溶藻细菌胶囊与植物共生系统的建立及其对Microcystis aeruginosa的控制

当前,蓝藻水华时常爆发,其中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是我国蓝藻水华的典型代表.微生物控藻技术具有高效、生态安全性好、原位修复等特点,近年来已经成为治理蓝藻水华的主要手段.本文通过搭建芦苇湿地试验装置,模拟太湖近岸水域原生环境,以水生植物控藻与溶藻细菌胶囊强化相结合的方式对Microcystis aeruginosa进行生态学-微生物操控试验.从藻胆蛋白、抗氧化系统、膜脂值活性等方面的研究来探究控藻系统的溶藻机制,并通过高通量技术与主成分分析来探索溶藻细菌与藻之间的群落动态关系.试验结果表明,原位藻类控制系统效率高,14 d溶藻率为(88.74%±1.10%),其中溶藻细菌胶囊占主导地位,植物修复为辅.通过对藻胆蛋白的破坏和藻类抗氧化系统的摧毁来导致藻类膜结构的受损,胞内物质流出而死亡.利用高通量技术发现,溶藻细菌胶囊所包埋的菌株Bacillus sp.HL在微生物体系中成为优势菌种.主成分分析结果表明高效原位控藻体系促进了藻体内ROS水平,增强了藻的Zeta电位和抗氧化酶活性,从而抑制了Microcystis aeruginosa的生长.     

太湖芦苇荡底泥中藻毒素降解菌的筛选及其特性研究

针对连年蓝藻暴发造成的饮用水源水微囊藻毒素(Microcystins,MCs)污染问题,从蓝藻暴发时期江苏太湖百渎港芦苇荡的底泥中筛选出一株MC-LR降解菌,命名为CQ5,对该菌株进行形态观察、生理生化试验及16S r DNA分子鉴定,并考察pH值和接菌量对其增殖和降解MC-LR的影响。结果表明,菌株CQ5在系统发育分类学上与耐硼赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus boronitolerans)亲缘关系最近,两者同源性高达99%;菌株能以MC-LR为碳、氮源进行生长,且耐弱酸弱碱;当pH值为7,接菌量为3%时,菌株的增殖及降解效果最好,6 d内可使初始质量浓度为14.12μg/L的MC-LR降至1.68μg/L,降解率达87.96%。     

微波-超声法预处理油泥浮渣试验研究

针对炼油厂油泥浮渣处理难题,采用微波-超声工艺对油泥浮渣进行预处理,并对反应产物进行分析。通过L₂₅(5²)和L₁₆(4³)正交试验分析了微波-超声共同作用对油泥浮渣去除率的影响,优化了微波时间、微波功率、超声时间、超声温度、超声功率等工艺参数。结果表明：微波-超声对油泥浮渣中石油类的去除率较高,在微波时间为4 min、微波功率为252 W、超声时间为40 min、超声温度为70℃、超声功率为50 W的条件下,除油率和回收率分别达到53.23%和31.03%;温度、时间、功率等参数对油泥浮渣中原油去除率的影响依次递减;经微波-超声处理后的油泥浮渣泥颗粒之间的空隙变大,污泥表面变粗糙,质地变松散,油泥紧密黏合的状态被打破,石油烃组分C₁₂-C₃₇的含量均明显下降。     

添加腐殖酸对猪粪/玉米秸秆厌氧发酵中铜、锌钝化效果的影响

针对畜禽饲料添加蓝矾或称胆矾(CuSO₄·5H₂O)、皓矾(ZnSO₄·7H₂O)等重金属化合物，引起畜禽粪便重金属污染风险，本研究通过构建以猪粪/玉米秸秆为发酵原料、腐殖酸为钝化剂的发酵系统，考察添加腐殖酸对猪粪/玉米秸秆厌氧发酵过程中产气量、重金属(Cu、Zn)形态变化及沼渣光谱特性的影响.结果表明，添加的腐殖酸对猪粪/玉米秸秆厌氧发酵产气具有显著促进作用，添加腐殖酸样本组(编号：F1、 F2、 F3)较未添加组(编号：CK)的累积产气量分别提高了19.81%、 28.44%、50.25%；通过BCR提取法分析沼渣中的Cu、Zn形态动态变化，显示添加腐殖酸有利于Cu、Zn的有效态向稳定态转化，F3中Cu、Zn有效态转化为稳定态的效果最佳；显著性分析表明F3中Cu、Zn的钝化效果最佳，Cu、Zn的钝化效果分别为58.72%、17.95%，显著优于其他处理组；腐殖酸对Cu的钝化效果整体优于Zn;FTIR结果显示，厌氧发酵后各处理组沼渣中碳水化合物、脂肪族化合物等有机物分解、减少，芳香族化合物等腐殖质...     

垂直潜流湿地净化蟹池养殖尾水试验

用垂直潜流湿地系统打造闭环式生态养殖模式可达到蟹池尾水零排放.本文以蟹池养殖尾水为受试对象,通过建立“滤石层-载体生物膜”复合型生态系统,考察了河蟹黄蟹期内养殖尾水中氮、磷等污染物的去除特性,调查了垂直湿地模拟装置内生物相特征.结果表明,潜流湿地系统主要通过物理吸附和生物降解的方式对养殖尾水中的污染物进行降解,总氮、总磷、COD和叶绿素a的平均去除率分别为86.29%±2.77%、91.19%±1.18%、70.88%±3.10%、90.95%±1.64%,火山石滤料层表现出显著的氮、磷去除能力,复合菌剂的运用可迅速提升系统整体净化能力.生物相分析揭示,随着潜流湿地装置运行延续,系统内浮游藻类、微型动物、细菌的数量及种类呈不断增长趋势,指示类微生物的出现表明系统内水质得到改善,证明净化后的水质更适于多种类微生物的生存与繁殖,最终实现养殖尾水零排放.     

反硝化细菌强化潜流湿地的污水处理厂尾水脱氮试验

为了揭示反硝化菌强化潜流湿地的污水处理厂尾水脱氮效果及机理,以砾石、红砖碎块、钢渣、陶粒、土壤为湿地填料,茭白、梭鱼草、黑麦草、红叶石楠为湿地植物,构建了两套湿地系统,其中一套投加菌剂,另一套作为对照组,使用双总体t检验方法分析了投加反硝化细菌B8(Pseudomonas putida)菌液于水平潜流湿地系统的操作与生物强化湿地脱氮程度之间的相互关系。结果表明,将反硝化菌(B8)菌液连续14 d投加于水平潜流湿地后,在强化潜流湿地运行的58 d内,其NH_4~+-N、NO_2~--N和TN平均去除率分别为65.3%、94.2%和71.5%;而未投菌的潜流湿地的NH_4~+-N、NO_2~--N和TN平均去除率分别为28.2%、74.7%和43.1%,加入菌剂使潜流湿地氮素去除能力大幅提高。双总体t检验方法分析表明,在停止投菌运行的41 d内,接种B8细菌的湿地系统的总氮去除率显著高于未投菌的湿地系统(p0.05);但在停止投菌运行的58 d内,投菌湿地和未投菌湿地脱氮效果的差异不显著(p0.05),因此确定B8强化水平潜流湿地系统的投菌周期为58 d。     

膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3，属于Ca基膨润土，BET表面积为50．83m^2／g。在恒温及恒定pH条件下，用静态吸附法研究了膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附特性，结果表明其较好地符合Lagergren二级吸附速率方程，对这3种离子的吸附速率为Pb^2＋〉Cu^2＋〉Cr^3＋。利用3种等温线方程对吸附过程进行拟合，发现利用Langmuir吸附等温方程计算的值与膨润土吸附Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋试验数据最为吻合。膨润土对3种金属离子的平衡吸附量为Cr^3＋〉Cu^2＋〉Pb^2＋。     

干粉菌剂保护剂对溶藻菌溶藻效果与稳定性能的影响

针对液体菌剂在使用过程中易受杂菌污染以及运输过程中存储不便等问题,选取蔗糖、甘油、谷氨酸钠、脱脂乳粉等4种常见材料做干粉菌剂保护剂,真空冷冻干燥条件下,以小麦粉作为载体,分析不同浓度保护剂作用下的活菌数量及冷冻干燥前后的活菌率变化,作为探究4种保护剂在干粉菌剂制备过程中保护作用与机理的依据.实验结果表明,浓度为10%蔗糖溶液、10%甘油溶液、4%脱脂乳粉溶液以及8%谷氨酸钠溶液做保护剂时活菌率最高、活菌数最大,蔗糖浓度为10%,冷冻干燥前液体菌剂中溶藻菌的数量约为9.65×10~9 CFU·mL~(-1),冷冻干燥后干粉菌剂中溶藻菌数量约为15.20×10~9 CFU·mL~(-1),溶藻菌成活率为157.51%,高于其他3种保护剂.整个溶藻过程大致持续8 d,在第8 d时,蔗糖作保护剂的菌剂溶藻率达96.04%,以甘油作保护剂菌剂溶藻率达96.11%,菌剂中含有谷氨酸钠和脱脂乳粉,溶藻率分别为94.14%和94.22%.蔗糖和甘油在菌体新陈代谢过程中对菌的保护能力较强,溶藻菌菌体数量多,成活率高,菌体稳定性好,溶藻效果比液体菌剂稍差.     

BAF反应器中氨化细菌的筛选与氨化特性分析

以BAF反应器中的生物膜为接种物,分离筛选得到2株氨化细菌,分别命名为A1、A2。通过形态学特征观察、生理生化特性分析及氨化性能进行表征,初步鉴定A1为变形杆菌属（Proteus）,A2为微球菌属（Micrococcus）。生态影响因子实验确定菌株氨化过程主要影响因素是温度、初始pH、投菌量。在30℃、初始pH值7．0,接种量5％的最佳运行条件下,A1、A2两株氨化细菌对有机氮分解效率分别达到86．91％、69．98％。所分离的2株氨化细菌对于高浓度有机氮工业废水的生物降解有一定的应用价值。