剂盒法提取的DNA含量最低,其余4种方法获得的DNA含量无显著差异,就DNA纯度而言,试剂盒法最优;除高温裂解法对真菌细胞壁裂解效果较差外,其他4种方法均能不同程度地裂解细菌和真菌细胞;DGGE结果表明,高温裂解法获得的细菌条带最多,基于SDS的细胞裂解法得到的真菌条带最多。综合分析,高温裂解法更适合于活性污泥中细菌的PCR-DGGE分析,基于SDS的细胞裂解法则更适合于污泥中真菌的PCR-DGGE分析。     

剩余污泥中微生物絮凝剂的提取方法比较

分别采用低浓度和高浓度剩余污泥对剩余污泥中微生物絮凝剂(MBF)的多种提取方法(超声法、树脂法、超声-树脂法、树脂-超声法、超声-树脂-超声法和树脂-超声-树脂法等)进行了比较研究.结果表明,各种复合形式的提取效果均优于超声法或树脂法单独使用的提取效果.在各种复合形式中,以树脂-超声法所提取MBF的含量最高且絮凝效果最好.此外,所提取的MBF浓度与污泥浓度正相关.从剩余污泥中直接提取MBF,在降低MBF生产成本的同时实现了污泥的资源化利用.     

巢湖入湖河流沉积物中有机磷的形态分级研究

为识别巢湖流域污染物的特征、来源及其沉积物有机磷各形态分布与富营养化的关系,测定了7条巢湖入湖河流沉积物中有机磷各形态的含量,分析不同污染类型人湖河流沉积物中有机磷各形态分布的差异及与其他因素间的相关性。研究发现,不同污染类型人湖河流沉积物中水土保持控制型河流沉积物中有机磷各组分的相对含量顺序为残渣态Po〉富里酸-Po〉HCl-Po〉胡敏酸-Po〉NaHCO3-Po,平均的相对比例为7．5：3．1：1．9：1．5：1．0,而城市污染控制型和面源污染控制型河流沉积物中有机磷各组分的相对含量顺序恰好相同,面源污染控制型河流沉积物Po各形态含量低于城市污染控制型和水土保持控制型河流。中活性P。和OM、TP、Pi、Po、TN、NaHCO3-Pi、NaOH—Pi呈正相关,非活性Po与Po、NaOH-Pi呈显著正相关关系,反映了中活性Po很容易转化为生物可利用磷和非活性Po,且非活性Po仍然具有潜在的生物活性。     

废水处理系统中活性污泥总DNA的提取

对废水脱氮除磷厌氧-缺氧-好氧系统中的活性污泥样品经过或未经预处理,比较了超声波法、玻璃珠震荡法和冻融法3种细胞裂解方法对DNA提取效果的影响。吸光度和琼脂糖凝胶电泳检测结果表明:活性污泥经TENP和PBS预处理后采用冻融法加2%SDS裂解细胞的DNA提取操作,可以得到数量多、纯度高的活性污泥DNA样品,可不经纯化直接进行PCR扩增反应。     

本源微生物菌剂修复城市污染河流

通过丰湖河投菌过程中和总投菌后两周的各水质指标分析,对本源微生物菌剂作用城市重污染河流过程进行了探讨和研究。结果表明,在2010年11月20日全河布菌后,以COD下降后上升的情况作为补菌时间的判断依据,实现菌种效力最大化。继2010年11月25日、27日和30日3次补菌后上游至下游硐桥、久泰桥和益民水闸处COD的去除率分别达到52.7%、68.8%和61.6%,氨氮和总磷有所去除。水色由深灰绿色转变为深绿色,浮油减少,臭味明显消除。表明此法在冬季水温较低的天然河流条件下,不需大型设备便可较快修复水质,具有较好的经济环境效益。     

湿地植物-沉积物微生物燃料电池产电及河流底泥修复

以受污染的城市河涌底泥为底质,湿地植物选用风车草（Clinopodium Urticifolium）或短叶茳芏（Cyperus Malaccensis）,构建了湿地植物-沉积物微生物燃料电池（P-SMFC）及无植物的沉积物微生物燃料电池（SMFC）共3个电极处理组,研究了P-SMFC与SMFC的产电特性,并探讨了它们与对照组中底泥及上覆水中氮磷的迁移转化规律。结果表明,产电方面,在系统启动运行的7个月内,PSM1、SM和PSM2三个电极处理组均能维持较稳定的产电,输出电压在整个运行阶段总体稳定在0.30~0.50 V,且植物的引入提升了系统的产电性能。底泥修复方面,设置的5个处理组对底泥中有机质均有一定的降解作用,表现出PSM1、SM和PSM2处理组有机质的降解要显著高于PS1和PS2处理组,P-SMFC系统对底泥有机物的去除有显著的促进作用;系统中系统运行前2个月,2个P-SMFC处理组氨氮含量显著低于其他3个处理组,之后随着运行时间的延长,各处理组之间的变化差异性不大,5个处理组底泥中氨氮去除率均达到80%以上;电极的引入对底泥中硝氮的去除没有产生显著影响;各处理组底泥中总磷去除率不同,分别为PSM1处理组8.67%、SM处理组8.89%、PSM2处理组7.33%、PS1处理组12.45%、PS2处理组8.89%,产电过程抑制了磷的迁移,有助于底泥中磷的稳定。     

北京市典型城市河流(凉水河)沉积物耗氧污染特征

针对北运河水系沉积物耗氧污染严重问题,选择凉水河上、中、下游作为研究对象,探讨了沉积物中NH4+-N、TOC、SOD的分布特征,初步判断了沉积物耗氧情况。结果表明凉水河表层沉积物中NH4+-N和TOC含量均较高。其中：NH4+-N在凉水河上游最高,均值为114.38 mg·kg,中游最低,均值为54.06 mg·kg-1;TOC在凉水河上、中、下游依次降低,均值分别为3.64%、3.36%和1.81%。凉水河表层沉积物SOD较高,且变化范围较大,沉积物耗氧污染较为严重。其中：凉水河中游SOD最高,均值为1.012 g·（m2·d）-1;上游最低,均值为0.939 g·（m2·d）-1。     

人工河流沉积物中磷的分布特征及其形态研究：以肇兰新河为例

以黑龙江省肇兰新河流域为研究对象,在调查区域水质和沉积物基本理化性质的基础上,采用SMT化学提取方法分析流域内表层、柱状沉积物中磷形态及含量,明确了人工河流沉积物各形态磷的空间分布特征。结合上覆水与沉积物理化性质,探讨了影响人工河流沉积物磷形态及释放因素。结果表明,肇兰新河流域内水体TP均值为2.61 mg·L⁻¹,属于劣V类水体。沉积物的TP为692.91~2 197.87 mg·kg⁻¹,整体处于中度污染水平。沉积物中Fe/Al-P含量占比较高。通过相关性分析发现,上覆水中ORP是影响OP、Fe/Al-P迁移的重要环境因子,沉积物中TC、OM、Fe含量是影响OP含量的重要因素。作为一条典型人工河流,肇兰新河流域磷污染负荷严重,相比自然河流形态结构单一,缓冲能力和纳污能力较弱。本研究可为了解人工河流沉积物磷形态及其含量,并进行流域污染防控提供参考。