不同盐度循环养殖水体微生物群落特征

为探究盐度对拟穴青蟹养殖水体微生物群落结构的影响,深入理解养殖盐度、氮磷环境因子与微生物群落结构的相关关系,采用16S rRNA高通量测序技术分析了盐度为1‰（S1）、3‰（S3）、5‰（S5）、7‰（S7）、9‰（S9）的循环养殖水体中微生物群落特征.结果表明:①水体中微生物包含67门74纲152目281科745属431种,不同盐度的养殖水体中微生物物种数目依次表现为S3 > S1 > S5 > S7 > S9,物种多样性依次表现为S1 > S3 > S7 > S9 > S5,S1和S3的水体优势菌种的地位和作用远高于S5、S7和S9的养殖水体.②五组水样的微生物群落结构总体相似度较低,S1与S3以及S7与S9的水体微生物群落结构最为相似.③变形菌门（Proteobacteria）为养殖水体绝对优势菌门,其相对丰度依次表现为S5 > S7 > S9 > S1 > S3,厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度依次表现为S9 > S3 > S5 > S7 > S1,拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度依次表现为S1 > S7 > S3 > S9 > S5.养殖水体存在大量具有脱氮除磷特性的微生物,较小盐度差会造成脱氮除磷微生物种类和丰度出现显著差异化.④4种营养盐中的ρ（NO₂--N）对水体微生物群落影响最为显著（P < 0.05）,ρ（NH₄+-N）、ρ（NO₂--N）、ρ（NO₃--N）、ρ（PO₄3--P）整体与属水平微生物群落呈极显著性正相关（P < 0.01）.研究显示,盐度主要通过影响养殖水体的氮磷营养盐间接改变水体中微生物群落,氮磷环境因子中NO₃--N为主要驱动因子,一个系统中的营养盐因子并不是单独地对养殖水体微生物群落起作用,而是协同发挥作用,共同调节其微生物群落结构.      

上海沙田湖养殖区及周边水体中氟喹诺酮类抗性基因的分布特征及其与环境因子关系

集约化水产养殖区常被认为是水体抗生素和抗性基因的主要潜在来源,然而对其该类水体中抗生素和抗性基因污染情况的研究仍相对匮乏.本文以上海市沙田湖养殖区及周边水体为调查对象,利用宏基因组学高通量测序技术,于2020年9月对水体中的氟喹诺酮类抗生素(fluoroquinolones,FQs)和氟喹诺酮类抗性基因(fluoroquinolones antibiotic resistance genes,FQs-ARGs)的种类和丰度进行了调查,并利用多元统计分析方法研究了水体理化因子和FQs对FQs-ARGs的影响.结果表明,沙田湖养殖区及周边水体共检测出5类耐药机制、共46种FQs-ARGs,其中各水体共有基因为44种.抗性基因mfd和patA在养殖水体和周边水体中均为优势抗性基因,抗生素抗性基因变异或突变为优势耐药机制.养殖水体和周边河湖水体、不同养殖品种水体之间FQs-ARGs的平均丰度无显著差异(P＞0.05).偏冗余分析(pRDA)表明,除了诺氟沙星和环丙沙星2种抗生素外,水体电导率(Spc)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、溶解氧(DO)、pH和叶绿素a(Chl-a)等环境因子是影响水体中FQs-ARGs组成与分布的关键性因子,且非抗生素因子的总贡献率远高于抗生素.     

洱海水体溶解氧及其与环境因子的关系

通过分析多年洱海水体中溶解氧、氮、磷和叶绿素浓度,结合沉积物氮、磷形态结果,研究了水体中溶解氧与其氮、磷浓度和叶绿素浓度间的相互关系.结果表明,1992～2009年洱海水体中溶解氧在6.61～7.42 mg·L^-1之间变化,多年月均值9月最低为6.42 mg·L^-1,总体呈下降趋势.水体溶解氧浓度呈由北向南递减趋势...     

微囊藻毒素含量与自然水体环境影响因子的相关性

研究了太湖流域湖州段、杭州市贴沙河和某水华池塘等自然水体的微囊藻毒素水平,利用相关性分析、主成分分析、聚类分析等统计方法,探讨了自然水体中微囊藻毒素MCLR和MCRR与环境影响因子的相关性.结果表明,3处水体的微囊藻毒素MCLR水平为0.049～12.30μg/L,MCRR为0.032～7.90μg/L,底层水中微囊藻毒素的含量显著高于表层水;水体中MCLR的平均浓度与TN、NH₄⁺-N、NO₂^--N和TP呈显著正相关(p<0.01),与水温、DO和氮磷比呈显著负相关(p<0.01),MCRR的平均浓度与NO₃^--N和氮磷比呈显著正相关(p<0.01),与pH、DOC、高锰酸盐指数、光密度呈显著负相关(p<0.01);TP和NO₂^--N是影响MCLR生物合成的主导因子,NO₃^--N和氮磷比是影响MCRR生物合成的重要因子;NO₂^--N和NO₃^--N可能分别是MCLR和MCRR生物合成中利用的主要无机氮源.     

酸化水体中的浮游生物及其与主要化学因子的关系

１９９１－１９９２年对重庆市郊若干酸化水体的生物待正与理化参数进行综合研究的结果表明，藻类的种类数、细胞密度、生物量和叶绿素ａ含量以及浮游动物的种类数等均与呈正相关，但与Ｈ＋和总Ａｌ浓度呈负相关。浮游动物的个体密度在酸化水体中明显下降，但是鱼的捕食作用掩盖了其与上述化学参数之间的相关性。水体中Ｈ＋和总Ａｌ浓度的增加在很大程度上对浮游生物产生了不利影响，水体的透明度、总Ａｌ．ＴＰ和ＳＯ与ｐＨ的相关性十分明显，ｒ值分别为－０．６３７５、－０．６８６８、０．７５６１和０．７３２３。     

小型封闭水体环境因子与叶绿素a的时空分布及相关性研究

以崇明岛前卫村的一个小型封闭富营养化水体为对象,自2007年7月~2011年9月进行了约4 a的野外观测,研究了物化因子、水动力因素和叶绿素a(Chl-a)的时空分布特征及其相关性.结果表明,该水体Chl-a含量具有明显的时空差异性.Chl-a含量与水温、浊度、TN和TP均呈显著正相关关系,水温和营养盐是影响浮游植物季节动态的主要因素,浊度的季节变化是浮游植物生长的结果表征.Chl-a的空间差异性与不同水域水动力条件的差异有关,受风影响显著的水域(北河道)流速多分布在0.08~0.22 m·s-1范围内,Chl-a含量显著较低(平均浓度为53.11μg·L-1).从流速与Chl-a的关系分析来看,流速与Chl-a浓度呈显著负相关关系,流速总体分布在0~0.10 m·s-1的水域Chl-a含量显著偏高(平均浓度为35.30μg·L-1).该结果表明较大强度的水动力条件能够对富营养化封闭水体中浮游植物生长产生显著的抑制作用,可为相关水体的水华防治提供有益借鉴.     

海水养殖自身污染机制及其对环境的影响

对近年来海水养殖自身污染方面的研究作了全面的综述,探讨了投饵养殖和非投饵养殖两种类型,特别是在养殖、网箱养殖、池塘养殖模式自身污染产生的机制和对水体环境的影响,并提出了防止和减轻自身污染的对策。     

厦门港赤潮发生区溶解氧的时空变化与赤潮生物和环境因子的关系

本文报道了厦门西海域1987年1～12月赤潮调查的部分结果,阐述了厦门港赤潮发生区溶解氧的时空变化及与赤潮生物数量和环境因子的关系,讨论了赤潮的监测预报方法。     

环境因子与癌病高发关系的调查

一、基本情况洛阳轴承研究所始建于1958年。自1965年首次发现癌病2例以来,到1988年,累计已有癌症患者29人。历年癌病人数及病种情况详见下表。据调查,该所23年总共增加了450人,没有大幅度的人员变化,其基本构成成员大都是1980年前的老职工。从1965年到1988年、该所职工因病死亡总计27人,其中癌病占20人,是病死职工数的74.07％。特别近几年,死亡病人全是癌病。这些数字表明,癌病死亡率和非癌     

养殖库区富营养化水体的修复研究

采用生物修复的方式对已经污染的养殖库区水体进行修复,实验证明:黑藻对养殖水体中的COD的修复效果比较好,修复率达到20.5%;金鱼藻为养殖水体提供了较高的溶解氧,对养殖水体中的氨氮的修复效果较好,修复率为8.0%;而绿菊草在养殖水体修复过程中,对总磷的修复效果较为明显,修复率为32.0%。综合来看,金鱼藻对该水体的综合修复效果较好。在微生物修复中,当V(EM):V(养殖水体)为10/10 000时,COD和氨氮去除率较高,同时也能使总磷的去除达到显著的效果,而且不影响养殖水体的pH值。     

大鹏澳网箱养殖海域海水溶解氧浓度影响因素分析

根据2001和2002年在大鹏澳网箱养殖海域的观测数据,探讨表层海水溶解氧(DO)浓度的变化特点及与其他环境因子的关系.结果表明研究海域的DO浓度在4.52～8.35 mg/L,总体、网箱区外、网箱区内的平均值分别为6.24、6.81、5.89 mg/L,DO季节平均浓度在冬季、春季、夏季、秋季分别为7.52、6.66、5.44、5.33 mg/L.t检验表明,在95%的置信水平上DO浓度在网箱区内比网箱区外明显降低,冬季明显高于其它季节,春季明显高于夏季和秋季.逐步线性回归分析结果显示,海水DO浓度按相关程度的高低依次与下列5个环境因子的强度显著负相关(r=-0.945,p=0.025)海水温度＞底质硫化物＞海水亚硝酸盐＞海水磷酸盐＞海水氨和铵盐.     

春季黄海溶解氧的平面分布特征及主要影响因素初探

通过对中国SOLAS计划2005年3月航次所获取的溶解氧的数据进行分析,得出了黄海温度、盐度、溶解氧的平面分布,并在此基础上探讨了溶解氧与盐度、温度等化学水文要素之间的关系.结果显示: (1) 春季黄海溶解氧的含量范围在10.16～13.71 mg/L,平均为(12.07±1.03)mg/L,平面分布特征为:西部近岸较高,东部外海较低,北黄海较高,南黄海低,表中底三层分布比较均匀,等值线呈东北西南走向.(2)春季,影响黄海外海海域溶解氧分布的主要因素为温度和盐度,近岸的溶解氧分布主要受温度控制,与盐度无关.     

我国地表水溶解氧时空变化及其对全球变暖的响应

溶解氧是衡量地表水环境质量的重要指标.为科学实施水污染防治和水生态系统修复,系统解析了我国近十五年不同区域溶解氧的时空变化特征,探讨了全球变暖对不同区域饱和溶解氧的影响.结果表明:①受海拔和温度影响,全国饱和溶解氧浓度存在显著的区域差异性,根据饱和溶解氧浓度将全国划分为3个区域,分别为北部高饱和溶解氧区、南部低饱和溶解...     

不同DO下MBR内微生物群落结构与运行效果关系

应用A/O-MBR处理实际生活污水,考察了不同溶解氧(DO)条件下,微生物群落结构与其处理效果的对应关系.结果表明,DO浓度在0.2~4.0mg/L对COD去除效果无明显影响,COD平均去除率均在90%以上.DO浓度变化对NH4+-N去除影响较大,DO浓度下降到0.2mg/L时,NH4+-N平均去除率由99%下降到65%.通过PCR-DGGE分析,较高DO条件下(4.0,2.0mg/L)的总细菌微生物群落多样性高于较低DO条件(0.5,0.2mg/L),但其群落结构变化与与反应器的处理效果对应关系不明显;氨氧化菌的群落结构变化较明显,且在不同的DO条件下起主要作用的氨氧化菌的菌属不同,其群落变化与反应器的NH4+-N去除效果相对应,DO为2.0,0.5mg/L时氨氧化菌群落结构比较相似,此时反应系统的脱氮效果也比较好.     

小清河口及邻近海域的溶解氧

在2002年6月对小清河口及邻近海域进行大面调查资料的基础上，分析了调查区域内溶解氧的分布特征，发现在小清河河口内存在低氧区。结合盐度、COD、营养盐的分析数据，查明了小清河河口内形成低氧区的主要原因是小清河径流带来的大量有机污染物所致。     

谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂分批发酵过程的溶氧控制模式

在3L发酵罐上系统研究溶氧水平对谷氨酸棒杆菌菌体生长及新型生物絮凝剂REA 11合成的影响,提出生物絮凝剂REA 11合成的分阶段供氧控制策略:发酵过程0～16h维持体积传氧系数kLa为100h-1,16h后降低kLa为40h-1至发酵结束,整个发酵过程通气量保持在1L·L-1·min-1.采用该分阶段供氧控制策略,生物絮凝剂最终产量达到900mg·L-1,发酵周期缩短到30h,比恒定kLa为40h-1条件下的REA 11产量(549mg·L-1)提高了64%,产率提高了45%,生产强度也比kLa恒定为40h-1,100h-1和200h-1的分批发酵过程分别提高了81 2%,120%和420%,实现了高细胞生长速率和高产物产率的统一.     

不同来源溶解性有机质在光辐射下产生活性氧基团能力的差异

溶解性有机质(DOM)在光辐射下可以吸收光能产生活性氧物质(Reactive oxygen species, ROS),如单线态氧(~1O_2),羟基自由基(HO·)及激发三线态DOM(~3DOM~*)等,这些ROS对污染物的光化学反应起着重要的作用.本实验在254 nm紫外光辐射下,利用特征ROS探针化合物,探究4种不同来源土壤DOM光致产生ROS能力的差异.通过XAD-8树脂分组将2种不同来源DOM分成5个组分,进一步探究DOM结构对ROS生成的影响.研究发现,来源于黄褐土、潮土的DOM分别产生~1O_2、HO·的能力较强,而来源于黄褐土的富里酸及潮土的胡敏酸产生~3DOM~*的能力较强,说明不同来源DOM在光辐射下产生ROS的能力不同.紫外光谱分析表明,分子量较大、腐殖化程度较高的腐殖酸产生ROS的能力较强,且富里酸与胡敏酸对ROS生成的影响存在差异.整体来看,2种腐殖酸的不同分组组分对ROS生成的影响趋势相似,水与乙醇组分所产生的影响非常小,低pH值组分对ROS生成的影响比高pH值大.结合红外光谱分析,研究发现,低pH值组分的腐殖酸羧基含量较高,脂肪族官能团含量低,含氧量高,可能具有较高的光化学活性,有利于ROS的生成.此外,2种腐殖酸不同组分对ROS生成的影响存在差异,说明DOM结构中官能团的可解离程度对ROS生成具有一定影响.     

黄海和东海海域溶解氧的分布特征

根据黄河和东海海区四个季度的调查资料，描述了溶解氧的时空分布和变化规律。黄、东海溶解氧分布的基本特征是北高南低，西高东低，随着水温的变化，不同季节这一差别有所不同。黄、东海溶解氧平均值分别为495．4和420．3μmol/L，测定范围分别为90．2－681．9和133－9－692．8μmol/L。以长江口以东H断面为例，描述了夏季溶解氧的断面分布特征，在20－30m水层出现一氧跃层，30m以下垂直分布比较均匀。文中还深入研究了东海陆架区黑潮水溶解氧的分布特征和变化规律。     

Performance of completely autotrophic nitrogen removal over nitrite process under different aeration modes and dissolved oxygen

In this study, three sequential batch biofilm reactors (SBBRs) were operated for 155 days to evaluate the performance of completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) process under different aeration modes and dissolved oxygen (DO). Synthetic wastewater with 160-mg NH4 ⁺-N/L was fed into the reactors. In the continuously-aerated reactor, the efficiency of the ammonium nitrogen conversion and total nitrogen (TN) removal reached 80% and 70%, respectively, with DO between 0.8–1.0 mg/L. Whereas in the intermittently-aerated reactor, at the aeration/non-aeration ratio of 1.0, ammonium was always under the detection limit and 86% of TN was removed with DO between 2.0–2.5 mg/L during the aeration time. Results show that CANON could be achieved in both continuous and intermittent aeration pattern. However, to achieve the same nitrogen removal efficiency, the DO needed in the intermittently-aerated sequential batch biofilm reactor (SBBR) during the aeration period was higher than that in the continuously-aerated SBBR. In addition, the DO in the CANON system should be adjusted to the aeration mode, and low DO was not a prerequisite to CANON process.     

Aeration optimization through operation at low dissolved oxygen concentrations: Evaluation of oxygen mass transfer dynamics in different activated sludge systems

In wastewater treatment plants(WWTPs)using the activated sludge process,two methods are widely used to improve aeration efficiency — use of high-efficiency aeration devices and optimizing the aeration control strategy. Aeration efficiency is closely linked to sludge characteristics(such as concentrations of mixed liquor suspended solids(MLSS)and microbial communities)and operating conditions(such as air flow rate and operational dissolved oxygen(DO)concentrations). Moreover,operational DO is closely linked to effluent quality. This study,which is in reference to WWTP discharge class A Chinese standard effluent criteria,determined the growth kinetics parameters of nitrifiers at different DO levels in small-scale tests. Results showed that the activated sludge system could meet effluent criteria when DO was as low as 0.3 mg/L,and that nitrifier communities cultivated under low DO conditions had higher oxygen affinity than those cultivated under high DO conditions,as indicated by the oxygen half-saturation constant and nitrification ability. Based on nitrifier growth kinetics and on the oxygen mass transfer dynamic model(determined using different air flow rate(Q′_(air))and mixed liquor volatile suspended solids(MLVSS)values),theoretical analysis indicated limited potential for energy saving by improving aeration diffuser performance when the activated sludge system had low oxygen consumption; however,operating at low DO and low MLVSS could significantly reduce energy consumption. Finally,a control strategy coupling sludge retention time and MLVSS to minimize the DO level was discussed,which is critical to appropriate setting of the oxygen point and to the operation of low DO treatment technology.